数控车床工位自动回转刀架结构设计范本(DOC 30页)
数控车床自动回转刀架机电系统设计
摘要自动回转刀架是数控机床的重要组成部分,它有效地提高了劳动生产率,缩短了生产预备时刻,消除人工误差提高加工精度和加工精度的一致性等。
然而传统的一般车床换刀的速度慢、精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要。
因此为了提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件必须对自动回转刀架进行改进。
本文对数控车床自动回转刀架的机电系统的相关内容进行分析,研究数控车床刀架的组成和工作原理,对一般机床的换刀装置进行改进,使该装置具有自动松开、转位、周密定位等功能。
此次要紧完成自动回转刀架的机械部分和电气部分的设计。
机械部分为对其组成的各个机械部件进行计算与选用,电气部分为编制刀架自动转位操纵软件。
设计的数控換刀装置功能更强,换刀装置通过刀具快速自动定位,能够提高数控车床的效率,缩短加工时刻;同时其可靠性更稳定,结抅简单。
关键词: 自动回转刀架,换刀装置,机电系统,电气操纵Design of automatic turret mechanical and electrical systemof CNC lathesAbstractThe automatic turret is an important part of CNC lathe. It improved labor productivity and shorten the production time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of precision. Though conventional ordinary lathe tool change slowly, low accuracy, low productivity. It cannot adapt to the needs of modern production. Therefore, we must be improved the automatic turret in order to increase productivity, improveproduct quality and improve working.This rotary tool holder for CNC lathe electrical and mechanical systems related content study, study the composition and working principle of CNC lathes turret and improve the tool changerthe of general machine tools, so that the device has an automatic release, transfer, precision positioning and other functions. This time we should completion of the design of a utomatic turret’s the mechanical parts and electrical parts. Mechanical part is composed of various mechanical calculation and selection of parts, electrical parts is preparation of the turret automatically transfer of the control software, automatic indexing turret. Design of more powerful CNC tool changer, tool changer quickly through the automatic positioning tool can improve the efficiency of CNC lathes and shorten the processing time; while its reliability is more stable, the structure is simpler.Keywords: Automatic turret Tool changerElectro-Mechanical Systems Electrical control目录1绪论 (1)1.1自动回转刀架的设计背景 (1)1.2自动回转刀架的市场分析 (2)1.3设计自动回转刀架的意义 (2)2自动回转刀架总体设计 (3)2.1总体方案的确定 (3)2.2减速机传动机构的确定 (4)2.3刀体锁紧与精定位机构的确定 (5)2.4抬起机构的确定 (5)3自动回转刀架机械部分设计 (6)3.1自动回转刀架的工作原理 (6)3.2蜗轮及蜗杆的设计及校核 (8)3.2.1蜗杆的选型 (9)3.2.2蜗杆副的材料 (10)3.2.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (10)3.3蜗轮及蜗杆的要紧参数与几何尺寸 (12)3.4螺杆的要紧参数与几何尺寸 (14)3.4.1螺杆的设计计算 (14)3.5蜗杆轴的设计 (15)3.5.1蜗杆轴的材料选择,确定许用应力 (15)3.5.2按扭转强度初步估算轴的最小直径 (15)3.5.3确定各轴段的直径和长度 (16)3.5.4蜗杆轴的校核 (17)3.6蜗杆轴的轴承选用 (21)4自动回转刀架电气部分设计 (22)4.1硬件电路设计 (22)4.2操纵软件设计 (25)4.2.180C31单片机及其引脚讲明 (26)4.2.2 静态存储器6264的特性 (28)4.2.3 2764只读存储器的特性 (28)4.2.4 可编程并行I/O接口芯片8255的特性 (29)5结论 (33)6致谢 (34)7 .............................................. 参考文献35附录:转配图A0图纸一张、零件图A1、A2各五张(上刀体图、下刀体图上圆盘图、下圆盘图、刀架电气图、蜗轮、蜗杆图、螺杆图、空心轴图、发信盘图)1绪论1.1自动回转刀架的设计背景经济型数控是我国80年代科技进展的产物。
