数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计

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数控车床自动刀架结构与工艺设计

数控车床自动刀架结构与工艺设计摘要:《数控车床自动刀架结构与工艺设计》，根据数控车床自动刀架“换刀时间短，刀具重复定位精度高，传动系统简便，有足够的刀具存储量和结构紧密、占地面积小”的要求，重点设计刀架的结构和工艺，对传统的槽轮式六工位自动刀架进行结构设计和改造。

关键词:数控车床槽轮自动刀架1.1. 刀架基本原理和设计准则自动换刀装置是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可以使数控车床在工件在一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。

因此，在设计时为了遵循在机床使用过程中对自动刀架的要求，本方案主要围绕以下几点准则设计：换刀时间短，刀具重复定位精度高，结构紧密并且有足够的刀具存储量，传动系统简便。

本次设计主要是对传统的槽轮式六工位自动刀架进行改造，设计出更加合理的新方案。

其基本原理和传动路径如下：刀架电机→联轴器→蜗杆传动→齿轮传动→拨盘转动→拨盘带转槽轮→槽轮轴带转刀架（换刀完成）。

其传动简图如右图所示:1.刀架电机2.卡盘3.槽轮4.刀架1.2. 方案论证、设计改良方案（1）原方案论证，提出改良办法原方案为槽轮式六工位刀架，该方案主要通过卡盘带动槽轮的转位再通过固定在槽轮上面的轴带动刀架转位从而实现换刀。

但是该方案的传动系统过于复杂、臃肿，导致刀架结构庞大，定位精度也不高，不符合现代数控车床的使用要求。

根据数控车床对自动刀架的使用要求，鉴于原方案的上述缺点，可以把原方案做以下两大改造：①.刀具容量改为四把，即四工位槽轮式刀架。

②.省去两个传动副：一是省去拨盘上一级传动（齿轮传动），即：将拨盘下面的齿轮改为蜗轮，通过蜗杆传动直接驱动拨盘旋转；二是省去蜗杆与刀架电机轴之间的联轴器，直接把电机轴的一端改为蜗杆。

（2）新方案分析、拟定新传动方案由以上的改良措施可以看出：新的传动方案直接实现了电机与卡盘之间的传动。

数控车床自动回转刀架机电系统设计

数控车床自动回转刀架机电系统设计数控车床自动回转刀架是一种经常用于车削加工中的设备，其主要作用是在切削过程中快速更换刀具。

为了实现自动化操作，我们可以设计一个机电系统来控制刀架的回转动作。

下面是一个关于数控车床自动回转刀架机电系统设计的概述，其中包括系统的组成、工作原理以及关键技术。

一、机电系统组成1.电机：用于驱动刀架的转动，一般采用步进电机或伺服电机；2.传动装置：将电机的旋转运动转化为刀架的回转运动；3.可编程控制器（PLC）：控制刀架的回转运动以及实现自动化操作；4.感应装置：用于检测刀架的位置，一般采用光电开关或接近开关；5.人机界面：用于人机交互的显示屏和按键。

