数控车床4工位自动回转刀架结构设计Word文档下载推荐.docx

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第3节刀架体的设计-------------------------------------------------8

第4节控制系统的选择-----------------------------------------------8

4.1单片机的工作原理------------------------------------------------9

4.2刀架控制流程图--------------------------------------------------10

第5节结论---------------------------------------------------------12

参考文献------------------------------------------------------------14

第3章刀架体的设计------------------------------------------------24

第4章结论--------------------------------------------------------25

致-----------------------------------------------------------------26

参考文献-------------------------------------------------------------27

附件清单-------------------------------------------------------------28

摘要

数控车床今后将向中高当发展，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，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。

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。

根据加工对象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。

回转刀架上分别安装四把、六把或更多刀具，并按数控装置的指令换刀。

本部分主要对四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。

并对以上部分运用CAXA做图，对电动刀架有更直观的了解。

最后的提出了对电动刀架提出了意见和措施。

关键词：

数控刀架，电动刀架，四工位

ABSTRACT

Numericalcontrollathe,willinthefuturewhenthedevelopmenttothehigh,middle-gradeusinguniversaltypetoolrestfacilities,high-gradeUSESdynamictypehead,withhydraulichead,servohead,verticalheadetcvarieties,inrecentyearsisexpectedtoCNCtoolpostdemandwillincreasegreatly.CNCtoolisthedevelopmenttrendof:

withthedevelopmentofnumericalcontrollathe,numericalcontrolheadbegantorapidchangeknife,electrohydrauliccombineddriveandservodrivedirection.Accordingtotheprocessingobjectisdifferent,therearefoursquarehead,turretandeight（ormore）locationdisctypeaxialloadingkniferest,andotherforms.Rotaryheadseparatelyontheinstallationoffour,sixormoretool,andaccordingtothenumericalcontroldeviceofinstructioninknife.Thispartmainlyfourstationverticalelectrictoolrestofmechanicaldesignandapplicationofrelay-contactcontrolsystemcontrolpartofthedesign.AndtheabovepartusingCAXAdochart,theelectrictoolrestmoreintuitiveunderstanding.Theproposedtotheelectrictoolpostputsforwardopinionsandmeasures.

正文

第1章引言

1.1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。

传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率效率低，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。

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发展趋势

　　目前国数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。

立式刀架有四、六工位两种形式，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：

国产数控车床今后将向中高档发展，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，近年来需要量可达1000～1500台。

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，如增添铣削功能的复合加工车削中心、双主轴多刀塔（双刀塔或四刀塔）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（主轴径跳轴跳≤0.001mm）、适用耐热合金和钛合金零件加工的大功率、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。

1.3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

2）控制不需要的物理性能

3）判别功能载荷及其意义

4）预测意外载荷

5）创造有利的载荷条件

6）提高合理的应力分布和刚度

7）重量达到最轻

8）应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸

9）根据性能组合选择材料

10）在储备零件与整体零件之间精心的进行选择

11）进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求

1.4主要技术参数

（1）最大许用力矩（Nm）Mq100Mx200Ms100

（2）重复定位精度：

（mm）<

0.005

（3）电机功率（w）20

（4）电机转速（rpm）125

第2章数控车床自动回转刀架的设计

2.1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2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8逆时针旋转,此时由于齿盘4、5处于啮合状态，在丝杆螺母机构8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4、5脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产生“上台”动作。

2刀架转位当圆套9逆时针转过150°

时，齿盘4、5完全脱开，此时销钉准确进入圆套9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（旋转90°

、180°

或270°

），数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10中的某一个选通,当磁性板11与被选通的霍尔开关对齐后,霍尔开关反馈信号使电机反转,插销7在弹簧力作用下进入反靠盘6地槽中进行粗定位，上刀架体停止转动，电机继续反转，使其在该位置落下，通过螺母丝杆机构8使上刀架移到齿盘4、5重新啮合