自动回转刀架设计
自动回转刀架设计1 绪论1.1. 国内发展情况我国的刀架生产还处在发展阶段,品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程,远远没有达到成熟。
基本上采用传统材料和传统,加上部分外购配套件的可靠性较差造成产品整体的可靠性与外国的差距。
1.2. 国外发展情况国外数控机床附件产品的开发应用比较早,经验丰富,再由于技术进步,新材料,新结构的不断出现与应用,使得其产品的可靠性比较高。
国外主要分为日本和欧美两大流派。
其产品的特点是夹紧力大,采用专用电机,体积小,转矩大,可靠性高,耐磨,可靠性较高。
比如,日本日研公司部分回转刀架的核心部件蜗杆副,蜗轮采用氮化钢,齿部表面采用氮化处理,硬度高;蜗杆为硬质合金蜗杆;整个蜗杆副为硬齿面接触,耐磨。
既实现了高速又保证了高可靠性。
还有德国的肖特(SAUTER)、意大利的杜普洛马蒂克(DUPLOMATIC)和巴鲁法迪(BARUFFALDI)等,他们都有自己的系列、规格和专利。
像肖特(SAUTER)的刀架,采用行星传动机构,其结构紧凑,传动方向均为同一方向,没有像蜗杆副的降速机构的交叉轴设计,易于一体化布置。
采用牙嵌式齿行离合器的升起和加紧,空行程转角、小效率高,且自锁功能可靠。
其控制部分大都与机床一起采用CNC控制,目前国际比较好的系统有西门子,法拉克,三菱等。
1.3. 结构组成与动作循环典型的数控转塔刀架一般有动力源(电极或油缸,液压马达)、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台(刀盘)、动力刀座等组成。
数控转塔刀架的动作循环为:T指令(换刀指令)?刀盘放松(抬起)?转位?刀位检测?预分度?精确定位?刀具锁紧?结束,答复信号。
1.4. 技术性能与发展趋势数控转塔刀架的技术发展很快,现正逐步形成标准定型产品。
我国数控转塔刀架标准草案中所规定的主要技术性能如下:陕西科技大学毕业设计说明书21.4.1. 精度定位精度要求高,一般要求工位目标位置重复定位精度在4\―10\,刀槽的工作位置定位精度在0.03-0.05mm。
C6136数控车床回转刀架的设计
郑州雨辰学院本科生毕业设计说明书题目:C6136数控车床回转刀架的设计指导教师:职称:学生姓名:学号:1334095854专业:机械设计制造及其自动化院(系):机电工程学院答辩日期:20 年6月4日20 年5月31日摘要数控机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。
而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。
它有很多优点,例如:可以在同一机床上通过一次装夹来完成多个操作,提高了生产效率等。
总体方案的设计:本设计主要是对C6136数控车床回转刀架进行设计,即以回转刀架为研究对象,对其机械部分和控制部分进行设计,选用的是六工位的刀盘和端面齿盘定位。
在机械部分设计中,首先对原有数控机床进行测绘,确定数控车床回转刀架的尺寸参数。
根据轴上所承受的需要请咨询学号数字企鹅力与强度设计出合理的蜗轮蜗杆和砖塔轴。
传动部分由液压驱动,在减速装置传动后带动蜗杆,再由蜗轮带动转塔轴旋转,端面齿盘和转塔轴链接,其上边有鼠牙盘,作用是脱齿分离、换刀、合齿定位。
而在控制系统设计过程中,根据数控机床的应用及PLC的编程方法对回转刀架进行编程设计从而对梯形图进行调试。
在整体的设计过程中要依据所学的理论知识和实践技能设计出合理的并满足加工要求的六工位回转刀架,能够有效提高原有机床的加工精度和生产效率,降低工人的劳动强度。
关键词:数控车床回转刀架自动换刀PLC编程AbstractCNC machine tools is according to contain machine tool (cutter) movement information program automatically perform specified order operation process. And the computer numerical control machine tool is the numerical control machine tool in computer work under surveillance. It has many advantages, such as: can be on the same machine done through a clamping multiple operations, improve the production efficiency, etc.Overall scheme design: This design is mainly the design of C6136 rotating turret lathe, namely to rotary tool holder as the research object, the mechanical part and control part of the design, selection of six position of cutter head and face gear disk location. In the design of mechanical parts, first of all, the original CNC machine tools to determine the size of the NC lathe. According to the axial force on the strength and design of worm gear and shaft reasonable pagoda.Transmission part is composed of a hydraulic drive and gear reducer to drive the worm and tower axis of rotation, face rat tooth disc and turn turret axis