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全套设计各专业都有 1 绪论全套图纸,加 1538937061.1 概述 数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
刀架用于夹持切削用的刀具,因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上,刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展,刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同,数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
自 1958 年首次研制成功数控加工中心自动换刀装置以来,自动换刀装置的机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置是加工中心的重要执行机构,它的形式多种多样,目前常见的有:回转刀架换刀,更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
初步了解了设计题目(电动刀架)及发展概况,设计背景,对刀架有了一些印象,对整理设计思路安排设计时间有很好的辅助作用。
对一些参数的进行了解同时按准则要求来完成设计。
1.2 数控车床自动回转刀架的概述 数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。
数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。
传统的车床的刀架上只能装一把刀,换到的速度慢,换刀后还需要重新对刀,并且精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要,因此有必要对机床的换刀装置进行改造,为了能在工件的 数控车床自动回转刀架的设计一次装夹中完成多个工序加工,缩短加工辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,充分发挥数控机床的效率,采用“工序集中”的原则,采用自动回转刀架,数控车床上实用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置,自动回转刀架是在一定的空间范围内,能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。
对于自动回转刀架,根据装刀数量的不同,自动回转刀架分为四工位、六工位和八工位等形式。
根据安装的不同方式,自动回转刀架可分为立式和卧式。
而根据机械定位方式不同,自动回转刀架又可分为端齿盘定位型和三齿盘定位型等。
其中端齿盘定位型换刀时要将刀架抬起,换刀速度较慢且密封性差,但其结构简单。
三齿盘定位叫免抬型,其特点是换刀时刀架不抬起,因此换刀速度快且密封性好,但其结构复杂。
自动回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚性,以承受粗加工时的切削抗力,为了保证转位之后具有高的重复定位精度,自动回转刀架还需要选择可好的定位方案和合理的定位结构。
自动回转刀架的自动换刀是由控制系统和驱动电路来实现的。
1.3 数控车床自动回转刀架的发展趋势 数控刀架的发展趋势是:随着数控车床的发展,数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主,分为立式和卧式两种。
主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位,可正、反方向旋转,就近选刀,用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构,合理地选配电动刀架,并正确实施控制,能够有效的提高劳动生产率,缩短生产准备时间,消除人为误差,提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外,加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高:尤其是在加工几何形状较复杂的零件时,除了控制系统能提供相应的控制指令外,很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架,以便一次装夹所需的各种刀具,灵活方便地完成各种几何形状的加工。
数控刀架的市场分析:国产数控车床将向中高档发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种。
国外数控车床的发展目的在于提高加工精度和缩短制造周期。
实现上述目 2的之手段是实现机床多功能化和工序工种集成,开发多种多样复合化加工的机种,如增添铣削功能的符合加工车削中心、双主轴多刀塔数控车床和车削中心、双主轴同步驱动、双刀塔同时进行加工车削中心、五轴联动车铣负复合中心、车磨复合加工机床、具有车、铣、镗、磨和激光热处理多种功能的高度复合化的复合加工中心等等。
我国数控车床经过多年的发展,特别是近几年迅速的发展,与国际先进水平的差距在逐年缩小。
对于某些依赖于进口的高档数控车床,如高精度数控车床和车削中心、适用耐热合金的大功率、高扭矩数控车床和车削中心等等要加强产品开发研究攻关,突破其核心技术。
数控刀架的高、中、低档产品市场数控刀架作为数控机床必需的功能部件,直接影响机床的性能和可靠性,是机床的故障高发点。
这就要求设计的刀架具有具有转位快,定位精度高,切向扭矩大的特点。
它的原理采用蜗杆传动,上下齿盘啮合,螺杆夹紧的工作原理。
1.4 研究实际社会意义及应用效果 传统的车床的刀架上只能装一把刀,换刀的速度慢,换刀后还需要重新对刀,并且精度不高,生产效率低,不能适应现代化生产的需要,因此有必要对机床的换刀装置进行改进,数控车床上实用的自动回转刀架是一种简单的换刀装置。
自动回转刀架是在一定的空间范围内能执行自动松开、转位以及精密定位等一系列动作的一种机构。
实用跟这种新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。
为了能在工件的一次装夹中完成多个工序加工,缩短加工辅助时间,减少多次安装所引起的加工误差,充分发挥数控机床的效率,采用“工序集中”的原则,采用自动回转刀架,并针对生产过程中出现的一些常规问题进行了探讨,归纳总结检查修理方法。
1.5 刀架的设计准则 我们的设计过程中,本着以下几条设计准则 1)创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)判别功能载荷及其意义 3)预测意外载荷 4)创造有利的载荷条件 5)提高合理的应力分布和刚度 数控车床自动回转刀架的设计 6)重量达到最经 7)应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸 8)根据性能组合选择材料 9)在储备零件与整体零件之间精心的进行选择 10)进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求1.6 本文的主要研究内容 本文通过对回转刀具的研究,全面对四工位立式回转刀架的主结构以及其传动结构进行研究与分析,并详细叙述了该机构的结构和发展。
并且通过计算机对机构进行了设计。
(1) 满足强度和刚度要求。
(2)回转刀架的技术领域与背景技术。
(3)回转刀架总体结构的设计。
(4)回转机构各个部件的设计,以及各个结构的功能。
(5)且能设计出回转机构的结构并会使用 AutoCAD 软件工程图进行设计。
4 2 自动回转刀架的工作原理 回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。
工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤。
图2.1为螺旋升降式四方刀架,其工作过程如下: (1)刀架抬起 当数控系统发出换刀指令后 通过接口电路使电机正转经传动装置、驱动蜗杆蜗轮机构。
蜗轮带动丝杆螺母机构逆时针旋转 此时由于齿盘处于啮合状态,在丝杆螺母机构转动时,使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起直至两定位齿盘脱离啮合状态从而带动上刀架和齿盘产生“上抬”动作。
(2)刀架转位 当圆套逆时针转过150°时,齿盘完全脱开,此时销钉准确进入圆套中的凹槽中,带动刀架体转位。
(3)刀架定位 当上刀架转到需要到位后(旋
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