数控加工中心刀库传动系统设计
立式加工中心工作台Z轴进给传动系统设计
立式加工中心工作台Z轴进给传动系统设计1. 引言本文档旨在介绍立式加工中心工作台Z轴进给传动系统的设计方案。
该方案旨在提高运动的精确度、稳定性和效率，从而满足现代制造业对高精度加工的需求。
2. 设计要求立式加工中心工作台Z轴进给传动系统的设计要求如下：- 高精度：能够实现微小加工精度要求，最小单位需达到0.001毫米；- 稳定性：能够抵抗振动和冲击，确保加工过程的稳定性；- 高效率：能够提高加工速度和效率，减少加工时间。
3. 设计原理立式加工中心工作台Z轴进给传动系统设计方案基于以下原理：- 采用精密滚珠丝杠传动：使用高精度、低摩擦的滚珠丝杠传动机构，实现Z轴的精确移动；- 应用伺服电机控制：通过伺服电机控制滚珠丝杠传动系统，实现精确的位置控制和速度控制；- 配备位置传感器：在滚珠丝杠传动系统中安装位置传感器，实时检测工作台Z轴的位置，以实现闭环控制。
4. 设计方案基于上述设计原理，立式加工中心工作台Z轴进给传动系统的设计方案如下：4.1 滚珠丝杠传动机构- 选择高精度的滚珠丝杠，确保传动精度；- 采用预加载技术，提高传动系统的刚性和精密度；- 选择适当的滚珠丝杠螺距，以满足加工的需求。
4.2 伺服电机控制系统- 选择适合的伺服电机，具有高转矩和高响应速度；- 配备精密的位置检测装置，以实现精确的位置控制；- 使用先进的控制算法，实现平稳的速度控制。
4.3 位置传感器- 安装高精度的位置传感器，实时检测工作台Z轴的位置；- 将位置传感器的信号反馈给伺服电机控制系统，实现闭环控制；- 通过闭环控制，实现对工作台Z轴位置的精确控制。
5. 结论通过采用精密滚珠丝杠传动、伺服电机控制和位置传感器反馈的设计方案，现代立式加工中心工作台Z轴进给传动系统可以实现高精度、稳定性和高效率的加工。
该设计方案能够满足制造业对精确加工的要求，提高产品质量和加工效率。
加工中心自动换刀系统设计(盘式)
本科毕业设计（论文）题目加工中心自动换刀系统设计（盘式）——刀库系统学院名称机械与动力工程学院专业名称机械设计制造及其自动化年级班级学生姓名指导教师2017年5月目录前言1.加工中心概述 (1)1.1加工中心发展现状和发展趋势 (1)1.2加工中心的特点 (2)1.3加工中心的分类 (3)1.4加工中心的结构 (5)1.5加工中心刀库及自动换刀装置 (6)1.5.1加工中心刀库形式 (6)1.5.2加工中心的自动换刀装置 (8)1.5.3刀库结构及换刀过程 (9)2.刀库传动设计…………………………………………………………………2.1电动机的选择…………………………………………………………2.1.1初选电动机………………………………………………………2.1.2校核电动机………………………………………………………2.2运动和动力参数计算……………………………………………2.3蜗杆传动设计…………………………………………………………2.3.1蜗杆传动的选择…………………………………………………2.3.2蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算…………………………2.3.3校核齿根弯曲疲劳强度…………………………………………2.3.4验算蜗杆传动的效率、润滑及热平衡……………………………2.3.5蜗杆和蜗轮的结构设计…………………………………………2.4传动轴设计…………………………………………………………2.4.1轴的材料…………………………………………………………2.4.2蜗杆轴的结构设计………………………………………………2.4.3蜗轮轴的结构设计………………………………………………2.4.4轴系零、部件的校核………………………………………………3.刀库结构设计………………………………………………………………3.1刀盘设计………………………………………………………………3.2刀库设计………………………………………………………………4.液压系统的设计……………………………………………………………4.1液压缸的载荷计算…………………………………………………4.2液压缸的主要参数计算……………………………………………结论…………………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………前言目前机床发展的主要趋势是加工中心，其在机械制造业中得到了大规模的应用，而且加工中心还在不断地向高速化、高效率、高精度的目标发展着，在机床结构方面，多轴化、复合加工等方面的创新也日趋活跃。
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。
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。
数控加工中心刀库传动系统设计
浙江xx学院毕业设计题目数控加工中心刀库传动系统设计姓名学号专业班级系别指导教师2010年x月x日数控加工中心刀库传动系统设计摘要：本文设计了数控加工中心刀库传动系统，工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
在参考了学校里的数控加工中心基础上，对加工中心的气动换刀系统进行分析，阐述了其刀库选刀控制方式及换刀动作过程介绍，该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作，并通过CAXA软件画出换刀系统的过程，来更清楚的描绘出气动换刀系统。
关键词：加工中心；气动；换刀目录1绪论 (1)1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述 (1)1.2 课题的内容及意义 (1)2气动换刀系统的组成 (2)2.1刀库 (2)2.1.1盘式刀库 (2)2.1.2链式刀库 (3)2.1.3格子式刀库 (4)2.2刀具交换机构 (4)3数控加工中心气动换刀系统原理 (6)4刀库选刀控制与换刀流程 (8)4.1刀具的选择方式 (8)4.1.1顺序选择方式 (8)4.1.2任意选择方式 (8)4.2利用PLC程序来实现随机换刀 (8)4.3换刀动作流程 (10)5数控加工中心换刀时间的评定方法 (15)5.1快速换刀技术 (15)5.2换刀速度指标 (15)5.3提高换刀速度的基本原则 (15)5.4如何合理评定自动换刀装置的换刀时间 (15)6数控加工中心气动换刀系统关键部位设计 (17)6.1弹簧夹头设计 (17)6.2刀柄设计 (18)7结论 (19)8谢辞 (20)9参考文献 (20)附录 (21)1绪论1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述带有刀库和气动换刀装置的加工中心是一种高度自动化的多功能数控机床。
数控加工中心—主传动系统设计
1前言1.1数控加工中心概述数控加工中心是带有刀库和换到系统的数控机床。
其特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续的对工件各个加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削的多种工序的加工。
概括有以下几点：1．全封闭防护；2．工序集中，加工连续进行；3．使用多把道具，自动进行道具交换；4．使用多个多个工作台，自动进行工作台交换；5．功能强大，趋向复合加工；6．高自动化、高精度、高效率、高投入；7．在适当的条件下才能发挥最佳效益。
数控加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。
例如，箱体类工件，复杂曲面类工件，异形件，盘、套、板类工件等。
数控加工中心分为立式加工中心，卧式加工中心和龙门式加工中心三大类。
图1.1为大型立式数控加工中心尽管现在出现了各种类型加工中心，外形结构各异，但总体来看大体有以下几部分组成：1—数控柜；2—刀库工作台；3—主轴箱；4—操作面板；5—驱动电源；6—工作台装置；7—滑枕；8—床身；9—进给伺服电机；10—换刀机械手图1.1大型立式加工中心1．基础部件由床身、立柱和工作台等组成，基础部件要承受加工中心的静载荷和加工时的动载荷。
所以必须选择刚度很高的材料做基础组件，同时它也是整个加工中心质量和体积最大的组件。
2．控制系统加工中心的控制系统由CNC装置、伺服驱动装置、可编程控制器以及电机等组成。
它是加工中心的控制中心。
3．主轴组件它由主轴电机、主轴箱、主轴和轴承等零件组成。