links further driven by the turbine to, at the top with mouse tooth disc, the role is separated tooth, tool change, tooth positioning. In the control system design process, according to the application of CNC machine tools and PLC programming method of rotary tool for programming the ladder diagram for debugging. In the overall design process to be reasonable and meet the processing requirements of the six station rotary tool based on what they have learned the theoretical knowledge and practical skills design, can effectively improve the processing precision and the production efficiency of the original machine, reduce the labor intensity of the workers.Key word: CNC lathe turret automatic tool change PLC programming目录1 绪论 (1)1.1 数控机床的发展 (1)1.2 数控刀架的发展趋势及方向 (1)2 设计的任务及要求 (3)2.1 C6136刀架数控改造设计的任务 (3)3 刀架改造的方案确定 (4)3.1 设计参数的确定 (4)3.2 改造方案的确定 (4)4 六工位刀架的改造设计 ................................................................. 错误!未定义书签。
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()任务书指导教师签字:院长(系主任)签字:1、选题的目的意义数控机床是多品种小批量生产的高效自动化的技术群体, 它是把多工序加工、切刀具磨损和测量等各种功能集为一体的自动化机床。
随着科学技术的迅猛发展, 数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。
其中数控回转刀架是数控车床的重要部件之一,刀架用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
它在一定程度上标志着数控车床的技术水平,并且与加工精度和生产效率密切相关。
因此,国内外都在不断地提高数控回转刀架的重复定位精度和换刀速度,以适应高质量、高效率生产的要求。
目前具有世界先进水平的数控车床,其换刀速度已达到1s 以内,重复定位精度可保证小于0.002mm。
随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
德国Sauter(肖特)公司的产品的性能指标较高,代表数控车床用转塔刀架的发展前景,具体表现在:(1)刀架转位时间最短,且转位准确。
数控刀架作为数控机床必需的功能部件,直接影响机床的性能和可靠性,是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有转位快,定位精度高,切向扭矩大的特点。
它采用蜗杆传动,上下齿盘啮合,螺杆夹紧的工作原理。
(2)刀架定位精度高、动作迅速、稳定可靠。
因为数控机床的切削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置。
由于在加工过程中刀尖位置不进行人工调整,因此,转塔刀架在结构上必须有足够的强度和刚性,以及合理的定位结构,以保证转塔刀架在每一次转位之后,都具有尽可能高的重复定位精度。
Sauter公司产品正是满足了这一要求, 才使其能够承受粗加工时的切削抗力同时满足各种精密加工的要求。
(3)可多刀夹持,双向转位和任意刀位就近选刀。
(4)应用范围广,维修方便等特点。
2、国内外研究综述目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种,主要用于简易数控车床。
卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
数控车床4工位自动回转刀架结构设计
目录目录----------------------------------------------------------------1第1节自动回转刀架总体设计--------------------------------------------------------------2概述-----------------------------------------------------------2数控车床自动回转刀架的发展趋势--------------------------------------------------2自动回转刀架的工作原理-----------------------------------------3第2节主动传动部件的设计计算-----------------------------------------------------------5蜗杆副的设计计算------------------------------------------------5轴承的选用------------------------------------------------------7第3节刀架体的设计-------------------------------------------------8第4节控制系统的选择-----------------------------------------------8单片机的工作原理------------------------------------