刀库设计任务书开题报告
加工中心自动换刀系统设计(盘式)—刀库设计
加工中心自动换刀系统设计（盘式）—刀库设计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。
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。
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。
1.1加工中心简介1.1.1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。
基于虚拟现实的刀库换刀教学系统研究与实现的开题报告
基于虚拟现实的刀库换刀教学系统研究与实现的开题报告一、选题背景和意义随着社会的不断发展，技术的不断进步，刀具在工业生产和日常生活中的作用越来越大。
而刀具的选用与使用也越来越引起人们的重视。
然而，对于大多数使用者来说，他们对于刀具的种类和使用方法并不熟悉，导致刀具使用效率低下，损坏率高，往往还会带来侥幸心理从而造成安全隐患。
在此背景下，本文提出基于虚拟现实的刀库换刀教学系统，旨在通过虚拟现实技术，让使用者在虚拟现实环境中学习刀具种类、使用方法及相关的安全知识。
这将大大提高使用者的刀具使用效率，并减少刀具使用过程中的损坏率和安全隐患。
二、研究内容和技术路线基于虚拟现实的刀库换刀教学系统，主要研究内容包括以下方面：（1）刀具种类的分类和特点；（2）刀具的使用方法和安全知识；（3）虚拟现实技术的应用；（4）教学系统的设计和实现。
技术路线如下：（1）对于刀具种类的分类和特点研究，主要通过文献资料和行业标准进行调研，并结合实际情况进行分析；（2）对于刀具的使用方法和安全知识进行研究，主要通过实际操作、调研等方式，探究刀具使用的技巧和安全注意事项；（3）虚拟现实技术的应用，包括建立虚拟现实环境、进行交互式操作和实现虚拟现实效果等；（4）教学系统的设计和实现，主要包括系统框架的设计、功能的实现和优化，以及用户体验的改善等。
三、预期研究成果和创新之处预计研究成果为基于虚拟现实的刀库换刀教学系统。
该系统可通过虚拟现实环境，帮助使用者快速学习刀具种类、使用方法及安全知识。
该教学系统创新之处在于采用了虚拟现实技术，使用户可通过真实的场景模拟学习，生动形象、直观易懂，提高了学习效率。
四、拟解决的关键技术和难点（1）虚拟现实技术的实现，包括虚拟场景的建立、图形渲染、交互式设计等；（2）教学系统的设计和实现，包括系统框架的搭建、功能的实现和优化，以及用户体验的改善等；（3）与实际中使用的刀具进行匹配和模拟，以提高教学系统的真实度和可信度。
数控加工中心盘式刀库设计
数控加工中心盘式刀库设计一、设计目标1.提高数控加工中心刀具管理效率，减少刀具更换时间，提高加工效率；2.提高数控加工中心的加工精度和质量；3.方便操作和维护。
二、设计方案1.刀库结构设计（1）刀库选用盘式刀库，能够同时存放多种刀具，提高刀具的配套程度，方便操作人员进行刀具更换；（2）采用旋转结构，可以通过旋转盘来选择所需刀具，同时盘式刀库还可以实现自动刀具更换，提高加工效率；（3）刀具位置间隔合理，避免相互干扰，保证刀具的整齐摆放。
2.刀库容量设计（1）根据加工中心的加工需求确定刀具种类和数量，根据需求确定刀库的容量大小，确保能够存放足够多的刀具；(2)根据加工需求，将相似的刀具进行归类，减少刀具种类的多样性，以便提高刀库的利用率；（3）合理规划刀库的存储空间，减少刀具占地空间，节省仓储成本。
3.刀具的标识和管理（1）为每个刀具设计明确的编号和标识，便于操作人员快速找到所需刀具；（2）建立刀具管理系统，对刀具进行清点和登记，记录刀具的使用寿命和更换次数，及时进行维护和更换；（3）对于长期不用或使用寿命超出的刀具，及时进行检修或报废。
4.刀具存放环境设计（1）为刀具提供干燥、清洁和稳定的环境，减少刀具的氧化和磨损；（2）设置恒温和湿度控制设备，以保持刀具的稳定性；（3）选择合适的材料和涂层，提高刀具的耐磨性和使用寿命。
5.刀库的维护和保养（1）定期对刀库进行清洁和检查，清除切屑和尘土，避免切削液对刀具的腐蚀和影响；（2）定期检查刀具的切削力和切削温度，根据使用情况调整刀具的加工参数；（3）定期检查刀具组件的磨损情况，及时更换磨损的零部件，保证刀库的正常运行。