数控系统控制它的运动、停止和转动等动作。
是切削加工的功率输出部件。
4．自动换刀装置由刀库、机械手和驱动机构等部件组成，数控装置控制换刀过程，由电机和液压驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。
5．伺服系统伺服系统的功能是把数控装置的信号转为数控加工中心移动部件的移动，其性能的好坏影响加工中心的加工精度、表面质量和生产效率。
6．辅助系统由润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机监测系统等部分组成。
数控加工中心盘式刀库设计
摘要90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，高速加工中心作为新时代数控机床的代表，已在机床领域广泛使用。
自动换刀刀库的发展俨然已超越其为数控加工中心配套的角色，在其特有的技术领域中发展出符合机床高精度、高效率、高可靠度及多任务复合等概念的独特产品。
刀库作为加工中心最重要的部分之一，它的发展也直接决定了加工中心的发展。
本论文完成的是盘式刀库的总体设计、传动设计、结构设计，在确定了整体设计方案后，运用UG对整个盘式刀库进行了实体建模和运动仿真分析。
分析结果显示，整个系统无干涉，且整体运行平稳。
运用 ANSYS 对系统的关键部件进行了受力和变形分析。
结果显示：系统关键部件设计合理，变形量在设计范围之内。
这种刀库在数控加工中心上应用非常广泛，其换刀过程简单，换刀时间短，定位精度高；总体结构简单、紧凑，动作准确可靠；维护方便，成本低。
本刀库传动部分分两级减速，一级传动部分采用直齿轮减速装置，二级传动部分采用蜗轮蜗杆减速装置，此种设计方案可提高输出轴的传动平稳性能，即提高刀盘的运转平稳性。
本刀库满载装刀24把，采用单环排列方式排放。
关键词：加工中心；刀库；数控加工AbstractSince the 1990s, CNC machining technology has been rapidly gaining popularity and development. As a new era of high-speed machining center CNC machine tools represent, have been widely used in the field of machine tools. Automatic tool changer magazine seems to have gone beyond the development of CNC machining centers supporting its role in the field of its unique technology developed to meet the machine precision, high efficiency, high reliability and multi-task complex concepts such unique products. Magazine as a processing center one of the most important parts, and its development is also directly determines the machining center.In this thesis, completed the disc magazine's overall design, transmission design, structural design, in determining the overall design, the use of UG to the entire disc magazine conducted a physical modeling and motion simulation analysis. The results showed that the system without interference and the overall smooth operation. Using ANSYS on the system key components of stress and deformation analysis. The results showed that: the system key component design is reasonable, the amount of deformation in the design range. This magazine in CNC machining center is widely used, its tool change process is simple, tool change time is short, high positioning accuracy; overall structure is simple, compact, accurate and reliable; easy maintenance, and low cost. The magazine drive part of two deceleration, a transmission part adopts straight gear reduction, two transmission part adopts worm gear unit, such a design can improve the output shaft of the transmission smooth performance, that is, raising the cutter smooth operation sex. The magazine full loaded knife 24, the use of single-ring arrangement emissions.Keywords: machining centers; magazine; CNC machining目录摘要 .............................................................................................. 错误！未定义书签。
数控加工中心—主传动系统设计
数控加工中心—主传动系统设计数控加工中心是一种高效精密的机械加工设备，主要用于加工具有一定形状和尺寸要求的工件。
主传动系统作为数控加工中心的核心部件之一，在数控加工中心的运行中起着至关重要的作用。
本文将从主传动系统设计的角度，详细介绍数控加工中心主传动系统的设计方法和要点。
在确定主传动系统的结构形式后，设计者还需要考虑传动方式。
数控加工中心主传动系统的传动方式主要有齿轮传动、同步带传动和链条传动等。
齿轮传动是最常见的传动方式，其传动效率高、传动精度高，但噪音大；同步带传动具有传动平稳、噪音低、维护方便等优点；链条传动则适用于大功率、大转矩传动。
在进行传动方式选择后，设计者还需要根据加工中心的实际工作要求和性能需求，确定主传动系统的传动比，即主轴转速与驱动电机转速之间的比值。
传动比的大小直接影响到主轴的转速范围和加工中心的加工能力。
一般情况下，数控加工中心的主轴转速范围为几百转/分钟到几万转/分钟不等。
另外，主传动系统的传动精度也是设计中需要关注的重点。
传动精度是指传动系统中输出轴的转速与输入轴的转速之间的误差大小。
由于主传动系统的传动精度直接影响到加工中心的加工精度，所以设计者需要根据加工要求和机械精度标准，选择适当的传动精度要求，并通过选用合适的传动装置和特殊的配合方式，来提高主传动系统的传动精度。
此外，设计者还需要注意主传动系统的可靠性和稳定性。
在设计过程中，应遵循可靠性设计原则，选用具有高可靠性的主传动装置和零部件，并合理安排主传动系统的结构形式和传动方式，以提高主传动系统的工作稳定性和使用寿命。
综上所述，数控加工中心主传动系统的设计是一项复杂而重要的工作，设计者需要根据具体的情况选择最合适的结构形式和传动方式，并合理确定主传动系统的传动比、传动精度等参数，以提高数控加工中心的加工能力和加工精度。
同时，设计者还要注重主传动系统的可靠性和稳定性，以确保数控加工中心的正常运行。
数控加工中心主传动的设计
卧式加工中心主传动系统设计摘要数控加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。