------------9刀架控制流程图--------------------------------------------------10第5节结论---------------------------------------------------------12参考文献------------------------------------------------------------14第3章刀架体的设计------------------------------------------------24第4章结论--------------------------------------------------------25致谢-----------------------------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------------------27附件清单-------------------------------------------------------------28摘要数控车床今后将向中高当发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。
数控车床自动回转刀架的控制设计
目录第一章引言 (1)1.1概述 (1)1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势 (1)1.3刀架的设计准则 (2)第二章数控车床自动回转刀架的设计 (3)2.1数控车床刀架应满足的要求 (3)2.2刀架的工作原理 (6)2.3步进电机的选用 (7)2.4蜗杆及蜗轮的选用与校核 (8)2.5蜗杆轴的设计 (10)2.6蜗轮轴的设计 (17)2.7中心轴的设计 (18)2.8齿盘的设计 (20)2.9轴承的选择 (23)第三章PLC控制单元设计 (26)3.1PLC与工业控制计算机(IPC)和集散控制系统(DSC)的比较 (26)3.2控制电路硬件接线图 (27)3.3PLC控制流程图 (31)总结 (32)参考文献 (33)第一章引言1.1 概述数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
刀架用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上,刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展,刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
其中,带刀库的数控加工中心自动换刀装置自1958年研制成功以来,其机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置时加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势数控刀架的发展趋势是:随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式(如图1-1)和卧式(如图1-2)两种。
立式主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外,卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。
数控车床自动回转刀架机电系统设计说明书
目录1、引言 (2)2、主要工作过程 (2)3、总体结构设计 (3)3.1 电动机的选择 (3)3.2 减速传动机构的设计 (3)3.3 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (3)3.4 刀架抬起机构的设计 (4)4、自动回转刀架的工作原理 (4)5、主要传动部件的设计计算 (6)5.1 蜗杆副的设计计算 (6)5.1.1 蜗杆的选型 (6)5.1.2 蜗杆的材料 (7)5.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (7)5.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 (8)5.1.5 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 (9)5.1.6 验算效率 (10)5.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 (10)5.1.8 蜗杆的结构设计 (10)5.2 螺杆的设计计算 (13)5.2.1 螺距的确定 (13)5.2.2 其他参数的确定 (13)5.2.3 自锁性能校核 (14)6、电气控制部分设计 (14)6.1 硬件电路设计 (14)6.1.1 收信电路 (14)6.1.2 发信号电路 (14)6.2 控制软件的设计 (15)数控车床自动回转刀架机电系统设计摘要:本设计以 C616 或 C6132 经济型数控车床的四位的卧式自动回转刀架为研究对象,从该刀架的总体结构、主要传动机构、主要传动部件、硬件电路和控制程序等方面进行了设计。
并在文中给出了详细的关于传动零件的设计计算。
关键词:数控、四工位、卧式刀架、自动回转、定位1、引言数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工,缩短辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,必须带有自动回转刀架,数控车床上的回转刀架是一种简单的自动换刀装置。
传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要。
而目前我国有大量多年积累使用的通用的机床,要在几年内更新换代,不论是在资金上还是经济效益上都是不可行的,所以对其进行半自动化改造显得重要和迫切。
而普通车床的数控改造既经济又快捷,是符合我国国情的。
数控车床数控回转刀架图
