xka数控立式铣床自动换刀装置机械结构的设计
本文介绍的是数控铣床自动换刀装置系统的设计.刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置，其整过换刀过程比较复杂。首先把加工过程中需要使用的全部刀具安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸预调后，按一定的方式装入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。因为XKA5032A/C数控立式升降台铣床外形及其他性能参数等均与THK6363型自动换刀数控镗铣床相似，所以本机床的自动换刀装置的设计将仿效THK6363型自动换刀数控镗铣床换刀装置，设计成采用轴向放置的鼓盘式刀库形式和回转式双臂机械手组成。
刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就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中，将会产生严重的后果。顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错。加工时按顺序调刀。适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。
两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。
关键词：立式铣床 换刀系统 自动
目录
1 绪论..............................................................1
2. 数控机床的基本知识................................................2
2.1.1 数控机床的定义..................................................2
2.1.2 数控技术的发展历程 .............................................2
2.1.3 我国数控系统的发展概况......................................... 2
2.1.4 数控系统的发展趋势..............................................3
2.2 数控铣床的基本知识...............................................3
2.2.1 数控立式铣床....................................................3
2.2.2 数控卧式铣床....................................................3
2.2.3 立式卧式两用数控铣床............................................3
2.3 数控铣床的结构特征...............................................4
2.3.1 数控铣床的主轴基本结构特征......................................4
2.3.2 控制机床运动的坐标基本特征......................................4
2.4 数控铣床主要实现功能及加工对象...................................4
2.4.1 数控铣床的功能..................................................4
2.4.2 ATC及其形式.....................................................5
2.4.3自动换刀装置系统的基本要求.......................................6
3. 数控铣床自动换刀装置的总体思路.....................................7
3.1 XKA5032A/C数控立式升降台铣床及其主要参数.........................7
3.1.2 XKA5032A/C数控立式升降台铣床主要结构特点........................8
3.1.3 XKA5032A/C数控立式升降台铣床主要规格及技术参数..................8
3.2 换刀装置的设计参数...............................................10
3.3 换刀装置系统的形式...............................................10
4. 刀库的设计........................................................12
4.1 刀库的容量设计...................................................12
4.2 刀库的形式设计...................................................13
4.3 刀库的结构设计...................................................13
4.4 初估刀库驱动转矩及选定电机.......................................14
4.4.1 刀库驱动转矩及选定电机思路......................................14
4.4.2 初选电动机与降速传动装置........................................14
4.4.3 初步估刀算库驱动转矩............................................15
4.5 刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计.............................15
4.6 刀库驱动转矩的校核...............................................19
4.7 花键联接的强度...................................................19
4.8 夹紧机构插销剪切强度的校核.......................................20
5. 刀具交换装置的设计................................................21
5.1 刀具的选择.......................................................21
5.1.1 顺序选择刀具...................................................21
5.1.2 任意选择刀具...................................................21
5.2 刀库的定位与刀具的松夹..........................................22
5.3 设计换刀机械手形式..............................................23
5.4 机械手传动结构..................................................24
5.5 机械手的自动换刀过程的动作顺序..................................26
5.6 机械手回转轴齿轮齿条设计........................................27
5.7 换刀装置的相关技术要求..........................................27
5.7.1 主轴准停装置...................................................27
5.7.2 换刀机械手的安装与调试.........................................28
5.8 自动换刀程序的编制..............................................28
6. 换刀装置的控制原理...............................................30
6.1 换刀装置的液压系统原理图........................................30
6.2 换刀机械手的工作原理............................................30
7. 典型零件的设计...................................................32
7.1 联轴器..........................................................32
7.1.1 联轴器的参数...................................................32
7.1.2 联轴器的选择...................................................32
7.2 离合器类型的选择................................................32
7.3 蜗杆蜗轮传动设计的技术要求......................................33
结论.............................................................34
致 谢...........................................................35
参考文献.........................................................36
参考文献
[1] 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册第二版[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2]廖念钊,莫雨松,李硕根,杨兴骏.互换性与技术测量第四版[M].北京:中国计量出版社,2000.
[3]陈锦昌,刘就女,刘林.计算机工程制图[M].广州:华南理工大学出版社,1999.
[4]冯辛安,黄玉美,杜君文.机械制造装备设计[M].北京:机械工业出版社,2004.
[5]熊光华.数控机床[M]. 北京:机械工业出版社,2001.
[6]李峻勤,费仁元.数控机床及其使用与维修[M].北京:国防工业出版社,2000.
[7]张柱银,陈思义,明兴祖.数控原理与数控机床[M].北京:化学工业出版社,2003.
[8]林东.数控技术[M].北京:北京理工大学出版社,1995.
[9]王爱玲,白思远.现代数控机床[M].北京:国防工业出版社,2001.
[10]何存兴,张铁华.液压传动与气压传动第二版[M].湖北:华中科技大学出版社,2000.
[11]毛谦德,李振清.袖珍机械机械设计师手册第二版[M].北京:机械工业出版社,2001.
[12]朱龙根.简明机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社,2000.
[13]王可.实用机床设计手册[M].辽宁: 辽宁科学技术出版社,1999.
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