數(shù)控車床六工位刀架畢業(yè)設(shè)計【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 數(shù)控車床六工位刀架設(shè)計  第 1 章    設(shè)計內(nèi)容和要求  (1)設(shè)計數(shù)控車床六工位刀架及床身；  (2)電動功率： 120w；  (3)電機(jī)轉(zhuǎn)速： 1400r/ (4)刀位數(shù)： 6 (5)床身最大加工直徑： 400 (6)刀尖到導(dǎo)軌距離： 200 第 2 章  刀架結(jié)構(gòu)方案的確定  架結(jié)構(gòu)方案  刀架換刀過程工作原理 :換刀信號 電機(jī)正轉(zhuǎn) 刀架抬起 刀架轉(zhuǎn)位 刀位信號 電機(jī)反轉(zhuǎn) 初定位 精定位刀架壓緊 電機(jī)過流停轉(zhuǎn) 換刀結(jié)束。  刀架的設(shè)計必須滿足以下要求：  (1)切削刀具數(shù)量較多，可安裝多種形式的刀具，至少 應(yīng)能安裝同類表面加工所需各種的各種車外圓刀具或孔加工刀具，并且刀具易于更換和調(diào)正；  (2)須切削的空間太小。為了能加工最大規(guī)格零件，刀架上兩把買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 相鄰刀具之間要有合適的距離，避免刀具對工件、卡盤、尾座等發(fā)生干涉和碰撞；刀架大小要合理；  (3)換刀快速準(zhǔn)確，在 實現(xiàn)最短路線邏輯選刀；  (4)結(jié)構(gòu)簡單，定位夾緊可靠，強(qiáng)度高，能承受機(jī)床強(qiáng)力切削和連續(xù)長時間正常工作；  (5)定位精度高，且應(yīng)具有較高的精度穩(wěn)定性和保持性。  壓式結(jié)構(gòu)  六角回轉(zhuǎn)刀架的全部動作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向 閥和順序閥進(jìn)行控制 ,其換刀動作可以分為以下四個步驟。  (1)刀架抬起   當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由 A 孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞上升，刀架體抬起使定位活動插銷與固定插銷脫開。同時，活塞桿下端的端齒離合器與空套齒 輪結(jié)合。  (2)刀架轉(zhuǎn)位   當(dāng)?shù)都芴鹬?，壓力油?C 孔轉(zhuǎn)入液壓缸左腔，活塞向右移動，通過連接板帶動齒條移動，使空套齒輪做逆時針方向轉(zhuǎn)動，通過端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過 60 ?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪節(jié)圓周長的 1/6，并由限位開關(guān)控制。  (3)刀架壓緊   刀架轉(zhuǎn)位之后，壓力油由 B 孔進(jìn)入壓緊液壓缸的上腔， 活塞帶動刀架體下降。中心軸軸套的底盤上精確的安裝著六個帶斜楔的圓柱固定插銷，利用活動插銷消除定位銷與孔之間的間隙，從而實現(xiàn)可靠定位。刀架體下降時，定位活動插銷與另一個固定插銷卡緊，同時中心軸軸套與刀架套的錐面接觸，刀架買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在新的位置定位并壓緊。這里，端齒離合器與空套齒輪脫開。  (4)轉(zhuǎn)位液壓缸復(fù)位   發(fā)架壓緊之后，壓力油由 D 孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸右腔，活塞帶動齒條復(fù)位。由于此時端齒離合器已脫開，齒條帶動齒輪在軸上空轉(zhuǎn)。推桿與相應(yīng)的角頭接觸，發(fā)出信號表示換刀過程已經(jīng)完成  械式結(jié)構(gòu)  螺旋升降立式刀架的數(shù)控車 床 ,其電動換刀過程可以分為以下四個步驟。  (1)刀架抬起   當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電機(jī)正轉(zhuǎn)，并經(jīng)聯(lián)軸器、軸，滑鍵帶動蝸桿、蝸輪、軸、軸套轉(zhuǎn)動。軸套的外圓上有兩處凸起，可在套筒內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)滑動，從而舉 起與套筒相連的刀架及上端齒盤，使上齒盤與下端齒盤分開，完成刀架抬起動作。  (2)刀架轉(zhuǎn)位   刀架抬起后，軸套仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動，同時帶動刀架轉(zhuǎn)過 60( 若不到位，刀架還可繼續(xù)轉(zhuǎn)位 120 、 180 、 240 、300 、 360) ，并由微動開關(guān)發(fā)出信號給數(shù)控裝置。  (3)刀架壓緊   刀架轉(zhuǎn)到位后，由微動開關(guān)發(fā)出的 控制信號使電機(jī)反轉(zhuǎn)，銷使刀架定位而不隨軸套回轉(zhuǎn)，于是刀架向下移動，上、下端六分度齒盤合攏壓緊進(jìn)行精確定位，而電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)從而使中心軸產(chǎn)生向上的軸向力作用在推力球軸承上，軸承則用螺釘將壓蓋固定使推力球軸承不移動。  (4)電機(jī)停止   刀架壓緊后，蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動則產(chǎn)生軸向位移，壓買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 縮彈簧，套筒的外圓使開關(guān)動作，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，從而完成一次轉(zhuǎn)位。  案分析  液壓式結(jié)構(gòu)中液壓系統(tǒng)需要良好的維護(hù)保養(yǎng) 由于液壓部件是精密部件并在高壓力之下使用，因此需要良好的維護(hù)保養(yǎng)，以防止生銹、腐蝕、污垢、油變質(zhì)等等，所以必須保持 清潔和使用適當(dāng)?shù)囊簤河汀９ぷ鬟^程中損失大、效率低、發(fā)熱大，液壓元件加工精度高，造價高，當(dāng)采用油作為傳動介質(zhì)的時候還需要注意防火問題。最后，液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求較高。  機(jī)械式結(jié)構(gòu)中六分度齒盤只能實現(xiàn)單步分度 ,每次轉(zhuǎn)位都要重復(fù)抬刀、轉(zhuǎn)位、復(fù)位壓緊的過程，當(dāng)所選刀位與現(xiàn)處刀位數(shù)相差較大時，難以實現(xiàn)按最短路徑邏輯選刀，刀架轉(zhuǎn)位時間長，機(jī)械磨損大，而且當(dāng)齒盤設(shè)計參數(shù)不合理時，容易產(chǎn)生剛性沖擊，影響使用壽命。  位 (分度 )方案的確定  簧銷式定位  彈簧銷定位刀架結(jié)構(gòu)是一 種老結(jié)構(gòu)。在六角刀架上，采用 6個斜形圓槽于底面。定位銷插入一個槽內(nèi)，刀架轉(zhuǎn)動時，定位銷隨著刀架的轉(zhuǎn)動而在槽內(nèi)移動，電機(jī)反轉(zhuǎn)時，刀架由于定位銷的初定位而下移。特點(diǎn)： (1)結(jié)構(gòu)簡單成本低； (2)確定刀具轉(zhuǎn)動位置。缺點(diǎn)：采用定位銷定位，接觸性能和定位精度差。  盤式定位  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 端面六分度齒盤定位刀架結(jié)構(gòu) (圖 數(shù)控刀架外，普通車床上虛用的較少。刀架上，在電機(jī)反轉(zhuǎn)，定位銷初定位后，由端齒盤進(jìn)行精定位，從面進(jìn)行壓緊和松開，特點(diǎn)： (1)采用端齒盤定位，齒盤接合力大，接觸面越用越精確，刀架轉(zhuǎn)位定位精度高；(2)結(jié)構(gòu)比較簡單，無故障，定位零件壽命高，成本低 3。  上齒盤                     下齒盤                    接合  圖  端面六分度齒盤  向轉(zhuǎn)動斜面式  分度的精定位可以用六斜面等高離合齒盤 4(如圖   下齒盤                           上齒盤  接合                           鎖緊  圖 斜面等高齒盤  六斜面等高齒盤結(jié)構(gòu)類似于端面凸輪，但比端面凸輪結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性 高，制造容易，既能用斜面作升程，使刀架體旋轉(zhuǎn)、升降，又能起到離臺器的作用，帶動主軸旋轉(zhuǎn)分度，當(dāng)端面齒使用磨損后，可以調(diào)正螺母消除間隙，保證刀架體與刀座間的鎖緊和足夠的剛性。回轉(zhuǎn)刀架分度定位機(jī)構(gòu)采用端面齒牙盤定位，其定位剛買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 性高。由于齒牙盤定位有補(bǔ)償作用，隨使用時間增長定位精度相應(yīng)提高，刀盤的刀位由 有邏輯轉(zhuǎn)位功能，刀架在下一任何工位直接定位而不需停頓，節(jié)省換刀時間 4。  案選定  對比方案的優(yōu)缺點(diǎn) ,則選擇機(jī)械式方案 ,再用彈簧銷初定位 ,再用六斜面等高齒盤進(jìn)行精定位。  第 3 章  刀架部件 計算分析  機(jī)床主電機(jī)功率為 算傳動效率為 =加工直徑為400件采用主軸轉(zhuǎn)速 n=1000 6000r/切削力  * 計時切削分力比取 Y:則  Y=架在切削過程中保持正常工作時，必須壓緊力產(chǎn)生的力矩大于或等于車削時的三個分力 刀架產(chǎn)生的顛覆力矩，  即           *   * *   買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * 中： L 刀尖至刀架中心距離，  * 160 刀尖至刀架中心線距離， H=101 齒牙盤嚙合中心線至底盤距離， 7mm h 刀尖至齒牙盤嚙合中心線距離， h=30 齒牙盤的齒面中徑， D=107斜 面等高離合齒盤的傾斜度為 30 ，用 1代入上二式  得          *    （ 3 1）  *       （ 3 2）  經(jīng)求解  * （ 2）式整后用 買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * * * 轉(zhuǎn)刀架刀盤用 2根彈簧銷增加阻尼，經(jīng)計算彈簧力 作用于刀架的軸向力和圓周力分別為  軸向力：       * 周力：      * 架步進(jìn)電機(jī)的選擇及功率計算  許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動元件。