毕业设计(论文)任务书1. 毕业设计(论文)的目的:运用制图软件对数控车床数控回转刀架进行测绘熟悉数控车床数控回转刀架内部结构掌握数控车床数控回转刀架的设计2.毕业设计(论文)任务的内容和要求(包括原始数据、技术指标、工作要求等):1、对数控车床数控回转刀架进行测绘(需要进行解体测绘)3、将造型完成部件进行装配,完成刀架装配拓展功能:(发挥部分)使用UG运动仿真进行运动仿真运用4、上交光盘PRT文件,任务书,进度表主要参数:(单位:mm)刀架底座:170*166*50旋转托盘:146*126*32(其他参数另附图纸)3.参考文献:《机械设计教程》机械工业出版社《数控机床使用说明书》数控机床实验室资料以及网上相关资料查询4.毕业设计(论文)进度计划教研室审核意见:主任年月日一、对虚拟制造的认识:际上有代表性的文献,对虚拟制造给出如下定义:虚拟制造是实际制造过程在计算机上的本质实现,即采用计算机仿真与虚拟现实技术,在计算机上群组协同工作,实现产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验,以及企业各级过程的管理与控制等产品制造的本质过程,以增强制造过程各级的决策与控制能力。
可以看到,“虚拟制造”虽然不是实际的制造,但却实现实际制造的本质过程,是一种通过计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题,提高人们的预测和决策水平,使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地,发展到了全方位预报的新阶段。
虚拟现实(Virtual Reality)技术是使用感官组织仿真设备和真实或虚幻环境的动态模型生成或创造出人能够感知的环境或现实,使人能够凭借直觉作用于计算机产生的三维仿真模型的虚拟环境。
基于虚拟现实技术的虚拟制造(Virtual Manufacturing)技术是在一个统一模型之下对设计和制造等过程进行集成,它将与产品制造相关的各种过程与技术集成在三维的、动态的仿真真实过程的实体数字模型之上。
数控车床工位自动回转刀架结构设计
数控车床工位自动回转刀架结构设计随着制造业的快速发展和智能制造的推广,数控车床在加工工件时,对于自动化水平的要求越来越高。
作为数控车床的重要组成部分,刀架的设计和制造直接影响到加工效果和加工质量。
本文将从数控车床工位自动回转刀架结构设计入手,探讨刀架的设计和发展。
1.自动回转刀架的组成结构数控车床工位自动回转刀架主要由底座、回转架、定位机构、刀具柄和传动机构构成。
其中,底座是整个刀架的主体部分,主要承载回转架和定位机构;回转架是刀架的核心组件,通过底座和传动机构实现回转;定位机构是使刀具的位置精确定位的部件,其在回转架上,可以方便地完成刀具的切换和调整;刀具柄是刀具与刀架的连接部分,传递切削力,完成切削动作;传动机构用于控制回转架的转动,具有稳定性和准确性等特点。
2.自动回转刀架的控制系统自动回转刀架采用数控技术进行控制,通过数控系统实现底座和回转架的精确定位和调整。
在使用过程中,可以根据需要进行切换和调整,实现多种加工方式的转换。
同时,数控系统还可以实现自动换刀和排布切削等功能,提高生产效率和品质。
3.自动回转刀架的发展趋势随着自动化技术的不断创新和应用,自动回转刀架的发展也日益向智能化、自动化方向发展。
多刀位刀架、柔性制造单元等新技术的应用,使刀架能够适应更加个性化和定制化的生产需求,为加工行业带来了很大的便利。
同时,自动化控制系统和机器视觉技术等的应用,使刀架在操作和控制方面得到了进一步的提升,为加工行业发展带来了新的机遇和挑战。
综上,数控车床工位自动回转刀架的设计和制造,是制造业向自动化、智能化转型的重要一步,对于提高生产效率和保证产品质量都具有重要意义。
未来,随着技术的不断发展和创新,自动回转刀架的应用前景将更加广阔,也将为制造业发展带来更大的贡献。
数控车床自动回转刀架机电系统方案设计书
1.4 小结对数控车床自动回转刀架的机电系统进行研究和设计,并通过对四工位刀架的设计,分别加强对其组成部分即机械总体结构、工作原理的认识。
数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置,自动回转刀架是在一定的空间范围内,能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。
对于自动回转刀架,根据装刀数量的不同,自动回转刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。
根据安装的不同方式,自动回转刀架可分为立式和卧式,而根据机械定位方式不同,自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等,其中端齿盘定位型换刀时需要将刀架抬起,换刀速度较慢且密封性差,但其结构简单。
三齿盘定位叫免抬型.其特点时换刀时刀架不用抬起,因此换刀速度快且密封性好,但其结构复杂。
自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,为保证转位之后具有髙的重复定位精度,自动回转刀架还需要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。
自动回转刀架的自动换刀由控制系统和驱动电路来实现的。
2 总体结构设计2.1 电动机的选择[2][3][4]电动机选择三相异步电动机,额定功率为80W,额定转速为1440r/min。
2.2 减速传动机构的设计[1]由于三相异步电动机的转速太快,不能直接驱动刀架进行换刀,必须经过适当的减速。
根据立式转位刀架的结构特点,采用蜗杆副减速是最佳选择。
蜗杆副传动可以改变运动的方向,获得较大的传动比,保证传动精度和平稳性,并且具有自锁功能,还可以实现整个装置的小型化。
2.3 上刀体锁紧与精定位机构的设计[5]由于刀具直接安装在上刀体上,所以上刀体要承受全部的切削力,其锁紧与定位珠精度将直接影响到工件的加工精度。
本设计上刀体的锁紧与定位机构选用端面齿盘,将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。
当刀架处于锁紧状态时,上下端面齿相互啮合,这时上刀体不能绕刀架的中心轴转动;换刀时电动机正转,抬起机构使上刀体抬起,等上下端面齿脱开后,上刀体才可以绕刀架中心轴转动,完成转位工作。
自动回转刀架设计