它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断和应用编程技术的高技术产品。
加工中心适合于加工形状复杂、加工工序多、精度要求较高、需要用多种类型的普通机床和众多的工艺装备，且需经多次装夹和调整才能完成加工的零件。
数控加工中心主传动系统是由主轴电动机、主轴传动系统以及主轴组件组成。
本文对数控加工中心的功能与发展趋势进行了简单的论述，着重论述了卧式加工中心主传动系统的设计，其内容包括电动机的选择、确定传动方案、拟定转速图、齿轮的设计与校核、主轴的设计及各传动轴的设计与各传动轴的刚度校核。
关键词：主轴箱；无极变速；传动系统Horizontal processing center main transmissionsystem designAbstractProcessing center is equipped with a sword and can change automatic library tool on the more process of numerical control machine. It combined the mechanical technology, electronic technology, computer software technology, pneumatic technology, dragging technology, modern control theory, measurement and sensing technology and communications diagnosis and application programming technology of high technology products. Suitable for processing processing center complex shape, and processing procedures, higher accuracy, need to use a variety of types of ordinary machine tools and many of the technology and equipment, and need to the many times the clamping and adjust to finish machining parts. Processing center main transmission system is made of spindle motor, main shaft transmission system and the spindle component. This article on the nc machining center function and the development trend of simple, this paper focuses on the horizontal processing center main transmission system design, and its content including motor selection, sure transmission scheme, for the design of gear speed diagram, and checking, the design and the design and checking of the drive shaftKey words:headstocks, a continuously variable speed , transmission Systerm目录1 绪论 (1)1.1 加工中心的定义 (1)1.2 加工中心的特点 (1)1.2.1 加工精度高 (1)1.2.2工序集中 (1)1.2.3 适应性强 (2)1.2.4 生产效率高 (2)1.2.5 经济效益好 (2)1.2.6 劳动强度低，工作条件好 (2)1.2.7 有利于生产管理的现代化 (3)1.3 加工中心的主要加工对象 (3)1.3.1 既有平面又有孔系的零件 (3)1.3.2 结构形状复杂、普通机床难加工的零件 (3)1.3.3 外形不规则的异形零件 (3)1.3.4 新产品试制中的零件 (3)1.3.5 周期性投产的零件 (4)1.4 加工中心的基本组成 (4)1.4.1 基础部件 (4)1.4.2 主轴部件 (4)1.4.3 数控系统 (4)1.4.4 自动换刀系统 (5)1.4.5 辅助装置 (5)1.5 加工中心的工作原理 (5)1.6 加工中心的分类 (6)1.6.1 立式加工中心 (6)1.6.2 卧式加工中心 (6)1.6.3 万能加工中心 (6)1.6.4 虚轴加工中心 (7)1.7 加工中心的发展方向 (7)2 加工中心主传动系统 (8)2.1 加工中心主传动系统的要求 (8)2.1.1 调速功能 (8)2.1.2动态响应性能 (8)2.1.3 精度和刚度要求 (8)2.1.4 抗振性和热稳定性要求 (9)2.1.5 具有刀具的自动夹紧功能 (9)2.1.6 功率要求 (9)2.1.7 主轴定位功能要求 (9)2.2主传动系统主要技术指标的确定 (9)2.2.1 主运动变速系统主要参数 (10)2.2.2 主传动功率 (10)2.2.3 选择电动机型号 (10)2.2.4 电动机的功率、扭矩特性 (11)2.3主传动变速系统设计 (11)2.3.1 转速图的拟定 (11)2.3.2 主运动的调速范围 (12)2.3.3 主轴箱传动系统图 (13)2.3.4 各轴计算转速 (14)3 传动系统零部件设计 (15)3.1选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 (15)3.2齿轮齿数的确定 (15)3.3齿轮模数的估算 (15)3.4按齿面接触疲劳强度校核齿轮模数 (16)3.5估算各传动轴直径与各轴的材料选取 (18)3.6 传动轴的弯曲刚度验算 (19)3.7花键键侧挤压应力计算 (27)4 主轴组件的设计 (29)4.1主轴的要求 (29)4.1.1回转精度 (29)4.1.2静刚度 (29)4.1.3 抗振性 (29)4.1.4 升温和热变形 (29)4.1.5 耐磨性 (29)4.1.6 材料和热处理 (30)4.1.7 主轴的结构 (30)4.1.8主轴轴承的选择 (30)4.2 主轴尺寸参数的确定 (31)4.2.1主轴直径的确定 (31)4.2.2主轴内孔直径 (31)4.2.3主轴前悬伸量 (31)4.2.4主轴的支承跨距 (32)4.2.5主轴轴端结构 (32)5总装配图 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 加工中心的定义加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。
卧式加工中心主传动系统设计说明书
烟台南山学院毕业设计（论文）卧式加工中心主传动系统设计卧式加工中心主传动系统设计摘要加工中心它是一种既具备刀库还能够自动的去更换一些刀具用来多工序加工工件的数控机床。
它把电子技术、气动技术、现代控制的理论、机械技术、计算机软件技术、拖动技术、测量和传感技术、应用编程和通讯诊断等很多高技术集于一身。
加工中心更适合精度要求很高的、加工程序多的、形状复杂的、很多工艺装备和要用很多种类型普通的机床。
要多次调整多次装夹才能够加工完成的零件。
数控加工中心主传动系统是由主轴组件、主轴电动机、转动系统组成。
这篇文章简单的去论述了关于加工中心的发展趋势和功能，通过加工中心项目的开发，全面论述和总体方案的设计方法和拟定过程。
参考了国内外的加工中心的机床的布局、实施的课行性、市场的竞争力、经济因素、机床的参数等因素，然后在结合实际设计的方案。
主要内容有确定传感的方案、电动机选择、齿轮的校核和设计、拟定的转速图、主轴设计各种动轴刚度的校核和动轴的设计。
论文对卧式加工中心主转系统进行了计算与分析，包括有齿轮的齿轮弯曲应用的计算和接触应用的计算，轴的饶度计算和弯曲应用的计算，还有轴承寿命的计算。
本文的研究应用了很多先进的手段来更好的完成卧式加工中心的设计，以及机床外观初步的方案。
这样可以使得产品设计的过程可视，同样也大大的提高了设计的效率。
