行业新闻

　　s ve it it is It of is In “is is is to Its to An is a in to is to in A of is its a s is by B. of of R&D is of or of R&D is a of is of T to a be so be as In to a be to is of to it to of to in at is a of it of of is of is to to to in do a to to s a of of of to a of if be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is is in of as be is a be to to if to be to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on 英文文献 翻译 学 生 姓 名： 学 院： 专业及班级 ： 学 号： 指导教师： 2011年 4月 25 日 机械工程英语 第 1课现代制造工程 也许你从来没有想过这个问题之前，但它是你周围的一切。它影响着你生活的一部分。是什么呢？在这种情况下， “它 ”是制造业。其实 “制造 ”是不是你周围的一切。而是人为制造的产品。现在看看你周围。名称有些事情你看到这些制造。椅子，笔记本电脑，蓝色牛仔裤，书籍，地板砖，黑板，灯泡，铅笔，眼镜，近周围的一切你是制造。 制造业是香港的重要的社会。这对于我们的经济。一个经济体是生产和销售的产品和服务体系。许多人工作在制造业。他们帮助生产的产品。他们用这些钱购买 他们赚的产品。人们购买的产品越多，越产品的生产。这让更多的人来工作。 制造业也是重要的另一种方式的经济。甲片的材料后，更是值得它被改变成一个有用的产品。这就是附加值。价值是增 加了生产过程。 二现代制造 一个制造业的资源需要三个基本类型：物质资源，人力资源，资本资源。 工业的七个关键要素是组织生产步骤：研究，开发，生产模具，生产计划与控制，质量控制，人事管理，制造，营销。 研发新产品，工艺或材料，旧技术的改进计划。 R D 是这么大，工业世界的重要组成部分，需要与不同的人才很多人。 生产工具是工业元素与这些工具有关。在 器和设备需要做出的产品。 生产计划与控制最重要的部分是路由，调度，调度，并规划布局。机械及设备，必须使生产安 排，可以进行顺利，没有浪费时间和精力。 质量控制可以被定义为那些活动，防止缺陷的文章。在尝试这种方式管理，以确保产品将可以接受的买家。 营销是让那些谁使他们对那些谁使用它们，有助于提供各种货物的权利给我们，在正确的方式和数额，时间及价格，产品的过程。 第 2课机械工程设计 机械工程设计是工程的主要部分，它涉 及的概念，设计，开发，改进和应用机器及各种机械设备。对于许多学生，机械工程设计是他们的第一个专业的工程课程之一。专业工程关注的是获得解决实际问题，工程师们能够设计出更好的解决实际问题。在机械工程设计中的大多数问题没有唯一正确的答案。因此，现代机械工程师能够产生显着更好的解决方案，以满足今天的需要。工程师必须使用现有的最佳科学信息的理解以及经验，良好的判断力。当考虑一个完整的机器，工程师都认为，要求和约束是相互关联的各个组成部分。现代工程师已越来越多地安全，生态，更广泛的考虑和整体有关 “生活质量 ”。 好的设 计需要尝试新的想法并愿意采取了一定的风险，因为他们知道如果新的观点并不工作中存在的方法可以恢复。因此，设计者必须要有耐心，因为没有时间和扩大的努力取得成功的保证。创建一个全新的设计，通常需要许多旧的和行之有效的方法，将重点放在一边。这并不容易，因为许多人抱着熟悉的想法，技巧和态度。设计工程师必须不断寻找方法来改进现有产品，必须决定哪些旧的，成熟的概念，应使用什么新的，未经试验的想法应该被纳入。 新的设计通常有 “错误 ”或之前，必须制定新设计出来的优良特性，可享有不可预见的问题。因此，有一个优越的产品的机会， 但只有在较高的风险。应该强调的是，如果设计不保证激进的新方法，这种方法不能申请的改变而而已。 在设计的开始阶段，创意应该允许繁荣没有大量的约束。尽管许多不切实际的想法可能发生时，通常很容易消除在设计的早期阶段，他们之前是由公司生产所需的细节。通过这种方式，创新的思想不是抑制。很多时候，一个以上的设计，开发，到那里他们可以相互比较点。这是完全可能的是，最终设计将接受使用心得在被拒绝的设计，没有太多的整体表现为一个现有的承诺。 另一项重要的一点，应该承认的是，设计工程师必须能够与其他人交流意见，如果他们要纳 入。传达给其他人设计的最后，在设计过程中的重要一步。毫无疑问，许多伟大的设计，发明和创新工程已失去了人类仅仅是因为创始人是无法或不愿解释他们的成就给其他人。演讲是一个销售的工作。这位工程师，当提出一个新的解决方案，行政，管理或监督人，正试图出售或向他们证明这个解决方案是一个更好的。除非这是可以做到成功，获得的时间和精力花在解决方案已经在很大程度上浪费了。 购买后包含有 咨询 文） 目 录 前言 . 1 第一章 绪论 . 2 内外数控车床的研究状况与成果 . 3 控刀架的发展趋势 . 4 控转塔刀架的开发应用 . 4 第二章 数控车床自动换刀装置 . 5 述 . 5 具自动换刀形式 . 6 控车 床刀架的功能、类型和满足的要求 . 