數(shù)控車床電動刀架的設計

30頁 9500字數(shù)+論文說明書+任務書+7張CAD圖紙【詳情如下】

中軸.dwg

任務書.doc

刀架電原理圖.dwg

數(shù)控車床電動刀架的設計論文.doc

數(shù)控車床電動刀架裝配圖.dwg

數(shù)控車床電動刀架設計開題報告.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發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預計近年來對數(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、電液組合驅動和伺服驅動方向發(fā)展。 本部分主要對四工位立式電動刀架的機械設計和應用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設計。并對以上部分運用AUTOCAD做圖，對電動刀架有更直觀的了解。最后的提出了對電動刀架提出了意見和措施。

關鍵詞 ：數(shù)控刀架 ； 電動刀架 ； 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)控自動刀架總體介紹 2

1.1  數(shù)控自動刀架的設計背景 2

1.2  設計準則 2

1.3  主要技術參數(shù) 2

1.4  本章小結 3

第2章  自動刀架電氣說明書 4

2.1   電動刀架系統(tǒng) 4

2.1.1  電動刀架及其工作原理 4

2. 1. 2   電動刀架動作過程 4

2.1.3  技術說明 5

2.1.4  接口注意事項 6

2.1.5  在裝調中，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 14

第3章  電動刀架機械說明書 15

3.1  工作原理 15

3.2  刀架動作順序 15

3.3  步進電機的選用 15

3.4  蝸輪及蝸桿的選用與校核 16

3.4.1  選擇蝸桿傳動類型 16

3. 4. 2  選擇材料 16

3.4.3  按齒面接觸疲勞強度設計 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度 18

3.6  軸的校核與計算 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  載荷計算 21

3.9.3  型號選擇 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配 23

3. 12. 3  滾動軸承的配合 23

3.12.4 滾動軸承的潤滑 23

3. 12. 5  滾動軸承的密封裝置 23

3.13 本章小結 23

第4章   總結 24

致謝 26

參考文獻 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、電液組合驅動和伺服驅動方向發(fā)展。 

　　目前國內數(shù)控刀架以電動為主，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，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動刀架和伺服驅動刀架。電動刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結構，合理地選配電動刀架，并正確實施控制，能夠有效的提高勞動生產率，縮短生產準備時間，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雜的零件時，除了控制系統(tǒng)能提供相應的控制指令外，很重要的一點是數(shù)控車床需配備易于控制的電動刀架，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1000～1500臺。 

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

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

第1章  數(shù)控自動刀架總體介紹

1.1  數(shù)控自動刀架的設計背景

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

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

    目前國內數(shù)控刀架以電動為主，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，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動刀架和伺服驅動刀架。

在本次設計中我主要負責設計一只四工位立式電動刀架的機械設計和應用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設計。

1.2  設計準則

我們的設計過程中，本著以下幾條設計準則

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） 預測意外載荷

4） 創(chuàng)造有利的載荷條件

5） 提高合理的應力分布和剛度而重量達到最輕

6） 應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） 在儲備零件與整體零件之間精心的進行選擇

9） 進行功能設計以適應制造工藝和降低成本的要求

1.3  主要技術參數(shù)

（1）最大許用力矩（Nm）Mq  100 Mx 200 Ms 100

（2）重復定位精度：（mm）<0.005

（3）電機功率(w) 20

（4）電機轉速（rpm）1250

1.4  本章小結

初步了解了設計題目（電動刀架）及發(fā)展概況，設計背景，對刀架有了一些印象，對整理設計思路 安排設計時間有很好的輔助作用。對一些參數(shù)的進行了解

同時按準則要求來完成設計。

第4章   總結

總結

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

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

在整個設計過程中，有幸獲得與指導老師一起討論問題的機會。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。我想這些精神的體現(xiàn)在很大程度上源于他們在平時養(yǎng)成的良好的治學習慣，循序漸進，不斷積累，決不放過任何一個含糊的問題，以高度的責任感面對所有細節(jié)。

2， 接受了先進的設計思想及理念的熏陶

能力，精力及知識儲備的限制使我們的實際工作只能促及皮毛，但多少也對涉及的宏觀理念有了一定程度的了解和體會，我想這是從書本上不可能學到的，其正面引導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)展的最新動向，抓緊先進科技脈搏跳動的主旋律，并以足夠的勇氣在自己的工作中從精神到現(xiàn)實行為兩方面均予以體現(xiàn)，這是我在設計過程中多次涌現(xiàn)的感知和認識。

3， 在市場經濟條件下在一味以精神為秤桿來要求自己和他人是不現(xiàn)實的

堅持用較遠的眼光在十字路口進行選擇是明智的。環(huán)顧四周，人們都在不停的學習，不學習就不能跟上時代的發(fā)展。毫無疑問，在選擇課題時，我們要以國家和社會的發(fā)展為重，并結合自身的實際條件。

4， 書到用時方恨少，學以致用才能起到事半功倍的效果

在設計過程中一個很深的體會是，知識掌握的很不扎實，設計比普通考試綜合性更強，考試丟掉的只是分數(shù)，而知識掌握不牢固對設計的影響要大的多。因此對于用到的每一方面的知識往往因為不確信而不得不重新進行考證，進度因此大大降低，隱含問題的不斷出現(xiàn)使很多工作反復徘徊。我個人認為為用而學由于具有明顯的目的性，比起以前枯燥的學習課本上的理論知識有趣的多，而且效果也要好很多的。所以，在今后的學習過程中我要以此為學習思路，努力為自己創(chuàng)造良好的實踐環(huán)境。知不足然后知進取，畢業(yè)設計是迄今為止帶給我危機意識最強烈，伴隨之產生學習激情最強烈的一次自我測驗。

5， 會很好的利用書籍及相關資料，善于借他人之長以補己之短

雖然我們學了3年的專業(yè)基礎課程，但客觀的講，我對于專業(yè)知識的了解還很膚淺，真正可用的知識及能力儲備都十分有限，在這種情況下，我們的目標更多的側重于邊干邊學，其中學會查閱和使用相關資料可為將來真正的自我學習打下良好的基礎。毫無疑問，設計過程中用到的部分知識必須是現(xiàn)用現(xiàn)學，尤其是電氣控制方面的知識非常薄弱。此外，每個人都有每個人的長處，師長們十幾年甚至幾十年的經驗積累是單純的書本知識所不可替代的，他們的思維慣式和學術風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，使自己獲得更大的進步無疑是最重要的大事。

致謝

終于完成了畢業(yè)設計了，在幾個月的緊張生活中，首先我要感謝我的指導老師吳紅老師，沒有他的指點和教誨，就沒有這次設計的完成，他在我無能為力的時候給我提出了很多建設性的意見和建議，開拓了我的思路 ，同時也感謝其它的各科老師。此次設計要求把以前所學到的專業(yè)課知識貫通起來，我不時的向各位老師請教過，他們都很負責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

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【12】濮良貴 紀名剛等。 第七版  高等教育出版社。2003

畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題目名稱： 數(shù)控車床電動刀架 學 院： 專 業(yè)： 機電一體化 姓 名： 學 號： 指導教師： 二ＯＯ 七 年 3 月 18 日 一、 畢業(yè)設計（論文）的目的與要求： 通過本次畢業(yè)設計，將微機原理、數(shù)控技術、檢測技術、零件設計、機械制圖等知識貫穿起來，是對學生綜合設計能力的一個鍛煉，另外數(shù)控行業(yè)是一個熱門的行業(yè)，希望能夠把握這次設計的機會，多從設計中找到自己的不足，從而能夠提高自己。 技術要求： 1）要求設計一個四工位數(shù)控電動刀架 2） 重復定位精度 （ <）主軸電機功率 (w) 20 4） 電機轉速（ 1250 二、 畢業(yè)設計（論文）的內容： 1）查閱相關資料，學習機床設計的相關知 識，了解電動刀架的基本結構 2）確定具體設計方案 3）零件草圖的繪制 4）裝配圖繪制 5）電氣部分設計 6）圖紙打印 7）編寫畢業(yè)論文 三、 畢業(yè)設計（論文）課題應完成的工作： 1）裝配圖 1 張 2）電氣原理圖 1 張 3）零件圖 2 張 4）盤 1 張 5）外文翻譯 1 份 6）畢業(yè)設計說明書 1 份 四、畢業(yè)設計（論文）進程的安排： 序 號 設計（論文）各階段名稱 日 期 備 注 1 收集相關資料 開題報告 2 學習軟件 習軟件的使用 3 確定總體方案 確 設 計 內容，參數(shù) 4 零件草圖 制零件圖 5 裝配圖 制裝配圖 6 生成工程圖 圖 7 編寫畢業(yè)論文 成論文 8 9 10 五、應收集的資料及參考文獻 1、《位置檢測與數(shù)量技術》李謀主編；機械工業(yè)出版社 2、《機床數(shù)控技術及其應用》林奕鴻編著；機械工業(yè)出版社 3、《現(xiàn)代數(shù)控機床伺服及檢測技術》白恩遠，王俊元，孫愛國主編；國防工業(yè)出版社 4、《數(shù)控實用技術》浙江工業(yè)大學王貴名編著；機械工業(yè)出版社 5、《數(shù)字控制技術與數(shù)控機床》楊有軍主編；機械工業(yè)出版社 6、《電氣控制技術》弭洪濤，宋宏主編；吉林科學技術出版社 7、《機電傳動控制》鄧星鐘主編；華中科技大學出版社 8、《機械設計》高等教育出版社 9、《機械零件》鄭志祥，文天一主編；高等教育出版社 10、《實用機床設計手冊》李洪主編；遼寧科學技術出版社 六、任務執(zhí)行日期 自 年 月 日起，至 年 月 日止。 學 生（簽字） 指導教師（簽字） 系 主 任（簽字）