关键词：传动系统，加工中心Horizontal Machining Center TransmissionDesignAbstractThe machining center it is not only with a knife but also can automatically to replace t he CNC machine tool for machining some workpieces. The electronic technology, pneuma tic technology, modern control theory, mechanical technology, computer software technolo gy,drive technology, measurement and sensor technology, application programming and co mmunication diagnosis etc. many high technology in a body. Complex shape machining ce nter is more suitable for high precision processing, program, process equipment and manyt o many types of ordinary machine tool. To repeatedly adjust multiple clamping processin g tofinished parts. The main drive system of CNC machining center is composed of spindle, spindle motor, rotation system. This article simply to discuss the development trend of the processing center and function, through the development of the processing center project,di scusses the design method and the overall scheme and the process of drafting. With referen ce to the processing center at home and abroad, the layout of the machine classimplementat ion, market competitiveness, economic factors, machine parameters, and in combination wi th the actual design scheme. The main contents are to determine the sensingscheme, motor selection, design and verification, the proposed gear speed diagram, spindle design dynami c check shaft stiffness and dynamic shaft design. The horizontal machining center main tra nsfer system was calculated and analyzed, including the calculation of the gear bending ap plication of gear and contact applications, calculation calculation of shaft and bending curv ature of the application, and the bearing life calculation.Design of horizontal machining ce nter in the completion of this study on the application of many advanced techniques to bett er, and the appearance of the preliminary design of machine tool. This makes the process o f product design and visual, also greatly improve the efficiency of the design.Key words: horizontal machining center, transmission Systerm目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.3 加工中心的定义 (3)1.4 加工中心的特点 (3)1.5卧式的主要加工对象 (5)1.6 加工中心的机构构成 (6)1.6.1 基础部件 (6)1.6.2 主轴部件 (6)1.6.3 数控系统 (7)1.6.4 自动换刀系统 (7)1.6.5 辅助装置 (7)1.7加工中心的工作原理 (7)第2章总体设计 (8)2.1概述 (8)2.2 主传动系统的设计要求 (8)3.1 加工中心主传动系统的要求 (8)3.1.1 调速功能 (9)3.1.2动态响应性能 (9)3.1.3 精度和刚度要求 (9)3.1.4 抗振性和热稳定性要求 (9)3.1.5 具有刀具自动夹紧的功能 (10)3.1.6 功率要求 (10)3.1.7 主轴定位功能要求 (10)3.2主传动系统主要技术参数 (10)3.2.1 主运动变速系统主要参数 (10)3.2.2 主传动功率 (11)3.2.3 选择电动机型号 (11)3.3主传动变速系统设计 (11)3.3.1主轴箱传动系统图 (12)3.3.2 转速图的拟定 (13)3.3.3各轴计算转速 (14)第 4章主传动系统设计 (14)4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (15)4.2齿轮齿数的确定 (15)4.3齿轮模数的估算 (15)4.4按齿面接触疲劳强度校核齿轮模数 (17)4.5估算各传动轴直径与各轴的材料选取 (19)4.6 传动轴的弯曲刚度验算 (20)4.7花键键侧挤压应力计算 (24)4.8联轴器的选择 (25)4.9 键的选择 (25)第5章主轴及其重要组件的设计 (26)5.1主轴的要求 (26)5.1.1回转精度 (26)5.1.2 静刚度 (26)5.1.3 抗振性 (26)5.1.4 升温和热变形 (26)5.1.5 耐磨性 (27)5.1.6 材料和热处理 (27)5.1.7 主轴的结构 (27)5.1.8主轴轴承的选择 (27)5.2主轴的结构尺寸设计 (27)5.2.1主轴直径的确定 (28)5.2.2主轴的结构尺寸设计 (28)5.2.3主轴内孔直径 (28)5.2.4主轴轴端结构 (29)第6章绘制总装配图及其重要零件图 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第1章绪论1.1 课题背景装备制造业是为国防建设以及国民经济的发展提供一些技术装备基础性的产业，带动着相关产业发展也为国民各个部门提供了工作母机。
机械加工中心链式刀库设计
机械加工中心链式刀库设计简介本文档旨在介绍机械加工中心链式刀库的设计原理和相关要点。
机械加工中心是一种多功能的数控机床，具有高精度、高速度和高灵活性的特点。
设计原理链式刀库是机械加工中心常用的刀具管理系统之一。
其设计原理如下：1. 链条结构：链式刀库通过链条将各个刀位连接起来，形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成，具有足够的承载能力和耐磨性。
链条结构：链式刀库通过链条将各个刀位连接起来，形成一个闭合循环的结构。
链条由高强度材料制成，具有足够的承载能力和耐磨性。
2. 刀位安装：每个刀位固定在链条上的一个环状槽中，通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整，增加或减少链条上的刀位数目。
刀位安装：每个刀位固定在链条上的一个环状槽中，通过螺栓或夹紧装置固定在位置上。
刀位的数量可以根据需求进行调整，增加或减少链条上的刀位数目。
3. 链条传动：链条运行时，可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中，通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
