加工中心刀具庫機構(gòu)及控制電路設(shè)計

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(論文)加工中心刀具庫機構(gòu)及控制電路設(shè)計Machining center tool library institutions and control circuit design學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生

2、在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：摘要電氣時代以來，人們的生產(chǎn)水平有了明顯的改善，對于物質(zhì)的需求越來越高。老式的數(shù)控機床已經(jīng)與時代脫節(jié)了。我們迫切的需要替代品來滿足生產(chǎn)的需要。此時，新的數(shù)控加工中心（Machining Center，簡稱MC）應(yīng)運而生。它有一個存放刀具的地方，同時可以對多把刀具進(jìn)行轉(zhuǎn)換，對零件采取多方面加工的

3、機床。工件在機床上完成一次性的裝夾后，我們可以通過不同的需求來使用PLC控制系統(tǒng)指引機床進(jìn)行不同的工序加工。刀具庫通過變速箱的變速來實現(xiàn)刀庫靈活的旋轉(zhuǎn)。這時候主軸進(jìn)行運動，與刀庫的刀具進(jìn)去相互切換。計算機的參與不僅能夠增加操作的準(zhǔn)確度，避免不必要的麻煩，而且最重要的就是縮短時間，降低了成本。所以說，在未來的制造業(yè)市場中，加工中心的地位將得到顯著的提升，各行各業(yè)都會對加工中心的存在有一個全新的認(rèn)識。關(guān)鍵詞 刀具庫 自動換刀 一次性 PLC控制AbstractThe electrical era, people have a significant improvement in the livin

4、g standard, the material demand more and more high. The old NC machine has to keep pace with the times. We urgently need alternatives to meet the needs of production. At this time, the new CNC machining center (Machining Center, referred to as MC) emerge as the times require. It is a tool has its ow

5、n library, and can realize the automatic tool change, various aspects of the machine tool on the work piece processing. The work piece on the machine to complete the one-time clamping, we can use different needs to use the PLC control system of machine tool for processing different guidelines. The t

6、ool base through the variable-speed gearbox to achieve flexible rotary knife. When the spindle motion, and tool in switch. In the computer can not only increase the accuracy of operation, to avoid unnecessary trouble, but the most important is to shorten the time, reduce the cost. So, in the future

7、of manufacturing industry, machining center's position will be significantly improved, all walks of life will be on the machining center has a new understanding.KeywordsTool library Automatic tool changer A one-time PLC control 目 錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 加工中心刀具庫研究的背景、目的和意義11.1.1 研究的目的和意義11.2 國內(nèi)外加工

8、中心的研究現(xiàn)狀11.2.1 國外加工中心的發(fā)展歷程11.2.2 國內(nèi)加工中心的發(fā)展歷程21.2.3 現(xiàn)代加工中心的發(fā)展趨勢21.3 課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法21.3.1 課題的主要任務(wù)、內(nèi)容21.3.2 課題的主要解決方法31.4 研究課題的技術(shù)路線32 加工中心刀具庫機構(gòu)的總體設(shè)計42.1 刀具庫42.1.1刀庫的定義42.1.2自動換刀系統(tǒng)42.1.3自動換刀種類42.2 刀具庫的常用類型52.2.1 盤式刀庫52.2.2 鏈?zhǔn)降稁?2.2.3 固定型格子盒式刀庫72.2.3 斗笠式刀庫72.3 刀具庫機構(gòu)的確定82.3.1 刀具數(shù)量82.3.2 刀庫形式確立82.3.3 盤式刀庫的

9、優(yōu)點82.4 換刀方式的選擇82.4.1 無機械手換刀82.4.2 換刀過程92.5 刀具庫驅(qū)動電機參數(shù)的確立92.5.1 刀庫加速扭矩TJ確立92.5.2 驅(qū)動電機扭矩TD 確定93刀庫減速箱的設(shè)計113.1 刀庫與減速機構(gòu)總的傳動比113.1.1 三級減速裝置各級傳動比113.1.2 對應(yīng)軸的轉(zhuǎn)速113.1.3 四個軸對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩123.1.4 各軸對應(yīng)的功率123.2 各級傳動齒輪的設(shè)計123.2.1 一級齒輪參數(shù)123.2.2 二級齒輪參數(shù)143.2.3 三級齒輪參數(shù)153.3 軸的選擇163.3.1 軸一的設(shè)計163.3.2 軸二的設(shè)計173.3.3軸三的計算設(shè)計203.3.4軸的計算