7 控车床刀架的功能 . 8 控机床刀架的类型 . 8 控机床刀架应满足的要求 . 9 第三章 车削中心动力刀架总体方案设计 . 11 查研究与资料收集 . 11 课题的调查研究 . 11 料收集 . 11 力刀架的整体方案设计与选择 . 11 力刀架的整体方案设计 . 12 压驱动的刀架工作原理 . 12 架定位精度及重复定位精度 . 13 力刀架传动部分方案设计 . 13 力刀架的分度机构方案设计 . 14 力刀架动力刀具方案设计 . 15 轮传动的分类和特 点 . 16 轮传动类型选择的原则 . 17 第四章 典型零件的设计和选用 . 18 力刀架传动部分 . 18 购买后包含有 咨询 文） 架轴的结构设计及计算 . 18 压缸的设计 . 19 择液压缸类型 . 19 压缸内径 D 和活塞直径 d 的计算 . 20 形弹簧的计算及选用 . 21 承的选用 . 22 齿盘的选用 . 24 齿盘的应用 . 24 齿盘的特点 . 24 齿盘的设计 . 24 力刀架的分度机构部分 . 26 服电机的选用 . 26 服电机的分类 . 26 服电机的一般选择原则 . 26 服电机的选用 . 26 轮机构的选用及计算 . 30 轮式间歇运动机构的特点及应用 . 30 柱凸轮分度机构参数确定 . 31 力刀架动力刀具部分 . 32 流伺服电动机的选择 . 32 述 . 32 服电机的性能 . 32 轮设计计算及选用 . 33 承的选用 . 35 第五章 削中心动力转塔刀架三维制作 . 36 型零部件实体制作 . 36 架轴的实体制作 . 36 盘的制作 . 36 轮制作 . 37 柱凸轮制作 . 38 购买后包含有 咨询 文） 配图、剖视图、爆炸图 . 39 第六章 总结 . 42 致谢 . 43 参考文献： . 44 购买后包含有 咨询 文） 第 1 页 前言 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械 制造装备的竞争。 自从 20 世纪 60 年代世界上第一台数控机床问世以来，随着计算机技术、微电子技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和机械制造技术等各相关领域的发展，数控技术已成为现代先进制造系统 ( )中不可缺少的基础技术。由于机床数控系统技术复杂，种类繁多。现在数控机床的“使用难、维修难”问题，已经是影响数控机床有效利用的首要问题。 工业发达国家都非常注重机械制造业的发展，为了用先进技术和工艺装备制造业，机械制造装备工业得到先发展。对比之下，我国目前机械制造业的装备水 平还比较落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上是通用机床加专用工艺装备，数控机床在机械制造装备中的比重还非常低，导致“刚性”强 ,更新产品速度慢，生产批量不宜太小，生产品种不宜过多；自动化程度基本上还是“一个工人，一把刀，一台机床”，导致劳动生产率低下，产品质量不稳定。 因此，要缩小我国同工业发达国家的差距 ,我们必须在机械制造装备方面大下功夫，其中最重要的一个方面就是增加数控机床在机械制造装备中的比重1。 本课题为 削中心动力转塔刀架设计及三维制作，该刀架能够在一次装夹中完成多道工序 ，使加工范围扩大，大大提高了加工精度和生产效率。本次设计的主要内容为： 1 削中心动力转塔刀架总体布局设计； 2动力刀架传动部分设计； 3动力刀架分度机构设计； 4动力刀架刀具设计； 分度机构和动力刀具部分设计是这次设计中的重点内容，同时也是难点。通过广泛查阅文献资料，参观数控车床实物样机以及与指导老师相互讨论等途径，拟定了如下的研究手段： 回转刀架的换刀分为刀盘抬起、刀架锁紧和刀盘转位三个动作。其中刀盘购买后包含有 咨询 文） 第 2 页 抬起和刀架锁紧由液压来实现，而刀盘转位则由伺服电机来驱动。刀盘抬起动作的实现须经以下步骤：数控系统发出刀盘抬起命令 液压系统启动 压力油进入液压缸右腔 活塞向左运动 刀架主轴向左移动 端齿盘脱离啮合 刀盘抬起。刀盘转位动作的实现顺经以下步骤：数控系统发出刀盘转位的命令 伺服电机启动 圆柱凸轮转动 刀架主轴转动 实现刀盘转位。刀盘锁紧动作的实现顺经以下的步骤： 数控系统发出刀盘锁紧顺序动作：碟形弹簧复位 活塞向右运动 刀架主轴向右移动 端齿盘啮合 实现刀盘锁紧。 购买后包含有 咨询 文） 第 3 页 第一章 绪论 内外数控车床的研究状况与成果 我国从 1958 年开始研究数控机床，一直到 20 世纪 60 年代中期还处于研制开发时期。当时，一些高等院校，科研单位研制出试样样机，是从电子管起步的。 1965 年，国内开始研制晶体管数控系统。 20 世纪 60 年代末至 70 年代初研制成了劈锥数控铣床，数控非圆齿轮插齿机。 18 晶体管数控系统及1G 立式数控铣床。 从 20 世纪 70 年代开始 ,数控技术在车，铣 ，镗 ,磨，齿轮加工，电加工等领域全面展开，数控加工中心在上海，北京研制成功。但由于电子元器件的质量和制造工艺水平差，致使数控系统的可靠性 ,稳定性末行到解决，因此末能广泛推广。 20 世纪 80 年代，我国从昌本发那科公司引进了 3,5,6,7 等系列的数控系统和直流伺服电机，直流主轴电机等制造技术，以及引进美国 司的 国西门子 列可控硅调速装置，并进行了商品化生产 能齐全。