四工位立式刀架设计
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1、减速传动机构的设计.................................................................................................... - 3 2、上刀体锁紧与精定位机构的设计................................................................................ - 3 3、刀架抬起机构的设计.................................................................................................... - 3 -
-2-
一、设计任务
题目：数控车床自动回转刀架结构设计 任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于 C616 或 C6132 经济型数空车床。 机要求绘制自动回转刀架的械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为 90W，额定转速 1440r/min，换刀时要求刀架转动的速度为 30r/min。
二、总体结构设计
3、刀架抬起机构的设计
要想使上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计适合的机构使上刀体抬起。 本设计选用螺杆-螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-涡轮 带动蜗杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架 处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的端面齿相互啮合，因为这时上刀体不能与螺 杆一起转动，所以螺杆的转动会使上刀体向上移动。当端面齿脱离啮合时，上刀
课程设计说明书
题 目 数控车床自动回转刀架结构设计 起讫日期 2011 年 9 月 23 日至 2011 年 10 月 10 日
学生姓名 王大鹏 专业班级 R 机械 07-2
wk.baidu.com所在院系
机械工程学院
指导教师 蒋丹弘 职称 讲师
所在单位
大连交通大学
2011 年 10 月 10 日
目录
一、设计任务........................................................................................................... - 3 二、总体结构设计................................................................................................... - 3 -
三、主要传动部件的设计....................................................................................... - 4 -
1、蜗杆传动的设计计算 :................................................................................................. - 4 1.1 选择蜗杆传动类型................................................................................................ - 4 -
五、参考文献......................................................................................................... - 28 六、设计人员......................................................................................................... - 28 -
四、电器控制部分的设计..................................................................................... - 17 -
1.在收信电路..................................................................................................................... - 17 2.发信号电路..................................................................................................................... - 19 3．控制软件设计.............................................................................................................. - 21 4．程序代码...................................................................................................................... - 23 -
3 蜗杆轴的设计................................................................................................................ - 11 4. 蜗轮螺纹联接部分的设计计算................................................................................... - 14 5. 滚动轴承的选项........................................................................................................... - 15 -
2 涡轮轴的计算................................................................................................................ - 7 2.1 初算轴径................................................................................................................ - 8 2.2 结构设计............................................................................................................... - 8 2.3 绘制弯矩（M-x）,扭矩（T-x）图...................................................................... - 8 -
1.2 选择材料....................................................................................................................... - 4 1.3 确定主要参数....................................................................................................... - 4 1.4 按齿面接触疲劳强度计算蜗轮的模数 m 及蜗杆的特性系数 .......................... - 4 1.5 校核轮齿弯曲强度............................................................................................... - 5 1.6 求中心距 a............................................................................................................ - 6 1.7 蜗杆尺寸计算....................................................................................................... - 6 1.8 蜗轮尺寸计算..................................................................................................... - 7 1.9 精度选择............................................................................................................... - 7 -
5.1 滚动轴承的选型.................................................................................................. - 15 5.2 滚动轴承的配合................................................................................................. - 15 5.3 滚动轴承的密封................................................................................................. - 15 6、键 1 的校核.................................................................................................................. - 15 7 键 2 的校核.................................................................................................................. - 16 8 涡轮轴承的校核............................................................................................................ - 16 9 蜗杆轴承的校核............................................................................................................ - 17 -
1、减速传动机构的设计
普通的三项异步电动机因转速太快，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，采用蜗杆副减速时最佳选择。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、上刀体锁紧与精定位机构的设计
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 定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端 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旋转；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， 完成转位动作。
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一、设计任务
题目：数控车床自动回转刀架结构设计 任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于 C616 或 C6132 经济型数空车床。 机要求绘制自动回转刀架的械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为 90W，额定转速 1440r/min，换刀时要求刀架转动的速度为 30r/min。
二、总体结构设计
3、刀架抬起机构的设计
要想使上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计适合的机构使上刀体抬起。 本设计选用螺杆-螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-涡轮 带动蜗杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架 处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的端面齿相互啮合，因为这时上刀体不能与螺 杆一起转动，所以螺杆的转动会使上刀体向上移动。当端面齿脱离啮合时，上刀
课程设计说明书
题 目 数控车床自动回转刀架结构设计 起讫日期 2011 年 9 月 23 日至 2011 年 10 月 10 日
学生姓名 王大鹏 专业班级 R 机械 07-2
wk.baidu.com所在院系
机械工程学院
指导教师 蒋丹弘 职称 讲师
所在单位
大连交通大学
2011 年 10 月 10 日
目录
一、设计任务........................................................................................................... - 3 二、总体结构设计................................................................................................... - 3 -
三、主要传动部件的设计....................................................................................... - 4 -
1、蜗杆传动的设计计算 :................................................................................................. - 4 1.1 选择蜗杆传动类型................................................................................................ - 4 -
五、参考文献......................................................................................................... - 28 六、设计人员......................................................................................................... - 28 -
四、电器控制部分的设计..................................................................................... - 17 -
1.在收信电路..................................................................................................................... - 17 2.发信号电路..................................................................................................................... - 19 3．控制软件设计.............................................................................................................. - 21 4．程序代码...................................................................................................................... - 23 -
3 蜗杆轴的设计................................................................................................................ - 11 4. 蜗轮螺纹联接部分的设计计算................................................................................... - 14 5. 滚动轴承的选项........................................................................................................... - 15 -
2 涡轮轴的计算................................................................................................................ - 7 2.1 初算轴径................................................................................................................ - 8 2.2 结构设计............................................................................................................... - 8 2.3 绘制弯矩（M-x）,扭矩（T-x）图...................................................................... - 8 -
1.2 选择材料....................................................................................................................... - 4 1.3 确定主要参数....................................................................................................... - 4 1.4 按齿面接触疲劳强度计算蜗轮的模数 m 及蜗杆的特性系数 .......................... - 4 1.5 校核轮齿弯曲强度............................................................................................... - 5 1.6 求中心距 a............................................................................................................ - 6 1.7 蜗杆尺寸计算....................................................................................................... - 6 1.8 蜗轮尺寸计算..................................................................................................... - 7 1.9 精度选择............................................................................................................... - 7 -
5.1 滚动轴承的选型.................................................................................................. - 15 5.2 滚动轴承的配合................................................................................................. - 15 5.3 滚动轴承的密封................................................................................................. - 15 6、键 1 的校核.................................................................................................................. - 15 7 键 2 的校核.................................................................................................................. - 16 8 涡轮轴承的校核............................................................................................................ - 16 9 蜗杆轴承的校核............................................................................................................ - 17 -
1、减速传动机构的设计
普通的三项异步电动机因转速太快，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，采用蜗杆副减速时最佳选择。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、上刀体锁紧与精定位机构的设计
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 定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端 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旋转；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， 完成转位动作。