二、工作原理1.工件加工：数控车床自动回转刀架机电系统安装在数控车床上，工作时根据加工工艺确定刀具的种类和数量，并将刀具安装在刀架上。

2.刀具选择：根据加工过程中所需的刀具类型，PLC通过人机界面接收到相关指令后，控制电机将刀架旋转至相应的刀具位置，光电开关或接近开关检测刀架是否到位。

3.切削过程：数控系统控制数控车床进行切削加工，当需要更换刀具时，PLC发送指令，电机带动刀架旋转至指定刀具位置，完成刀具的更换。

然后PLC再次发送指令，使数控车床继续进行切削加工。

4.刀具回收：加工结束后，刀架需要回到回收位置，等待下一次的切削操作。

三、关键技术1.传动装置设计：根据转速和转动力矩的要求，选择合适的传动方式（如齿轮传动、皮带传动等）来实现电机和刀架之间的动力传递及转动控制。

2.位置检测技术：光电开关或接近开关能够实现对刀架位置的准确检测，确保刀架到位后才能进行切削加工，提高工件加工的精度。

3.控制系统设计：PLC控制系统需要根据刀具种类和数量，编写相应的控制程序，实现自动化操作。

同时，可以根据需要增加串口或网络通信功能，方便与上位系统进行数据交互。

4.人机界面设计：人机界面需要简洁、直观、易用，使操作人员能够方便地进行刀具的选择和刀架的控制等操作。

数控机床主轴箱设计

数控机床主轴箱设计毕业设计（论文）任务书摘要主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。

本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。

通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。

通过本次设计，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。

关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8AbstractFor the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems.This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.Through the design of the NC machine tool, compact structure, superior performance, production and processing of more sophisticated, is helpful for improving the performance of CNC machine tools, making the product processing more efficient.Key words: NC machine tool; spindle box; AC motor; BESK-8东北大学继续教育学院毕业设计（论文）用纸目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1.绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)2.主轴驱动源的选择 (2)2.1直流主轴驱动系统的特点 (2)2.2 交流主轴驱动系统的特点 (3)2.3主轴驱动电机的确定 (4)3.主传动设计 (5)3.1转速图的拟定 (5)3.2主轴转速的确定 (6)3.3传动级数的确定 (7)3.3.1主传动系数的参数 (7)3.3.2主传动级数的确定 (8)3.3.3分级变速箱的设计计算 (11)4.传动系统零件的设计 (17)4.1齿轮的验算 (17)4.2 V型带的选择 (19)4.3离合器的选择与计算 (21)总结 (24)参考文献 (25)1.绪论1.1研究的目的和意义数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。

(完整版)数控车床主轴设计

绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。

数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。

它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。

现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。

实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。

本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。

通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。

通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。

一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。

它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。

我主要设计的是主轴部分。

主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。

主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。

1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。

主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。

数控车床刀架的设计

数控车床刀架的设计1.刀架结构设计C型结构刀架适用于较大的切削力，具有较高的刚性和稳定性。

它的设计遵循了最佳结构参数，能够在工作时提供稳定的支撑力。

刀具安装在刀塔上，在刀塔内部发生旋转，进行加工。

Y型结构刀架适用于较小的切削力，具有较高的刚性和稳定性。

它的结构设计使得刀具可以在Y轴方向上移动，提供了更多的加工空间。

刀具安装在横梁上，横梁通过线性导轨进行移动。

2.刀具的安装方式机械夹持是一种常见的刀具安装方式，可以直接将刀具夹在刀架上。

机械夹持方式简单实用，适用于刀具较少或加工要求较低的场景。

快速换刀系统采用刀具和刀杆分离的设计，通过快速刀杆换装系统，实现快速刀具更换。

这种方式适用于需要频繁更换刀具的情况，可以提高生产效率。

3.刀具的换刀方式手动换刀方式需要操作人员手动更换刀具，耗时较长，适用于刀具更换次数较少的情况。

半自动换刀方式需要操作人员进行辅助工作，但大部分换刀过程由机械设备完成，可以提高换刀效率，适用于中等刀具更换频率的情况。

全自动换刀方式由数控系统控制，刀具更换过程完全由机械设备完成，可以实现快速、准确的换刀过程，适用于需要频繁更换刀具的情况。

总结：数控车床刀架的设计需要考虑刀架结构、刀具安装方式和刀具换刀方式等因素。

合理设计数控车床刀架可以提高加工精度和效率，适应不同的加工需求。

刀架结构的选择要考虑到刚性和稳定性，刀具安装方式的选择要考虑到刀具数量和加工要求，刀具换刀方式的选择要考虑到刀具更换频率和工作效率。

通过合理的设计，数控车床刀架可以提高数控车床的加工效果，满足不同的加工需求。

CK6140数控车床主轴箱及自动转位刀架设计

CK6140数控车床主轴箱及自动转位刀架设计摘要：数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。

它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。

它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。

本次设计课题是CK6140数控卧式车床，CK是数控车床，61是卧式车床，40是床身上最大工件回转直径为400mm。

此次设计包括机床的总体布局设计，纵向进给设计，其中还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。

控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和软件系统设计，说明了芯片的扩展，键盘显示接口的设计等等。