与此同时，还自行开发了 3、 4、 5 轴联动的 数控系统以及双电机驱动的同步数控系统 (用于火焰切割机 )和新品种的伺服电机，推动了我国数控机床稳定发展，使我国数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。 1985 年，我国数控机床的品种有了新的发展。数控机床品种不断增多，规格齐全。许多技术复杂的大型数控机床，重型数控机床都相继研制出来。为了跟踪国外现代制造技术的发展，北京机床研究所研制出了 和 2型的柔性制造单元和柔性制造系统。这个时期，我国在引进，消化国外技术的基础上，进行了大量开发工作。一些较高档次的数控系统 (5 轴联动 )，分辨率为 m 的高精度数控系统，数字仿型数控系统为柔性单元配套的数控系统都开发出来了，并造出样机。 我国的数控技术经过“六五”，“七五”，“八五”，到“九五”的近 20 年的购买后包含有 咨询 文） 第 4 页 发展，基本上掌握了关键技术，建立了数控开发，生产基地，培养了一批数控人才，初步形成了自己的数控产业。“十五”攻关开发的成果：华中 号、中华 号、航天 号和蓝天 号 4 种基本系统建立了具有中国自主版机的数控技术平台。具有中国特色济型数控系统经过这些年来的发展，有了较大的提高。它们逐渐被用户认可，在市场上站住了脚 2。 目前我国数控机床生产 厂有 100多家，生产数控机床配套产品的企业有 300余家，产品品种包括八大类 2000 种以上。目前已新开发出数控系统 80 余种，分为 3 种型级，即经济型，普及型和高级型。“九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段，数控机床新开发品种 300 余种，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到期际上 20 世纪 80 年代中期水平，部分达到90 年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。 控刀架的发展趋势 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。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。 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。 控转塔刀架的开发应用 数控转塔刀架是以回转分度实现刀具自动交换及回转动力刀具的 传动。因此技术含量高，已趋向专业化开发生产。所以对数控转塔刀架的研究开发及应用已引起数控机床行业重视。 典型数控转塔刀架一般由动力源（电机或油缸、液压马达）、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动力刀座等组成。数控转塔刀架的动作循环为： T 指令（换刀指令） 刀购买后包含有 咨询 文） 第 5 页 盘放松 转位 刀位检测 预分度 精确定位 刀盘锁紧 结束信号。 第二章 数控车床自动换刀装置 述 自动换刀装置的形式是多种多样的，有刀库式和转塔式，虽然换刀过程、选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同，但都是在数控装置及可编程序控制器控制下，有电动机或液压或气动机构驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。我们把这种为实现多 工序的连续加工，在加工中心或车削中心中，可进行刀具的选择与交换的装置叫自动换刀装置（ 称 自动换刀装置是数控车床最普遍的一种辅助装置，它可使数控车床在工件一次装夹中完成多种甚至所有的加工工序，以缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度 3。 我国对加工中心的需求一直是有增无减，同时，加工中心自动换刀装置的开发也有长足的发展。对于卧式加工中心来说，有从用于 独立式自动换 刀装置到用于 层缸式通用机械手加链式刀库（北京机床研究所设计并制造）的自动换刀装置；对于立式加工中心来说，有从用于 气液型鼓轮式自动换刀装置到用于 多凸轮联动型鼓轮式自动换刀装置。特别是用于 多凸轮联动型鼓轮式自动换刀装置，他的研制成功，为我国自动换刀装置设计与制造翻开了崭新的一页，自 1991 年鉴定后批量生产，已累计生产了 50 多台，由于其结构简单，迅速可靠（刀对刀 受到广大国内外用户的一致好评。 加工中心和车削中心自动换刀装置的发展趋势是四个方向：一是高速、可靠，追求的目标是换刀时间尽量的短，以换取加工中心和车削中心的高效性；二是简单实用、造价低、使用可靠，但换刀速度不快。 自动换刀装置开发技术要全面注意下列五个方面： 购买后包含有 咨询 文） 第 6 页 1） 自动换刀装置的可靠性与优化设计研究。通过对自动换刀装置进行可靠性分析研究，找出其薄弱环节，通过改进设计，使自动换刀装置故障率大大减少，保证百万次以上正常换刀的品质。通过对自动换刀装置进行多目标的优化设计，使其动态性能达到最优， 进而提高自动换刀装置的性能，降低其制造成本，使刀对刀换刀时间对 40 刀柄不大于 1s，达到世界先进水平。 2）自动换刀装置的系列化与 计。使自动换刀装置适用国内厂家的各种产品，以便得到推广和使用。