1 绪论1.1. 国内发展情况我国的刀架生产还处在发展阶段,品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程,远远没有达到成熟。
基本上采用传统材料和传统,加上部分外购配套件的可靠性较差造成产品整体的可靠性与外国的差距。
国内部分刀架回转原理为电机经弹簧理合器带动蜗杆,再由蜗轮带动蜗杆旋转,当刀架转体时,由霍尔元件不断检测刀架转体是否到位,到位后霍尔元件发出信号,然后反转锁紧。
主要采用有销盘、内齿盘,外齿盘组成的三端齿定位机构实现准确定位。
其控制部分主要选用MCS-51系列单片机以及ATMEL公司的AT89等同类产品进行控制。
烟台机床附件厂是目前我国生产刀架水平最高的厂家,特别是可以生产带刀头的刀架。
该厂家全套引进意大利的生产线,产品属于高档型。
1.2. 国外发展情况国外数控机床附件产品的开发应用比较早,经验丰富,再由于技术进步,新材料,新结构的不断出现与应用,使得其产品的可靠性比较高。
国外主要分为日本和欧美两大流派。
其产品的特点是夹紧力大,采用专用电机,体积小,转矩大,可靠性高,耐磨,可靠性较高。
比如,日本日研公司部分回转刀架的核心部件蜗杆副,蜗轮采用氮化钢,齿部表面采用氮化处理,硬度高;蜗杆为硬质合金蜗杆;整个蜗杆副为硬齿面接触,耐磨。
既实现了高速又保证了高可靠性。
还有德国的肖特(SAUTER)、意大利的杜普洛马蒂克(DUPLOMATIC)和巴鲁法迪(BARUFFALDI)等,他们都有自己的系列、规格和专利。
像肖特(SAUTER)的刀架,采用行星传动机构,其结构紧凑,传动方向均为同一方向,没有像蜗杆副的降速机构的交叉轴设计,易于一体化布置。
采用牙嵌式齿行离合器的升起和加紧,空行程转角、小效率高,且自锁功能可靠。
其控制部分大都与机床一起采用CNC控制,目前国际比较好的系统有西门子,法拉克,三菱等。
1.3. 结构组成与动作循环典型的数控转塔刀架一般有动力源(电极或油缸,液压马达)、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台(刀盘)、动力刀座等组成。
数控车床四工位回转刀架机电方案设计书
题目:数控车床四工位回转刀架机电设计学号:姓名:谭海乐学历层次:专业:班级:指导老师:完成日期: 2010-01-01摘要数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工,缩短辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,必须带有自动回转刀架。
根据装刀数量的不同,自动回转刀架分有四工位六工位和八工位等多种形式。
根据安装方式的不同,自动回转刀架可分为立式和卧式两种。
根据机械定位方式的不同,自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等。
其中断齿盘定位型换刀时刀架需抬起,换刀速度较慢且密封性较差,但其结构较简单。
三齿盘定位型又叫免抬型,其特点是换刀时刀架不抬起,因此换刀时速度快且密封性好,但其结构较复杂。
自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力。
为了保证转位具有高的重复定位精度,自动回转刀架还要选择可靠的定位方案和合理的定位结构。
自动回转刀架自动换刀时由控制系统和驱动电路来实现。
关键词:自动回转刀架,蜗轮蜗杆副,机电系统AbstractCNC lathe work order to be able to complete a fixture in many processes processing aids to reduce time, reduce installation time and again caused by processing errors, we must turn with automatic tool. Installed in accordance with the number of different knives, automatic revolving turret at position four of six and eight-station work spaces and other forms. According to the different installation methods, automatic rotary tool can be divided into two types of vertical and horizontal. Positioning means according to the different mechanical, automatic rotary tool set can be divided into client positioning tooth and three teeth, such as disk-based positioning. The interruption of tooth plate-type tool change position to be lifted when the tool carrier, tool change a slow and poor sealing, but its relatively simple structure. Tridentate known disk-based location-free lift-type, characterized by ATC when the tool is not lifted, so when the toolchange is fast and good seal, but its more complicatestructure.Automatic rotary tool in the structure must have good strength and rigidity to bear the rough at the time of cutting resistance. In order to ensure a high transposition of the repeat positioning accuracy, automatic rotary tool holder of the position would also like to choose a reliable and reasonable positioning program structure. Rotary Tool Automatic Tool Changer automaticallyby the control system and the drive circuit to achieve. Keywords: automatic rotary tool, vice worm,Electromechanical system目录第1章绪论 (2)1.1 课题综述 (2)1.1.1 科学意义和应用前景 (2)1.1. 