链条传动：链条运行时，可以通过链条传动装置实现链条的运动。
在链式刀库设计中，通常采用伺服电机、减速器和链轮等来带动链条的运转。
设计要点在设计机械加工中心链式刀库时，需要注意以下要点：1. 刀具容量：根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求，同时考虑机床结构和尺寸的限制。
刀具容量：根据加工需求和刀具种类确定刀库的刀位容量。
刀位容量应满足机械加工中心的生产要求，同时考虑机床结构和尺寸的限制。
2. 刀位布局：合理安排刀位的位置，使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要，将常用的刀具安排在靠近工作台的位置，提高切换效率。
刀位布局：合理安排刀位的位置，使得刀具易于调取和更换。
根据加工工序的需要，将常用的刀具安排在靠近工作台的位置，提高切换效率。
3. 刀位标识：给每个刀位进行清晰的标识，便于操作人员识别和调取刀具。
立式加工中心主传动系统设计
锁紧螺母
加工中心和高速数 控铣床刀具安装势必采 用自动装刀机构。由预 紧弹簧控制轴向拉力， 再由气压、液压或机械 螺杆等执行机构实现松 刀和夹刀动作的拉杆机 构。
垫圈
蝶形弹簧
垫圈 拉杆 拉钉套 钢球 拉钉
数控机床主传动系统
主轴准停机构
主轴准停也叫主轴定向。 在加工中心等数控机床上， 由于有机械手自动换刀，要 求刀柄上的键槽对准主轴的 端面键上，因此主轴每次必 须停在一个固定的位置上， 所以主轴上必须设有准停装 置。 主轴准停装置分为机械 式准停和电气式准停。
数控机床主传动系统 主轴内孔的清洁装置。 为了提高刀具 重复安装精度，减 少刀具锥柄和主轴 锥孔非正常接合， 在自动装刀系统中 必须对刀具锥柄安 装孔进行清洁。
数控机床主传动系统
数控机床主传动系统 主轴轴承的密封和润滑 密封：为了提高主轴轴承的寿命和确保轴承的 旋转精度，必须采取严格的密封措施，防止切屑 液及杂物从外部进入组件内部，保证轴承的使用 性能和寿命。目前通用的有主轴吹气、迷宫密封 等非接触式密封方式，对于要求不高的可以采用 间隙密封，但必须准确地控制间隙的大小，一般 是在0.02～0.04mm之间。 润滑：润滑方式有两 种：脂润滑和油润滑
数控机床主传动系统 实现恒切削速度加工； 在加工端面时，为了保证端面稳定的加工 质量，要求工件端面的各部位能保持恒定 的线 切削速度。
主传动链尽可能短； 传动链越短，则累积误差越小，机床精度相 应就高。
实现刀具的快速自动装卸； 由于数控机床多进行多工序加工，工序变换 时刀具也要更换，实现自动换刀可提高加工效 率。
数控机床主传动系统
XH716立式加工中心主传动系统图
数控机床主传动系统
2、数控机床主传动系统的要求
加工中心自动换刀控制系统毕业设计
摘要机床的发展与应用，大大降低了零件加工的辅助时间，极大的提高了生产率。
随着数控机床的普及应用，机械加工的自动化程度大大提高，数控机床发展成了当今普遍应用的一种更新、更先进的制造设备即加工中心。
加工中心带有刀库和自动换刀装置，能对工件按预定程序进行多工序加工的高度自动化的多功能的数字控制机床。
自动换刀装置应当满足换刀时间短、刀具存储量足够、刀具的安置空间小以及安全可靠等基本要求。
加工中心的关键在于CNC对刀库的自动选刀和刀库、机械手与主轴间的自动换刀，加工中心出现故障80%都在上述方面本课题就是针对现有的自动换刀装置进一步减少换刀时间，利用PLC对刀库的选刀控制和刀库、机械手与主轴间的自动换刀控制以及刀库精确定位。
利用PLC控制液压传动机构，使液压传动更加稳定和精确。
关键词：ATC，刀库，PLC，自动选刀，液压传动AbstractWith the development of NC, the automatic tool changer system is More and moreimportant in the modern advanced manufacture, because the ATC can shorten the cycle time of produ ct manufacturing, improve the precision of product machining. The latestrequirements of machine tool user comprise of diversification of control object,complexity of process, flexible of application and high reliability.The function of tool magazine is that stores the tool and moves the tool which will be used in the n ext manufacturing process to the right changeover position and robot willfinish the change over tool When the tool magazine's capacity is so big and the distance of tool position is more far away the principal axis, there need the tool exchanging unitto implement the changeover work between the principal axis and tool magazine. Theframework of this function include the robot, tools rotation station and changeov er robot. PLC control the use of hydraulic transmission, made hydraulic transmission to morestable and accur ate.Key words: ATC，tool magazine，PLC，tool exchange at random，Hydraulic transmissionII目录第一章绪论 (1)1.1 国内外数控机床的发展情况 (1)1.1.1 国内外数控机床的现状 (1)1.1.2 数控机床发展趋势 (2)1.2 可编程控制技术的现状及发展情况 (3)1.2.1 可编程控制器的特点 (3)1.2.2 可编程控制器的应用 (4)1.2.3 可编程控制器的发展趋势 (6)1.3 本文的主要研究意义与内容 (7)第二章机械手的自动换刀装置研究 (8)2.1 数控机床自动换刀装置的主要类型、特点及适用范围 (8)2.1.1 自动回转刀架 (8)2.1.2转塔头式换刀装 (9)2.1.3带刀库的自动换刀系统 (9)2.2ATC的作用及其组成 (10)2.2.1 ATC的作用 (10)2.2.2 ATC的主要组成 (10)2.3 加工中心机械手自动换刀过程 (13)第三章PLC控制系统设计 (16)3.1 PLC机型的选择 (16)3.1.1 CPU的能力 (16)3.1.2 I/O点数 (16)3.1.3 响应速度 (17)3.1.4 指令系统 (17)3.1.5 机型选择的其它考虑 (18)3.2 PLC控制系统设计 (18)3.2.1 本机I/O与扩展I/O的地址分配 (18)3.2.2 电器的选择 (20)3.3 PLC外部接线图设计 (21)3.4 应用S7-200编制梯形图 (25)第四章液压传动部分的设计 (28)4.1 液压传动系统的特点 (28)4.2 液压传动系统的选择 (28)4.3 液压传动回路设计 (29)第五章机械手三维模型设计 (33)5.1 PRO/E软件介绍 (33)5.2 应用PRO/E进行模型设计 (33)第六章毕业设计结论 (39)参考文献 (40)致谢信 (42)声明 (43)第一章绪论1.1 国内外数控机床的发展情况随着数控技术的发展，带有自动换刀系统的加工中心在现代制造业中起着愈来愈重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。
加工中心自动换刀系统设计说明书
摘要加工中心是现代机械加工中用得最多的设备之一，而自动换刀装置作为加工中心的核心部件，一直处在不断改进之中。
本课题要求设计一台小型加工中心的刀库及自动换刀装置。
