加工中心16刀刀庫的設(shè)計與控制【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書 題 目 學(xué) 生 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 加工中心 16 刀刀庫的設(shè)計與控制 系： 機電工程系 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化（機電一體化） 班級： 學(xué) 號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時間 教研室主任 （簽名） 系主任 （ 簽名） 1畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1）、主要技術(shù)指標(biāo)及要求 刀座數(shù)： 16 選刀時間： 3S （ 2）、設(shè)計內(nèi)容與要求 （ 3）、 編寫設(shè)計計算說明書 說明書應(yīng)有以下內(nèi)容 ：目錄； 300 字以上的中、英文摘要；機構(gòu)原理、液壓驅(qū)動原理、電器控制原理；主要零件的設(shè)計（包括強度、剛度計算等）；總結(jié)；參考文獻等內(nèi)容。 （ 4）、工程圖紙要求 機構(gòu)裝配總圖（人工繪圖）； 主要零部件圖（ 圖） 2指定查閱的主要參考文獻及說明 （ 1）機械設(shè)計手冊 （ 2）數(shù)控機床設(shè)計手冊 （ 3）傳感器 （ 4）機電傳動控制 （ 5）液壓與氣壓傳動 （ 6）數(shù)控機床 3進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 相關(guān)資料的收集及總體機構(gòu)的確定 主要零件的設(shè)計和強度計算 畫裝配圖及零件圖 設(shè)計說明書編制 檢查 ：本表在學(xué)生接受任務(wù)時下達 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目 錄 摘 要 . I . 一章 緒論 . 1 言 . 1 工中心簡介 . 1 工中心的發(fā)展簡史 . 1 工 中心的結(jié)構(gòu)組成 . 2 工中心的分類 . 3 工中心的主要優(yōu)點 . 4 工中心的發(fā)展趨勢 . 5 文研究的主要內(nèi)容 刀庫 . 7 庫的類型 . 7 文所設(shè)計的刀庫 . 9 第二章 刀庫驅(qū)動電動機的選定 . 12 負載轉(zhuǎn)矩選 . 12 加速時的最大轉(zhuǎn)矩選 . 13 驗 . 13 配傳動比 . 13 第三章 刀庫傳動機構(gòu)的設(shè)計 . 15 定刀套線速度 . 15 庫傳動方式以及 . 15 第四章 傳動軸的設(shè)計 . 19 的材料 . 19 桿軸的初步估算 . 19 步估算軸的最小直徑 . 19 擇聯(lián)軸器 . 19 定滾動軸承的類型 . 20 步估計蝸桿軸各段的尺寸 . 20 輪軸的初步估算 . 21 步 估算軸的最小直徑 . 21 定軸伸處的最小直徑 . 21 定滾動軸承的類型 . 21 步估計蝸輪軸的各段尺寸 . 21 徑的設(shè)計與校核 . 22 桿軸 . 22 輪軸的計算 . 26 第五章 軸承的校核 . 30 桿軸 . 30 蝸輪軸 . 30 第六章 其它零部件尺寸的設(shè)計與計算 . 31 回零減速撞塊尺寸的計算 . 31 刀盤與刀套的設(shè)計 . 31 刀套 . 31 刀盤 . 32 刀具（刀座）識別裝置 . 32 第七章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 . 34 液壓缸的載荷組成和計算 . 34 液壓缸內(nèi)徑以及其它尺寸的確定 . 34 算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 . 34 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 油缸壁厚的計算 . 35 缸底厚度計算 . 35 油缸長度 L 的確定 . 36 液壓系統(tǒng)初步設(shè)計 . 36 第八章 制 . 37 第九章 結(jié)論 . 39 參 考 文 獻 . 40 致 謝 . 