對于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實現(xiàn)微量進(jìn)給。在開環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因為步進(jìn)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：  (1)直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制；  (2)轉(zhuǎn)動慣量小，啟動、停止方便；  (3)成本低；  (4)無誤差積累；  (5)定位準(zhǔn)確；  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 (6)低頻率特性比較好；  (7)調(diào)速范圍較寬；  采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個脈沖轉(zhuǎn)過一個脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。  電機(jī)轉(zhuǎn)速選為 1400r/變速后蝸輪軸轉(zhuǎn)速為：  *   蝸桿傳動在嚙合齒面間的滑動速度：  *         （ 3 3）  式中：  蝸桿分度圓直徑， 8mm  蝸桿轉(zhuǎn)速，   蝸桿分 度圓上的導(dǎo)程角， =50608  * 表得鋼蝸桿與錫青銅蝸輪間的當(dāng)量摩擦角 5636  蝸桿為主動時  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * 慮攪油損耗的效率，一般  * 取* 承效率，每對滾動軸承  * 取* 個刀架的傳動效率  * 離合齒均為鋼件，取鋼 鋼接觸面的靜摩擦系數(shù) =摩擦力為  * 離合齒壓緊時轉(zhuǎn)動力矩為  * 動機(jī)功率：  * * 據(jù)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)和安全因素，取刀架電機(jī)功率為 120W，經(jīng)實踐該刀架在強(qiáng)力切削等重載荷作用下，工作全部正常，達(dá)到設(shè)計要求。  定齒盤及套筒螺旋槽的參數(shù)  考慮齒盤主要 用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤由于需相互嚙合，參數(shù)可相同。當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn) 150 時，上刀買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 架上升 5盤的齒高取  4 由          *                     （ 3 4）  得        * 求得 m=標(biāo)準(zhǔn)值 m=3 完成一次刀架轉(zhuǎn)位的時間  * 輪蝸桿設(shè)計計算及強(qiáng)度校核  (1)選 擇傳動的類型，精度等級和材料     考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速也不高，先用 度 8c(10089蝸桿用 35面淬火 ,硬度為 45 50輪輪緣先用 屬模鑄造。  (2)選擇蝸桿、蝸輪的齒數(shù)     根據(jù)設(shè)計刀架的大小，中心距 a=80參考表  5)得傳動比 i=53， m=， 3， 8=50608 。 400r/n2=n1/i=1400/53=3)確定許用應(yīng)力    由 5  *       （ 3 5）  由表 *   買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 * 按 5圖 * 再查圖  齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)     * 圖 N=* * 4)接觸強(qiáng)度設(shè)計  由 5      *    （        （ 3 6）  其中，載荷系數(shù)取 K=輪軸轉(zhuǎn)矩為  * 入上式       * *  滿足  蝸輪分度圓直徑  * 5)校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度     由 5 文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 得          *  （ 3 7）  查表得 * 按表 歇工作）；取  * 取  *當(dāng) s 時，查圖  則  *          *  (6)蝸輪齒根     彎曲強(qiáng)度校核     由 5 根彎曲強(qiáng)度驗算公式          *                （ 3 8）  其中，按  * * 圖   * *       * 7)幾何尺寸計算  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 已知：  *   * *   *   *   *   *  則  蝸桿齒頂圓直徑：  * 桿齒根圓直徑：  * 桿齒寬：  * 取 0輪喉圓直徑：* 輪頂圓直徑：  * 輪齒寬 ：  * 輪齒頂圓弧半徑：  * 輪齒根圓弧半徑：  * 桿軸向齒厚：  * 就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 桿法向齒厚：  * 輪分度圓齒厚：  * 輪齒厚測量高度：  * 桿軸的設(shè)計  桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力  考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動裝置。  