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洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IXKA5032A/C數(shù)控立式銑床自動(dòng)換刀裝置設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)介紹的是XKA5032A/C數(shù)控立式升降臺(tái)銑床自動(dòng)換刀裝置(刀庫(kù)式)的設(shè)計(jì),刀庫(kù)式的自動(dòng)換刀裝置是由刀庫(kù)和刀具交換裝置(換刀機(jī)械手)組成。它是多工序數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀裝置。換刀時(shí),先在刀庫(kù)中進(jìn)行選刀,由機(jī)械手從刀庫(kù)和主軸上取出刀具,然后交換位置,把新刀插入主軸,舊刀放回刀庫(kù)。存放刀具的刀庫(kù)具有較大的容量,其容量為六把刀具,采用盤形結(jié)構(gòu),安裝在機(jī)床的左側(cè)立柱上。設(shè)計(jì)成采用軸向放置的鼓盤式刀庫(kù)形式和回轉(zhuǎn)式雙臂機(jī)械手組成。刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫(kù)的刀座中,使用時(shí)按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內(nèi),也可以按加工順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。該法不需要刀具識(shí)別裝置,驅(qū)動(dòng)控制也比較簡(jiǎn)單,工作可靠。數(shù)控銑床用4把刀就可完成大多數(shù)的銑削加工。所以這個(gè)容量為6把刀的刀庫(kù),幾乎不存在加工過程中需要重復(fù)利用刀具的情況,所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。兩手互相垂直的回轉(zhuǎn)式單臂雙手機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是換刀動(dòng)作可靠,換好時(shí)間短,缺點(diǎn)是刀柄精度要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,聯(lián)機(jī)調(diào)整的相關(guān)精度要求高,機(jī)械手離加工區(qū)較近。一般來說,這種機(jī)械手用于刀庫(kù)刀座軸線與機(jī)床主軸軸線垂直,刀庫(kù)為徑向存取刀具形式的自動(dòng)換刀裝置,因此,在XKA5032A/C數(shù)控立式升降銑床的自動(dòng)換刀裝置中可采用這種機(jī)械手形式。關(guān)鍵詞:數(shù)控銑床,自動(dòng)換刀裝置,刀庫(kù),換刀機(jī)械手洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IITheXKA5032A/CNumberControlsTheSignTypeWorkingPanelMillerToChangeTheKnifeDeviceABSTRACTtheintroductionisthedesignthattheXKA5032A/Cnumbercontrolsthesigntypeworkingpanelliftermillertochangetheknifedevice(theknifedatabasetype)automatically.Theknifedatabasetypeautomaticallychangetheknifedeviceishavebytheknifedatabaseandtheknifetoexchangedevice(changetheknifethemachinehand)toconstitute.Itismanyworkordinalnumberstocontrolthetopofthetoolmachinetoapplytochangetheknifedevicemostextensively,itiswholetoleadtochangetheknifeprocessmorecomplicated.Firstprocessprocessinneedtobeuseofallknifeshavetoinstallonthehaftofthestandard,pressingcertainwaytopackintotheknifedatabaseafterthetoolmachinecarryonsizetopreparetoadjustoutside.Beintheknifedatabasecarryonchoosingknifefirstwhilechangetheknife,thedesignbecomesestheadoptionstalktowardthedrumdishtypeknifedatabaseformandtheturn-overtypedoublethearmmachinehandforplacetoconstitute.Theknifehastopresstoscheduletotheworkprefaceinserttheknifeoftheknifedatabaseorderofsequence,usageturntotakeknifepositioninorder.Theknifeforusingputsbacktheoriginalknifeinside,canalsopresstoprocesssequencetoputintothenextknife.Thatmethoddoesntneedtheknifetoidentifydevice,drivingacontrolalsomoresimple,workcredibility.scaledtheautochangetheknifedevice.Canknowthenumbercontrolsmillertouse4maketheknifecompletemostmillingandcanparetoprocess.Sothiscapacityis6knifedatabasesofknifes,almostthenonentityprocesstoneedtomakeuseofthecircumstancethattheknifehaveagainintheprocess,sothe洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IIIknifehaveofthechoicemethodassuranceforinproperorderchoicetheknifehave.Twohandsaremutualperpendicularoftheadvantageoftheturn-overtypesinglearmhandsmachinehandchangetheknifeactioncredibility,changinggoodtimeshort,theweaknessisthehaftaccuracytohavehighrequest,structurecomplications,thelinkingmachineadjustoftherelatedaccuracyhavehighrequest,themachinehandleavestoprocessareanearer.Generallyspeaking,thiskindofmachinehandusedsfortheknifedatabaseknifethestalklineandthetoolmachineprincipalaxisstalklineperpendicular,theknifedatabasehasaformtochangetheknifedeviceautomaticallytowardtheaccessknifeforthepath,thereforecanadoptthiskindofmachinehandformintheXKA5032A/Cnumbercontrolthesigntyperiseandfallmillertheautochangetheknifethedevice.KEYWORDS:numericalcontrolmillingmachines,Automatictoolchanger