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加工 中心 自动 系统 设计 盘式 全套 cad 图纸

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本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师职称所在院（系）机械与动力工程学院教研室（研究室）机械设计研究室题目加工中心自动换刀系统设计（盘式）刀库设计学生姓名专业班级学号一、选题质量（主要从以下四个方面填写1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求；2、题目难易程度；3、题目工作量；4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度）本次选择的设计题目是加工中心自动换刀系统刀库设计，内容涉及到了刀库的总体方案的确定，还有一些机械零件和机械结构的设计计算与校核，与专业课紧密联系，符合专业培养目标。在设计工作中，需要对所学知识综合的加以运用，使之能够熟练应用有关参考资料、计算图标、手册；熟悉有关的国家标准，体现了综合训练的要求。工作量大，课题与生产加工紧密相关，与生产，经济，社会的结合紧密，选题质量较高。2二、开题报告完成情况从适合实际工作环境出发，确定了明确的课题设计方向；并对加工中心自动换刀的刀库在换刀时候常出现的问题进行了一定的研究。已经开始对课题进行设计计算，并有了突破性的进展，设计过程已经快速的展开，并确定了工作的方法与内容；同时，已完成了相关资料的查阅，对课题有了总体的分析，开题报告顺利完成。三、阶段性成果在设计初期，查阅了大量关于加工中心自动换刀系统刀库的资料，包括去图书馆查阅资料、网络上搜集相关的技术数据等，对加工中心自动换刀系统的结构原理、工作方式，换刀的原理、工作形式及其刀具的种类和结构，以及刀库的选刀控制方式有了进一步的了解和掌握。因此，在刀库总体设计阶段花费了大量的时间来搜集资料、思考、寻求老师的指导，经过老师的指导和我了解的一些情况，对刀库总体设计有了初步方案，具体的详细设计将在后续工作中详细完成。同时通过这段时间的不断学习和研究，培养了我的开发和设计能力，提高了综合运用所学知识和技能去分析、解决实际问题的能力，而且提高了我独立思考问题的能力和计算机实际操作水平。四、存在主要问题在前期的设计过程中存在很多问题由于以前实习没有见过加工中心，而图书馆和上网搜集的关于这方面的资料有比较少，这就使我在对其总体结构显的捉襟见肘，不知该如何下手。解决方法是多上网查关于这方面的资料，并到校工厂多看了解一下其他机床的结构，以作参考。还有就是对于转位工作台的机械系统设计不知该有哪种结构形式。这一问题的解决方法是多查资料，多向指导老师请教，综合比较，以选取合理的方案。再者就是我用绘图工具绘图还不够熟练。解决方法是多练习，遇到问题时及时向会的同学或者老师请教，以提高自己的绘图技能。3五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师（签名）年月日4本科毕业设计（论文）开题报告题目名称加工中心自动换刀系统设计（盘式）刀库设计学生姓名专业班级学号一、选题的目的和意义加工中心（MACHININGCENTER,MC）是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通信诊断、刀具和编程技术的高科技产品。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床3倍4倍，所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。1958年，美国卡尼，特雷克（KEARNEYTRECKER）公司首次把铣、钻、镗等多种工序集中于一台数控机床上，通过换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。该产品出现后，销路惊人，引起了日、德、美、英、法、意等先进工业国家的高度重视，竞相开发生产，不断扩大和完善机床的功能，成为数控机床中发展最快、需求量最大的商品之一。如今，世界上出现了立式、卧式、龙门式、落地式等各种加工中心，据不完全统计，大约有1000多个品种规格。未来加工中心的发展动向是高速化、进一步提高精度和愈发完善的机能。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，我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远不能适应我国经济、技术发展的需要。随着我国工业的不断发展，推动了模具制造业、机械加工业的巨大发展，使得数控机床的使用越来越普遍，而加工中心更是以其高自动化程度得到广泛应用。然而，目前市场上生产和销售的都是以大、中型的加工中心为主，小型加工中心几乎是空白，而机械加工业、小型模具的制造、工科院校、技工学校等对小型加工中心存在着大量的需求。为加速我国加工中心的发展，需进一步加强对加工中心的研究、设计、制造和应用。2二、国内外研究综述在加工中心中，刀库和机械手组成自动换刀装置（AUTOMATICTOOLCHANGER,简称ATC），而自动换刀装置的好坏，将直接影响加工中心的好坏，从目前情况看，加工中心的主机部分基本定型，变化不大，但自动换刀装置种类繁多，五花八门，是最难搞好的部分。它是加工中心的象征，又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速、可靠性高的自动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益，正因为自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手这部分更是如此。刀库的形式和容量主要是为满足机床的工艺范围，目前常见的刀库类型如下（1）盘式刀库此刀库结构简单，应用较多。此换刀装置的优点是结构简单，成本较低，换刀可靠性较好，缺点是换刀时间长，适用于刀库容量较小的加工中心上采用。