数控车床回转刀架的设计.
摘要
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。因此，本文对数控车床回转刀架的机电系统的相关内容进行研究，探索数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使一台四工位的立式自动回转刀架数控化，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。
本文主要完成数控车床回转刀架的机械部分和电气部分的设计。机械部分为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控制软件。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，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；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；电气控制
目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 数控车床的背景意义 1
1.2 数控车床自动回转刀架的概述 1
1.3 研究实际社会意义及应用效果 2
2 自动回转刀架的工作原理 3
3 总体结构设计 6
3.1 减速机构的设计 6
3.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 6
3.3 刀架抬起机构的设计 6
4 主要传动部件的设计计算 8
4.1 蜗杆副的设计计算 8
4.1.1 蜗杆的选型 8
4.1.2 蜗杆的材料 8
4.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 8
4.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 10
4.2 蜗杆轴的设计 11
4.2.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用应力 11
4.2.2 按扭转强度初步估算轴的最小直径 11
4.2.3 确定各轴段的直径和长度 12
4.2.4 蜗杆轴的校核 12
4.2.5 键的选取与校核 16
4.3 蜗轮轴的设计 16
4.3.1 蜗轮轴材料的选择，确定需用应力 16
4.3.2 按扭转强度，初步估计轴的最小直径 16
4.3.3 确定各轴段的直径和长度 17
4.4 中心轴的设计 17
4.4.1 中心轴的材料选择,确定许用应力 17
4.4.2 确定各轴段的直径和长度 17
4.4.3 轴的校核 18
4.5 齿盘的设计 18
4.5.1 齿盘的材料选择和精度等级 18
4.5.2 确定齿盘参数 18
4.6 轴承的选用 20
4.6.1 轴承的类型 20
4.6.2 轴承的游隙及轴上零件的调配 20
4.6.3 滚动轴承的配合 21
4.6.4 滚动轴承的润滑 21
4.6.5 滚动轴承的密封装置 21
5 电气控制部分设计 22
5.1 硬件电路设计 22
5.1.1 收信电路 23
5.1.2 发信号电路 24
5.2控制软件的设计 24
结论 27
致谢 28
参考文献 29
附录 30
附录1 30
附录2 30
附录3 31
附录4 31
附录5 31
附录6 32
参考文献
[1]尹志强．机电一体化系统设计课程设计指导书[M] ．北京：机械工业出版社，2007：54-99
[2]王润孝．机床数控原理与系统[M] ．甘肃：西北工业大学出版社，2004：64-75
[3]冯辛安．机械制造装备[M] ．北京：机械工业出版社，2005：23-56
[4]刘红文．材料力学[M] ．北京：高等教育出版社，1998：61-111
[5]余仲裕．数控机床维修[M] ．北京：机械工业出版社，2002：52-81
[6]郑文伟．机械原理[M] ．北京：高等教育出版社，1997：45-68
[7]张至丰．金属工艺学[M] ．北京：机械工业出版社，2004：52-69
[8]张发玉．PLC可编程序控制器[M] ．陕西：西安电子科技大学出版社，2006：58-78
[9]于骏一．机械制造技术基础[M] ．北京：机械工业出版社，2004：58-69
[10]成大先．机械设计手册单行本机械传动[M] ．北京：化学工业出版社，2004：76-98
[11]殷际英．光机电一体化应用技术[M] ．北京：机械工业出版社，2003：46-73
[12]张洪润．传感器原理及应用[M] ．北京：清华大学出版社，2008：45-63
[13]王玉琳．步进电机的速度调节方法[J] ．电机与控制应用，2006，(1) ：24-26.
[14]王玉琳．步进电动机[J] ．制造技术与机床，2006，(7) ：34-36
[15]Outrata,J,andJowe,J． CNC machine tools[J]. ModernManufacturing Engineering,USA,2005, (4):17-20