41 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對加工中心的設(shè)計有很大影響。 16 刀刀庫是在小型加工中心應(yīng)用最為廣泛，根據(jù)使用的場合和實際運用的要求，設(shè)計了相應(yīng)的 16 刀的圓盤式刀庫，并且對它的控制進行了一定的研究。 論文首先對 16 刀刀庫總體設(shè)計方案進行 闡述，闡述其各部件的工作原理，然后就刀庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計與控制分章節(jié)對各個部分進行計算與設(shè)計。 刀庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計是本文研究的重點，傳動部分為蝸桿蝸輪的一種減速裝置，對于該裝置中的蝸桿、蝸輪以及相關(guān)的軸都進行了詳細的計算 ;控制部分為刀庫送刀部分，由液壓控制和 制完成。 關(guān)鍵詞 ：加工中心，刀庫，蝸桿蝸輪，液壓， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is of of to of 16is in on 6of 6is is in of 6at of by of of is of is a of of is by LC 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒論 本章首先從數(shù)控機床的發(fā)展歷程引出加工中心的發(fā)展趨勢，再具體到本次設(shè)計針對的刀庫的任務(wù)要求，明確了本設(shè)計任務(wù)的主要內(nèi)容。 言 1952 年世界上出現(xiàn)了第一臺數(shù)控機床，使多品種、中小批量的機械加工設(shè)備在柔性、自動化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。 1958 年第一臺加工中心問世，它將多工序（銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等）加工集于一身；適應(yīng)加工多品種和大批量的工件；增加機床功能（自動換刀、自動換工件、自動檢測等），使自動化程度和加工效率上了一個新臺階；使無人化（或長時間無人操作）加工成為現(xiàn)實。加工中心已成為柔性制造系統(tǒng)、計算 機集成制造系統(tǒng)和自動化工廠的基本單元。 加工中心是數(shù)控機床的代表，是高新技術(shù)集成度高的典型機電一體化機械加工設(shè)備，受到世界各工業(yè)發(fā)達國家的高度重視，技術(shù)迅速發(fā)展，品種和數(shù)量大幅度增加，成為當(dāng)今世界機械加工設(shè)備中最引人注目的一類產(chǎn)品。 工中心簡介 工中心的發(fā)展簡史 1952 年世界上出現(xiàn)第一臺數(shù)控機床，使多品種、中小批量的機械加工設(shè)備在柔性、自動化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。它用易于修改的數(shù)控加工程序進行控制，因而比大批量生產(chǎn)重使用組合機床生產(chǎn)線和凸輪、開關(guān)控制的專用機床有更大的柔性，容易適應(yīng)加工件品種 的變化，進行多品種加工。它用數(shù)控系統(tǒng)對機床的工藝功能、幾何圖形運動功能和輔助功能實行全自動的數(shù)字控制，因為有更高的自動化程度和加工效率，大大改變了中小批量生產(chǎn)中普通機床占整個機械加工 70% 80% 的狀況。數(shù)控機床能實現(xiàn)兩坐標(biāo)以上聯(lián)動的功能，其效率和精度比用手工和樣板控制加工復(fù)雜零件要高得多。 1958 年第一臺加工中心在美國卡尼、特雷克（ 司問世?，F(xiàn)代加工中心的內(nèi)容是什么？第一，它是在數(shù)控鏜床或數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加自動換刀裝置，可使工件在 一次裝卡中，能夠自動更換刀具，自動完成工件上的銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等工序的數(shù)控機床。