关键词：数控机床；开放式数控系统；电动机Design of the headstock and Automatic transfer bit turretAbstract:The numerical control lathe called the numerical control (Numbercal control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design topic is the CK6140 numerical control bedroom lathe, CK is the numerical control lathe, 61 is the horizontal lathe, 40 is on the lathe bed the biggest work piece rotation diameter is 400mm.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design, also includes the gear modulus computation and the examination, the main axle rigidity examination and so on. The control system partially including step-by-steps the electrical machinery to select and the hardware circuit design and the software system design, explained the chip expansion, keyboard demonstration connection design and so on.Key word：numerical control tool;Open-architecture;motor目录1 总体方案 (1)1.1 CK6140的现状和发展 (61)1.2 CK6140数控卧式车床的总体方案论证与拟定 (62)1.2.1 数控车床 (62)1.2.2 CK6140数控卧式车床的拟定 (62)2机械部分设计计算说明 (63)2.1 主运动部分计算 (63)2.1.1 参数的确定 (64)2.1.2 传动设计 (65)2.1.3 转速图的拟定 (7)2.1.4 带轮直径和齿轮齿数的确定 (70)2.1.5 传动件的估算和验 (76)2.1.6 展开图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．312.2 纵向进给运动设计 (41)2.2.1 滚珠丝杆副的选择 (37)2.2.2 驱动电机的选用 (45)3 自动转位刀架设计 (49)4 控制系统设计 (50)4.1 绘制控制系统结构框图 (50)4.2 选择中央处理单元（CPU）的类型 (50)4.3 存储器扩展电路设计 (51)3.4 I/O接口电路及辅助电路设计 (52)参考文献 (58)致谢 (59)1 总体方案1.1 CK6140的现状和发展自第一台数控机床在美国问世至今的半个世纪内，机床数控技术的发展迅速，经历了六代两个阶段的发展过程。

数控车床刀架及其液压系统的设计设计

数控车床刀架及其液压系统的设计设计一、引言二、数控车床刀架设计1.结构设计刀架底座是刀架的基础部分，应具有足够的强度和刚性，以支撑刀架的各个部件。

刀架卡盘是刀具的夹持装置，应采用强力夹紧机构，以确保刀具的牢固夹持。

刀杆是刀具的支撑部分，应采用高强度合金材料制造，并具备较大的刚性和韧性。

加工平台是工件的支撑平台，其尺寸应根据实际工件尺寸进行设计，并具备足够的强度和稳定性。

2.运动控制设计快速移动模式是为了提高刀具的运动速度，大大缩短空程时间。

在设计过程中，应采用高速伺服电机和精确的位移传感器，以实现快速而精准的位置变换。

准备移动模式是为了使刀具到达工作区域，并开始进行加工准备。

在设计过程中，刀架的移动速度应比切削移动速度略低，以确保刀具的安全。

切削移动模式是切削加工的过程。

在设计过程中，应根据实际加工要求和工件材料，选择合适的进给速度和切削速度，以实现高效、精准的切削加工。

三、液压系统设计1.刀具夹紧设计刀具的夹紧是数控车床刀架的重要功能之一、在设计过程中，应选择合适的夹紧机构，如弹簧夹紧、液压夹紧或气压夹紧等。

夹紧力应根据刀具的直径和切削力进行计算，以确保刀具的牢固夹持。

2.切削力补偿设计在切削加工过程中，刀具的切削力会导致刀架的变形和振动，影响加工精度和表面质量。

为了补偿切削力对刀架的影响，可以采用液压系统进行切削力的补偿。

液压系统的设计包括液压油泵、液压缸和液压阀等组成部分。

液压油泵应选择高压、高流量的液压泵，并配备合适的液压油箱和滤油器，以确保系统的稳定运行。

液压缸应根据切削力的大小选择合适的设计参数，如缸径、行程和工作压力等。

液压阀应采用比例阀或伺服阀，以实现对切削力的精确控制。

四、总结数控车床刀架及其液压系统的设计是数控车床的核心技术之一、本文对数控车床刀架的结构设计和运动控制设计，以及液压系统的刀具夹紧设计和切削力补偿设计进行了探讨。

通过合理的设计，可以提高数控车床的加工精度和效率，满足工业生产的需求。

数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计

摘要随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。

为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。

这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。

自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。

本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心刀库本文。

首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。

然后进一步介绍本小型加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了小型加工中心刀库的机械结构的设计计算，主要包括刀盘部件设计（含刀盘，夹块，刀爪），刀库转动定位机构设计（含转臂，槽轮，滚子，锁止盘），刀库总体机构设计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）刀库移动部分设计。

