數(shù)控臥式鏜銑床刀庫結構設計開題報告.doc

1一畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況）1題目背景和意義面對市場競爭的壓力，如何提高機械制造業(yè)的生產效率是為重中之重，而刀庫的出現(xiàn)，促使減少了機械加工時換刀具所使用的時間，大大的提高了生產效率。數(shù)控臥式鏜銑床是一種具有自動換刀裝置和任意分度數(shù)控轉臺的數(shù)字控制機床，工件在一次裝夾后能自動完成幾個側面的的多種工序的加工。數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產業(yè)、構建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎設備，它的一直備受人們關注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的給功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產品機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術成為先進制造技術中的一項核心技術。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術的深化應用促進了數(shù)控機床的進一步提升1。2國內外相關研究情況近年來自動換刀刀庫的發(fā)展儼然己超越其為綜合切削加工機床配套的角色,在其特有的技術領域中發(fā)展出符合機床高精度、高效能、高可靠度及多任務復合等概念之獨特產品，以其多樣化產品的功能,左右了綜合切削加工機床在生產效能及產品精度的表現(xiàn)。其產品的發(fā)展趨勢為:(1)高效能的產品:發(fā)展符合高荷重、高容量、高速化概念的刀庫產品。(2)輕量化、低成本的產品，發(fā)展符合重量輕、成本低的刀庫產品。在此概念基礎下,刀庫產品的發(fā)展現(xiàn)況為2(l)超重刀具負荷刀庫的發(fā)展發(fā)展出刀鏈系統(tǒng)能承載重量70kg以上的超重刀具,擁有強力鎖刀裝置的穩(wěn)固刀鏈架構,可防止重型刀具于運轉中墜落。(2)高效率且定位精確的驅動及選刀系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)展出高精度系統(tǒng)配置日系高質量!高定位精度的伺服電機及減速機,以符合選刀迅速!換刀精確的主要性能需求3。(3)多型式刀具容載刀庫的發(fā)展發(fā)展出同時可容納多種型式刀具(如15050及15060)的刀鏈系統(tǒng),也被視為是必須時常變換使用多種主軸之加工中心的必備裝置。(4)不同型式刀具及任意點之換刀系統(tǒng)的發(fā)展可以同時夾取不同型式刀具(如15050及15060),因應需求必須有不同的刀具為了縮短換刀時間,多點式或任意點式ZMW風電機輪毅加工工藝!專用刀具及刀庫的研究與設計之換刀系統(tǒng)是有必要的4。(5)輕量化2低成本架構刀庫的發(fā)展:發(fā)展出輕量化的塑鋼射出刀套架構,整體重量較傳統(tǒng)刀庫減輕100kg以上,成本大幅降低之刀庫。(6)大型及高容量刀庫的發(fā)展在機床多功能之趨勢演化下,大量的刀具被使用在同一臺機床上,刀庫之架構必須兼顧換刀效率及儲刀效能,多變的刀庫型體(可容納120/180/200把以上刀具)及多樣精密之換刀系統(tǒng)(如各種立式!臥式!立臥單點及多點式換刀系統(tǒng)),是其主要之特色5。二本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法1)本課題研究的主要內容；2)了解數(shù)控臥式鏜銑床刀庫結構的性能要求；3)了解數(shù)控臥式鏜銑床刀庫結構的工作原理，進行結構設計和計算分析；4)設計指標：鏈條快速移動速度為8米/分鐘，慢速移動速度為0.2米/分鐘，刀庫容量為60把刀；5)擬采用的研究方案、研究方法或措施刀庫是刀具交換系統(tǒng)的一部分，加工中心的刀具交換系統(tǒng)也稱為自動換刀裝置（ATC）,它通常是由刀庫和機械手組成。