三、设计方案的优势1.盘式刀库能够同时存放多种刀具，减少了刀具更换时间，提高了加工效率；2.盘式刀库的旋转结构和自动刀具更换功能，进一步提高了加工效率；3.刀库容量设计合理，充分考虑了加工需要和刀具种类，节省了仓储成本；4.刀具的标识和管理方便操作和维护，提高了刀具的使用寿命和维修周期；5.刀库的环境设计和维护保养能够保证刀具的稳定性和使用寿命。
课程设计任务书--基于PLC的刀库捷径方向选择控制
课程设计任务书专业：测控技术与仪器专业班级： 123班学生姓名横亘学号 10086课程名称PLC原理与应用设计题目基于PLC的刀库捷径方向选择控制的设计设计目的、主要内容（参数、方法）及要求设计目的：1、掌握PLC功能指令中数据处理指令的用法2、掌握PLC控制系统的设计流程设计主要内容及要求：1、1、设计一个加工中心刀库捷径方向选择控制的程序，具体要求如下:2、（1）加工中心刀库回台式模拟装置上面设有8把刀，每把刀有相应的刀号地址，分别为1、2、……、8。
刀库转动时，将由传感器测试其刀号位置，并由一只数码管显示当前刀号位置。
（2）当按下启动开关后，如果传感器没有找到任何刀，电机将按顺时针方向自动转动，直到指传感器检测到某把刀，电机停转。
这时数码管将显示该刀号地址。
拔码开关用来选择刀号。
选好刀号后，再按一下“送刀号”按钮，即可将所选择的刀号送入程序。
程序将对所选择的刀号与当前刀号进行比较、运算，然后指挥电机按照离当前刀号最近的方向旋转（即最捷径方向，正转或反转），转到所选刀号位置后，电机停转。
2、画出实现程序流程图。
3、列出输入、输出端口。
4、写出梯形图程序。
5、调试程序，直至符合设计要求。
工作量2周时间，每天3学时，共计42学时进度安排第1天：明确课程设计的目的和意义，根据课程设计要求查找相关资料第2-3天：学习课程设计中用到的PLC相关知识第4-5天：根据课程设计的要求画出程序流程图第6天：列出I/O分配表第7-8天：写出梯形图程序，并对程序进行注释第9-10天：学习西门子S7-200的编程软件STEP 7 MicroWIN SP6，并在该软件中编写梯形图程序第11天：学习西门子S7-200仿真软件，并进行程序仿真和调试。
第12天：将课程设计中用到的程序在PLC试验箱上进行运行和调试。
第13-14天：撰写课程设计报告。
主要参考资料[1]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2013.8[2]梅丽凤.电气控制与PLC应用技术[M].机械工业出版社,2012.3[3]殷洪义.可编程序控制器选择设计与维护[M].机械工业出版社,2006.1指导教师签字教研室主任签字。
数控刀具开题报告
数控刀具开题报告第一篇：数控刀具开题报告一、选题的目的和意义：刀具是机械制造系统中重要的组成部分之一,机械工业的生产过程中涉及大量的金属切削加工。
其中要采用各类标准与非标准刀具,其共性是规格多、品种杂、数量大、精度高,在实际加工中刀具的性能和质量直接影响到能否顺利加工出符合要求的产品,影响到加工工艺,影响到产品的精度;而能否按时保质保量地将调度或修磨好的刀具顺利地提供给生产线又将直接影响到生产能否正常持续地进行下去,特别是在实施高精益生产的CAM中,生产的中间环节是整个生产线的核心环节。
因此,一把关键的刀具特别是非标准刀具如不能按时提供到位,将会造成整个生产线的停产作业,此时如没有完善的应急措施或迅速反应,可能会造成最后的装配线的停产作业,这将给整个企业带来大的经济损失。
由此看来,刀具的管理无疑是影响其效率发挥的重要因素之一,刀具管理是否合理、科学,在很大程度上决定了CAM系统的可靠性和生产效率的高低。
刀具管理的目标就是保证及时、准确地为指定的机床提供所需的刀具。
一个合理有效的全面刀具管理系统必然会对整个系统生产力水平的提高、投资费用的减少起重要作用。
在开发数据库应用的软件项目中, 建立有效管理生产车间的刀具, 在利用刀具开发的系统中能否实现利用最小的刀具资源来达到企业的生产要求, 尽可能减少对刀具资源的占有, 使刀具的存取更便利, 刀具交换次数少, 准备时间短, 利用率更高, 为提高自动化生产效率奠定基础二、国内外研究现状及存在问题：自第一个切削数据库诞生以来，世界各工业发达国家大都开发了各自的金属切削数据库。
据不完全统计，迄今已有德国、美国、瑞典、英国、日本、挪威、比利时和匈牙利等12个国家建立了30多个金属切削数据库，提供各种形式的信息服务。