選用 45號鋼，正火處理，  *   定蝸桿軸最小直徑  定各軸段的直徑和長度  根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度。  圖 蝸桿軸  0d2=037文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 83789 蝸桿軸的校核  作用在蝸桿軸上的圓周力       由 6                               （ 39）      其中  *     徑向力    切向力       圖 向受力分析  求水平方向上的支承反力          買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 平方向支承反力  3032水平彎矩 ,并繪制彎矩圖  圖 平彎矩圖  求垂直方向的支承反力  圖 直方向支承反力  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖  圖 直彎矩圖  求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮  圖 成彎矩圖  *  按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核，  得       * 文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 則蝸輪軸滿足強(qiáng)度要求。  第 4 章  分度精度計算  度計算  彈簧銷定位精度：（根據(jù) 11 確定兩定位銷 中心距尺寸  * 其公差  * *   * 中     2*        * 邊銷的寬度 b 和 B    查表面 2 4 得    *      * 邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙  * *                       （ 4 1）  其中 基準(zhǔn)最小直徑， 2 1 圓柱銷 與基準(zhǔn)孔的配合間隙， 1=0 買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 *  錐銷定位精度：（根據(jù) 11 確定兩定位銷中心距尺寸  * 其公差  *   * 中     *       * 邊銷的寬度 b 和 B    查表面 2 4 得    *      *邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙  * 據(jù)（ 4 1）  其中 基準(zhǔn)最小直徑， D'2=12 1 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙， ' 1=0 買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 得     * * 盤分度精度為：  * 分度精度：  *  5 章  標(biāo)準(zhǔn)件選擇  承的選用  圓錐滾子軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動軸承時，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。 驗算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的 “ 軸承裝置設(shè)計 ” 問題。  承的類型  考慮到軸各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。  買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 動軸承的配合  滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。  主要用于定位，也可做固定零件、傳遞 動力用，多用于經(jīng)常拆卸場合。有 1： 50的錐度，便于安裝。定位精度比圓柱銷高，在受橫向力時能夠自鎖，銷孔需鉸制。  第 6 章  結(jié)構(gòu)設(shè)計  刀架體設(shè)計應(yīng)考慮以下問題：  (a) 滿足強(qiáng)度和剛度要求。因為刀架體的剛度不僅影響傳動零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。  (b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。如支點(diǎn)的安排、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。  (c) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。   刀架體的常用材料有：  鑄鐵 ，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動態(tài)剛性和買文 檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 機(jī)加工性能好，價格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過熱