即达到厂家一旦提出的参数：不同刀柄型号，刀库容量等的自动换刀装置，使厂家立即投入生产，并且是处于国内先进水平的。 3）自动换刀装置制造技术研究。针对自动换刀装置中关键零件的制造技术进行研究，以提高其制造质量和降造成本。 4）自动换刀装置新技术的研究。跟踪国际加工中心和车削中心自动换刀装置的发 展主流，研究自动换刀装置的新工作原理及新技术。 5）自动换刀装置产业化研究。自动换刀装置由专业厂生产比现有各厂家自行生产可降低成本，也能保证质量，同时在我国有巨大的市场，因此，在技术研究的基础上，应研究使我国的自动换刀装置生产走上产业化的道路，建立生产自动换刀装置的基地。 自动换刀装置的设计应满足以下基本要求： 1）换刀时间短，以减少非加工时间。 2）减少换刀动作对加工范围的干扰。 3）刀具重复定位精度高。 4）识刀、选刀可靠，换刀动作简单可靠。 5）刀库刀具存储量合理。 6）刀库占地面积小，并能与主机配合，使机床外观协调美观。 7）刀具装卸、调整、维修方便，并能得到清洁的维护 4。 具自动换刀形式 为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心 、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的购买后包含有 咨询 文） 第 7 页 数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换到装置，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动 换到装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性 5。 各类数控机床的自动换到装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量。数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围见表1 表 1自动换刀装置类型 类别型式 特点 适用范围 转塔式 回转刀架 多为顺序换刀，换刀时间短 、结构简单紧凑、容纳刀具较少 各种数控车床，数控车削加工中心 转塔头 顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑。但刚性较差，刀具主轴数受限制 数控钻 、镗、铣床 刀库式 刀具与主轴之间直接换刀 换刀运动集中，运动不见少。但刀库容量受限 各种类型的自动换刀数控机床。尤其是对使用回转类刀具的数控镗 、铣床类立式、卧式加工中心机床 要根据工艺范围和机床特点，确定刀库容量和自动换刀装置类型 用机械手配合刀库进行换刀 刀库只有选刀运动，机械手进行换刀运动，刀库容量大 控车 床刀架的功能、类型和满足的要求 数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件，尤其适用全功能数控车床。当前，数控机床发展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面发展，同时，在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。作为关键附件，高性能的数控转塔刀架对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义，数控转塔刀架是由数控系统来控制的，因此，在转塔刀架本身购买后包含有 咨询 文） 第 8 页 性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。 控车床刀架的功能 数控机床上的刀架是安放刀具的重要部件，许多刀架还直接参与切 削工作，如卧式车床上的四方刀架，转塔车床的转塔刀架，回轮式转塔车床的回轮刀架，自动车床的转塔刀架和天平刀架等。这些刀架既安放刀具，而且还直接参与切削，承受极大的切削力作用，所以它往往成为工艺系统中的较薄弱环节。随着自动化技术的发展，机床的刀架也有了许多变化，特别是数控车床上采用电 (液 )换位的自动刀架，有的还使用两个回转刀盘。加工中心则进一步采用了刀库和换刀机械手，定现了大容量存储刀具和自动交换刀具的功能，这种刀库安放刀具的数量从几十把到上百把，自动交换刀具的时间从十几秒减少到几秒甚至零点几秒。这种刀库和换刀 机械手组成的自动换刀装置，就成为加工中心的主要特征 6。 因此，刀架的性能和结构往往直接影响到机床的切削性能 、切削效率和体现了机床的设计和制造技术水平 7。 控机床刀架的类型 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 ，下面对这三种形式的刀架作简单的介绍。 1. 排式刀架 排式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。 其 结构形式 为： 夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的 X 坐标轴方向排列在横向滑板上。刀具的 典型布置方式如图 示。这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具，一把刀具完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿 X 轴移动预先设定的距离后，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。