數(shù)控車床電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)

30頁 9500字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+7張CAD圖紙【詳情如下】

中軸.dwg

任務(wù)書.doc

刀架電原理圖.dwg

數(shù)控車床電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)論文.doc

數(shù)控車床電動(dòng)刀架裝配圖.dwg

數(shù)控車床電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

架體.dwg

渦輪.dwg

蝸桿.dwg

齒輪.dwg

摘要

數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 本部分主要對(duì)四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。并對(duì)以上部分運(yùn)用AUTOCAD做圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。最后的提出了對(duì)電動(dòng)刀架提出了意見和措施。

關(guān)鍵詞 ：數(shù)控刀架 ； 電動(dòng)刀架 ； 四工位  

Abstract

Numerical control there is in the future lathe to in will develop,the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-gradly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure , servo knife rest , vertical knife rest ,etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the numerical control knife rest is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part , have an more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to the electronic knife rest.

Keyword： Numerical control knife rest  ； Electronic knife rest ；Four engineering location

目錄

緒 論 1

第1章  數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹 2

1.1  數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景 2

1.2  設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2

1.3  主要技術(shù)參數(shù) 2

1.4  本章小結(jié) 3

第2章  自動(dòng)刀架電氣說明書 4

2.1   電動(dòng)刀架系統(tǒng) 4

2.1.1  電動(dòng)刀架及其工作原理 4

2. 1. 2   電動(dòng)刀架動(dòng)作過程 4

2.1.3  技術(shù)說明 5

2.1.4  接口注意事項(xiàng) 6

2.1.5  在裝調(diào)中，可能出選的異?，F(xiàn)象及原因 6

2.1.6  PLC控制說明 11

2.2   本章小結(jié) 14

第3章  電動(dòng)刀架機(jī)械說明書 15

3.1  工作原理 15

3.2  刀架動(dòng)作順序 15

3.3  步進(jìn)電機(jī)的選用 15

3.4  蝸輪及蝸桿的選用與校核 16

3.4.1  選擇蝸桿傳動(dòng)類型 16

3. 4. 2  選擇材料 16

3.4.3  按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 16

3.5  蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 18

3. 5. 1  蝸桿 18

3. 5. 2  蝸輪 18

3. 5. 3  校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 18

3.6  軸的校核與計(jì)算 19

3.6.1  畫出受力簡圖 19

3. 6. 2  畫出扭矩圖 19

3. 6. 3  彎矩圖 20

3.7  彎矩組合圖 20

3.8  根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 20

3.9  連軸器的選擇 21

3.9.1  類型選擇 21

3.9.2  載荷計(jì)算 21

3.9.3  型號(hào)選擇 21

3.10 鍵聯(lián)接的類型和尺寸 21

3.11 蝸桿上鍵的選取與校核 22

3.12 軸承的選用 22

3. 12. 1  軸承的類型 22

3. 12. 2  軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 23

3. 12. 3  滾動(dòng)軸承的配合 23

3.12.4 滾動(dòng)軸承的潤滑 23

3. 12. 5  滾動(dòng)軸承的密封裝置 23

3.13 本章小結(jié) 23

第4章   總結(jié) 24

致謝 26

參考文獻(xiàn) 27

緒 論

數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 

　　目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的電動(dòng)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活 方便地完成各種幾何形狀的加工。

數(shù)控刀架的市場分析：國產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來需要量可達(dá)1000～1500臺(tái)。 

數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。

這就要求設(shè)計(jì)的刀架具有具有轉(zhuǎn)位快，定位精度高，切向扭矩大的特點(diǎn)。它的原理采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，螺桿夾緊的工作原理

第1章  數(shù)控自動(dòng)刀架總體介紹

1.1  數(shù)控自動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)背景

電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)控刀架的高、中、低檔產(chǎn)品市場數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性，是機(jī)床的故障高發(fā)點(diǎn)。

隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。

    目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。

在本次設(shè)計(jì)中我主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)一只四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。

1.2  設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1） 創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能和控制不需要的物理性能