自動換刀裝置是加工中心不可缺少的組成部分，也是加工中心的象征，又是加工中心成敗的關鍵。加工中心有立式、臥式、龍門式幾種，所以這些機床的刀庫和自動換刀裝置也是各種各樣。加工中心上的刀庫類型分類：（1）盤式刀庫；（2）鏈式刀庫；（3）鼓輪式刀庫。特點（1）盤式刀庫:刀具呈環(huán)行排列，空間利用率低，容量不大但結構簡單。圖1盤式刀庫（2）鏈式刀庫:結構緊湊，容量大，鏈環(huán)的形狀也可隨機床布局制成各種形式而靈活多變，還可將換刀位突出以便于換刀。3圖2鏈式刀庫（3）鼓輪式刀庫:占地小，結構緊湊，容量大，但選刀、取刀動作復雜。圖3鼓輪式刀庫換刀機械手分為單臂單手式，單臂雙手式和雙手式機械手。單臂單手式結構簡單，換刀時間較長，適用于刀具主軸與刀庫刀套平行，刀庫刀套軸線與主軸軸線平行，以及刀庫刀套軸線與主軸軸線垂直的場合。單臂雙手機械手可同時抓住主軸和刀庫中的刀具，并進行拔出、插入，換刀時間短，廣泛應用于加工中心上的刀庫刀套軸線與主軸平行的場合。雙手式機械手結構較復雜，換刀時間短，這種機械手除了完成拔刀、插刀外，還起運輸?shù)毒叩淖饔?。結合所給題目，初步決定采用鏈式刀庫雙手式機械手換刀方案。采用系統(tǒng)化設計方法，將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現(xiàn)設計系統(tǒng)所需完成的任務。三完成畢業(yè)論文的工作步驟與時間安排（按周次填寫）（1）13周：調研并收集資料；（2）35周：確定設計方案和整體結構特點；4（3）69周：完成結構設計計算；（4）1012周：完成裝配圖、三維建模和仿真；（5）13-15周：完成論文撰寫，準備答辯。四指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）指導教師：年月日五所在系意見：系主管領導：年月日注：1.正文：宋體小四號字，行距20磅。2.開題報告由各系集中歸檔保存。5參考文獻1ChangWC,VanYT.ResearchingDesignTrensfortheRedesignofProductJ.DesignStudies（US），2003,24(1):173-1802邱餛城.刀庫之發(fā)展趨勢與未來展望J.制造技術與機床,2007,4:114一115.3關慧貞,馮辛安等.機械制造裝備設計M.北京：機械工業(yè)出版社，20074成大先,王德夫,李長順等.機械設計設計手冊M.北京：化學工業(yè)出版社,20075王光斗,王春福.機床夾具設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社6孟憲源.現(xiàn)代機構手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，19947葉玉駒,焦永和,張彤等.機械制圖手冊M.北京：機械工業(yè)出版社,2008.8孫志禮,冷興聚,魏延剛等.機械設計M.沈陽：東北大學出版社,2000.9吳宗澤.機械結構設計M.北京：高等教育出版社,1986.10劉建彗,鄒彗雪,顏洪森.對加工中心自動換刀裝置時間的探討J.組合機床和自動化加工技術,2004第8期：35-3611宋明寬.精密刀庫機械手換刀位置調整工具J.制造技術與機床.2010,4:30-3112陶松橋.加工中心刀庫定位控制的改進J.設備管理與維修,2008,3:44-4513李體仁,張淳,夏田.立式加工中心刀庫刀套的改進設計J.機床與液壓,2004,6:12-1314祁平.加工中心自動換刀過程PLC編程技巧J.制造技術與機床.2001,1:22-2315遲桂純,劉洪瑛,謝培紅.2A637臥式鏜銑床數(shù)控技術改造M.哈爾濱印刷機械廠,200216詹啟賢.自動機械設計M.北京：中國輕工業(yè)出版社,1994.17劉文志.數(shù)控臥式銑床滑枕變形有限元分析及補償技術J.制造技術與機床.2008,11:27-2918劉澄深.法國TC3型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床J.組合機床通訊.1975.19Asfahl,R.RobotandManufactur