这种换刀方式迅速省时，有利于提高机床的生产效率。宝鸡机床厂生产的 功能数控车床配置的就是排式刀架。 2. 回转刀架 回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架， 一般 通过 液压系统或电气来实现 机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成 四方、六方刀架或圆盘式刀架，购买后包含有 咨询 文） 第 9 页 并相应地安装 4 把、 6 把或更多的刀 具 。回转刀架的换刀动作可分为刀架抬起、刀架转位和刀架锁紧等几个步骤。它的动作是由数控系统发出指令完成的。回转刀架根据刀架回转轴与安装底面的相对位置，分为立式刀架和卧式刀架两种。 3. 带刀库的自动换刀装置 上述排刀式刀架和回转刀架所安装的刀具都不可能太多，即使是装备两个刀架，对刀具的数目也有一定限制。当由于某种原因需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。带刀库的自动换刀装置由刀库和刀具交换机构组成。 (a)回转刀架 (b) 排式刀架 图 床刀架类型结构图 控机床刀架应满足的要求 1） 满足工艺过程所提出的要求。机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架能够布置足够多的刀具，而且能够方便而正确地加工各工件表面， 为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地转位。 2） 在刀架以要能牢固 地安装刀具，在刀架上安装刀具进还应能精确地调整刀具的位置，采用自动交换刀具时，应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。以保证刀具和工件间准确的相对位置。刀架的运动精度将直接反映到加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运转的终点到位应准确。面且这种精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。 3） 刀架应具有足够的刚度。由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差很大，刀具在自动转换过程中方向变换较复杂，而且有些刀架还直接承受切削力。考虑到采用新型刀具材料和先进的切削用量 ，所以刀架必须具有足够的刚度，以使切削过程和换刀过程平稳。 4） 可靠性高。由于刀架在机床工作过程中，使用次数很多，而且使用频率也高，购买后包含有 咨询 文） 第 10 页 所以必须充分重视它的可靠性。 5） 刀架是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。目前自动换刀装置的换刀时间在 6 秒之间不等。而且还在进一步缩短。 6） 操作方便和安全。刀架是工人经常操作的机床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是评价刀架设计好坏的指标。刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作 调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽量设置在便于操作的地方 8。 购买后包含有 咨询 文） 第 11 页 第三章 车削中心动力刀架总体方案设计 查研究与资料收集 课题的调查研究 从国内外市场调研结果看，国内对数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖于先进国家的，而且产品的性能方面跟国外还有一定的差距，期待开发设计一种性能最优，最有实用价值的转塔刀架，适应市场，替代进口产品低价位的数控车床用转塔刀架，占领国内市场，并达到国际领先水平，为国产机床工业的发展作出贡献。 车削加工中心是目前国际上比较前端的一种数控机床，可以进行多工序加工，如车削、钻削、铣削等 。有关人士指出，数控机床附件及其配套功能附件是我国机床工具制造业“十五”计划重点发展产品。虽然我国数控机床产品附件的研制由无到有，取得了显著成绩，但与国外先进水平相比还是有一定差距的。为确保国产数控机床的大发展，就必须把数控机床附件尽快搞上去。为此他们建议国家有关部门，尽快制定有关鼓励、扶持国产数控机床附件发展的相关政策，加大数控机床附件行业科研和技术改进投入，使国产数控机床附件行业有一个大发展。而且动力刀架是数控机床附件 中尤为重要的一个部件，把这一技术提高是我们义不容辞的事情。 料收集 课题涉及到的有关知识包括：数控机床结构、车削加工中心、自动换刀装置等等方面；其次还包括一些机械设计、机械传动、液压、间歇分度机构等方面的知识，在校图书馆借阅了一些关于本次设计有关的资料，而且还在网上搜索了一些相关资料： 1）现代实用机床设计手册； 2）实用机床设计手册； 3）机械设计手册； 4）数控车床设计； 5）数控机床结构与维修等等。 