关键词：数控系统加工中心刀库机械手ABSTRACTAlong with the numerical control technology development and the popularization, the processing center function reveals its importance even moresuddenly.For further enhances the numerical control engine laths the processingefficiency, the numerical control engine laths is clamping to the work piece in anengine laths attire then completes the multi-channel working procedure or the completeworking procedure processing direction develops, therefore appeared each kind of typeprocessing center engine laths, like the turning center, the boring mill processing center,drills truncates center and so on.This kind of working procedure processing numericalcontrol engine laths must use many kinds of cutting tools in the processing process,therefore must have trades the knife installment automatically, also is the knifestorehouse which said, in order to select the different cutting tool, completes thedifferent working procedure the processing craft.Trades the knife equipment to haveautomatically to have trades the knife time short, the cutting tool repetition pointingaccuracy high, the enough cutting tool margin, the area small, safe reliable and so onthe characteristics.The present paper is the development designs one kind of volume slightly, thestructure compact, the price is low, production cycle short small vertical processingcenter knife storehouse this article.First introduced the domestic and foreignprocessing center research present situation and the trend of development, haveexpounded this topic research goal, the significance.Then further introduced this smallprocessing center knife storehouse overall structure and various parts plan choice, andhas carried on the small processing center knife storehouse mechanism designcalculation in this foundation, mainly includes the knife storehouse overallorganization design, the electrical machinery selection, the knife storehouse rotationdetent mechanism design knife storehouse migration part design and so on. Keywords: numerically controlled lathe; machining centers ; cut database ;mechanical hand1、绪言 (4)2、毕业设计工艺要求的基本任务和要求 (4)2.1、基本任务 (5)2.1.1、工艺设计的基本任务 (6)2.1.2、夹具设计的基本任务 (6)2.2、设计要求 (6)2.2.1、工艺设计的设计要求 (6)2.2.2、夹具设计的设计要求 (6)3.1 刀库的结构设计 (8)3.1.1 刀库主要参数的确定 (10)3.1.2 刀盘部分的设计 (10)3.1.3 刀库转动定位机构的设计 (10)3.1.4 轴的设计 (11)3.1.5 滚动轴承的选择计算 (12)3.1.6 键的选用与计算 (13)3.1.4 刀库的支承部分的设计 (14)3.2 刀库移动部分的设计 (14)3.2.1 刀库支承横梁和导轨的设计 (14)3.2.2 刀库移动丝杠和电机的选择 (15)3.3 刀库、横梁的安装 (16)4 刀具交换装置的设计 (16)4.1确定换刀机械手形式 (18)4.2换刀机械手的工作原理 (22)4.3机械手的自动换刀过程的动作顺序 (22)4.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计 (23)4.5自动换刀装置的相关技术要求 (24)4.5.1主轴准停装置 (24)4.5.2换刀机械手的安装与调试 (24)4.6自动换刀程序的编制 (26)5 自动换刀装置的控制原理 (27)5.1自动换刀装置的液压系统原理图 (28)5.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 (29)6、经济型数控机床改造时数控系统的选用 (31)小结 (31)参考文献 (32)1、绪言1.1、毕业设计的目的(1)培养工程意识(2)训练基本技能(3)培养质量意识(4)培养规范意识2、毕业设计工艺要求的基本任务和要求2.1、基本任务2.1.1、工艺设计的基本任务(1)绘制零件工作图一张(2)绘制毛坯-零件合图一张(3)编制机械加工工艺规程卡片一套(4)编写设计说明书一份2.1.2、夹具设计的基本任务(1)收集资料,为夹具设计做好准备(2)绘制草图,进行必要的理论计算和分析以及夹具的结构方案(3)绘制总图和主要非标准件零件图,编写设计说明书(4)编制夹具的使用说明或技术要求2.2、设计要求2.2.1、工艺设计的设计要求(1)保证零件加工质量,达到图纸的技术要求(2)在保证加工质量的前提下,尽可能提高生产效率(3)要尽量减轻工人的劳动强度,生产安全(4)在立足企业的前提下,尽可能采用国内技术和装备(5)工艺规程应正确.清晰,规范化,标准化的要求2.2.2、夹具设计的设计要求(1)保证工件的加工精度(2)提高生产效率(3)工艺性好(4)使用性好(5)经济性好第3 章刀库的设计刀库是加工中心的象征，是加工中心区别于NC 镗床和NC 铣床的本质所在，因此来说，刀库的设计是加工中心设计的核心。