10、設(shè)計233.4 軸承的選用244PLC控制電路的設(shè)計254.1PLC的發(fā)展與運用254.2PLC的控制要求254.2.1 刀具編號254.2.2 刀庫旋轉(zhuǎn)方式254.3 PLC在實現(xiàn)刀庫換刀時的輸入，輸出信號254.4 所需元器件264.5 PLC控制梯形圖274.5.1 梯形圖274.5.2 程序講解274.6 PLC指令表284.7 PLC控制接線圖28結(jié)論29致謝30參考文獻(xiàn)31附錄32附錄1 換刀過程示意圖32附錄2減速箱齒輪軸一33附錄3減速箱齒輪軸二34附錄4減速箱齒輪軸三35附錄5減速箱齒輪軸四36附錄6接線圖37附錄7 梯形圖381 緒論電氣時代變革以來，傳統(tǒng)加工制造行業(yè)受到了

11、質(zhì)疑。人們在加工方面開始尋找新的發(fā)展。一些歐美發(fā)達(dá)國家開始投入大量資金，開始對于高科技制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，并且提出了新一輪的制造工藝規(guī)則。為了適應(yīng)新的市場變化，數(shù)控加工適時的出現(xiàn)了，它的誕生解決了傳統(tǒng)加工難以完成的復(fù)雜表面，同時大大縮短了同一工件的加工時間。數(shù)控加工中心在管理和使用以及維護(hù)方面有著許多自身的特點。在以后發(fā)展階段，數(shù)控加工中心將逐漸取代傳統(tǒng)制造方法，向著更高的方面去邁進(jìn)。1.1 加工中心刀具庫研究的背景、目的和意義目前的加工中心（簡稱MC）都在向著智能化方向邁進(jìn)。它們擁有自己的刀具庫；能夠?qū)崿F(xiàn)自動換刀；它是為了滿足時代變化的需要發(fā)展起來的高精度機床。它能夠根據(jù)人們的需要，在工件

12、只采取一次固定的狀態(tài)下，實現(xiàn)多方面復(fù)雜的操作。它專門增設(shè)了換刀系統(tǒng)。這樣的話，計算機就可以通過工作者對于加工的不同的需求來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而起到控制刀具對于工件表面進(jìn)行加工。由于眾多技術(shù)的結(jié)合，加工中心能夠輕松加工中一般機床加工不了的復(fù)雜平面、倒角、環(huán)形槽、孔隙、攻螺紋，縮短了工件的加工時間，因此來說，加工中心逐漸成為加工制造業(yè)的主流產(chǎn)品。零件的加工精準(zhǔn)度從此有了很大的提升，而且其自動化程度的提高解放了一線操作人員。1.1.1 研究的目的和意義為了適應(yīng)時代的變化，為了解決當(dāng)代加工工藝與人們對于加工需求之間的矛盾。我們必須在刀具庫；換刀系統(tǒng)之間做一些調(diào)整，對以往的加工中心進(jìn)行一些改進(jìn)。要做到什

13、么樣的加工場合對應(yīng)什么樣的刀具庫和換刀系統(tǒng)。結(jié)合計算機控制原理使用PLC技術(shù)對刀具庫控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。能夠?qū)崿F(xiàn)刀具的快速切換，降低用時，減少一定的成本，同時提高加工精度，而且相對于手動換刀來講，其安全性能也有了較高的改善1。1.2 國內(nèi)外加工中心的研究現(xiàn)狀1.2.1 國外加工中心的發(fā)展歷程 1952年，帕森斯公司（Parsons Co.）與麻省理工學(xué)院實驗室開展合作，實驗并制造出了當(dāng)時上第一臺數(shù)控機床。1958年，美國(K&T Co.）成功研發(fā)了能夠自動換刀的數(shù)控機床。數(shù)控機床從涉足航空航天工業(yè)特殊零件的加工開始，已經(jīng)走過了50多個年頭。由于數(shù)控機床比普通機床大大提高了加工精度和速度，

