加工中心40刀刀库设计（链式刀库）【9张图纸】【优秀】【9张CAD图纸+毕业论文】

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中文摘要 Ⅰ

英文摘要 Ⅱ

第1章  绪论 1

  1.1 引言 1

  1.2 加工中心简介 1

    1.2.1 加工中心的发展简史 1

1.2.2 加工中心的结构组成 2

1.2.3 加工中心的分类 3

1.2.4 加工中心的主要优点 4

1.2.5 加工中心的发展趋势 4

  1.3 刀库 5

1.3.1 刀库简介 5

1.3.2 刀库的类型 6

第2章  刀库驱动电机的选定 10

  2.1 刀套线速度 10

  2.2 链轮参数确定 10

  2.3 根据负载转矩选电机 10

2.4 传动比分配 12

2.4.1 各轴转速 12

2.4.2 各轴功率 12

2.4.3 各轴转矩 13

第3章  刀库传动方式 14

  3.1 刀库传动方式设计 14

    3.1.1 蜗杆蜗轮传动 14

    3.1.2 链传动 20

第4章  轴的设计 22

  4.1 轴材料选定 22

  4.2 蜗杆轴设计 22

4.2.1 初步估算轴的最小直径 22

4.2.2 联轴器选定 22

4.2.3 确定轴承类型 23

4.2.4 初步估算蜗杆轴各段尺寸 23

4.2.5 蜗杆轴效核 23

  4.3 蜗轮轴效核 26

4.3.1 初步估算轴的最小直径 26

4.3.2 初步估算蜗轮轴各段的尺寸 26

4.3.3 蜗轮轴效核 27

第5章  轴承效核 30

  5.1 蜗杆轴承效核 30

  5.2 蜗轮轴承效核 30

第6章  刀库控制系统 32

  6.1 刀具的选择方式 32

6.1.1 顺序选择 32

6.1.2顺序选择 32

6.2刀具识别装置 33

6.3刀库控制系统设计 34

第7章  其它零部件设计 36

  7.1回零减速撞快尺寸计算 36

第8章  结论 38

参考文献 39

致谢 40

摘   要

以加工中心自动换刀装置中的刀库的设计与控制为背景，根据使用的场合和实际运用的要求，设计了相应的40刀的链式刀库，并且对它的控制进行了一定的研究。

论文首先对40刀刀库总体设计方案进行阐述，阐述其各部件的工作原理，然后就刀库的结构设计与控制分章节对各个部分进行计算与设计。

刀库的机构设计是研究的重点，传动部分为蜗杆蜗轮的减速装置，控制部分为刀库送刀机构，由PLC控制刀库的正反转。

关键词：加工中心，刀库，蜗杆蜗轮， PLC。

Abstract

 Take the machining center automatically trades in the knife installment the Tool magazine design and the control as a background, according to the use situation and the actual utilization's request, has designed the corresponding forty tool's chain Tool magazine, and has conducted certain research to its control.

The paper first carries on the elaboration to forty Tool magazine overall project design, elaborated that its various parts' principle of work, is divided the chapter on the Tool magazine 's structural design and the control to carry on the computation and the design to each part.

The Tool magazine's organization design is the research key point, the transmission part for the worm bearing adjuster worm gear's decelerating device, the control section delivers the knife organization for the Tool magazine, controls the Tool magazine by PLC the reverse.

Key words: Machining center, Tool magazine , worm bearing adjuster worm gear, PLC.

第一章  绪论

本章首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势，再具体到本次设计针对的刀库的任务要求，明确了本设计任务的主要内容。

1.1引言

1952年世界上出现了第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。1958年第一台加工中心问世，它将多工序（铣、钻、镗、铰、攻丝等）加工集于一身；适应加工多品种和大批量的工件；增加机床功能（自动换刀、自动换工件、自动检测等），使自动化程度和加工效率上了一个新台阶；使无人化（或长时间无人操作）加工成为现实。90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，数控加工中心在制造业得到越来越广泛的应用。目前国内企业生产制造的加工中心主要是面向生产领域，其结构复杂、精度高、封闭性强，价格昂贵。加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。

加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，受到世界各工业发达国家的高度重视，技术迅速发展，品种和数量大幅度增加，成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。

1.2加工中心简介

1.2.1 加工中心的发展简史

1952年世界上出现第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。它用易于修改的数控加工程序进行控制，因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性，容易适应加工件品种的变化，进行多品种加工。它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制，因为有更高的自动化程度和加工效率，大大改变了中小批量生产中普通机床占整个机械加工的状况。数控机床能实现两坐标以上联动的功能，其效率和精度比用手工和样板控制加工复杂零件要高得多。

1958年第一台加工中心在美国卡尼、特雷克（Kearney&Trecker）公司问世。现代加工中心的内容是什么？第一，它是在数控镗床或数控铣床的基础上增加自动换刀装置，可使工件在一次装卡中，能够自动更换刀具，自动完成工件上的铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等工序的数控机床。第二，加工中心上如果带有自动分度回转工作台或自动转角度的主轴箱，可使工件在一次装卡中，自动完成多个平面和多个角度位置的多工序加工。第三，加工中心上如果带有交换工作台，工件在工作位置的工作台上进行加工的同时，另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸，不影响加工的进行。

由上述可知，加工重心在加工的柔性、自动化程度和加工效率上，在一般数控机床的基础上又上了一个新的台阶，又是一次新的变革。

加工中心的定义是什么？目前世界上并无标准定义，但目前普遍认为是指：在工件一次装卡中，能够实现自动铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等多工序的数控机床。更为明确的说法是：加工中心就是自动换刀数控镗铣床。这就把加工中心与自动换刀数控车床或车削中心区别开来。