第二，加工中心上如果帶有自動分度回轉(zhuǎn)工作臺或自動轉(zhuǎn)角度的主軸箱，可使工件在一次裝卡中，自動完成多個平面和多個角度位置的多工序加工。第三，加工中心上如果帶有交換工作臺，工件在工作位置的工作臺上進行加工的同時，另外的工件在裝卸位置的工作臺上進行裝卸，不影響加工的進行。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 由上述可知，加工重心在加工的柔性、自動化程度和加工效率上，在一般數(shù)控機床的基礎(chǔ)上又上了一個新的臺階，又是一次新的變革。 加工中心的定義是什么？目前世界上 并無標(biāo)準(zhǔn)定義，但目前普遍認(rèn)為是指：在工件一次裝卡中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機床。更為明確的說法是：加工中心就是自動換刀數(shù)控鏜銑床。這就把加工中心與自動換刀數(shù)控車床或車削中心區(qū)別開來。 工中心的結(jié)構(gòu)組成 加工中心的組成歲機床的類別、功能、參數(shù)的不同而有所區(qū)別。機床本身分基本部件和選擇部件，數(shù)控系統(tǒng)有基本功能和選用功能，機床參數(shù)有主參數(shù)和其它參數(shù)。機床制造廠可根據(jù)用戶提出的要求進行生產(chǎn)，但在同類機床的基本功能和部件組成一般差別不大。從總體上看，加工中心基本上由以下幾大部分組成。 1、基礎(chǔ)部件 主要由床身、立柱和工作臺等大件組成。它們是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削負載，因此必須是剛度很高的部件。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接的剛結(jié)構(gòu)件，是加工中心中重量和體積最大的部件。 2、主軸系統(tǒng) 主要由主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸軸承等零部件組成。主軸的啟動、停止和變轉(zhuǎn)速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。主軸系統(tǒng)是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞，對加工中心的性能有很大的影響。 3、數(shù)控系統(tǒng) 主要由 置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電動機等部分組成，它們是加工中心執(zhí)行順序控制動作和完成加工過程的控制中心。 4、自動換刀系統(tǒng) 主要由刀庫、自動換刀裝置等部件組成。刀庫是存放加工過程所要使用的全部刀具的裝置。當(dāng)需要換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，由機械手（或通過別的方式）將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中。刀庫有盤式、鏈?zhǔn)胶凸氖降榷喾N形式，容量從幾把到幾百把。機械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置幾結(jié)構(gòu)的不痛也有多種形式。如單臂式、雙臂式。回轉(zhuǎn)式和軌道式等等。有的加工中心利用主軸箱或刀庫的移動 來實現(xiàn)換刀。 5、輔助系統(tǒng) 包括潤滑、冷卻、排屑防護、液壓和隨機檢測系統(tǒng)等部分。輔助系統(tǒng)雖不直接參與切削運動。但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此也是加工中心中不可缺少的部分。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 另外，為進一步縮短非切削時間，有的加工中心還配備了自動托盤交換系統(tǒng)。例如，配有兩個自動交換工件托盤的加工中心，一個安裝工件在工作臺上加工，另一個則位于工作臺外進行工件的裝卸。當(dāng)完成一個托盤上工件的加工后，便自動交換托盤，進行新零件的加工，這樣可以減少輔助時間，提高加工效率。 