数控车床主轴箱设计

数控车床主轴箱设计数控车床主轴箱设计数控车床是现代机械加工的重要工具之一，其主要工作原理是利用控制器控制各轴运动，实现零件的加工。

而数控车床主轴箱则是数控车床的关键部件之一，其设计的优劣直接影响着数控车床的精度和稳定性。

本文将详细介绍数控车床主轴箱的设计要点。

1.主轴箱结构设计数控车床主轴箱是由主轴、轴承、气动元件、传动系统、冷却系统等组成。

主轴箱的设计最重要的是结构设计，其结构应该具有高强度、低振动、高刚度和较好的密封性，以确保数控车床的高精度加工。

主轴的轴承应使用高精度的进口轴承，以保证数控车床的高速、高精度运行。

传动系统应采用齿轮蜗杆传动或齿轮传动，并配以足够的冷却系统，以保证传动系统的稳定性和寿命。

气动元件选择优质的气缸、气动阀等，以确保气动系统的可靠性和精度。

同时，主轴箱中的气路设计要合理，以实现气路的快速响应和准确控制。

2.润滑系统设计数控车床主轴箱中的润滑系统是关键的部件之一。

优秀的润滑系统应具有高效的冷却和润滑功能，以确保主轴和轴承的寿命和稳定性。

在润滑系统中，应选用高精度噴雾量的润滑泵，以确保油膜的均匀分布。

同时，润滑泵的位置和管路的设计要合理，以实现润滑油的流速和压力的稳定性。

对于数控车床主轴箱的高速加工，应使用高速润滑油，以防止润滑油的泡沫化和变质。

3.冷却系统设计数控车床主轴箱中的冷却系统同样是关键的部件之一。

冷却系统既可起到冷却主轴箱并维持其温度均衡的作用，也可以起到冷却砂轮并保持其工作性能的作用。

在冷却系统中，应选用高效的冷却器和过滤器，以保证冷却液的干净和清新。

管路设计应合理，管径大小要适当，以确保冷却液的畅通和流量的稳定性。

在使用过程中，应根据冷却液的性质和使用情况进行定期更换和清洗，以保证冷却液的质量和使用寿命。

4.加工精度设计对于数控车床主轴箱的加工精度设计，应考虑数控系统的实际需求和主轴箱结构的特点，以达到最优的精度、效率和稳定性。

在加工精度设计中，应严格控制主轴箱的几何尺寸和位置精度，以保证主轴箱与刀具的精确定位。

数控车床刀架的设计

摘要数控加工的加工精度高，生产率高，能减轻操作者劳动强度，改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

它的发展和运用，影响着制造业水平高低，实现生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向，所以非常值得我们去研究。

本设计通过对数控车床六工位自动控制刀架工作原理的分析，综合考虑刀架工作过程的优缺点，确定了设计方案，得到了最终设计的结果,也达到了预先设定的目的。

本设计主要包括了数控车床刀架机构的主要部件，其中包括转位机构，刀架的定位机构，驱动伺服电机的选择，蜗轮蜗杆的设计，刀架主轴的结构设计等。

最终得到常用的数控车床六工位刀架应满足的要求。

关键词:六工位；电动刀架ABSTRACTWith its high working accuracy and productivity, the numerical control processing can reduce the operators’ labor intensity, improve labor condition, and is thus advantageous in the modernization of manufacturing management as well as improvement of economic benefit. Hence, the development and the utilization the numerical control processing play a role and become the development direction in the advancement of manufacturing industry.Based on the analysis of operating principle and process of six-station automatic control knife rest of numerically controlled lathe, this paper determines its solution approach and conclusion. The paper first discusses how to choose such critical pieces of the knife rest of numerically controlled lathe as indexing mechanism, positioning mechanism, drive servo motors, and then discusses the design of worm gear, worm drive, and the structure of principle axis of the knife rest, etc.. The paper then concludes the requirements of common six-station automatic control cutter of numerically controlled lathe.Key words: six-location; electronic knife rest第一章引言1.1 毕业设计的背景及目的。