力刀架的整体方案设计与选择 购买后包含有 咨询 文） 第 12 页 力刀架的整体方案设计 刀架是车床的重要组成 部分， 车削中心的动力刀架可安装各种非动力辅助刀夹和动力刀夹进行切削， 用于夹持切削用的刀具 ,因此其结构直接影响到车床的切削性能和切削效率。 刀架采用端齿分度，转位由 交流伺服 电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由变频电机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹 。 根据前部分对机床刀架类型、性能及其使用场合的综合比较，并结合现有数控车床的实例，本次设计的 削中心动力刀架拟采用液压驱动的动力转塔刀架。该刀架的换刀动作分为刀盘抬起、刀盘分度转位和刀盘锁紧三个步骤，其中刀盘抬起由单作用液压缸 来实现，刀盘锁紧由碟形弹簧复位来实现，而刀盘的分度转位是由圆柱凸轮分度机构来实现的，由伺服电机驱动凸轮轴实现分度。 压驱动的刀架工作原理 液压驱动的转塔刀架，是用液压缸夹紧，液压马达驱动分度，端齿盘副定位，当刀架接收到转位指令后，液压油进入液压缸的右腔，通过活塞推动中心轴将刀盘左移，使定位副端齿盘脱离啮合状态，为转位作好准备。当刀盘处于完全脱开位置时，行程开关发出转位信号，液压马达带动转位凸轮旋转，凸轮依次推动回转盘上的柱销。使回转盘通过键带动中心轴及刀盘做分度运动。凸轮每转一周拨过一个柱销。使 刀盘旋转 1/n 周（ n 为刀架的工位数）。中心轴的尾端固定着一个有 n 个齿的凸轮，当中心轴和刀盘转过一个工位时，凸轮压合计数开关一次，开关将此信号送入控制系统。当刀盘旋转到预定工位时，控制系统发出信号使液压马达刹车，转位凸轮停止运动，刀架处于预定位状态。与此同时，碟形弹簧复位，通过活塞将中心轴拉回，端齿盘副啮合。精确定位，刀盘便完成定位和夹紧动作。刀盘夹紧后，中 心轴尾部压下发出转位结束信号。 购买后包含有 咨询 文） 第 13 页 图 削中心动力转塔刀架示意图 架定位精度及重复定位精度 定位精度是指转塔到位后，刀架指定工位把刀孔中心线与设计中心线在竖直平面内的偏差。重复定位精度是指刀架各工位反复锁紧多次后的偏差平均值。由于该刀架转塔到位前，控制刀架初定位的霍尔元件发出信号使控制电机的电磁阀断电，此时电机内部的机械自锁部件使电机停在预定位置上，所以刀架具有较高的定位精度和重复定位精度 。 力刀架传动部分方案设计 本次设计的车削中心动力转塔刀架是通过液压驱动来实现刀架抬起动作，当刀架轴尾部检测装置触碰到微动开关，刀架开始转位，而转位动作是由 圆柱凸轮分度机构来实现的，换刀时间为 1s，最后一个动作为刀架琐紧动作，由端齿盘来进行琐紧定位。 购买后包含有 咨询 文） 第 14 页 力刀架的分度机构方案设计 生产和日常生活中，经常需要某些机构的主动件连续运动，从动件产生“动作 停止 动作”的间歇运动，实现这种运动的机构，称为间歇运动机构。常用的间歇运动机构有棘轮机构 、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等。它们广泛用于自动及半自动机床的进给机构、送料机构、刀架转位机构及包装机等机构中。 1)棘轮机构主要由棘轮、棘爪、摇杆、制动爪和机架等组成。按照结构特点，可分为具 有轮齿的棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。其特点结构简单，转角大小改变较方便，但它的动力不大，且传动平稳性差，因此只适用于转速不高的场合，如各种机床和自动机床进给机构中。 2)槽轮机构由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。槽轮机构有外啮合槽轮机构和内啮合槽轮机构两种。其结构简单，工作可靠，进入和脱离啮合时运动平稳；由于槽轮的转角大小无法调节，故只能用于定转角的间歇运动机构中。比如电影放映机上卷片机构等都是槽轮机构来实现的。 3)不完全齿轮机构是由普通渐开线齿轮机构演化而成的。但不同的是轮齿不布满整个圆周，它 可分为外啮合和内啮合两种。其结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间比例可不受结构的限制。其缺点是从动轮在进入和脱开啮合时，都有严重的刚性冲击，故一般只用于低速、轻载场合。 4)凸轮间歇运动机构是由凸轮、转盘及机架组成的。凸轮间歇运动机构有两种形式，一种是圆柱凸轮间歇运动，另一种是蜗杆凸轮间歇运动机构。这种凸轮机构可以通过调整凸轮与转盘中心距来消除滚子与凸轮突脊接触的间隙。 这种转位机构依靠凸轮轮廓强制刀架作转位运动，运动规律完全取决于凸轮轮廓形状。圆柱凸轮是在圆周面上加工出一条两端有头的 凸起 =轮廓，从动回转盘（相当于刀架体）端面有多个柱销，销子数量与工位数相等。当圆柱凸轮按固定的旋转方向运动时，有的柱销会进入凸轮轮廓的曲线段，使凸轮开始驱动回转盘转位，与此同时有的圆柱销会与凸轮轮廓脱离，当柱销接触的凸轮轮廓由曲线段过渡到直线段时，即使凸轮继续旋转，回转盘也不会转动，即完成了一次刀盘分度转位动作。如此反复下去，就能实现多次的刀架换刀操作。由于凸轮是一个两端开口的非闭合曲线轮廓，所以当凸轮正反转进均可带动刀盘正反两个方向的旋转。这种转位机构购买后包含有 咨询 文） 第 15 页 转位速度高、精度较低，运动特性可以自由设计选取但制造较 困难、成本较高、结构尺寸较大。这种转位机构可以通过控制系统中的逻辑电路或 序来自动选择回转方向，以缩短转位辅助时间。 