专用转塔车床转塔刀架部件设计【含CAD图纸、说明书】
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XXX大学 毕业设计（论文）文献综述文献综述题目 ：专用转塔车床转塔刀架部件设计 所在学院： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 合作导师： 日期： 2011 年 10 月 20 日目录第1章 引言11.1国外的发展状况11.2国内的发展状况11.3刀架的功能21.4发展的趋势21.5本章小结2第2章 刀架总体设计思路42.1 刀架转塔头设计42.2 刀架转塔滑座设计42.3 刀架滑座导轨的设计42.4 刀架总体方案设计4第3章 刀架液压系统的设计思路63.1 刀架进给传动系统63.2 液压系统设计6第4章 总结7参考文献87第1章 引言专用转塔车床，是一台采用多刀多工位的加工方法，实现自动循环的数控车床。它可以为某种零件的一个或多个固定加工工序服务的，因此它的加工对象比较单一、工艺分析具体，比普通机床简单，更适合零件的大批量生产。本机床运动性能是根据成批生产中加工中小型轴类和盘套类零件工艺特点而设计的，最适合加工带有多台阶盘套类锻铸零件。对于零件的内外沟槽内外端面切断外锥面以及钻扩铰孔攻丝均可在一次装夹中完成全部或大部分工序。 1.1国外的发展状况数控机床的上的转塔刀架是机床安放刀架提高机床工作效率的重要部分。数控机床的出现和发展已经有五十多年的时间了，这段时间中数控机床的取得了长足的发展。进入到21世纪后，随着科技的发展，尤其是微电子和计算机技术的进步，对数控机床提出的要求也越来越高。转塔刀架作为数控机床上的重要部件之一，也随着数控机床的发展一直处于更新换代中。美国、德国和日本等发达国家，一直对数控机床和转塔刀架等重要部件的发展作为其工业发展的战略地位1。世界上比较先进的数控机床的转塔刀架都是由欧美等工业强国设计生产的，比如德国的西门子，日本的FANUC公司开发了市场上所需的各种低、中、高档次的转塔刀架，其技术领先，产量居世界第一，同时占有国际市场的很大份额。1.2 国内的发展状况我国对转塔刀架的设计生产都是依赖于先进国家的，而且在产品性能方面跟国外具有一定差距，开发设计一种性能优秀的，有实用价值的转塔刀架，以适应市场，替代进口产品同时低价的数控车床转塔刀架，为国产机床工业发展作出贡献是非常重要的。车削加工中心是国际上非常前端的一种数控机床，可以用来进行多种工序加工，例如车削加工、钻削加工、铣削加工等。有关人士指出，数控机床的附件及其配套功能的附件是我国机械制造业“十五”计划重点发展的对象。虽然目前国内数控机床产品附件的研发从无到有，取得了非常显著的成绩，但与国外先进水平相比还是有着一定的差距。我国正在从工业大国向工业强国的方向发展，对数控机床转塔刀架的需求也越来越迫切。然而我国对转塔刀架的设计生产主要都是依赖于先进国家的，国内自己生产的刀架在质量和性能上都与国际上同类产品有着一定的差距。为确保国产数控机床产业的发展，就必须把数控机床附件产业尽快搞上去。因此加大数控机床附件行业科研和技术改进投入，使国产数控机床附件有一个大发展显得尤为重要。转塔刀架是数控机床附件中尤为重要的一个部件。1.3刀架的功能数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电(液)换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的主要特征。因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平。1.4发展的趋势目前数控刀架发展趋势是：随着数控车床产业的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动等方向发展。国内数控刀架主要以电动为主，又分为立式与卧式这两种。