机械类毕业设计题目

138.清淤船的设计
139.外行星摆线马达结构设计
140.旋转门的设计
141.液位平衡控制系统实验装置设计
142.J45-6.3型双动拉伸压力机的设计
143.CG2-150型仿型切割机设计
144.CG2-150型仿型切割机设计2
145.X700涡旋式选粉机设计
146.桥式起重机起升机构设计
130.Ф3.2x10m机立窑(总体、窑体、卸料部件)设计
131.面筋成形生产线设计
132.面筋成型机设计
133.φ2600筒辊磨液压系统及料流控制装置设计
134.φ2600筒辊磨压辊及加压、卸料装置设计
135.水泥粉磨选粉系统改造设计
136.马路保洁车设计
137.某大型水压机的驱动系统和控制系统设计
26.插秧机系统设计
27.搅拌器的设计
28.车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计
29.工程钻机的设计
30.新型组合式选粉机总体及分级部分设计
31.ZL15型轮式装载机设计
32.卧式钢筋切断机的设计
33.JLY3809机立窑（加料及窑罩部件）设计
34.JLY3809机立窑(窑体及卸料部件)设计
47.GBW92外圆滚压装置设计
48.NK型凝汽式汽轮机调节系统的设计
49.SPT120推料装置设计
50.T611镗床主轴箱传动设计及尾柱设计
51.XQB小型泥浆泵的结构设计
52.YZJ压装机整机液压系统设计
53.板材送进夹钳装置设计
54.棒料切割机设计
55.铲平机的设计
56.车载装置升降系统的开发设计
10.自动洗衣机行星齿轮减速器的设计

数控机床主轴箱设计

第一章概述1-1设计目的数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。

其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。

1-2 主轴箱的概述主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。

第二章主传动设计2-1驱动源的选择机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。

由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。

根据主轴要求的最高转速3150r/min，交流主轴电动机，最高转速是5000r/min。

2-2 转速图的拟定根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=5000/1000=5而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=nmax/nd=3150/125=25.2，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。

涉及变速箱时，考虑到机床结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱的公比Φf等于交流主轴电动机的恒功率调速范围 Rdp,即Φ=Rdp=2,功率特性图是连续的，无缺口和无重合的。

数控车床刀架的设计毕业论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

精密数控车床主轴及刀架设计

引言数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。

是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

我国数控车床从20世纪70年代初进入市场，至今通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施，使得我国的机床制造水平有了很大的提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。

目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。

尽管近几年我国机床工具行业已经取得了很大进步，但在当前国内外机床市场竞争极其激烈的形势下，我国的机床工具行业则显得竞争力不强，主要表现在我国是机床消费大国还不是机床强国、机床拥有量大但水平低、产品构成依然落后、产品创新能力差、机床可靠性还有待提高等方面。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用。

当前数控车床呈现高速、高精密化，高可靠性，数控车床设计CAD化、结构设计模块化、功能复合化，智能化、网络化、柔性化和集成化的发展趋势。

第一章毕业设计题目设计题目是超精密数控车床关键部件的设计，包括主轴系统和刀架系统。

该数控车床具有很高的主轴转速和加工精度，其中主轴设计的最大转速为8000r/min，无级变速，主轴径向跳动允差为0.001mm，主轴轴向窜动允差为0.001mm，刀具最大切削深度1mm，最小切削深度50nm。

用于加工轴类零件，最大切削直径为25mm。

数控车削中心核心部件：数控伺服刀架结构设计

数控车削中心核心部件：数控伺服刀架结构设计简介车削加工中心及车铣复合加工中心是航空、航天、军工等工业领域的重要加工设备。

数控刀架是车削加工中心及车铣复合加工中心的核心功能部件，其性能和结构直接影响机床的切削性能和切削效率，体现了机床的设计和制造水平。

刀架的基本功能：一是固定刀具，二是实现自动换刀。

根据实现换刀动作的驱动方式，可以把刀架分为手动刀架、电动刀架（普通电机驱动）、液压刀架（液压马达驱动）、伺服刀架（伺服电机驱动）等。

齿盘定位刀架，该刀架是靠人工转动刀架手柄使上、下齿盘快速啮合，这种驱动形式难以达到较高的效率。

普通电机驱动数控刀架，该刀架的刀盘靠普通电机带动凸轮实现转位和初定位，靠齿盘实现精确定位，这种刀架可靠性低，一般用于低端数控机床。

液压刀架，该刀架通过定趴油缸对刀盘进行定位，通过液压马达带动刀盘转动, 其体积较大。

论文《基于 DSP 下的伺服刀架控制系统设计》提到了一种伺服刀架，该刀架由伺服电机通过齿轮系统驱动刀盘转位，并实现刀盘初定位，靠三联齿盘实现齿盘精确定位，这种刀架受到传动系统的影响在初定位时精度较差，在精定位时容易产生冲击和振动，影响加工精度。