14、所以成為柔性制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，并以它為基本設(shè)備組成了柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。由于其所具有的柔性、高速、高精度的特性，并且加工出的零件產(chǎn)品具有較好的一致性和互換性。因此大批量的制造行業(yè)，列如汽車行業(yè)、摩托車行業(yè)等得以很快普及；更由于其能夠加工出高精度的復(fù)雜三維曲線及曲面零件的特點，成為了航空企業(yè)的必備設(shè)備，也成為了模具行業(yè)基本的看家設(shè)備。每個國家加工環(huán)境不一樣，所以制造的數(shù)控機床有一定的差別。20世紀(jì)90年代，德國一家公司制造出了世界第一臺立式數(shù)控車床。該機床能同時完成多種工序。如車、鉸、銑等，同時可以根據(jù)需要對工件進(jìn)行特殊的加工。亞洲日本三菱公司生產(chǎn)的數(shù)控機床在世界發(fā)展舞臺上也有較大的影

15、響。1.2.2 國內(nèi)加工中心的發(fā)展歷程近些年，我國的數(shù)控加工中心發(fā)展較快，國產(chǎn)的數(shù)控加工中心的種類基本齊全。各類型的加工中心都有成功的的案例，數(shù)控機床的加工方式也逐漸成熟。特別是北京機床廠生產(chǎn)的加工中心。還有一個就是北一大隈機床廠生產(chǎn)的臥式加工中心。它們兩個廠生產(chǎn)的加工中心就是最好的例子。數(shù)控加工中心一般分為2類：一類是立式加工中心，一類是臥式加工中心2。臥式加工中心加工樣式多樣，上個世紀(jì)80年代開始發(fā)展起來的3。T型結(jié)構(gòu)的設(shè)計使得零件在加工過程中工作臺能夠承受不同的變力，保證加工的穩(wěn)定性。加工制造業(yè)是現(xiàn)代化建設(shè)中的核心，它的重要性決定國家在世界這個大舞臺里的威望。更重要的一點就是，加工產(chǎn)業(yè)是

16、和國家的軍工是相掛鉤的。當(dāng)國家的加工制造業(yè)達(dá)到一定的高度后，本國的軍事產(chǎn)業(yè)也將會進(jìn)行大的邁進(jìn)。所以我們必須重視本國的加工制造行業(yè)。但是由于歷史原因，我們國家的工業(yè)發(fā)展時間較短。我國加工制造業(yè)與國外先進(jìn)國家還是存在一定的差距，特別是在特種加工方面仍是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我們只有大力發(fā)展和學(xué)習(xí)新的加工方法，才能讓我們的國家在國際競爭中占有一席之地。1.2.3 現(xiàn)代加工中心的發(fā)展趨勢 今后的加工中心將向著高精度、智能化、操作簡便、安全可靠等方向邁進(jìn)。電動機技術(shù)的提高帶動了加工中心在主軸轉(zhuǎn)速方向上面的快速躍進(jìn)。因為較高的轉(zhuǎn)速可以適當(dāng)?shù)奶岣邷?zhǔn)確度。自從計算機技術(shù)融入到加工中心以后，人們逐漸擺脫了體力勞動。優(yōu)