立式刀架有四、六工位这两种形式，主要用在简易的数控车床；卧式刀架则有八、十、十二等多种工位，可正、反方向的旋转，就近选刀，可用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有用液动刀架和伺服驱动刀架。对数控刀架的市场分析：国产的数控车床将在今后向中高档方向发展，中档采用一般的数控刀架配套，高档则采用动力型刀架，同时兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等新品种，近年来需求量会大幅增长。1.5本章小结转塔刀架的设计主要分为机械和液压两个部分。机械部分为本设计的主要部分，包括对转塔车床转塔刀架的设计；液压部分包括对液压系统的设计。在设计过程中，应该熟练的掌握对计算机的应用和各种画图软件，比如 Solid Works和CAD等。 随着科技的日新月异，现在产品对数控机床的要求也越来越高，一般的数控机床已经难以满足现代加工中一些零件对机床的要求。因此本次转塔道济的设计就是在保证产品质量的同时，以最经济的方法、合理利用设备，最大限度的缩短加工时间和辅助时间，提高了自动化程度，从而得到最大化的经济效益于社会效益。通过这一次设计积累一些实际经验，让我更加深了对自身专业知识的认识，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。第2章 刀架总体设计思路转塔刀架是转塔车床的重要部件之一，同时也是本次毕业设计的主要设计内容。转塔刀架上可以同时安装多把刀具，通过电液控制来实现自动循环。转塔刀架主要用于零件的钻、扩、铰孔、攻丝等加工。转塔刀架可自动顺序转位，进行自动走刀，依次参加切削等加工。2.1 刀架转塔头设计旧时的转塔机床都采用转台式自动换刀装置。本次设计的转塔机床的换刀采用转塔头式换刀装置。其转塔头的各面都具有专用刀具的安装孔，可以同时安装多把刀具。在加工过程中，可以根据零件的不同要求来跟换不同的刀具来进行加工，提高生产效率。转塔头在设计中拆装简单方便，降低了操作的难度，可以在必要的时候更换转塔头。为了提高转塔头在加工的效率，采用由液压驱动依次转位的方式，变换加工刀具。2.2 刀架转塔滑座设计转塔刀架的滑座是和转塔刀架的转塔头安装在一起的，转塔滑座按照导轨的方向运动。转塔头上安装的刀具在转塔滑座的提供的进给运动下，对零件进行加工，保证零件上的各个工序的完成。转塔滑座是由进给油缸提供动力进行运动，其行程是由定位鼓中的定位螺杆所控制的。滑座的合理设计能够保证机床的工作效率和加工零件的尺寸精度。2.3 刀架滑座导轨的设计 转塔刀架的滑座是沿其导轨运动的，因此导轨的设计对刀架的运动方式和方向有重要的作用。导轨的质量对机床刚度、加工精度和使用寿命具有很大的影响。作为机床进给系统的重要环节，数控机床的导轨比普通机床的导轨要求更高。希望其高速进给时不发生振动，低速进给时不出现爬行，领命度高，耐磨性好，可在重载下长期连续工作，精度保持性好等。2.4 刀架总体方案设计转塔刀架的进给运动主要分为两部分：立刀架沿着立刀架支架作上下的垂直进给运动和沿着床身作左右的纵向进给运动。转塔头装在转塔滑座，滑座可沿床身导轨作纵向进给运动，有进给油缸驱动。滑座移动行程由定位鼓中的螺杆控制。定位鼓端面上装有十个定位螺杆。砖塔头转一次位，经套、锥齿轮和轴使定位鼓也转一次位，以变换相应的定位杆。转塔刀架是由液压系统进行控制，加工循环结束后，床鞍退至床身末端，刀架进行转位。刀架转位时，油缸通过杠杆带动中心轴控制转塔头抬起，使刀架转过36。转位后，刀架由定位螺杆定位，转位油缸回油复位，至此转塔刀架转位结束。油缸中的活塞杆带动杠杆下移时，则杠杆下移时，则杠杆的左端，经中心轴将砖塔头抬起，使定位销离开滑座。此时，有拨叉将离合器与齿轮端面齿啮合，再由油缸中的和齿轮相啮合的活塞齿条作往复运动，经齿轮、离合器、花键套、盖带动转塔头转位或作反靠定位。转位和定位完毕后，活塞杆上升，由杠杆和中心轴等夹紧转塔头。若杠杆右端挡块压下微动开关时，发出讯号，使滑座进给和主轴转动作切削加工。转塔车床的刀架是转塔车床比较重要的部分之一，它由转塔头、转塔滑座、定位螺杆、油缸等部件组成。其中转塔头和转塔滑座是最为重要的零件，转塔刀架可以安装十多把刀具，每次完成一个工具后可以顺序转位，刀具按顺序自动参与加工活动，从而提高机床的加工效率。对于一些精度要求高的零件，转塔刀架的加工方式有所不同。一般转塔刀架先退刀，然后应先微抬，使刀尖不擦伤工件表面。并且转塔刀架纵向进给行程由定位鼓上的定位螺杆精确控制。定位鼓端面上装的十个定位螺杆与刀架上十个刀具互相对应，当刀架转位时，定位鼓由轴端齿轮传动，也作相应的转位。在零件的加工中转塔刀架在液压系统的控制下实行自动循环。转塔刀架自动循环为：滑座快进工进快退转塔头松开和抬起转塔头转位转塔头反靠定位转塔头夹紧。转塔刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力，同时要保证转塔刀架在每次转位的重复定位精度。第3章 刀架液压系统的设计思路进给传动系统的工作原理是以液体作为工作介质，利用液体的压力能来传递动力和运动的。在液压系统工作时，必须对油液进行方向、流量和压力的控制与调节，以适应工作部件对方向、速度和力的要求。液压系统是机床实现进给运动和辅助运动（快进、快退、分齿等）的主要装置，一般采用机械、液压或者电气等传动方式。转塔刀架的进给运动是机床的基本运动之一，对于零件的加工质量和生产效率都有直接的影响。对于有一定加工范围的机床，其进给运动还要求能够变速，以适应不同的工艺要求。当进给量级数较多时，通常采用等比数列作为进给量系列。进给运动同主运动相比，其特点主要是功率和速度都很低，而且大多以直线运动为主。转塔车床的上的进给传动运动主要分为两部分：立刀架沿着立刀架支架作上下的垂直进给运动；转塔刀架沿着床身作左右的纵向进给运动。3.1 刀架进给传动系统转塔刀架的进给传动系统主要由进给油缸、活塞杆、转塔刀架等组成。3.2 液压系统设计液压系统是机械设备的一种动力装置，因此，它的设计是整个机床设备的一部分，必须与刀架的设计联系在一起同时进行。一个完整的液压系统主要由动力装置、执行装置、控制与调节装置、辅助装置和传动介质组成。液压传动也机械传动相比，在同等体积下，液压装置能产生更大的动力。在同等功率下，液压装置的体积小、重量轻、结构紧凑，具有更大的功率密度；在液压传动装置中，由于油液的不可压缩性，依靠油液的连续流动进行传动，且油液有吸振能力，在油路中还可以设置液压缓冲装置，估传动十分平稳，易于实现快速启动、制动和频繁的换向。液压缸和液压马达能够在长期高速状态下工作不会过热，同时采用了很多安全保护措施，能自动防止过载。第4章 总结机床的设计主要是在原有的普通机床上进行改进，对其液压系统、转塔刀架以及机床床身进行改进设计。其优点是降低了机床的设计成本，更加便于维修，同时能够更好的适用于生产实践，对一些比较复杂的专业零件也可以加工，满足其加工精度的要求。本文主要设计的内容不要包括转塔机床的机械部分和液压系统传动部分。机床的机械部分主要是对其转塔刀架的结构设计，其主要由转塔头、转塔滑座、转塔导轨以及其他辅助元件组成。在设计过程中运用了类比的设计方法和大胆组合设计创新方法，改善了转塔车床加工零件的精度。该机床的传动方式采用机械传动与液压传动相结合的方式实现了加工过程的自动化，提高了机床的工作效率。参考文献1 戴曙. 金属切削机床设计M. 北京：机械工业出版社，2001.2 吴忠泽主编. 机械结构设计M. 北京：机械工业出版社，1988.3 苏弗明.王恒贵，新斋合译. 转塔车床的构造和调整M.北京：机械工业出版社，1958,10.4 李洪. 机械加工工艺手册M. 北京：北京出版社，1991.5 濮良贵，纪名刚. 机械设计M.8版.北京：高等教育出版社，2006.5.6 盛晓敏，邓朝晖先进制造技术M北京：机械工业出版社，20027 李洪实用机床设计手册沈阳：辽宁科学技术出版社，1999.18 孙恒，陈作模机械原理北京：高等教育出版社，2000.89 陈立德机械设计基础北京：高等教育出版社，(2005重印）10 王海龙，闫秦川，姚敬博. CK3263A数控转塔车床改造
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