对世界各国切削数据库所作的调查情况，目前切削数据库中的数据来源于实验室、生产车间及文献，主要应用于车削、铣削、钻削及磨削。
在已建立的切削数据库中，当属CUTDATA与INFOS最为著名。
加工中心自动换刀系统设计(盘式)——刀库设计开题报告
（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：①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。
1958年，美国卡尼，特雷克（Kearney&Trecker）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。
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（Automatic Tool Changer,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。
[6] 林宋，田建君编.现代数控机床.北京：化学工业出版社，2003
[7] 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，2005
[8] 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，2006
深孔镗铰复合刀具设计开题报告
深孔镗铰复合刀具设计开题报告毕业设计开题报告学生姓名: 学号: 学院、系:专业: 机械设计制造及其自动化设计题目: 深孔镗铰复合刀具设计指导教师:2012年3月13日毕业设计开题报告1(结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:文献综述一(深孔加工技术在制造业中的地位及作用深孔加工技术一般是指加工长径比(即孔全长与孔径之比)很大，因而为通用工具、机床所不能胜任而必须采用的特殊工艺、工具及设备.在机械制造领域中，深孔加工、齿轮加工等都是制造业的重要分支领域，与一般制造工艺技术相辅相成，在机械制造领域中具有举足轻重的地位.近代深孔加工技术是因枪、炮管制造的需要而发展起来的.直到第二次世界大战时期，深孔加工工具与设备90%以上用于兵器制造.外排屑式的枪钻和单刃平头炮钻曾经是有效的深孔刀具.40年代出现了镶硬质合金枪钻和BTA(内排屑)钻头，使深孔加工的效率提高10倍以上，加工质量相应地大幅度提高，为深孔加工技术在煤炭、石油机具制造中的应用，重型机器、冶金机械、电力设备、液压件制造、航天工业等行业的大量应用开阔了道路.到了80年代，深孔加工技术已成为几乎所有制造行业不可缺少的关键工艺技术.在现代机械产品中，深孔零件常常成为决定产品质量水平和效益的关键件.在我国数百家以深孔零件为主要加工对象的大中型企业中，深孔加工技术已是对企业产品质量和效益起决定作用的技术.即在一般制造业中，深孔加工也常常成为“卡脖子”技术. 二(我国深孔加工技术的现状我国深孔加工技术的总体水平比一般制造工艺水平还要落后，约与先进工业国60年代的水平相当.以枪炮制造业为例，60、70年代已在国际上普及的“高压”排屑型硬质合金深孔钻(包括单管内排屑(STS或BTA)镶硬质合金深孔钻及深孔镗头，焊接式及整体式硬质合金枪钻、枪铰刀，机夹式多刃及单刃钻头)，虽然在80年代已为少数民用企业引进或仿制，但兵器工业依然沿用高速钢深孔刀具，更谈不上DF深孔钻的应用.深孔加工机床多为自制或仿制西方40年代的机型，已不适用于采用新技术.在民用制造业中，80年代仅有屈指可数的厂家引进国外深孔加工设备，象硬质合金枪钻、镶齿喷吸钻这样的普通刀具还需仰赖进口.少数工具厂有BTA钻和整体硬质合金枪钻、枪铰刀的生产，但品种有限，远远不能满足需求.例如Φ5mm以下的和加工500mm以上深度的硬质合金枪钻，无厂家供货;加工高强度、超硬超深材料的BT且钻头、撞头无供应渠道，兼具高效、精密加工双重功能的深孔刀具几乎完全不见.事实证明，即使引进现成的技术和设备，也不可能一劳永逸地解决不同行业中提出的特定工艺问题(如兵器工业中的深孔加工特殊工艺技术和设备、深孔工具和装备生产的专业化，各种难加工材料的特需刀具和工具研制等)，这就决定了我国的深孔加工技术发展道路必须从开展设计研制工作入手.我们的研究工作，首先从国内(调查研究军民用企业的技术观状和紧迫问题)国外(全面收集国外技术情报，对先进工业国深孔加工技术发展状况和工具设备制造业进行重点考察并了解其发展趋势)调研入手，将移植推广与创新相结合;使设计研制试验面向生产中具有普遍性和紧迫性的实际课题;注意立足于已有旧设备的改造利用，并在此基础上提出创新性的工具、设备、新设计方案;充分考虑成果的多用性(军民生产两用，深孔行业与非深孔行业兼用〕;将CAD，CAM，GT，NC等新技术移植于深孔加加工领域;逐步增加预研成果储备，使先进技术配套和系列化.因此，推出中国自己的原创性深孔加工技术，建立专业化，现代化的配套深孔加工装备产业，引进国外先进深孔加工装备设计生产体系并实现国产化，创建以先进技术武装的深[7]孔零件制造行业，以满足广大中小企业开发新装备的迫切需求。