17、化的人機界面使得操作變得簡單。系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，操作性明顯增強。在以后的生活中，加工中心將得到廣泛普及。以目前加工環(huán)境來看，加工中心主要還是以生產(chǎn)零件為主。逐漸開始向著航天，醫(yī)療方向涉足。飛機零件多為復(fù)雜單一產(chǎn)品，所以這時候綜合加工中心將有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.3課題研究的主要任務(wù)、內(nèi)容與方法1.3.1 課題的主要任務(wù)、內(nèi)容對于數(shù)控加工中心的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀有一個全新的認(rèn)識。確定數(shù)控加工中心刀具庫的幾何機構(gòu)、換刀方式、減速裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。以及自動換刀系統(tǒng)以及換刀控制電路的主要程序，同時提供適當(dāng)?shù)牡毒邘斓慕Y(jié)構(gòu)零件圖，換刀方式圖，自動換系統(tǒng)PLC編程圖以及梯形圖。1.3.2 課題的主要解決方法查閱相關(guān)

18、資料理解加工中心刀具庫機構(gòu)及控制電路的工作原理，初步構(gòu)建系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。確定系統(tǒng)設(shè)計方案并完成刀具庫以及刀具數(shù)量的選型并繪制相關(guān)零件圖紙。設(shè)計刀庫的減速機構(gòu)，內(nèi)部傳送齒輪的確立，軸的受力分析。熟悉換刀系統(tǒng)工藝流程，編寫PLC程序連接圖與梯形圖設(shè)計。初步設(shè)計之后，調(diào)試運行，優(yōu)化設(shè)計，完善設(shè)計使得系統(tǒng)能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地投入日常生活使用。1.4 研究課題的技術(shù)路線分析課題所給的內(nèi)容要求，請教老師、同學(xué)，上網(wǎng)查找資料信息。通過學(xué)校圖書館借閱相關(guān)的書籍。掌握好當(dāng)前刀庫的幾種形式。自動換刀的方式，刀庫減速裝置的設(shè)計問題。掌握PLC換刀編程的要點，編寫PLC梯形圖，轉(zhuǎn)換指令表。并做一些文字說明。適當(dāng)?shù)牧?/p>

19、件圖紙以及說明書的撰寫。2 加工中心刀具庫機構(gòu)的總體設(shè)計2.1 刀具庫2.1.1刀庫的定義刀具庫在是為了方便數(shù)控加工過程中對不同種類刀具來回切換而誕生的一種裝置。它存儲的多把刀具為機床的生產(chǎn)加工帶來了許多的便捷。刀具庫的出現(xiàn)改變了老式的加工工藝，使得生產(chǎn)能力得到進(jìn)一步加強。同時種類繁多的刀具可以滿足不同工序的需要。刀具庫能夠根據(jù)不同的需求，經(jīng)由PLC控制系統(tǒng)，自由切換刀具。2.1.2自動換刀系統(tǒng)如果刀具庫沒有換刀系統(tǒng)的存在，那么加工中心就沒法正常工作，沒有任何實際的價值和意義。自動換刀系統(tǒng)對于加工中心中來講就是一個階梯，它是在加工生產(chǎn)中將機床所需要的刀具從刀庫中取出并運輸?shù)降毒邐A緊機構(gòu)中，從而

20、適應(yīng)不同制造工序的需求。以目前的情況來說，一般加工中心的刀庫裝置多數(shù)采用凸輪結(jié)構(gòu)。凸輪在制造產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用已經(jīng)獲得了一個新的高度。通過凸輪的設(shè)計，那么此自動換刀系統(tǒng)只需要一個電機驅(qū)動就可以滿足需求。去掉繁瑣的操作就能快速響應(yīng)實，增加生產(chǎn)效率，這是目前最普及的方法。換刀系統(tǒng)應(yīng)該滿足以下五點。第一，工藝方面，工件種類繁多，表面復(fù)雜程度不一。此時我們需要多種不同的刀具來滿足加工需求。第二，要確保工件的定位精度。刀具在固定的時候，要精確位置，不能造成誤差。這樣工件和刀具才能正確的配合加工。第三，由于工件和刀具存在一定的剛度。這時候?qū)τ谧詣訐Q刀系統(tǒng)也是一個大的考驗。它必須保證一定的剛度才能維持平衡。第四