动作原理优点开机时，油缸使锁紧齿圈向后运动，锁紧齿圈与内齿圈和外齿圈脱离，力矩电机驱动主轴旋转，带动内齿圈旋转，当内齿圈转到理想位置时，力矩电机停止转动，刀架实现了初定位 , 此时 , 油缸使锁紧齿圈向前运动，锁紧齿圈与内齿圈和外齿圈啮合，刀架实现了精确定位，可进行切削动作，采用力矩电机直接驱动内齿圈旋转，采用油缸来使三齿盘啮合来实现精确定位，省去了齿轮机构、蜗杆机构、凸轮机构等中间环节，避免了中间传动环节带来的传动误差，有效地提高了刀架的可靠性和精度；还设置了冷却机构，有效地减少了内齿圈的热变形，进一步增加本刀架的可靠性；卡板的设置，能够防止锁紧齿圈在主轴上转动；该刀架的力矩电机与主轴采用键（花键、单键、双键等）的连接方式，从而减少了由于切削产生的震动对力矩电机的影响；该刀架结构简单、紧凑；占用空间小；拆装方便；传动效率高；运行平稳；噪音小。

数控车床主轴箱设计终稿

数控车床主轴箱设计终稿数控车床主轴箱设计组员：XX数控车床主轴箱设计设计题⽬要求：Φ400 毫⽶数控车床主轴箱设计。

主轴最⾼转速4000r/min，最低转速30r/min，计算转速150r/min，最⼤切削功率5.5kw。

采⽤交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最⾼转速4500r/min。

数控车床主轴箱设计⼆、主轴箱的结构及作⽤主轴箱是机床的重要的部件，是⽤于布置机床⼯作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。

主轴箱采⽤多级齿轮传动，通过⼀定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和⽅向。

主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件。

数控车床主轴箱设计主传动系应满⾜下属基本要求：1）性能要求。

如机床的主轴有⾜够的转速范围和转速级数。

传动系设计合理，操纵⽅便灵活、迅速、安全可靠等。

2）满⾜机床传递动⼒要求。

主电动机和传动机构能提供和传递⾜够的功率和转矩，具有较⾼的传动效率。

3）满⾜机床⼯作性能要求。

主传动中所有零部件要有⾜够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。

4）满⾜产品设计经济性的要求。

传动链尽可能简短，零件数⽬要少，以节省材料，降低成本。

5）调整维修⽅便，结构简单、合理、便于加⼯和装配。

防护性能好，使⽤寿命长。

数控车床主轴箱设计电动机的选择按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。

根据设计要求采⽤交流调频主轴电机，其额定转速1500r/min，最⾼转速4500r/min。

选⽤FANUC-S系列8s型交流主轴电动机。

数控车床主轴箱设计1.由于驱动系统采⽤了微处理器和现代控制理论进⾏控制，系统运⾏平稳，2.与直流电机相⽐，由于交流主轴电机在结构上⽆换向器，主轴电机通常不需要进⾏维修。

主轴低年级转速的提⾼不受换向器的限制，最⾼转速通常⽐直流主轴低年级更⾼。

交流主轴驱动系统的特点：主轴型号连续输出功率３０分钟额定输出功率基本速度变速范围8s型 5.5ＫＷ7.5ＫＷ１５００r/min ４５～６０００r/min其选⽤的交流主轴电机的参数如下：数控车床主轴箱设计计算过程主轴要求的恒功率调速范围电动机的调速范围在设计数控机床主传动时，必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。

数控车床刀架装置的设计1

数控车床刀架装置的设计 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-5係列单片机以及ATME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（SAUTE R 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数控车床刀架装置的设计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。