(完整版)数控机床刀库与换刀装置设计开题报告
计算机及相关的绘图软件、公式编辑软件、图纸、各种绘图
五、课题分阶段进度计划：
序号
起止日期
工作内容
阶段成果
1
4.5---4.9
翻译外文资料，查阅相关文献
翻译外文资料5000多字
2
4.10---4.16
确定整体方案，进行整体构思
完成进行传动功能设计，绘制草图
二、近年来国内外研究现状：
目前，机床的自动换刀系统主要采用单片机或PLC控制，可以正反转和高低速控制。它通过几条与主控机的联络信号线以及系统内设置的自诊断、自适应功能实现对换刀系统的全自动控制管理。采用高性能弹簧夹头夹持刀具，使用外驱动机械手完成刀具的夹紧、放松，系统配置扩展型链式刀库和刀具交换装置，整机采用电磁机械传动、PLC控制，换刀系统具有夹紧力大、夹紧力恒定(可调)、自动复位以及各种自检保护功能，同时具有占据空间小的特点。
完成总装草图一张
4
5.8---5.19
优化方案，设计计算及绘制装配图
完成装配图和零件图若干
5
5.22---5.31
完善装配图及绘制零件图
完成装配图及零件图若干
6
6.1----6.11
最终检查，整理资料，准备答辩
完成毕业论文的书写
7
6.12---6.14
答辩
指导教师意见：
签字：
200年月日
三、设计方案的可行性分析和预期目标：
机械手大小臂的转动由步进电动机通过蜗轮蜗杆传动能够实现。由于通过蜗轮蜗杆传动转速较低，机械手转动关节电机也并不大，通过计算能容易的实现。使用双活塞杆汽缸可以有效的降低机械手的结构，并且能快速的实现换刀过程。
预期目标是达到一次换刀时间在0.8到2分钟之间，刀具重量为每把12公斤。通过这次毕业设计熟悉掌握机电产品从设计、制定方案、元器件购置、检测、外协加工、装配和到成品的全部生产过程。
刀具课程设计任务书(2012)
1. 编写正式夹具设计说明书1.1编号、字体和字号1 ××××××（用三号宋体、加粗，段前加0.5行）1.1 (小三号宋体、加粗，段前加0.5行)1.1.1 (小三号宋体、加粗)1.1.2 (小三号宋体、加粗)1.2 (小三号宋体、加粗，段前加0.5行)1.2.1 (小三号宋体、加粗)1.2格式1.2.1 正文正文用小四号宋体书写，行间距为1.5倍1.2.2内容要求：①封面②目录③前言④正文⑤结束语⑥参考文献（见附录参考）1.2.3页眉：机制0×级×××，×××夹具设计（用六号宋体、置于上最右端）1.2.4页码：页码设置与下端，居中。
1.2.5用A4纸，竖排。
页面设置：页边距上、下各2.5cm，左3.3cm，右2.2cm2. 装订装订顺序依次为：封皮→任务书→前言→目录→计算说明书→参考文献（该说明书随图纸装入资料袋）3.要求学生根椐要求，保质、保量、独立、按时完成设计任务。
3.1必须完成的工作量①绘制被加工工件②绘制刀具零件图（成型车刀还需画出样板设计图）③编写设计说明书一份，字数不得少于4000字3.2完成时间2012年6月12日之前，必须将打印好的设计说明书及图纸用资料袋装好，由班长（或学习委员）统一将每组同学的设计说明书和图纸 ( CAD文件格式 )统一交给老师。
4.考核方法按完成任务的质量、数量、提问及平时考核相结合5.课程设计封面格式要求（封面填写的内容必须手写）江西农业大学工学院《金属切削刀具》课程设计说明书（注意：该页所有内容需手写）课题名称:专业：班级：姓名：学号：指导老师：2012 年 6 月对应班级名单序号)L1L2L3D1D2D3D45 10 4 Φ30±0.1 Φ22 Φ15 Φ24±0.2L1L2L3D1D2D3D46 14 5 Φ32±0.1 Φ23 Φ18 Φ26±0.2Φd组织18±0.02 调质金属切削刀具课程设计任务书（Ⅳ）三、注意事项：1．零件图绘制在CAD 图时，注意标题栏要求（见CAD 零件图）。