21、，換刀系統(tǒng)操作頻繁，必要要確保其運行穩(wěn)定。第五，就目前的狀況來說，時間就是金錢。我們要盡量降低刀具轉(zhuǎn)換操作的耗時。2.1.3自動換刀種類(1) 轉(zhuǎn)塔式換刀轉(zhuǎn)塔式換刀裝置它是將電機，變速箱還有轉(zhuǎn)塔頭放在一起，節(jié)省了空間。不同的刀具采用單獨的控制源是控制?？梢钥闯?，如果每個刀具都需要不同的控制電機去操控的話，增加了成本不說，還造成了刀具轉(zhuǎn)換的遲鈍。這種轉(zhuǎn)塔式換刀裝置一般只適合加工精度低的場合。圖21 轉(zhuǎn)塔式換刀(2)無機械手換刀無機械手換刀需要獨立的刀庫與之配合，這樣衍生出來的刀庫使機床的存刀量大大增加。機床刀具庫刀具數(shù)量的多少是衡量機床加工復(fù)雜表面的水平一個重要指標(biāo)。采取無機械手操作減輕了生產(chǎn)壓

22、力，控制了的成本。通常換刀裝置是設(shè)計在主軸的附近，當(dāng)主軸運動在刀庫附近時，就可以迅速的實現(xiàn)換刀。(3)機械手換刀機械手換刀裝置一般配有兩個機械手參與運行，并且得有一個專用刀具庫。通過PLC的控制，其中一只機械手負(fù)責(zé)將主軸或者刀架上的刀具送回刀庫4。另一只機械手從刀具庫中選取要使用的刀具送往主軸固定刀具的地方或者刀架上。此結(jié)構(gòu)對于換刀的請求比較高。還有就是匹配的的刀庫受外在環(huán)境影響較小。圖22 雙臂機械手常用結(jié)構(gòu)2.2刀具庫的常用類型2.2.1 盤式刀庫盤式刀庫按名稱來將是因為刀具在圓盤上成環(huán)形排列，盤式刀庫大體上可分為2種取刀方式。第一種就是軸向取刀。而第二種是徑向取刀?？梢酝ㄟ^判斷來選擇不同

23、的方法。不過由于直徑方面的限制，盤式刀庫的容量不是很大。為此我們采用雙排或者多排的形式來彌補這個差距。刀具數(shù)量的限制給以了盤式刀庫一個很大的優(yōu)勢，那就是在取刀用時方面更勝一籌。圖23 盤式刀庫2.2.2 鏈?zhǔn)降稁戽準(zhǔn)降稁鞊碛懈嗟募庸び玫?。刀具在排序方面來說相對比較緊密，我們一般對于鏈?zhǔn)降稁靵碚f常采用軸向取刀。鏈?zhǔn)降稁焱ǔ鶕?jù)加工中心的需求來安排自己的刀庫框架。鏈?zhǔn)降稁鞎鶕?jù)刀具數(shù)量的多少來決定是否可以適合當(dāng)下的數(shù)控機床。當(dāng)數(shù)控機床在零件生產(chǎn)中所需要的刀具數(shù)量在30把以上時，這時該機床就可以選取鏈?zhǔn)降稁臁D2-4 鏈?zhǔn)降稁?.2.3 固定型格子盒式刀庫傳統(tǒng)的固定型格子盒式刀庫上面的刀具一般成

24、直線形狀排列，通過機械手的往復(fù)運動實現(xiàn)選刀和換刀。如圖所示的空間排列較為緊湊，這樣就可以降低不必要的空間浪費，縮減成本。但是由于刀具眾多，在刀具切換途中需要消耗許多時間，使生產(chǎn)效率降低，存在一定的局限性。圖2-5 固定型格子盒式刀庫2.2.3 斗笠式刀庫一般可以儲存25把刀具，機床靠著主軸的運動來實現(xiàn)刀具的轉(zhuǎn)換。當(dāng)加工途中機器需要更換刀具時，主軸會運動到存儲刀具的卡槽處。主軸上的刀具與卡槽接觸，主軸向外運動，刀具從而擺脫主軸5。然后刀具庫動作，主軸對應(yīng)到要取的刀具槽，向內(nèi)運動取走刀具。刀庫在完成刀具進(jìn)入主軸的轉(zhuǎn)換時，刀庫歸位，等待下一次工序的換刀。圖2-6 斗笠式刀庫2.3 刀具庫機構(gòu)的確定2