凸轮间歇运动机构的优点是：传动可靠、平稳，转盘可以实现任何运动规律，以适应高转速要求；可以改变凸轮曲线槽所对应的 角，改变转动与停歇时间比值；转盘停歇时，一般就依靠凸轮棱进行定位，不需要附加定位装置。但凸轮加工要求精度高。常用于需间歇转位的分度装置和要求步进动作的机械中，如多共位立式半自动机床工作盘的转位、轻工业包装机等 9。 图 柱凸轮分度机构 结合上述三种 转位机构的转位机理和特点，并结合实际情况，本次设计的车削中心动力刀架决定采用间歇分度机构 圆柱凸轮分度转位机构。如图 力刀架动力刀具方案设计 车削加工中心自驱动动力刀具主要由三部分组成：动力源，变速传动装置和自驱动力刀具附件（钻孔附件和铣削附件）。采用变频电机作为其动力源，圆柱齿轮传动作为其变速传动装置。 购买后包含有 咨询 文） 第 16 页 目前齿轮技术可达到的指标：圆周速度 v=300m/s， n=105r/递的功率P=105数 m=(00)径 d=1 轮传动的分类和特点 渐 开 线 齿 轮 传 动圆 弧 齿 轮 传 动圆 柱 齿 轮 传 动平 行 轴 齿 轮 传 动 摆 线 齿 轮 传 动其 他非 圆 柱 齿 轮 传 动齿 轮 传 动直 齿 锥 齿 轮 传 动斜 齿 锥 齿 轮 传 动曲 线 齿 锥 齿 轮 传 动交 错 轴 斜 齿 轮 传 动相 交 轴 齿 轮 传 动 准 双 曲 面 齿 轮 传 动普 通 圆 柱 蜗 杆 传 动圆 弧 圆 柱 蜗 杆 传 动蜗 杆 传 动环 面 蜗 杆 传 动锥 蜗 杆 传 动其特点： 1） 瞬时传动比恒定。非圆齿轮传动的瞬时传动比又能按需要的变化 规律来设计。 2）传动比范围大，可用于减速或增速。 3）速度（指节圆圆周速度）和传动功率的范围大，可用于高速 (v40m/s)、 中速和低速 (v25m/s)的传动 功率可从小于 1W 到 105W。 4）传动效率高，一对高精度的渐开线）结构紧凑，适用于近距离传动。 购买后包含有 咨询 文） 第 17 页 6）制造成本较高，某些具有特殊齿形或精度很高的齿轮，因需要专用 或高精度的机床 、刀具和量仪等，故制造工艺复杂，成本高。 7）精度不高的齿轮，传动时噪声、振动和冲击大，污染环境。 8）无过载保护作用。 轮传动类型选择的原则 1）满足使用要求，如对传动结构尺寸 、重量、功率、速度、传动比、寿命、可靠性的要求等。对以上要求应作全面的、深入分析，满足主要的要求，兼顾其他。如对大功率长期运转的固定式设备，则着重于齿轮的寿命长和提高齿轮的传动效率；对短期间歇运动的移动式设备，应要求结构紧凑为主；对重要的齿轮传动，则要求可靠性高。 2）考虑工艺条件，如制造厂的工艺水平、设备条件、生产批量等。 3）考虑合理性、先进性和经济性等。 由于本次设计的 削中心动力刀架动力刀具传递范围和切削功率比较大以及加工的难易程度，为了满足要求，所以选择以渐开线圆柱齿轮传动 来实现动力刀具的旋转。 购买后包含有 咨询 文） 第 18 页 第四章 典型零件的设计和选用 力刀架传动部分 架轴的结构设计及计算 10 1. 轴是组成刀架的重要零部件之一，在设计当中主要考虑的是轴的刚度，而碳钢与合金钢的弹性模数相差很小，所以通常选用轴的材料 35 和 45 钢，这里选用的是 45钢，进行调质处理，以改善装配工艺和保证装配的精度。 2. 这次刀架中用到了以下几种固定方式： 1）常用 的是运用轴肩，其结构简单，定位可靠。 2）螺母的轴向定位，其定位可靠、装拆方便，但是会增加零件的数量，常用双螺母或圆螺母与止动垫圈固定，运用在轴承的固定上。 3）轴套也是用到比较多的，它的结构简单、定位可靠，轴不开槽、钻孔等，可以提高轴的强度。 4）弹性挡圈其结构简单、紧凑、工艺性好，但是应力集中较大，适合轴向力小的场合，在这里主要用于轴承的固定。 5）轴端挡圈装拆方便可以承受大的轴向力、振动，用于轴端固定零件。 6）花键的纵向固定，其承载能力高，定心性、导向性好，装拆方便，不过制造困难，在这次设计中运动的 是矩形花键，主要用在分度机构转盘与刀架轴、凸轮的纵向定位中。 7）其次平键，其承受载荷不大。 8）紧定螺钉结构简单，不仅可以纵向定位，还能轴向定位，承受不大的轴向力。 3. 由刀架装配图可知，刀架主轴的支承方式为两端游动支承，其一端与刀盘固连，另一端与液压缸的活塞间隙配合，同时起到左端支承作用。而轴的中间部位由刀盘至液压缸的方向分别与推力球轴承和从动盘相连，双列圆柱滚子轴承与滚针轴承起左端支承作用。已知伺服电机的功率为 机转速 400r/圆柱凸轮购买后包含有 咨询 文） 第 19 页 效率为 =图 ) 先求出刀架主轴上的传递功率 2P 、转速 3n 和转矩 3T =0/8=3 30 . 2 8 89 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 3 6 6 7 2 07 . 5 g m 2) 初步确定轴的最小直径 由式 03 可初步估算设计轴的最小直径 式中： 0A 为系数，轴的材料不同，则 0A 的值会不同； P 为轴传递的功率，单位为 d 为计算截面处轴的直径，单位为 n 为轴的转速，单位为 / 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15 3，取 0 105A ，于是得 3 33m i n 030 . 2 8 81 0 5 3 5 . 4 27 . 5 m 从而取轴的最小直径为 6的最大直径为 19 图 架轴示意图 压缸的设计 择液压缸类型 液压缸按其结构的形式，可以分为活塞缸 、柱塞缸和伸缩缸等。 购买后包含有 咨询 文） 第 20 页 （ 1）活塞式液压缸 双杆活塞缸 缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞直径相等，它的进、出油位于缸筒两端。当工作压力和输入流量相同时，两个方向上输出的推力 F 和速度 v 是相等的。 这种安装形式，工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍，占地面积大，使用于小型机械。 单杆活塞缸 由于只在活塞的一端有活塞杆，使两腔的有效工作面积不相等，因此在两腔分别输入相同流量的情况下，活塞的往复运动速度不相等。他的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出口的布置根据安装方式而定；但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍 11。 由于该液压缸主要用于驱动刀架主轴的直线往反运动 压缸内径 D 和活塞直径 d 的计算 计算液压缸的内径和活塞杆直径都必须考虑到设备的类型，例如在金属切削机床中，对于动力较大的机床 (刨 床 、 拉床和组合机床 )一定要满足牵引力的要求，计算时要以力为主 ;对于轻载高速的机床 (磨床 、 珩磨机和研磨机等 )一定要满足速度的要求，计算时要以速度为主。由于本刀架的抬起动作是在数控车床脱离切削时完成的，因而在换刀过程中并没有承受切削力的作用，所以进油压力不需要很大，此次设计进油压力确定为低压 0后根据进油压力查表 20初步选定速比 =算速比主要是为了确定活塞杆的直径和要否设置缓冲装置。速度不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。 ) 可按下式初 步选取 d 值： 11( )35 (4 根据活塞杆侧公式 222 664 4 2 0 0 0 9 . 81 0 3 . 1 4 2 . 5 1 0FD d (4式中 液压缸的理论拉力； 购买后包含有 咨询 文） 第 21 页 p 供油压力； D 缸筒内径； d 活塞杆直径。 根据式 4式 4 D=液压设计手册表 20 D=100根据表 20选得缸筒外径 21据表 20出 d=50 形弹簧的计算及选用 10 碟形弹簧是用钢板冲压成形的截锥形压缩弹簧。 它有四个特点： （ 1）刚度大 能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。 （ 2）具有变刚度的性质 碟形弹簧压平变形量 厚度 t 的比值不同，其特性曲线 也不同。 根据液压缸内径 100机械设计手册表 形弹簧的系列 、尺寸和参数选出弹簧 D=100d=51mm,t=6mm,0= 已知上述选用的碟形弹簧参数，采用对合组合形式弹簧组合，抬起时需要承受载荷 000 9600N。如图 （ 1） 求 弹簧的直径比 C= 表 得 簧是无支 承面的， 。 计算得到 3 532042 2 2 214 4 2 . 0 6 1 0 6 2 . 2 1 6 2 7 2 41 1 0 . 3 0 . 6 8 6 1 0 0 弹簧压平时载荷（ N）； 购买后包含有 咨询 文） 第 22 页 计算系数； 0 11 02 . 2 1 9 6 0 00 . 4 0 . 3 1 7 . 2 2 0 . 2 8 ,6 6 2 7 2 4 h 根 据 和 由 图 查 得由此变形量 变形量 （ 2）疲劳破坏的关键部位 由 =图 。 （ 3） 计算应力 当 2 04 4 2 3221412hE t f K t t t 52224 2 . 0 6 1 0 6 0 . 6 1 6 2 . 2 0 . 6 1 61 1 1 . 2 1 1 1 . 3 6 21 0 . 3 0 . 6 8 6 1 0 0 6 6 2 6 2868.9 图 形弹簧示意图 承的选用 1. 轴承内部结构 轴承内部一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成 于密封轴承，再加上润滑剂和密封圈（或防尘盖） 2. 轴承分类与特点 总的可以分为球轴承和滚子轴承两大类。球轴承分为深沟球轴承 、角接触球轴购买后包含有 咨询 文） 第 23 页 承、调心球轴承、推力球轴承、推力角接触球轴承。滚子轴承分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承、推力圆柱滚子轴承、推力滚子轴承、推力圆锥滚子轴承、推力调心滚子轴承。 刀架轴向所选轴承的特点 深沟球轴承 振动小 本低 滚针轴承 径向尺寸相同的其他轴承承受的径向载荷大） 4.

　　2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。

　　3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。

　　5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。

　　7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。