本次设计分为两大部分。
首先，主要针对目前机床上常用的几种类型的刀库（鼓盘式刀库、链式刀库、格子盒式刀库等）进行了比较分析，最终选用链式刀库结构，选择伺服电机驱动，采用蜗杆蜗轮装置减速，并完成了链条的选择和链轮的设计计算。
另外，选择双臂单爪机械手结构，对其运动作了详细的分析，最终将换刀运动分解为手臂的伸缩，手架的伸缩和回转三个动作。
全部采用液压系统进行控制。
在合理选用液压缸之后，绘制出了液压系统控制图、机械手动作原理图，基本完成了自动换刀装置的设计工作。
关键词：伺服电动机驱动；链式刀库；机械手换刀；液压系统控制AbstractProcessing Center is a modern mechanical processing equipment used in one of the largest and automatic tool change device as the core parts processing center, has been in the continuous improvement of. The topics designed a small knife processing center for devices and automatic tool change. The design is divided into two parts. First of all, the main view of the current machine, commonly used for several types of knives (knives drum disc library, the chain knife, knife lattice cassette library, etc.) a comparative analysis, the final choice of the chain knife structure, choice of servo motor Driver, a worm worm deceleration devices, and completed the chain and sprocket of the choice of design and calculation. In addition, the choice of single-claw manipulator arms structure, its movement made a detailed analysis will eventually ATC campaign for the decomposition of the telescopic arm, hand-stretching and rotating the three movements. All the hydraulic system used to control. A reasonable choice of hydraulic cylinders, to map out plans of the hydraulic control systems, mechanical hand movements schematics, basically completed the installation of automatic tool change the design work.Keywords：The servo motor actuates; Chain knife storehouse; The manipulator trades the knife; The hydraulic system controls目录目录摘要 (I)Abstract (Ⅲ)1 绪论1.1 本课题的来源、目的及意义 (1)1.1.1 课题的来源 (1)1.1.2 本课题研究的目的 (1)1.1.3 本课题研究的意义 (1)1.2 课题背景及国内外研究现状 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (3)2 刀库及换刀机构总体结构设计2.1 刀库的结构设计 (3)2.1.1 方案分析比较 (3)2.1.2 刀库容量的确定 (6)2.1.3 刀库选刀方式的确定 (6)2.1.4 刀库的设计及计算 (6)2.2 自动换刀装置设计 (13)2.2.1 方案分析比较 (13)2.2.2 机械手自动换刀工作流程设计 (13)2.2.3 换刀机械手结构设计 (22)2.2.4 换刀手手臂和手爪结构设计 (23)2.2.5 液压缸、活塞杆的选择 (24)2.2.6 液压系统工作原理 (26)设计总结 (27)致谢 (29)参考文献 (30)1 绪论1.1课题的来源及研究目的和意义1.1.1课题的来源刀库和机械手是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。
加工中心刀库系统设计
摘要本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。
本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。
第一，了解数控加工中心的分类，其按换刀形式的分类以及加工中心刀库的形式；然后根据给定的参数进行刀库类型的选择以及电动机的确定；接着对刀库的转位定位机构进行了设计；最后是对于控制系统进行了简单设计。
关键字：加工中心，换刀系统，刀库，PLC。
目录1绪论 (3)2.刀库的总体设计方案 (5)2.1课程设计的任务及要求 (5)2.2刀库的类型选择 (5)3.电机的选择 (6)3.1电机的选型及相关参数 (6)3.2各部分转动惯量的计算 (6)3.3预选电机 (6)3.4电机的校核 (7)4.机械系统的设计 (7)4.1刀库转动定位机构的设计 (7)4.2滚动轴承的选择计算 (9)4.2 轴的校核计算 (10)4.3 键的设计计算 (10)5.控制系统的设计 (11)5.1 刀库的换刀动作如下： (11)5.2利用PLC实现随机换刀 (12)参考文献 (15)1绪论在现代数控机床中，加工中心(MC-Machining Center)能进行自动换刀、自动更换工件，实行平面、任意曲面、孔、螺纹等加工，成为一种独特的多功能高精、高效、高自动化的机床，并迅速向高速化、复合化、环保化、五轴联动等方向发展，己成为当今国际机床展上最大的亮点。
加工中心特别适合于箱体、框架、叶片等特殊复杂零件的柔性高效加工，能减省一些普通铣床、钻床、键床，提高加工精度和效率，减少转换时间，降低生产成本。
在当今机械工业中，产品不断向个性化、精密化、小批量发展，世界对MC的市场需求在不断增多。
特别是在要求适量柔性、大批高效生产的汽车工业、单件、小批重切、快速生产的航空、模具工业以至IT高精尖工业中，MC已逐渐成为重要的高效性机种。
1996年国产加工中心与进口加工中心的台数比，仅为百分之几，到2005年逐步增长到39.4%。
2005年与2000年相比，进口的加工中心数量增加4.8倍。
三轴立式加工中心链式刀库系统设计
摘要加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。
而作为加工中心重要部分的刀库系统的发展也变得尤为重要。
根据课题任务要求，设计了三轴立式加工中心链式刀库。
论文首先对该课题的选题背景和研究内容进行简述，简单地介绍加工中心类型及发展历程。
刀库系统是加工中心必不可少的部件，是加工中心完成其功能的保证，它由链式刀库和自动换刀装置两部分组成。
然后对立式加工中心刀库总体设计方案进行阐述，对机械结构方案、链式刀库的刀库形式及传动和驱动形式进行分析论证及确定。
阐述其各部件的工作原理，链式刀库的设计与计算是论文设计的重点，依据课题任务书要求，通过参数计算选定驱动链式刀库的电机和链结的选择。
蜗轮蜗杆作为刀库系统的重要传动部件，各零部件的材料选择也非常重要，蜗杆传动优点结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。
对刀库系统各零部件进行了参数设计和校核，在对涡轮和蜗杆轴和轴承的参数设计和校核中，对轴的疲劳强度和寿命进行设计和检验。
最后对刀库的附件进行简单的设计。
关键词：三轴立式加工中心，链式刀库，蜗轮蜗杆ABSTRACTMachining center is the most productive in the world, one of the most widely used NC machine tools. And as an important part of the machining center knife library system development also become particularly important. According to the project task requirements, design the three axis vertical machining center chain knife library.First papers on the subject of the paper selected topic background and the research content, simply introduce type machining center and development. Knife parts library system is an essential part of machining center, is the assurance of machining center to complete its function, it is made up of chain knife library and automatic tool change device of two parts. Then the vertical machining center knife library, elaborates the overall design scheme of mechanical structure, chain knife form library and analyzed and drive and drive form. Expounds the working principle of its parts, chain knife library design and calculation of the design emphasis of the paper, according to the project specification requirements, selected drive chain knife library through the calculation of parameters of motor and link models of choice. Worm gear and worm knife library system as an important transmission parts, materials selection of parts of it is also very important, worm drive advantages of compact structure, impact work smoothly and no noise, small vibration and can get a lot of single stage gear ratio. Parts of the tool storage system, parameter design and check on the parameters of the turbine and the worm shaft and bearing design and checking, fatigue strength and life of the shaft design and inspection. The last attachment of knife library simple design.Keywords:three axis vertical machining center, chain tool magazine, worm gear and worm目录第一章绪论 (1)1.1 本课题的选题依据及意义 (1)1.2. 加工中心在国内外的发展现状 (1)1.3本课题研究的主要内容 (2)1.4加工中心刀库 (2)1.4.1 刀库简述 (2)1.4.2 刀库形式 (3)1.4.3 刀库的选刀方式 (3)1.4.4 刀库刀具交换形式 (4)1.4.5 刀库的发展方向 (5)第二章总体方案的确定 (6)2.1机械结构方案确定 (6)2.2链式刀库的刀库形式 (6)2.4刀库驱动形式确定 (9)第三章链式刀库的设计与计算 (10)3.1链式刀库链传动设计 (10)3.1.1链传动简述 (10)3.1.2 链轮设计 (10)3.2刀库驱动电机的选择 (12)3.2.1 刀套线速度 (12)3.2.2 链轮参数确定 (12)3.2.3 负载转矩选电机 (13)3.2.4 传动比分配 (14)第四章零件的设计及校核 (19)4.1轴的设计 (19)4.1.1 轴材料选定 (19)4.1.2 蜗杆轴设计 (19)4.1.3 蜗轮轴的设计 (24)4.2键的校核 (25)4.3 轴承校核 (26)4.3.1 蜗杆轴承效核 (26)4.4 其它零部件设计 (26)4.4.1 回零减速撞块尺寸计算 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第一章绪论1.1 本课题的选题依据及意义加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。
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浙江xx学院毕业设计题目数控加工中心刀库传动系统设计姓名学号专业班级系别指导教师2010年x月x日数控加工中心刀库传动系统设计摘要：本文设计了数控加工中心刀库传动系统，工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
在参考了学校里的数控加工中心基础上，对加工中心的气动换刀系统进行分析，阐述了其刀库选刀控制方式及换刀动作过程介绍，该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作，并通过CAXA软件画出换刀系统的过程，来更清楚的描绘出气动换刀系统。
关键词：加工中心；气动；换刀目录1绪论 (1)1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述 (1)1.2 课题的内容及意义 (1)2气动换刀系统的组成 (2)2.1刀库 (2)2.1.1盘式刀库 (2)2.1.2链式刀库 (3)2.1.3格子式刀库 (4)2.2刀具交换机构 (4)3数控加工中心气动换刀系统原理 (6)4刀库选刀控制与换刀流程 (8)4.1刀具的选择方式 (8)4.1.1顺序选择方式 (8)4.1.2任意选择方式 (8)4.2利用PLC程序来实现随机换刀 (8)4.3换刀动作流程 (10)5数控加工中心换刀时间的评定方法 (15)5.1快速换刀技术 (15)5.2换刀速度指标 (15)5.3提高换刀速度的基本原则 (15)5.4如何合理评定自动换刀装置的换刀时间 (15)6数控加工中心气动换刀系统关键部位设计 (17)6.1弹簧夹头设计 (17)6.2刀柄设计 (18)7结论 (19)8谢辞 (20)9参考文献 (20)附录 (21)1绪论1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述带有刀库和气动换刀装置的加工中心是一种高度自动化的多功能数控机床。
工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
气动换刀系统一般由刀库和刀具交换机构组成。
全部刀具分别安装在标准刀柄上，在机外进行尺寸预调整后，按一定的方式放入刀库中去。
换刀时先在刀库中进行选刀，并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具，在进行交换刀具之后，将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。
能实现一次装夹完成多道工序，缩短了加工辅助时间，同时排除了多次装夹刀具所产生的定位误差，提高了加工精度，实现了高速化、智能化的加工。
气动换刀系统的好坏直接影响生产加工的效率。
本文将要讨论数控加工中心气动换刀系统的工作原理及机械结构。
1.2 课题的内容及意义本文在参考了学校里的加工中心的基础上，利用CAXA画图软件画出数控加工中心气动换刀系统原理图和机械结构来完成本次设计。