2 设计思路 (3)第2章总体结构设计 (4)1.1减速传动机构的设计 (4)1.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (4)1.3 刀架抬起机构的设计 (4)第3章自动回转刀架的工作原理 (5)第4章主要传动部件的设计计算 (8)1.1 蜗杆副的设计计算 (8)1.2 螺杆的设计计算 (12)第5章电气控制部分设计 (13)1.1 硬件电路设计 (13)1.2 控制软件设计 (15)致谢 (17)参考文献 (18)数控车床四工位回转刀架机电系统设计第一章第1节绪论1.1 综述1.1.1 科学意义和应用前景自动换刀系统是数控机床的重要组成部分。
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数控车床工位自动回转刀架结构设计范本(DOC 30页)目录目录----------------------------------------------------------------1第1节自动回转刀架总体设计--------------------------------------------------------------21.1概述-----------------------------------------------------------21.2数控车床自动回转刀架的发展趋势--------------------------------------------------21.3自动回转刀架的工作原理-----------------------------------------3第2节主动传动部件的设计计算-----------------------------------------------------------52.1蜗杆副的设计计算------------------------------------------------52.2轴承的选用------------------------------------------------------7第3节刀架体的设计-------------------------------------------------8 第4节控制系统的选择-----------------------------------------------84.1单片机的工作原理------------------------------------------------94.2刀架控制流程图--------------------------------------------------10第5节结论---------------------------------------------------------12 参考文献------------------------------------------------------------14第3章刀架体的设计------------------------------------------------24第4章结论--------------------------------------------------------25致谢-----------------------------------------------------------------26参考文献-------------------------------------------------------------27附件清单-------------------------------------------------------------28摘要数控车床今后将向中高当发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。
数控刀架的发展趋势是:随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
根据加工对象不同,有四方刀架、六角刀架和八(或更多)工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。
回转刀架上分别安装四把、六把或更多刀具,并按数控装置的指令换刀。
本部分主要对四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。
并对以上部分运用CAXA做图,对电动刀架有更直观的了解。
最后的提出了对电动刀架提出了意见和措施。