（2）链式刀库此刀库结构紧凑，刀库容量较大，链环的形状可根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀，能充分利用机床的占地空间，通常为轴向取刀，位置精度较低，造价也较高。（3）格子箱式刀库结构紧凑，刀库空间利用率高，换刀时间较长。布局不灵活，通常刀库安装在工作台上，应用者较少。（4）直线式刀库刀库容量少，一般在十几把左右，多用于自动换刀数控车床，钻床上也有采用。目前常见的换刀机械手类型有单臂单手式机械手结构较简单，换刀各动作均需顺序进行，时间不能重合，故换刀时间较长。双手式机械手向刀库还回用完的刀具和选取新刀，均可在主轴正在加工时进行，故换刀时间可较短。回转式单臂双手机械手这类机械手可以同时抓住和拔、插位于主轴和刀库里的刀具。与单臂单手式机械手相比，可以缩短换刀时间。应用最广泛，形式也较多。多手式机械手使用者较少。3三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法1、咨询导师，查阅有关文献和资料，掌握加工中心的基本结构、工作原理。2，总体方案确定。3、换刀机械手的结构设计。4、传动部分设计。5、机械手换刀过程。6、绘制装配图、零件图，完成设计说明书。四、主要参考文献与资料获得情况1机床设计手册编写组机床设计手册（第三册）北京机械工业出版社，19862廉元国，张永洪编加工中心设计与应用北京机械工业出版社，19953依兰欧克拉，比京克数控平面加工中心轮式刀库自动换刀装置的设计成都纺织高等专科学校学报，20004沙杰编加工中心结构、调试与维护北京机械工业出版社，20035王爱玲主编现代数控机床北京国防工业出版社，20036林宋，田建君编现代数控机床北京化学工业出版社，20037曹秋霞，马国亮小型立式加工中心圆盘式刀库的设计机电产品开发与创新，20058向金林TH7130立式加工中心自动换刀系统的设计装备制造技术，20069黄泽正，刘冲，陈志辉加工中心自动换刀装置的设计机械工程与自动化，200710陈芳，李继中盘式刀库加工中心自动换刀系统控制机械设计与制造，200711蔡厚道数控机床构造北京北京理工大学出版社，20074五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）第14周毕业实习，收集资料，完成开题报告。第58周完成实习报告，总体方案设计，初步完成设计计算，外文翻译。第913周完成总装图和零件图的绘制和设计说明书。第1415周修改和完善，准备毕业答辩。1目录摘要3绪论11引言111加工中心简介1111加工中心的发展简史1112加工中心的结构组成3113加工中心的分类4114加工中心的发展趋势82刀库的类型1121刀库的类型1222刀库的结构与传动1523刀库驱动电动机的选定18231按负载转矩选18232按加速时的最大转矩选20233校验21234分配传动比213刀库传动机构的设计2231初定刀套线速度2232刀库传动方式2241轴的材料3042蜗杆轴的初步估算30421初步估算轴的最小直径30422选择联轴器31423确定滚动轴承的类型32424初步估计蜗杆轴各段的尺寸3243蜗轮轴的初步估算33431初步估算轴的最小直径33432确定轴伸处的最小直径34433确定滚动轴承的类型34434初步估计蜗轮轴的各段尺寸3544轴径的设计与校核35441蜗杆轴35442蜗轮轴的计算4225轴承的校核4851蜗杆轴4852蜗轮轴486其它零部件尺寸的设计与计算5061回零减速撞块尺寸的计算5062刀盘与刀套的设计51621刀套51622刀盘5263刀具（刀座）识别装置527液压系统的设计5471液压缸的载荷组成和计算5472液压缸内径以及其它尺寸的确定54721计算液压缸的主要结构尺寸55722油缸壁厚的计算56723缸底厚度计算5773油缸长度L的确定5874液压系统初步设计588PLC控制609结论6310致谢65参考文献663摘要刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具体结构对加工中心的设计有很大影响。16刀刀库是在小型加工中心应用最为广泛，根据使用的场合和实际运用的要求，设计了相应的16刀的圆盘式刀库，并且对它的控制进行了一定的研究。论文首先对16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。刀库的结构设计是本文研究的重点，传动部分为蜗杆蜗轮的一种减速装置，对于该装置中的蜗杆、蜗轮以及相关的轴都进行了详细的计算控制部分为刀库送刀部分，由液压控制和PLC控制完成。关键词加工中心，刀库，蜗杆蜗轮，液压，PLC。4ABSTRACTTOOLSTORAGEISONEOFTHEMAINCOMPONENTSOFTHEAUTOMATICALLYTRADINGKNIFEINSTALLMENTITSCAPACITY,POSITIONANDSTRUCTUREHAVEGREATINFLUENCETOTHEDESIGNOFTHEMACHININGCENTRE16TOOLTOOLSTORAGEISWIDELYUSEDINTHEMACHININGCENTREBASEDONTHESITUATIONANDREQUIREMENTTHE16TOOLUSED,THEDISCSTYLETOOLSTORAGEOFTHE16TOOLISDESIGNEDANDSOMERESEARCHABOUTITSCONTROLISMADEINTHISPAPERTHEPAPERILLUSTRATESTHEDESIGNPROJECTOFTHE16TOOLTOOLSTORAGEFIRSTLY,ANDTHENEXPLAINSITSOPERATIONPRINCIPLE,ANDATLASTCALCULATESANDDESIGNSTHESTRUCTUREANDCONTROLOFTHETOOLSTORAGESEPARATELYBYCHAPTERSTHEDESIGNOFTHESTRUCTUREOFTHETOOLSTORAGEISTHEKEYPOINTOFTHISRESEARCHDRIVINGP