刀具设计开题报告模板
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告
题目：
系（部）
专业
学生
学号
班号
指导教师
开题报告日期
哈工大华德学院
说明
一、开题报告应包括下列主要内容：
1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求
2．进度计划是否切实可行；
3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。
4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；
5．主要参考文献。
二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。
三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。
指导教师评语：
指导教师签字：检查日期：。
刀架设计开题报告
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊开题报告一、设计题目自动机床的刀架系统设计二、课题研究的目的、意义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，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架设计的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，进而影响到制造业的飞速发展。
本设计主要对总体结构设计、主要传动部件的设计和电气控制部分设计计算。
包括减速传动机构的设计、上刀体锁紧与精定位机构的设计及刀架抬起机构的设计，蜗杆副的设计计算，以及硬件电路及控制软件的设计。
本设计的自动回转刀架控制系统电路简单，可靠性高，有效地解决了传统机床换刀主要依靠手工换刀，辅助时间长，精度不高，累积误差大，加工出的产品既费时且质量不如数控加工的问题，也为车床数控改造中的自动换刀问题提供一种有效的解决途径。
三、国内外现状和发展趋势随着电子技术和计算机技术的发展，数控系统的发展已经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路五个阶段。
因前三代是以专用电路和硬接线插补，纸带格式识别，绝对或增量定位及字符编码等功能的，故称之为硬件式数控，即为一般的NC 系统。
自70 年代中期以后出现的第四、第五代数控系统，由大规模、超大规模集成电路及微处理机组成。
该数控系统有很强的程序存储能力，一系列的功能都可以由不同的软件程序来实现，故称为软件式数控，即通常称CNC 系统。
目前，硬件式(主要是第三代)的数控系统虽仍有生产，但已较少，国际上现在生产的大多是第四代或第五代的产品，即软件式数控系统。
由于计算机技术的发展，硬件的集成度得到提高和软件日益丰富，国际数控装置的水平和功能不断提高与完善，现在已普遍进入了成熟应用阶段。
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。
自动换刀装置开题报告
（4）开发一种结构合理，性能稳定，制造性能良好的圆盘刀库。
4.设计方案
翻刀机构：将整个装置前置，使得刀库整体结构简单，减少了零部件的数量，缩短机械手臂，这样可以减少换刀时间，增强机床以及生产线的效率。气缸的选型依据为刀具重量及行程速度。
机械传动：齿轮传动在机械行业应用广泛，有其独有的优点。传动的速度和功率范围很大；传动效率高，一对齿轮可达98%以上；传动比准确；精度越高，效率越高；对中心距的敏感性小，装配和维修比较方便；易于进行精确加工。故选择齿轮传动。
（1）通过分析现有BT40-24P圆盘刀库产品，了解各组成部分功能及运动特点，提出可行的优化方案；
（2）根据刀柄尺寸设计刀套，以刀具最大中心距确定刀盘的结构；
（3）研究刀库的分度机构，设计齿轮分度结构，分析齿轮传动影响因素，设计齿轮的消隙结构；
（4）根据换刀速度，刀具重量等条件，进行电动机的选择；
（5）设计翻刀机构，缩短抓刀机械手臂，减少换刀过程中的转动惯量，以达到快速换刀的目的；