2） 判別功能載荷及其意義

3） 預(yù)測意外載荷

4） 創(chuàng)造有利的載荷條件

5） 提高合理的應(yīng)力分布和剛度而重量達(dá)到最輕

6） 應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸

7） 根據(jù)性能組合選擇材料

8） 在儲(chǔ)備零件與整體零件之間精心的進(jìn)行選擇

9） 進(jìn)行功能設(shè)計(jì)以適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求

1.3  主要技術(shù)參數(shù)

（1）最大許用力矩（Nm）Mq  100 Mx 200 Ms 100

（2）重復(fù)定位精度：（mm）<0.005

（3）電機(jī)功率(w) 20

（4）電機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm）1250

1.4  本章小結(jié)

初步了解了設(shè)計(jì)題目（電動(dòng)刀架）及發(fā)展概況，設(shè)計(jì)背景，對(duì)刀架有了一些印象，對(duì)整理設(shè)計(jì)思路 安排設(shè)計(jì)時(shí)間有很好的輔助作用。對(duì)一些參數(shù)的進(jìn)行了解

同時(shí)按準(zhǔn)則要求來完成設(shè)計(jì)。

第4章   總結(jié)

總結(jié)

經(jīng)過近3個(gè)月的不懈努力，?？平逃凶钪匾囊彩亲詈笠粋€(gè)環(huán)節(jié)——畢業(yè)設(shè)計(jì)，終于完成在即。首先，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師，是他們的悉心指導(dǎo)，讓我比較順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。勤于并善于總結(jié)過去，才能更好更快的進(jìn)步。為啟示自己更好的獲得別人的幫助，現(xiàn)將這一大學(xué)期間戰(zhàn)線最長的考試中所獲得的點(diǎn)滴體會(huì)及收獲簡介如下，與師長及同學(xué)共享，并渴求指正。

1， 在工作中要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和循序漸進(jìn)，刨根問底的韌勁：

在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，有幸獲得與指導(dǎo)老師一起討論問題的機(jī)會(huì)。羅老師及各位師兄弟在討論問題中所體現(xiàn)出來的一絲不茍的精神讓我深受感動(dòng)。我想這些精神的體現(xiàn)在很大程度上源于他們?cè)谄綍r(shí)養(yǎng)成的良好的治學(xué)習(xí)慣，循序漸進(jìn)，不斷積累，決不放過任何一個(gè)含糊的問題，以高度的責(zé)任感面對(duì)所有細(xì)節(jié)。

2， 接受了先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想及理念的熏陶

能力，精力及知識(shí)儲(chǔ)備的限制使我們的實(shí)際工作只能促及皮毛，但多少也對(duì)涉及的宏觀理念有了一定程度的了解和體會(huì)，我想這是從書本上不可能學(xué)到的，其正面引導(dǎo)作用又是更寶貴的甚至可能影響我們的一生。以開闊的眼界緊跟科技發(fā)展的最新動(dòng)向，抓緊先進(jìn)科技脈搏跳動(dòng)的主旋律，并以足夠的勇氣在自己的工作中從精神到現(xiàn)實(shí)行為兩方面均予以體現(xiàn)，這是我在設(shè)計(jì)過程中多次涌現(xiàn)的感知和認(rèn)識(shí)。

3， 在市場經(jīng)濟(jì)條件下在一味以精神為秤桿來要求自己和他人是不現(xiàn)實(shí)的

堅(jiān)持用較遠(yuǎn)的眼光在十字路口進(jìn)行選擇是明智的。環(huán)顧四周，人們都在不停的學(xué)習(xí)，不學(xué)習(xí)就不能跟上時(shí)代的發(fā)展。毫無疑問，在選擇課題時(shí)，我們要以國家和社會(huì)的發(fā)展為重，并結(jié)合自身的實(shí)際條件。