工中心的分類 按照加工中心 形態(tài)不同進行分類，可分為立式、臥式和五坐標(biāo)加工中心。 1、 立式加工中心（如圖 1式加工中心的主軸軸心線為垂直狀態(tài)配置，結(jié)構(gòu)形式多為固定立柱式，工作臺為長方形，適合加工小型板類、盤類、殼體類零件。 圖 1式加工中心 2、 臥式加工中心（如圖 1 臥式加工中心是指主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，通常都帶有可進行分度回轉(zhuǎn)運動的正方形分度工作臺。臥式加工中心一般具有 35 個運動坐標(biāo)，常見的是三個直線運動坐標(biāo) (沿 X、 Y、 Z 軸方向 )加一個回轉(zhuǎn)運動坐標(biāo) (回轉(zhuǎn)工作臺 )，它能夠使工件在一次裝夾后完成除安裝面和 頂面以外的其余四個面的加工，最適合箱體類工件的加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 圖 1式加工中心 3、五坐標(biāo)加工中心 五坐標(biāo)加工中心間距立式和臥式加工中心的功能，工件一次裝夾后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面等五個面的加工，因此也叫五面加工中心。常見的五坐標(biāo)加工中心有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是主軸可以 90 旋轉(zhuǎn)，另一種是工作臺可以 90 旋轉(zhuǎn)。 工中心的主要優(yōu)點 （ 1）提高加工質(zhì)量 工件一次裝夾，即可實現(xiàn)多工序集中加工， 大大減少多次裝夾所帶來的誤差。另外，由于是數(shù)控加工，較少依賴操作者的技術(shù)水平，可得到相當(dāng)高的穩(wěn)定精度。 （ 2）縮短加工準(zhǔn)備時間 加工中心既然可以頂替多臺通用機床，那么加工一個零件嗦需準(zhǔn)備時間，是每臺加工單元所損耗的準(zhǔn)備時間之和。從這個意義上說，加工中心的準(zhǔn)備時間顯然短得多。 （ 3）減少在制品 以往的加工方式是工件流動與多臺通用機床之間，這就要有相當(dāng)數(shù)量的在制品，而在加工中心上加工，即可發(fā)揮其“多工序集中”的優(yōu)勢，在一臺機床上完成多個工序，就能大大減少在制品數(shù)量。 （ 4）減少刀具費 把分散設(shè) 置在各通用機床上的刀具，集中在加工中心刀庫上，有可能用最少量的刀具，實現(xiàn)公共有效利用。這樣既提高刀具利用率，又減少了道具數(shù)量。 （ 5）最少的直接勞務(wù)費 由 置實現(xiàn)多工序加工的信息集約化和一人多臺管理，以及用工作臺自動托盤交換裝置（ 稱 輔助裝置，實現(xiàn)夜間無人運轉(zhuǎn)。這些都可縮減直接勞務(wù)費。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 （ 6）最少的簡介勞務(wù)費 由于工序集中，工件搬運和質(zhì)量檢查工作量都大為減少，這就使間接勞務(wù)費最少。 （ 7）設(shè)備利用率高 加工中心設(shè)備利用率為通用機 床的幾倍。另外，由于工序集中，容易適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)。 工中心的發(fā)展趨勢 立式加工中心主要的用戶層面為 ,以看好的汽車零部件行業(yè)為首，還有模具、飛機、醫(yī)療設(shè)備、 學(xué)設(shè)備等行業(yè)。在飛機制造業(yè)因絕大多數(shù)加工件為多品種、小批量的產(chǎn)品，因此五軸加工機為主的立式加工中心有潛在的需求。今后電子零部件、精密機枝零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有需求潛力。各生產(chǎn)廠家面對預(yù)期需求擴大的飛機、模 立式加工中心主要的用戶層面為 ,以看好的汽車零部件行業(yè)為首，還有模具、飛機、醫(yī)療設(shè)備、 學(xué)設(shè)備等行業(yè)。在飛機制造業(yè)因 絕大多數(shù)加工件為多品種、小批量的產(chǎn)品，因此五軸加工機為主的立式加工中心有潛在的需求。今后電子零部件、精密機枝零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有需求潛力。 