美国于1958年研制出来带有刀库的第一台数控机床，从此各国开始不断研究和发展，到上世纪70年代步入了自动换刀的多工序数控机床发展的兴盛时期。直到1983年，有了统一的椎柄标准，自动换刀装置才逐渐走向标准化模式。目前，很多国家为提高加工效率，使得刀库成为不可缺少的配件。这些工业发达的国家在高速加工中心上的竞争与比拼，一些高端的技术便应运而生，而且得到合理化的应用。例如，由奥地利ANGERG公司生产的多主轴自动换刀机床仅需0.4s便可以完成切削及换刀，采用电动机直连驱动单一的刀具，由夹具快速位移来完成换刀，这种换刀系统是目前世界上切屑到切屑换刀时间最短的机床；德国Burkardt公司生产的MC325数控加工中心，采用了凸轮分度的方式，虽然换刀总时间是换位及进给时间总和，但是由该装置实现的切削对切削换刀时间却仅需2秒。为了让数控机床行业向多功能、高效率、高速化、高可靠性的方向发展，以往出现的一些常见故障（机械手动作不到位、掉刀、机械手抓刀不稳、刀库动作不到位等）必须得以解决。同时各企业的不断竞争与发展，以及需求量的不断增长，建立起了刀库生产的健全体系，例如台湾吉辅的产品性能优良、型号多样，达到了世界级的先进水准，其生产的大型链刀库HK100A-240CH，在刀重及容量上都可以与发达国家相媲美。此外其研发的40CV立式刀库，结构简单、可靠性强，实现了刀对刀换刀时间1.41s的突破。为了提高数控加工中心综合性能，对换刀时间的要求也相对较短。直到20世纪80代我国才开始致力于加工中心的研发。20世纪90年代以来，我国大力发展机械制造业，走大国兴起的道路。圆盘刀库作为ATC的核心部件，由于技术力量薄弱，遏制了我国数控加工中心的自主研发和生产。国内自主研发的自动换刀装置虽然也取得了显著的成绩，但是由于各种原因，与欧美、日韩等国家相比，我国的刀库事业还相差甚远。目前，国内相对先进的加工中心，换刀时间可以控制在10s以内；例如华中科技、沈阳机床厂生产的机床可实现5轴联动的功能；大连机床集团生产的数控加工中心最短时间可达2s以内。
开题报告.doc
华中科技大学开题报告题目：面向箱体加工的FMS中四轴加工中心的刀库院系：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：叶进学号：012005028316指导老师：张芬2009年3月18日1选题背景1.1课题研究的目的和意义：课题来源于实验室项目的一个研究分支，目的是通过本次的设计工作，能够在对面向箱体加工的FMS应用的四轴加工中心的了解的基础上，实现对加工中心刀库的设计，并与同组人的对主轴部件、工作台、夹具的设计相应，最终设计出整个机床。
1.2柔性制造技术产生的背景对于大批量、少品种的情况，一般采用自动流水线，包括物流设备和相对固定的加工工艺，这可称为固定自动化方式。
自动流水线通常相当昂贵，设备基本固定，不灵活，只能加工一个零件，或者几个相互类似的零件。
如果要改变产品的品种，自动流水线要作较大的改动，在投资和时间方面的耗费很大。
自动流水线的优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，缺点是成本高，不具有灵活性。
对于小批量、多品种的情况，一般可采用单台数控(NC)机床。
它可提供加工一族产品系列的灵活性。
从一种类型的零件转换到另一种类型的零件，不需要改变机床硬件，仅需要改变控制程序(NC程序)及夹具刀具。
NC机床加工产品生产率低，成本高；优点是灵活性较大。
对于中等批量、中等品种的情况，就要考虑一个折中方案。
在金属品制造中，中等批量、中等品种的情况是最主要的一种情况。
根据美国统计资料，在金属加工工业中，这类情况约占75％。
因此如何解决这种情况下的制造问题，是一个十分关键的问题。
如果采用以上两种较为传统的方式，将会产生如下一系列不利情况：1.机床利用率太低；2.加工时间增长；3.中间缓冲库存增大；4.刀具利用率太低；5.车间空间利用率太低等；这些因素都将导致成本的提高。
因此，结合自动流水线与NC机床的特点，将NC机床与物料料输送设备通过计算机联系起来，形成一个系统，来解决中等批量、中等品种的问题。
PLC控制的刀库的自动选刀开题报告
PLC控制的刀库的自动选刀开题报告
1.课题名称：PLC控制的刀库的自动选刀
2.课题来源
该课题是老师根据我们的情况与学校毕业设计的要求相结合提出来的。
这个方向是我根据自己的考研和未来准备发展的方向选定的。
3.选题的目的和意义
目的——以高速化为先导，提高数控机床的综合性能。
根据工艺要求，利用可编程控制器研究刀库和主轴间自动换刀的程序设计。
意义—①可以了解研究开发的大概流程。
②可以锻炼查找和利用各种资源的能力，培养良好的学习习惯。
③可以锻炼提高对数控机床，PLC，机电控制系统等的了解，使我们的专业知识得到充分的运用。
④增加实际设计经验，明确对系统硬件，完成刀库、PLC、液压系统等的具体设计。
斗笠式刀库的设计
济南铁道职业技术学院毕业设计指导书（高职机电一体化专业08级）一、设计题目斗笠式刀库的设计二、设计目的随着科学技术和社会的发展，对机械产品的性能、精度、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求，数控机床的出现，开创了机械加工自动化的新纪元，不仅能提高产品的质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人劳动条件。
一个零件往往需要多道工序完成，而单功能的数控机床只能完成单工序的加工，因此在零件生产过程中，要进行多次装卸换刀工作，不仅影响劳动效率，还降低了工件精度，加工中心和普通单功能机床的区别在于有了刀库和自动换刀装置，这样，一次装夹就可完成多到工序的加工，提高了零件精度和劳动效率。
现在加工中心上刀库种类很多，有斗笠式、圆盘式等，其中斗笠式刀库结构简单，运动集中，适合与立式加工中心。
刀库成本低，工艺要求不高，但是国内生产此类刀库的企业较少，大部分需要进口，价格相对较贵，因此本课题非常有研究价值。
三、设计的技术要求1、斗笠式刀库主要工作过程为：斗笠式刀库换刀时，由三步组成，第一、刀库横移装置移动到主轴箱可以到达的位置；第二，刀库分度装置进行选刀，通过精确地分度、定位，将下个工序需要的刀送到指定位置；第三，主轴上自动装卸刀机构准确取刀装刀。
具体过程为：1）、系统接收到换刀指令。
2）、气缸推动刀库移动到主轴位置，保证当前刀位上为空，准备换刀。
3）、主轴打刀缸释放，将主轴上当前刀具放置到刀库空刀位置。
4）、刀库电机转动，接近目的刀具位置时，接近开关发送指令，电机减速，转到位置停止，准备换刀。
5）、主轴完成装刀动作。
6）、刀库气缸带动刀库返回。
一个换刀动作结束。
2、机械结构的设计通过对加工中心刀库工作目的及工作过程的了解，设计出用横移机构、分度装置及刀盘。
3、技术参数1、机械结构①刀库有8刀位。
②使用槽轮机构完成分度。
③刀柄标准为BT30。
④刀库在圆导轨上滑动，以减小摩擦。
2、电器控制系统①额定输入电压：三相四线380v②额定输入频率：50Hz③额定输入电流：不大于60A④三相异步电动机带动刀盘的转动⑤接近开关检测目的刀具位置⑥工作环境温度：0 ºC~55 ºC3、控制系统①气缸推动刀库移动到主轴位置，打刀缸完成主轴的装刀卸刀。
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夏田. <<数控机床系统设计>>. 化学工业出版社, 2005.
文怀兴. <<数控铣床设计>>. 化学工业出版社, 2006 .
韩建海.<<数控技术及装备>>.华中科技大学出版社2007
全国数控培训网络天津分中心. <<数控机床>>.机械工业出版社, 2005.
法兰盘3每回转一圈，就驱动分度盘4转过一个槽。电机是连续匀速运动的，从而带动法兰盘3与圆柱滚子2连续匀速转动。但圆柱滚子2是间断性的转入分度槽的，从而使刀库轮毂得到周期性间歇运动，起到了刀库的分度作用。分度盘4与刀库鼓轮1同轴，分度盘4的分度槽数与刀库鼓轮1上的刀数一致。法兰盘3不断回转，分度盘4就不停地进行分度，刀库鼓轮1就不断重复上述的运动循环，从而将下一个工序所需刀具的刀位转到换刀位置上，以便让主轴进行换刀，实现刀库的自动换刀。
建议填写以下内容：1.简述课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题。2.重点介绍完成任务的可能思路和方案；3.需要的主要仪器和设备等。
1.课题作用意义，发展趋势
在零件制造过程中，大量的时间用于更换刀具，切削加工时间仅占整个工时中较小的比例。为了缩短非切削时间，提高机床的自动化程度，机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序的方向发展。在这类多工序的数控机床中，必须带有自动换刀装置。
毕业设计（论文）任务书
（2011 届）
设计（论文）题目数控立式升降台铣床斗笠式自动换刀装置设计
学院名称动化2007-2班
姓名（学号）代贵松（20070337）