4， 書到用時(shí)方恨少，學(xué)以致用才能起到事半功倍的效果

在設(shè)計(jì)過程中一個(gè)很深的體會(huì)是，知識(shí)掌握的很不扎實(shí)，設(shè)計(jì)比普通考試綜合性更強(qiáng)，考試丟掉的只是分?jǐn)?shù)，而知識(shí)掌握不牢固對(duì)設(shè)計(jì)的影響要大的多。因此對(duì)于用到的每一方面的知識(shí)往往因?yàn)椴淮_信而不得不重新進(jìn)行考證，進(jìn)度因此大大降低，隱含問題的不斷出現(xiàn)使很多工作反復(fù)徘徊。我個(gè)人認(rèn)為為用而學(xué)由于具有明顯的目的性，比起以前枯燥的學(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)有趣的多，而且效果也要好很多的。所以，在今后的學(xué)習(xí)過程中我要以此為學(xué)習(xí)思路，努力為自己創(chuàng)造良好的實(shí)踐環(huán)境。知不足然后知進(jìn)取，畢業(yè)設(shè)計(jì)是迄今為止帶給我危機(jī)意識(shí)最強(qiáng)烈，伴隨之產(chǎn)生學(xué)習(xí)激情最強(qiáng)烈的一次自我測驗(yàn)。

5， 會(huì)很好的利用書籍及相關(guān)資料，善于借他人之長以補(bǔ)己之短

雖然我們學(xué)了3年的專業(yè)基礎(chǔ)課程，但客觀的講，我對(duì)于專業(yè)知識(shí)的了解還很膚淺，真正可用的知識(shí)及能力儲(chǔ)備都十分有限，在這種情況下，我們的目標(biāo)更多的側(cè)重于邊干邊學(xué)，其中學(xué)會(huì)查閱和使用相關(guān)資料可為將來真正的自我學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。毫無疑問，設(shè)計(jì)過程中用到的部分知識(shí)必須是現(xiàn)用現(xiàn)學(xué)，尤其是電氣控制方面的知識(shí)非常薄弱。此外，每個(gè)人都有每個(gè)人的長處，師長們十幾年甚至幾十年的經(jīng)驗(yàn)積累是單純的書本知識(shí)所不可替代的，他們的思維慣式和學(xué)術(shù)風(fēng)格可以幫助我們更快的入門。在通過與師長們的討論和交談中發(fā)現(xiàn)自己的不足，并加以彌補(bǔ)，使自己獲得更大的進(jìn)步無疑是最重要的大事。

致謝

終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)了，在幾個(gè)月的緊張生活中，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師吳紅老師，沒有他的指點(diǎn)和教誨，就沒有這次設(shè)計(jì)的完成，他在我無能為力的時(shí)候給我提出了很多建設(shè)性的意見和建議，開拓了我的思路 ，同時(shí)也感謝其它的各科老師。此次設(shè)計(jì)要求把以前所學(xué)到的專業(yè)課知識(shí)貫通起來，我不時(shí)的向各位老師請(qǐng)教過，他們都很負(fù)責(zé)的幫我解釋我提出的問題 還要感謝圖書館 閱覽室 的老師 每次都很熱情的幫我介紹資料，提供方便，我衷心的希望各位老師身體健康 家庭幸福~ 工作順利！

參考文獻(xiàn)

【1】孫淑婷，楊旺利。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床發(fā)展探討。科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，1997（1）

【2】鄭傳禮。數(shù)控的現(xiàn)狀與發(fā)展。兵工自動(dòng)化，1997（3）

【3】章富安，等。對(duì)我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的思考。中國機(jī)械工程，1999（10）

【4】胡俊，等。主從式數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通訊。機(jī)床與液壓，2000（1）

【5】黃勇，等。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。機(jī)械，1997（1）

【6】范成林，等。一個(gè)數(shù)控程序的檢驗(yàn)仿真系統(tǒng)。機(jī)械，1996（2）

【7】文登敏，蔡淮。微機(jī)數(shù)控加工程序的編譯。組合機(jī)床與自動(dòng)化加工機(jī)床，

1996（3）

【8】鄒繼軍，饒運(yùn)淘。基于SJA1000的CAN總線系統(tǒng)智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。單片機(jī)與嵌入式系

【9】王文熙，李蘭基。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的性能分析。制造技術(shù)與機(jī)床，1999（7）

【10】張超英。數(shù)控車床。化學(xué)工業(yè)出版社，2003（9）

【11】孫和平，楊寧，白晶。單片微機(jī)原理與接口技術(shù)。冶金工業(yè)出版社，2003（1）

【12】濮良貴 紀(jì)名剛等。 第七版  高等教育出版社。2003