各生產(chǎn)廠家面對預(yù)期需求擴大的飛機、模具、半導(dǎo)體等行業(yè)，正在抓緊開發(fā)五軸加工機。和幾年前的以生產(chǎn)一般零部件為主的立式加工中心形成鮮明對比的，突出以加工模具為主的設(shè)備方案不斷從廠家出現(xiàn)，由此可明顯地看出對高速、高效、高品位加工的需求正在增加。 針對高精度加工，一些廠家比較注重研制對不易切削材質(zhì)搞重切削加工的機型。同時，以減少工件更換時間和集中工序為目 的的復(fù)合化加工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。為進一步提高效率，有些廠家正在嘗試在立式加工中心的控制軸方面再加上 l2 個軸，形成五軸控制，樣對于形狀復(fù)雜的工件和自由曲面等工件都可完成一次裝卡加工。 在產(chǎn)品開發(fā)方面，由于用戶的要求更加嚴(yán)格，不得不在保持低價位的同時不斷追求高性能的技術(shù)。由于正在加快適應(yīng)環(huán)保要求的新技術(shù)開發(fā)，因此，更加需要可以調(diào)整品種、數(shù)量的可形成柔性線結(jié)構(gòu)的設(shè)備。 現(xiàn)在干式切削也在研制之中，如已經(jīng)出現(xiàn)的使用高純度氮氣的干式加工系統(tǒng)，以氧化來控制精度變化。同時為改善作業(yè)環(huán)境、提高經(jīng)濟效率，對于 切屑的處理也采用了易于回收的方式。 臥式加工中心 臥式加工中心因其加工面是垂直的，切屑易脫落，比較適應(yīng)時間無操作。又因是買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 模塊結(jié)構(gòu)，可以短時間內(nèi)導(dǎo)入最適當(dāng)規(guī)模的系統(tǒng)。因其無人操作時間較長，在成本費用方面與單機相比效果更好。 從用戶需求來看，對臥式加工中心的要求更加趨向于適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)，要求加工設(shè)備能夠靈活地適應(yīng)工序集中導(dǎo)致的生產(chǎn)型加工件的變化。現(xiàn)在由于汽車廠家的設(shè)備投資呈上升趨勢，需求可望進一步擴大。此外，因?qū)τ诋a(chǎn)品制造的認(rèn)識和對生產(chǎn)體系的看法正在發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，由此而派生的新的 生產(chǎn)體系可能對能形成柔性線的小型機種產(chǎn)生需求。 著手生產(chǎn)以上機型的廠家在追求高速、高精度的同時，還在如何使機體小型化及成本控制方面下功夫。也就是說此類產(chǎn)品的開發(fā)重點在于機體的小型化、適應(yīng)形成柔性線體系方面。 從技術(shù)開發(fā)動向來看，是謀求提高主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、提高精密度、并將對應(yīng)熱變位、模塊化等集中體現(xiàn)出來。其中，作為機床基本課題的高速化研究也不斷取得成果。 由于提高進給速度直接關(guān)系到產(chǎn)品的加工時間，以利提高生產(chǎn)效率，因此在高速進給技術(shù)方面，驅(qū)動裝置采用直線電機的機型正在增多。同時也有廠 家在開發(fā)不使用直線電機，采用進給軸以大導(dǎo)程滾珠絲杠為驅(qū)動，進給加速度 2G、快速進給速度 120 高速臥式加工中心。并在主軸上采用雙面約束刀具、主軸轉(zhuǎn)速為 2 萬 r/速進給速度為 60 m/盡量縮短重復(fù)定位、刀至刀等的非切削時間。為解決速度提高帶來的熱變位影響，防止精度下降，一般都采用獨自的補正裝置或主軸冷卻結(jié)構(gòu)、冷卻裝置等。 數(shù)控立式車床 適合于加工大直徑、大噸位外圓型工件的立式車床，也被各行業(yè)采用。由于其市場的局限性，產(chǎn)品在很大程度上反應(yīng)了用戶的意 向，很多是以專用機的形式交貨投付使用的，這也是用戶和廠家形成密切聯(lián)系的原因。 最近，對中出口看好的建設(shè)機械廠家對立式車床的需求令人矚目，造船行業(yè)的訂貨則似乎暫告一段落。