首先，参阅图书馆中有关气动书籍并通过互联网，寻找到一些相关资料，并针对学校的数控加工中心进行研究分析；其次，用CAXA画图软件画出气动换刀系统的原理图及机械结构进行分析；最后，设计气动换刀系统的关键部位来完成数控加工中心气动换刀系统设计。
本次设计的完成，使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，特别是对数控加工中心刀库传动系统有了更深一步的了解。
我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际操作问题的能力，同时我的查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平也得到了很大的提高，为今后就业顶岗奠定了坚实的基础。
2气动换刀系统的组成气动换刀系统一般由刀库和刀具交换机构组成。
不同的数控加工中心，刀库和刀具交换机构可能不同，这也体现了不同数控机床间的不同特色。
2.1刀库所谓刀库，顾名思义，就是存放刀具的仓库，是气动换刀装置的主要部件，其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大的影响。
根据刀库所需要的容量、选刀及取刀方式，可以将刀库设计成多种形式。
2.1.1盘式刀库d efcab 图2.1 盘式刀库图2.1为盘式刀库，这种刀库的结构简单，刀库的容量通常为15～30把，取刀比较方便，因此应用最为广泛。
当需要更多数量的刀具时，可采用图e 所示的鼓轮弹仓式刀库，又称刺猬式，其结构十分紧凑，在相同的空间内，它的刀库容量最大。
图f 为多层盘形刀库，它们虽然也具有结构紧凑的特点，但选刀和取刀的动作较多，故较少应用。
图2.2 链式刀库 图2.2为链式刀库，这种刀库是在环形链条上装有许多刀座，其结构有较大的灵活性，存放刀具的数量也较多，选刀和取刀动作十分简单。
当链条较长时，可以增加支撑链轮数目，使链条折叠回饶，提高空间利用率，一般刀具数量在30~120把，但是这种刀库定位精度低，因此应用也不广泛。
图2.3 格子式刀库图2.3为格子式刀库，这种刀库具有纵横排列十分整齐的很多格子，每个格子中均有一个刀座，可储存一把刀具，这种刀库可将其单独安置于机床外，由机械手进行选刀及换刀。
这种刀库选刀及取刀动作复杂，应用最少。
2.2刀具交换机构将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库的装置叫做刀具交换机构，主要有通过刀库和主轴的相对运动实现刀具交换和通过机械手实现刀具交换两种形式。
①通过刀库和主轴的相对运动实现刀具交换：必须将主轴上用过的刀具送回刀库，再从刀库取出新刀．但两个动作不能同时进行，换刀时间较长，换刀动作也较多。
②通过机械手实现刀具交换：换刀时间短，因此广泛运用。
根据在换刀过程中机械手的动作不同，分为抱刀机械手、叉刀机械手、钩刀机械手。
这里以钩刀机械手为例，介绍一下机械手在换刀过程中的基本动作：1）抓刀：手臂旋转90°，同时抓住刀库和主轴上的刀具；2）拔刀：主轴夹头松开刀具，机械手同时将刀库和主轴上的刀具拔出；3）换刀：手臂旋转180°，新旧刀具交换；4）插刀：机械手同时将新旧刀具分别插入主轴和刀库，然后主轴夹头夹紧刀具；5）复位：转动手臂，回到原始位置。
（图2.4）(1)(2)(3)(4)(5)9018090图2.4 钩刀机械手换刀过程3数控加工中心气动换刀系统原理图3.1所示为数控加工中心气动换刀系统原理图，该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。
↑↓拔刀插刀图3.1 数控加工中心气动换刀系统1——气动三联件；2、4、6、9——机向阀；3、5、10、11——单向节流阀；7、8——快速排气阀具体工作原理如下：当数控系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA 通电，压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A 的右腔，缸A 的活塞左移，使主轴自动定位。
定位后压下无触点开关，使6YA 通电，压缩空气经换向阀6、快速排气阀8进入气液增压器B 的上腔，增压器的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀，同时使8YA 通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀11进入缸C的上腔，缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。
由回转刀库交换刀具，同时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥孔吹气。
稍后1YA断电、2YA通电，停止吹气，8YA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，活塞上移，实现插刀动作。
6YA断电、5YA通电，压缩空气经阀6进入气液增压器B的下腔，使活塞退回，主轴的机械结构使刀具夹紧。
4YA断电、3YA通电，缸A的活塞在弹簧力作用下复位，回复到开始状态，换刀结束。
表3.1为电磁铁动作顺序表。
表3.1 电磁铁动作顺序表4刀库选刀控制与换刀流程4.1刀具的选择方式按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各工序所需要的刀具的操作，称为自动换刀。
目前，有顺序选择和任意选择两种方式。
4.1.1顺序选择方式将刀具按加工工序的顺序，依次放人刀库的每一个刀座内。
每次换刀时，刀库按顺序转动一个刀座的位置，并取出所需要的刀具。
已经使用过的刀具可以放回原来的刀座内，也可以按顺序放入下一个刀座内。
这种方式不需要刀具识别装置，而且驱动控制也较简单，可以直接由刀库的分度来实现。
因此，刀具的顺序选择方式具有结构简单，工作可靠等优点。
但更换不同工件时，须重新排列刀库中的刀具顺序。
刀库中的刀具在不同的工序中不能重复使用，相应地增加了刀具的数量和刀具的容量，降低了刀具和刀库的利用率。
此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库，将会造成严重事故。
4.1.2任意选择方式采用任意选择方式的自动换刀系统中必须有刀具识别装置。
这种方式是根据程序指令的要求来选择所需要的刀具，刀具在刀库中不必按照工件的加工顺序排列，可任意存放。
每把刀具（或刀座）都编上代码，自动换刀时，刀库旋转，每把刀具（或刀座）都经过“刀具识别装置”接受识别。
当某把刀具的代码与数控指令的代码相符合时，该把刀具被选中，并将刀具送到换刀位置，等待机械手来抓取。
刀库中刀具的排列顺序与工件加工顺序无关，相同的刀具可重复使用。
因此，刀具数量比顺序选择法的刀具可少一些，刀库也相应的小一些。
4.2利用PLC程序来实现随机换刀PLC程序是数控机床正常运转的软件核心，是连接CNC和机床的桥梁，也是机床电气设计人员调试机床的关键。
一个完善的PLC程序不仅能使机床正常运行，还要让人看起来一目了然，既为自己调试提供方便，还能帮助维修人员查找故障和分析原因。
首先简单介绍一下刀具交换装置的基本情况，刀库是可正反向旋转的链式刀库、装在刀具交换装置上的机械手用15个步骤将刀库中的刀具交换到主轴，并将主轴刀具还回刀库对应的刀套中。
为尽量缩短换刀时间，我们采用刀具预选与零件加工同时进行的方式来压缩换刀时间。
机械手动作顺序如下：步骤1：平移缩回，抓刀库中预选的刀具；步骤2：拔刀伸出，拔出刀套中的刀具；步骤3：平移伸出，离开刀库侧抓刀位置；步骤4：拔刀缩回，机械手缩回；步骤5：摇臂伸出，摇臂转向主轴侧；步骤6：平移伸出，抓主轴刀具；步骤7：拔刀伸出，拔出主轴中的刀具；步骤8：换刀正转或反转，刀具交换；步骤9：拔刀缩回，将预选刀具插入主轴；步骤10：平移缩回，机械手离开主轴；步骤11：摇臂缩回，摇臂转向刀库侧；步骤12：拔刀伸出，准备将主轴刀具送回刀库；步骤13：平移缩回，机械手移向刀库；步骤14：拔刀缩回，将主轴刀具插入刀库；步骤15：平移伸出，离开刀库侧抓刀位置。
以上15个步骤可分为如下4个阶段：第1阶段：抓新刀。
TXX（刀号，如T01）代码控制刀库按就近方向转动到编程刀具所在的位置，到位且有刀库定位I信号后启动机械手，经过步骤1→步骤2→步骤3→步骤4，将编程刀具抓在手上等待换刀。
第2 阶段：换刀。
M06启动换刀固定循环“TOOL”。