指导教师董佰麟
系（教研室）负责人
一、毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力）
刀库横移装置的设计：
刀库刀盘的横向移动是使用气压传动机构来实现的。机床箱体上安装有两个平行的导杆9。刀库刀盘安装在刀盘基座10上，刀盘基座10安装在这两个导杆9上并可以沿着导杆9作横向移动。同时，气缸7固定安装在机床箱体上，刀盘基座10与气缸7中的柱塞8固定连接。通过柱塞8的横向移动来实现刀盘基座10的横向移动，从而带动刀盘在初始位置和换刀位置之间的切换运动。气缸7上装有两个磁环开关，当左端磁环开关亮时，气缸处于原始状态；当右端磁环开关亮时，气缸处于推出信号状态，这时柱塞会右移，刀盘会移动到换刀位置。
在对国内外加工中心 (Machine Center ,简称MC)自动换刀装置 (AutotomaticToolChanger ,简称ATC)广泛调查研究的基础上 ,对加工中心ATC的组成结构、类型、特点以及各部分的相互关系做了系统全面的分析和归纳 ,进一步分析了自动换刀装置各部分的功能、基本换刀动作及其设计要求。提出的斗笠式自动换刀装置的设计思想 ,为加工中心自动换刀装置系统化的创新设计做了有意义的探索。
任务及背景：了解数控加工中心的工作原理及主要的组成部分，完成立式铣床斗笠式ATC的设计。
工具环境：根据以往所学的数控技术关于刀库方面的知识，从图书馆查阅相关的设计资料，从网上搜寻相关的设计理念，应用相关绘图软件完成设计。
成果形式：两张装配图，十六张零件图，一张三维效果图；
一篇翻译，一篇开题报告，一篇毕业论文。
三、毕业设计（论文）进度计划
起迄日期
工作内容
备注
2011.01.10～2011.01.15
2011.01.15～2011.01.20
2011.01.20～2011.02.24
2011.02.24～2011.03.01
2011.03.12～2011.03.31
2011.03.31～2011.06.08
着重培养能力：利用计算机绘图的能力；独立思考并设计出合理方案的能力；查阅资料，利用网络信息解决问题的能力。
二、应收集的资料及主要参考文献
外文翻译:优化刀库操作。二：装有缓冲换刀机构的旋转式刀库。
论文：加工中心斗笠式刀库换刀装置设计 张 宇1, 夏晓平2
论文：斗笠式刀库的容刀量与分度装置的运动分析 张 宇1, 夏晓平2
刀库分度装置的设计：
本文设计的斗笠式刀库的分度装置，使用的是经典的槽轮机构（即马氏机构），它具有结构简单、外形尺寸小、机械效率高，以及能较平稳地、间歇地进行转位等优点。斗笠式刀库的分度装置，由电机6、连接轴5、法兰盘3，刀库鼓轮1、分度盘4、圆柱滚子2等零部件组成，分度装置的电机连接轴5的轴线与分度盘4、刀库鼓轮1的回转轴线平行。刀库选刀时，首先由刀库回转电机得到旋转指令，连接轴5通过轴套带动法兰盘3旋转，从而使在法兰盘3上的圆柱滚子2绕法兰中心转动；当圆柱滚子2转动一定角度，进入分度盘4的分度槽中，拨动分度盘4开始作转位运动；当分度盘4转过一定的角度后，圆柱滚子2从分度槽中脱出，刀库鼓轮1（分度盘通过螺钉与刀库鼓轮连在一起转动）即静止不动。
2011.04.04～2011.05.11
2011.06.09～2011.06.15
2011.06.16～2011.06.19
确定毕业设计题目
落实毕业设计任务
完成外文翻译
完成资料查阅和开题报告
进行毕业实习，并完成方案论证
毕业设计工作
进行中期检查和中期答辩
完成答辩前的准备工作
毕业答辩
开题报告（该表格由学生独立完成)
2.完成任务和可行方案
斗笠式刀库由刀库横移装置，分度选刀装置以及主轴上的刀具自动装卸机构组成。横移装置保证刀库从起始位置运动到换刀点换刀；分度装置保证刀库轮毂得到周期性间歇运动，起到刀库的转位分度作用；其分度槽槽数越多，刀库转位越平稳，但槽数增加会导致刀库轮盘尺寸增大，因此，合理的刀库容量尤为重要。斗笠式刀库，顾名思义，形状像斗笠，结构上为盘式刀库，换刀方式属于无机械手换刀系统，它由刀库横移装置，刀库分度选刀装置以及主轴上的刀具自动装卸机构组成。斗笠式刀库换刀时，第一步，是刀库横移装置移动到主轴箱可以达到的位置；第二步，是刀库分度装置进行选刀，它通过精准的分度定位，把下个工序所需的刀具送到指定位置；第三步，是主轴上的自动装卸机构准确取刀送刀，所以横移装置和分度装置，是斗笠式刀库的重要组成部件，是整个设计所需完成的任务。