從去年起，數(shù)控車床生產(chǎn)廠家期待著在飛機、高性能發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機等方面設(shè)備投資比較活躍的重電機行業(yè)的訂貨。 由于市場在交貨期、質(zhì)量、價格方面的要求越來越高，一些中小規(guī)模的設(shè)備用戶為縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，更青睞一次裝卡、可搞多種加工的復(fù)合型加工機。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 考慮到環(huán)保要求而采用半干式加工的需求也在增加，根據(jù)這類用戶的要求， 作所 以產(chǎn)學(xué)協(xié)作的方式開發(fā)出采用氣化熱半干式加工技術(shù)，并加強了節(jié)省能源的措施，控制了電力的使用。 現(xiàn)在，市場對于提高了通用性的、低價位的小型數(shù)控立式車床的需求仍在擴大，同時，和臥式數(shù)控車床一樣，帶有加工中心意識的功能型復(fù)合機的開發(fā)研制比較活躍。例如，隨著對復(fù)雜形狀工件成品加工要求的提高，也在研制將立式車床功能加上鉆、攻絲、鏜等旋轉(zhuǎn)方面的加工功能。 因配置了 C 軸，不同的復(fù)合加工也可通過一次裝卡進行。此外，在以切削為主的同時，加上采用單刀具的雙面約束 式后，在銑加工功能方面也見到不少可進行重切加 工的工序集約型產(chǎn)品。 文研究的主要內(nèi)容 刀庫 庫的類型 刀庫是自動換刀裝置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具體結(jié)構(gòu)對加工中心的設(shè)計有很大影響。刀庫是用來儲存加工刀具及輔助工具的地方。由于多數(shù)加工中心的取送刀位置都是在刀庫中的某一固定刀位，因此刀庫還需要有使刀具運動及定為的機構(gòu)來保證換刀的可靠。其動力可采用液動機或電動機，如果需要還要有減速機構(gòu)。刀庫的定為機構(gòu)是用來保證更換的每一把刀具或刀套都能準(zhǔn)確地停在換到位置上。其控制部分可以采用簡易位置控制器或類似半閉環(huán)進給系統(tǒng)的伺服位置控制，也可以采用電氣和 機械相結(jié)合的銷定為方式，一般要求綜合定為精度達到 根據(jù)刀庫所需要的容量和取刀方式，可以將刀庫設(shè)計成多種形式。圖 1出了常用的幾種刀庫。圖 1適應(yīng)機床主軸的布局，刀庫的刀具軸線可以按不同的方向配置，圖 1刀具可作 90 翻轉(zhuǎn)的圓盤刀庫，采用這種結(jié)構(gòu)能夠簡化取刀動作。單盤式刀庫的結(jié)構(gòu)簡單，取刀也較為方便，因此應(yīng)用最為廣泛。但由于圓 盤尺寸受限制，刀庫的容量較小（通常裝 1530 把刀）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 圖 1庫的形式 a）軸向式 b）徑向式 c）斜向式 d）刀具翻轉(zhuǎn)式 e）鼓筒彈夾式 f）鏈?zhǔn)?g）多盤式 h）格子式 當(dāng)需要存放更多數(shù)量的刀具時，可以采用圖 1們充分利用了機床周圍的有效空間，且刀庫的外形尺寸又不致過于龐大。圖 1鼓筒彈夾式刀庫，其結(jié)構(gòu)十分緊湊，在相同的空間內(nèi)，它的刀庫容量較大，但選刀和取刀的動作 較復(fù)雜。圖 1鏈?zhǔn)降稁欤浣Y(jié)構(gòu)有較大的靈活性，存放刀具的數(shù)量也較多，選刀和取刀動作十分簡單。當(dāng)鏈條較長時，可以增加支撐鏈輪的數(shù)目，使鏈條折迭回繞，提高了空間利用率。圖 1 1別為多盤式和格子式刀庫，它們雖然也具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點，但選刀和取刀動作復(fù)雜，較少應(yīng)用。 1、 刀庫的類型 加工中心上普遍采用的刀庫是盤式刀庫和鏈?zhǔn)降稁?。密集型的固定刀庫目前于用于的集中供刀系統(tǒng)。 （ 1）盤式刀庫 盤式刀庫結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多，如圖 1示。由于刀具環(huán)形排列，空間利用率低。