关键词:数控刀架,电动刀架,四工位ABSTRACTNumerical control lathe, will in the future when the development to the high, middle-grade using universal type tool rest facilities, high-grade USES dynamic type head, with hydraulic head, servo head, vertical head etc varieties, in recent years is expected to CNC tool post demand will increase greatly. CNC tool is the development trend of: with the development of numerical control lathe, numerical control head began to rapid change knife, electrohydraulic combined drive and servo drive direction. According to the processing object is different, there are four square head, turret and eight (or more) location disc type axial loading knife rest, and other forms. Rotary head separately on the installation of four, six or more tool, and according to the numerical control device of instruction in knife. This part mainly four station vertical electric tool rest of mechanical design and application of relay - contact control system control part of the design. And the above part using CAXA do chart, the electric tool rest more intuitive understanding. The proposed to the electric tool post puts forward opinions and measures.正文第1章引言1.1 概述数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
刀架用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上,刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展,刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀,换刀的速度慢,换刀后还须重新对刀,并且精度不高,生产效率效率低,不能适应现代化生产的需要,因此有必要对机床的换刀装置进行改进。
自1958年首次研制成功数控加工中心自动换刀装置以来,自动换刀装置的机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有:回转刀架换刀,更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
初步了解了设计题目(电动刀架)及发展概况,设计背景,对刀架有了一些印象,对整理设计思路安排设计时间有很好的辅助作用。
对一些参数的进行了解同时按准则要求来完成设计。
1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势数控刀架的发展趋势是:随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式,主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外,加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制指令外,很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架,以便一次装夹所需的各种刀具,灵活方便地完成各种几何形状的加工。
数控刀架的市场分析:国产数控车床今后将向中高档发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,近年来需要量可达1000~1500台。
国外数控车床的发展目的在于提高加工精度和缩短制造周期。
实现上述目的之手段是实现机床多功能化和工序工种集成,开发多种多样复合化加工的机种,如增添铣削功能的复合加工车削中心、双主轴多刀塔(双刀塔或四刀塔)数控车床和车削中心、双主轴同步驱动,双刀塔同时进行加工车削中心、五轴联动车铣复合中心、车磨复合加工机床、具有车、铣、镗、磨和激光热处理多种功能的高度复合化的复合加工中心等等。
我国数控车床经过多年的发展,特别是近几年迅速的发展,与国际先进水平的差距在逐年缩小。
对于某些依赖于进口的高档数控车床,如高精度数控车床和车削中心(主轴径跳轴跳≤0.001mm)、适用耐热合金和钛合金零件加工的大功率、高扭矩数控车床和车削中心等等要加强产品开发研究攻关,突破其核心技术。
数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件,直接影响机床的性能和可靠性,是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有具有转位快,定位精度高,切向扭矩大的特点。
它的原理采用蜗杆传动,上下齿盘啮合,螺杆夹紧的工作原理。
1.3 刀架的设计准则我们的设计过程中,本着以下几条设计准则1)创造性的利用所需要的物理性能2)控制不需要的物理性能3)判别功能载荷及其意义4)预测意外载荷5)创造有利的载荷条件6)提高合理的应力分布和刚度7)重量达到最轻8)应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸9)根据性能组合选择材料10)在储备零件与整体零件之间精心的进行选择11)进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求1.4 主要技术参数(1)最大许用力矩(Nm)Mq 100 Mx 200 Ms 100(2)重复定位精度:(mm)<0.005(3)电机功率(w) 20(4)电机转速(rpm)125第2章数控车床自动回转刀架的设计2.1刀架的工作原理回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。
工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤。