数控加工中心自动换刀装置的设计.
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，也就是所说的自动换刀，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 中心自动换刀本文。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自动换刀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自动换刀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），自动换刀转动定位机构设计（含转臂，槽轮，滚子，锁止盘），自动换刀总体机构设 计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）自动换刀移动部分设计。
关键词：数控系统 ；加工中心 ；自动换刀 ；机械手
目 录
第 1 章 绪论 ......................................................... 1
1.1 国内外的研究现状和发展趋势...................................... 1
1.1.1 当前世界 NC 机床的研究现..................................... 1
1.1.2 我国数控机床产业的发展状况.................................. 2
1.1.3 加工中心的发展动向 ......................................... 6
1.1.4 我国数控机床研究存在的问题.................................. 9
1.2 加工中心概论 ................................................... 9
1.2.1 自动换刀系统产品化的意义和前景 ............................. 13
1.3 本论文研究的目的和意义 ........................................ 15
1.4 本论文完成的主要工作 .......................................... 15
第 2 章 总体方案的设计 ............................................... 17
2.1 运动方案的设计 ................................................ 17
2.1.1 运动数目的确定 ............................................ 17
2.1.2 运动方案的确定 ............................................ 17
2.2 功能部件的设计方案 ............................................ 18
2.2.2 进给伺服系统 .............................................. 20
2.2.3 自动换刀系统 .............................................. 22
2.2.4 基础部件 .................................................. 24
2.2.5 数控系统 .................................................. 25
2.2.6 辅助装置 .................................................. 25
2.3 总体布局 ...................................................... 25
2.4 主要技术参数 .................................................. 26
2.5 小结 .......................................................... 27
第 3 章 自动换刀的设计 计................................................... 28
3.1 自动换刀的结构设计................................................ 28
3.1.1 自动换刀主要参数的确定 ........................................ 28
3.1.2 刀盘部分的设计............................................ 28
3.1.3 自动换刀转动定位机构的设计..................................... 29
3.1.4 轴的设计 ................................................. 32
3.1.5 滚动轴承的选择计算 ........................................ 35
3.1.6 键的选用与计算............................................ 35
3.1.4 自动换刀的支承部分的设计 ...................................... 36
3.2 自动换刀移动部分的设计 ............................................ 36
3.2.1 自动换刀支承横梁和导轨的设计 .................................. 36
3.2.2 自动换刀移动丝杠和电机的选择 .................................. 37
3.3 自动换刀、横梁的安装.............................................. 37
3.4 小结 ......................................................... 38
结 论 ........................................................... 39
致 谢 ........................................................... 40
参考文献 ........................................................... 41
附录 ............................................................... 42
附录 1 ............................................................ 42
附录 2............................................................ 53
参考文献
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