因此出現(xiàn)了將刀具在盤中采 用雙環(huán)或多環(huán)排列，以增加空間的利用率。但這樣一來使刀庫的外徑過大，轉(zhuǎn)動慣量也很大，選刀時間也較長。因此，盤式刀庫一般適用于刀具容量較少的刀庫。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 1式刀庫的形式 a）徑向取刀形式 b）軸向取刀形式 c）刀具徑向安裝 d）刀具斜向安裝 （ 2）鏈?zhǔn)降稁?如圖 1示，鏈?zhǔn)降稁斓慕Y(jié)構(gòu)緊湊，刀庫容量較大，鏈環(huán)的形狀可以根據(jù)機床的布局配置成各種形狀，也可將換刀位突出以利換刀。當(dāng)鏈?zhǔn)降稁煨柙黾拥毒呷萘繒r，只需增加鏈條的長度和支承鏈輪的數(shù)目，在一定范圍內(nèi)，無需變更線速度及慣量。這些特點也為系列刀庫的設(shè) 計與制造帶來了很大的方便，可以滿足不同使用條件。一般刀具數(shù)量在 30120 把時，多采用鏈?zhǔn)降稁臁?圖 1式刀庫的形式 文所設(shè)計的刀庫 由于是使用在小型加工中心上，所以采用的是圓盤刀庫的結(jié)構(gòu)形式，以下是介紹本設(shè)計的結(jié)構(gòu)組成與傳動過程。 1、 換刀過程 在介紹刀庫結(jié)構(gòu)之前，先了解一下?lián)Q刀過程。刀庫位于立柱左側(cè)，其中刀庫的安裝 方向與主軸軸線垂直，換刀前應(yīng)改變在換刀位置的刀具軸線方向，使之與主軸軸線平行。某工序加工完畢，主軸定向后，可由自動換刀裝置換刀，如圖 1示。 （ 1）刀套下翻 換刀前，刀庫 2 轉(zhuǎn)動，將待換刀具 5 送到換刀位置。換刀時，帶有刀具 5 的刀套 4 下翻 90 ，使刀具軸線與主軸軸線平行。 （ 2）機械手抓刀 機械手 1 從原始位置順時針旋轉(zhuǎn) 75 （ K 向觀察），兩手爪分別抓住刀庫上和主軸 3 上的刀具。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 （ 3）刀具松開 主軸內(nèi)的刀具自動夾緊機構(gòu)松開刀具。 （ 4）機械手拔刀 機械手下降，同時拔出兩把刀具。 （ 5）刀具位置交換 機械手帶著兩把刀具逆時針旋轉(zhuǎn) 180 （ K 向觀察），交換兩把刀具位置。 （ 6）機械手插刀 機械手上升，分別把刀具插入主軸錐孔和刀套中。 （ 7）刀具夾緊 主軸內(nèi)的刀具自動夾緊機構(gòu)加緊刀具。 圖 1換到過程示意圖 1 機械手 2 刀庫 3 主軸 4 刀套 5 刀具 （ 8）液壓缸活塞復(fù)位 驅(qū)動機械手逆時針旋轉(zhuǎn) 180 的液壓缸活塞復(fù)位（機械手無動作）。 （ 9）機械手松刀 機械手 1 逆時針旋轉(zhuǎn) 75 （ K 向觀 察），松開刀具回到原始位置。 （ 10）刀套上翻 刀套帶著刀具上翻 90 。 2、刀庫的結(jié)構(gòu)與傳動 （ 1）刀庫的結(jié)構(gòu)組成 如圖 1示，為盤式刀庫結(jié)構(gòu)示意圖。它主要由電動機蝸桿蝸輪、刀盤、刀套、液壓缸、及撥叉等構(gòu)建組成。其盤式刀庫的具體機構(gòu)，如圖 1 （ 2）刀庫的選刀過程 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的選刀指令，直流伺服電動機 1 經(jīng)聯(lián)軸器 2和蝸桿 3、蝸輪 4 帶動刀盤 12 和安裝其上的 16 個刀套 11 旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，完成選刀的過程。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 （ 3）刀套翻轉(zhuǎn)過程 待換刀具轉(zhuǎn)到換刀位置時，刀套尾部的滾子 10 轉(zhuǎn)入撥叉 8 的槽內(nèi)。這是，液壓缸 5 的下腔通入液壓油，活塞帶動撥叉上升，同時松開行程開關(guān) 7，用以斷開相應(yīng)電路，防止刀庫、主軸等出現(xiàn)誤動作。撥叉上升，帶動刀套下翻 90 ，使刀具軸線與主軸軸線平行，同時壓下行程開關(guān) 6，發(fā)出信號使機械手抓刀。反之，撥叉下降，帶動刀套上翻 90 。 圖 1庫結(jié)構(gòu)示意圖 1 電動機 2 聯(lián)軸器 3 蝸桿 4 蝸輪 5 液壓缸 6、 7