,Toolstorage,toolchanging-manipulator洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)IV目錄前言.1第1章數(shù)控機(jī)床概述.21.1數(shù)控機(jī)床知識(shí).21.1.1數(shù)控銑床的分類.21.1.2數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特征.41.1.3數(shù)控銑床的主要功能及加工對(duì)象.51.1.4自動(dòng)換刀裝置(ATC)及其形式.51.1.5自動(dòng)換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求.7第2章總體方案的確定.82.1刀庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).82.1.1確定刀庫(kù)容量.82.1.2確定刀庫(kù)形式.92.1.3刀庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).92.1.4初選電動(dòng)機(jī)與降速傳動(dòng)裝置.112.1.5初估刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩.112.1.5刀庫(kù)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì).122.1.6刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核.172.1.7花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算.172.1.8夾緊機(jī)構(gòu)插銷剪切強(qiáng)度的校核.182.1.9確定刀具的選擇方式.182.10刀庫(kù)的定位與刀具的松夾.19第3章刀具交換裝置的設(shè)計(jì).213.1換刀機(jī)械手的設(shè)計(jì).213.1.1確定換刀機(jī)械手形式.213.1.2換刀機(jī)械手的工作原理.233.1.3機(jī)械手的自動(dòng)換刀過程的動(dòng)作順序.233.1.4自動(dòng)換刀裝置的相關(guān)技術(shù)要求.253.1.5換刀機(jī)械手的安裝與調(diào)試.25洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)V第4章自動(dòng)換刀裝置的控制原理.264.1自動(dòng)換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖.264.2自動(dòng)換刀裝置換刀動(dòng)作的順序控制過程.26第五章典型零件的設(shè)計(jì).285.1聯(lián)軸器的設(shè)計(jì).285.1.1聯(lián)軸器.285.1.2聯(lián)軸器的選用.285.1.3聯(lián)軸器的校核.295.1.4蝸桿蝸輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的一些相關(guān)技術(shù)要求.295.1.5托架的設(shè)計(jì).29結(jié)論.30謝辭.31參考文獻(xiàn).32外文資料翻譯.34洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1前言數(shù)字控制是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種自動(dòng)控制技術(shù),是用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制的一種方法。采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。加工中心(簡(jiǎn)稱MC)是一種備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具對(duì)工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。它是適應(yīng)省力省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代要求而發(fā)展起來的,它綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、拖動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)在控制理論、測(cè)量及傳感技術(shù)以及通訊診斷、刀具和應(yīng)用編程技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品,將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能聚集在一臺(tái)加工設(shè)備上,且增設(shè)有自動(dòng)換刀裝置和刀庫(kù),可以在一次安裝工件后,數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更換刀具,自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能:依次完成多面和多工序的端平面、孔系內(nèi)外倒角、環(huán)形槽及攻螺紋等加工。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,以及各種性能良好的傳感器的出現(xiàn)和運(yùn)用,加工中心的功能日趨完善,這些功能包括:刀具壽命的監(jiān)視功能、刀具磨損和損傷的監(jiān)視功能、切削狀態(tài)的監(jiān)視功能、切削異常的監(jiān)視、報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)功能、自動(dòng)檢測(cè)和自我診斷功能及自適應(yīng)控制功能等。加工中心還與載有隨行夾具的自動(dòng)托板進(jìn)行有機(jī)連接并能進(jìn)行切屑自動(dòng)處理,使得加工中心成為柔性制造系統(tǒng),計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是自動(dòng)化工廠的關(guān)鍵設(shè)備和基本單元。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2第1章數(shù)控機(jī)床概述1.1數(shù)控機(jī)床知識(shí)數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令),控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床,簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性,加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令;加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高,可以精確加工復(fù)雜型面,因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件,并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多,有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上,由程序讀入裝置接收,或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化,具備完善的自診斷功能;可靠性也大大提高;數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化,多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品
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