XKA5032AC數(shù)控立式升降臺(tái)銑床自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

XKA5032A/C數(shù)控立式升降臺(tái)銑床自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)摘要1前言.2第1章緒論.31.1數(shù)控機(jī)床的知識(shí)31.2數(shù)控銑床的分類31.2.1數(shù)控立式銑床31.2.2數(shù)控臥式銑床41.3數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特征41.3.1數(shù)控銑床的主軸特征51.3.2控制機(jī)床的坐標(biāo)特征51.4數(shù)控銑床的主要功能及加工對(duì)象51.4.1數(shù)控銑床的功能51.4.2自動(dòng)換刀裝置及其形式51.4.3自動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求6第2章總方案的確定62.1XKA5032A/C數(shù)控立式升降臺(tái)及其主要參數(shù)62.1.1主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)72.1.2主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù)82.2初定其自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)92.3確定其自動(dòng)換刀裝置的形式10第3章刀庫(kù)的設(shè)計(jì)103.1確定刀庫(kù)容量113.2確定刀庫(kù)形式113.3刀庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.4初估刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距及選定電機(jī)133.4.1初選電動(dòng)機(jī)與降速傳動(dòng)裝置133.4.2初估刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距133.5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)133.6刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的校核173.7花鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算183.8夾緊機(jī)構(gòu)插銷剪切強(qiáng)度的校核183.9確定刀具的選擇方式193.10刀庫(kù)的定位與刀具的松夾20第4章刀具交換裝置的設(shè)計(jì)204.1確定換刀機(jī)械手形式204.2換刀機(jī)械手的工作原理224.3機(jī)械手的自動(dòng)換刀過程的動(dòng)作順序224.4機(jī)械手回轉(zhuǎn)軸4上的齒輪齒條設(shè)計(jì)234.5自動(dòng)換刀裝置的相關(guān)技術(shù)要求244.5.1主軸準(zhǔn)停裝置244.5.2換刀機(jī)械手的安裝與調(diào)試244.6自動(dòng)換刀程序的編制26第5章自動(dòng)換刀裝置的控制原理265.1自動(dòng)換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖265.2自動(dòng)換刀裝置換刀動(dòng)作的順序控制過程26致謝詞27參考文獻(xiàn)28摘要本論文介紹的是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，其整過換刀過程比較復(fù)雜。首先把加工過程中需要使用的全部刀具安裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄上，在機(jī)床外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式裝入刀庫(kù)。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。因?yàn)閄KA5032A/C數(shù)控立式升降臺(tái)銑床外形及其他性能參數(shù)等均與THK6363型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床相似，所以本機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)將仿效THK6363型自動(dòng)換刀數(shù)控鏜銑床換刀裝置，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。但刀庫(kù)中每一把刀具在不同工序中不能重復(fù)使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫(kù)的容量，這就降低了刀具和刀庫(kù)的利用率。此外，裝刀時(shí)必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫(kù)中，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。順序選刀是在加工之前，將加工零件所需刀具按照工藝要求依次插入刀庫(kù)的刀套中，順序不能有差錯(cuò)。加工時(shí)按順序調(diào)刀。適合加工批量較大、工件品種數(shù)量較少的中、小型自動(dòng)換刀裝置?？芍獢?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)械手前言數(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