25、.3.1 刀具數(shù)量鑒于第一次設(shè)計，刀具數(shù)目確定為62.3.2 刀庫形式確立因為刀具數(shù)量有限，考慮到成本、換刀時間、生產(chǎn)效率等一系列問題，并結(jié)合生產(chǎn)實際，我決定使用盤式刀庫。目前盤式刀庫發(fā)展比較成熟，對于一些刀具需求少的機床來說一個比較好的選擇。2.3.3 盤式刀庫的優(yōu)點從這幾年的發(fā)展來看，盤式刀庫變得日漸成熟，在加工中心中取得較大的成效。盤式刀庫在自動換刀方面有著其它刀庫不能比擬的速度。通過自身刀庫的運動加上主軸的運動來實現(xiàn)刀具的切換。各個刀具都有自己特定的編號，這樣在加工過程中準(zhǔn)備換刀的時候，計算機就能快速切換刀庫送往主軸，節(jié)約時間。2.4 換刀方式的選擇2.4.1 無機械手換刀無機械手換刀

26、方式制造容易，價格低于其它換刀系統(tǒng)。在當(dāng)今的制造環(huán)境下，擁有很大的優(yōu)勢。無機械手換刀裝置操作簡單，不需要過硬的專業(yè)知識，適應(yīng)絕大數(shù)加工企業(yè)。在人才引進(jìn)方面，可以節(jié)約一些成本。2.4.2 換刀過程換刀過程示意圖見圖紙。當(dāng)計算機給予主軸停止信號時，如圖(a）所示，刀庫停在空刀位置2上，主軸開始向刀庫方向運動，如圖（b）6。直到主軸上的刀具1完全被刀庫上的空刀位2接受。主軸內(nèi)固定刀具的設(shè)備放開1號刀具，此時2號空刀位里面的夾緊裝置收回1號刀具，如圖（c）。刀庫進(jìn)行轉(zhuǎn)動將3號刀具送到指定位置,如圖(d)7。根據(jù)計算機指令裝刀，刀具庫夾緊裝置松開3號刀具，主軸裝置接受3號刀具，如圖(e)。最后，主軸脫離

27、刀庫，向下移動，此時，刀具庫停止在3號刀具的空刀位置上等候主軸下次進(jìn)刀換刀環(huán)節(jié)。這種換刀機構(gòu)沒有機械手的參與，換刀時間有所縮減，空間分布合理。刀具切換的時候機床不工作，這樣就確保了加工精度8。2.5 刀具庫驅(qū)動電機參數(shù)的確立。4.7 PLC控制接線圖PLC接線圖詳情見圖紙結(jié)論通過一段時間的的撰寫實驗，畢業(yè)設(shè)計開始走向完善。加工中心刀具庫機構(gòu)及控制電路設(shè)計使這個課題使我對加工中心有了一個全新的認(rèn)識。加工中心不僅是科技發(fā)展的產(chǎn)物，更是當(dāng)代人智慧的結(jié)晶。本次畢業(yè)設(shè)計，先大體講述了加工中心的發(fā)展歷程，同時比較了國內(nèi)外加工中心的發(fā)展方向。課題開始介紹了目前市場上的加工中心刀庫形式。從而確定了課題的主體方

28、向。選擇了盤式刀庫和無機械手換刀。這樣設(shè)計是為了降低生產(chǎn)成本，適合廣大的小型加工企業(yè)。后面確定了刀庫驅(qū)動電機的參數(shù)，來確保刀庫換刀的平穩(wěn)。主要設(shè)計就是變速箱減速裝置和PLC換刀程序的設(shè)計。因為電機轉(zhuǎn)速與刀庫所需要的轉(zhuǎn)速存在一定的差距，所以需采用減速機構(gòu)與電機配合才能精準(zhǔn)的實現(xiàn)刀庫的運轉(zhuǎn)，這樣主軸才能準(zhǔn)確的與刀庫配合。減速機構(gòu)采用三級直齒齒輪傳動，通過借閱工具書和查設(shè)計手冊。確定了三個齒輪組的初始參數(shù)，進(jìn)行了一定的校驗核算，最終確定了三個齒輪的尺寸參數(shù)。由于加工生產(chǎn)時外力的影響，有必要對齒輪的支撐軸進(jìn)行選型。通過對軸受力分析，以及各個截面彎矩的計算，確保了軸在工作中能夠擔(dān)負(fù)重任。最后選用了市面上

29、常用的62系列深溝球軸承來配合軸。PLC程序的設(shè)計我是通過三菱FX0N-40MR型號的編程器來完成的。本次課題涉及了6把刀具，通過計算機判斷刀位相對于主軸位置來實現(xiàn)刀庫正反轉(zhuǎn)。這樣就能減少刀庫旋轉(zhuǎn)時間，從而使主軸能夠快速換刀，完成加工動作。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容分為部分機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及PLC控制程序的設(shè)計。此課題滿足了小型企業(yè)對于零件加工的需要。減少了不必要的成本，同時提高了小型企業(yè)的生產(chǎn)效率。致謝參考文獻(xiàn)1毛國平,黃維亞. 加工中心刀具配套方案設(shè)計J. 重慶工學(xué)院學(xué)報,2004,03:54-56.2王解法,馮祖仁,李世敬,李渤. 加工中心刀具選配問題的研究J. 機械科學(xué)與技術(shù),2

30、004,05:591-593.3杜紅文. 加工中心刀具選擇與應(yīng)用J. 上海電機技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2004,01:7-9.4李忠波,霍其峰. 加工中心刀具自動進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的仿真設(shè)計J. 微特電機,2004,07:14-15+19.5林東濱. 刀具庫中刀具的取放控制J. 電子制作,2011,04:54-57.6李冬生,王德權(quán),聶曉軼. 加工中心刀具集成管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)J. 機械設(shè)計與制造,2007,03:142-144.7劉紅平. PLC在數(shù)控加工中心刀具庫選擇中的應(yīng)用J. 裝備制造技術(shù),2007,04:45-46.8劉紅平. 在數(shù)控加工中心刀具庫選擇中應(yīng)用PLCJ. 機床電器,2007,

31、05:25-26.9陶學(xué)恒,蘆金石,荊菁,劉勇. 加工中心刀具組件的三維虛擬配刀技術(shù)研究與開發(fā)J. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2007,06:193-194+199.10楊后川,葛文軍,王春凈. 某型數(shù)控加工中心刀具庫的PLC控制J. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2010,02:172-173+165.11姜海峰. 淺談加工中心刀具的選用變速箱殼體加工J. 汽車齒輪,2008,01:21-26.12楊麗娟,李洪亮,房洪杰. 加工中心刀具的選用J. 中國高新技術(shù)企業(yè),2009,02:93-94.13姜海峰. 加工中心刀具的選用J. 汽車工藝與材料,2009,03:50-53.14張少軍,萬中,劉光連. 直齒圓

32、柱齒輪傳動設(shè)計的全局優(yōu)化方法J. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013,07:2736-2743. 15張莉. 直齒圓柱齒輪傳動機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)J. 成都電子機械高等?？茖W(xué)校學(xué)報,2002,03:29-33+17. 16劉明保 ,曹秋霞. 齒輪軸的可靠性設(shè)計分析J. 機械傳動,2002,04:41-42+46-65.17宋雪萍,于濤,李國平,聞邦椿. 齒輪軸系彎扭耦合振動特性J. 東北大學(xué)學(xué)報,2005,10:990-993.18李琴蘭. 機床設(shè)計中軸承的選用技巧J. 鑿巖機械氣動工具,2010,04:54-57. 19Hui Chang-A Fang -School of Mechanical Engineering, University of Jinan, Jinan City, The CNC and CAM System Development of the Sawing and Milling Machining Center for Plastic Door and Window P