CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計(jì) (含CAD套圖)

CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計(jì) (含CAD套圖),CK6130車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架設(shè)計(jì),(含CAD套圖),ck6130,車削,中心,動(dòng)力,刀架,設(shè)計(jì),cad 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 目 錄 前 言 1 第 一 章 緒 論 3 1 1 國(guó) 內(nèi) 外 數(shù) 控 車 床 的 研 究 狀 況 與 成 果 3 1 2 數(shù) 控 刀 架 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 4 1 3 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 的 開(kāi) 發(fā) 應(yīng) 用 4 第 二 章 數(shù) 控 車 床 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 5 2 1 概 述 5 2 2 ATC 刀 具 自 動(dòng) 換 刀 形 式 6 2 3 數(shù) 控 車 床 刀 架 的 功 能 類 型 和 滿 足 的 要 求 7 2 3 1 數(shù) 控 車 床 刀 架 的 功 能 8 2 3 2 數(shù) 控 機(jī) 床 刀 架 的 類 型 8 2 3 3 數(shù) 控 機(jī) 床 刀 架 應(yīng) 滿 足 的 要 求 9 第 三 章 車 削 中 心 動(dòng) 力 刀 架 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) 11 3 1 調(diào) 查 研 究 與 資 料 收 集 11 3 1 1 課 題 的 調(diào) 查 研 究 11 3 1 2 資 料 收 集 11 3 2 動(dòng) 力 刀 架 的 整 體 方 案 設(shè) 計(jì) 與 選 擇 11 3 2 1 動(dòng) 力 刀 架 的 整 體 方 案 設(shè) 計(jì) 11 3 2 2 液 壓 驅(qū) 動(dòng) 的 刀 架 工 作 原 理 12 3 2 3 刀 架 定 位 精 度 及 重 復(fù) 定 位 精 度 13 3 3 動(dòng) 力 刀 架 傳 動(dòng) 部 分 方 案 設(shè) 計(jì) 13 3 4 動(dòng) 力 刀 架 的 分 度 機(jī) 構(gòu) 方 案 設(shè) 計(jì) 14 3 5 動(dòng) 力 刀 架 動(dòng) 力 刀 具 方 案 設(shè) 計(jì) 15 3 5 1 齒 輪 傳 動(dòng) 的 分 類 和 特 點(diǎn) 16 3 5 2 齒 輪 傳 動(dòng) 類 型 選 擇 的 原 則 17 第 四 章 典 型 零 件 的 設(shè) 計(jì) 和 選 用 18 4 1 動(dòng) 力 刀 架 傳 動(dòng) 部 分 18 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 4 1 1 刀 架 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 及 計(jì) 算 18 4 1 2 液 壓 缸 的 設(shè) 計(jì) 19 4 1 2 1 選 擇 液 壓 缸 類 型 19 4 1 2 2 液 壓 缸 內(nèi) 徑 D 和 活 塞 直 徑 d 的 計(jì) 算 20 4 1 3 碟 形 彈 簧 的 計(jì) 算 及 選 用 21 4 1 4 軸 承 的 選 用 22 4 1 5 端 齒 盤(pán) 的 選 用 23 4 1 5 1 端 齒 盤(pán) 的 應(yīng) 用 23 4 1 5 2 端 齒 盤(pán) 的 特 點(diǎn) 24 4 1 5 3 端 齒 盤(pán) 的 設(shè) 計(jì) 24 4 2 動(dòng) 力 刀 架 的 分 度 機(jī) 構(gòu) 部 分 25 4 2 1 伺 服 電 機(jī) 的 選 用 25 4 2 1 1 伺 服 電 機(jī) 的 分 類 26 4 2 1 2 伺 服 電 機(jī) 的 一 般 選 擇 原 則 26 4 2 1 3 伺 服 電 機(jī) 的 選 用 26 4 2 2 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 的 選 用 及 計(jì) 算 30 4 2 2 1 凸 輪 式 間 歇 運(yùn) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) 及 應(yīng) 用 30 4 2 2 2 圓 柱 凸 輪 分 度 機(jī) 構(gòu) 參 數(shù) 確 定 31 4 3 動(dòng) 力 刀 架 動(dòng) 力 刀 具 部 分 31 4 3 1 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 的 選 擇 32 4 3 1 1 概 述 32 4 3 1 2 伺 服 電 機(jī) 的 性 能 32 4 3 2 齒 輪 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 及 選 用 33 4 3 3 軸 承 的 選 用 35 第 五 章 CK6130 車 削 中 心 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 三 維 制 作 36 5 1 典 型 零 部 件 實(shí) 體 制 作 36 5 1 1 刀 架 軸 的 實(shí) 體 制 作 36 5 1 2 刀 盤(pán) 的 制 作 36 5 1 3 齒 輪 制 作 37 5 1 4 圓 柱 凸 輪 制 作 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 5 2 裝 配 圖 剖 視 圖 爆 炸 圖 39 第 六 章 總 結(jié) 42 致 謝 43 參 考 文 獻(xiàn) 44 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 1 頁(yè) 前 言 制 造 業(yè) 是 一 個(gè) 國(guó) 家 或 地 區(qū) 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 的 重 要 支 柱 其 發(fā) 展 水 平 標(biāo) 志 著 該 國(guó) 或 地 區(qū) 經(jīng) 濟(jì) 的 實(shí) 力 科 技 水 平 生 活 水 準(zhǔn) 和 國(guó) 防 實(shí) 力 國(guó) 際 市 場(chǎng) 的 競(jìng) 爭(zhēng) 歸 根 到 底 是 各 國(guó) 制 造 生 產(chǎn) 能 力 及 機(jī) 械 制 造 裝 備 的 競(jìng) 爭(zhēng) 自 從 20 世 紀(jì) 60 年 代 世 界 上 第 一 臺(tái) 數(shù) 控 機(jī) 床 問(wèn) 世 以 來(lái) 隨 著 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 微 電 子 技 術(shù) 現(xiàn) 代 控 制 技 術(shù) 傳 感 檢 測(cè) 技 術(shù) 信 息 處 理 技 術(shù) 網(wǎng) 絡(luò) 通 信 技 術(shù) 和 機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 等 各 相 關(guān) 領(lǐng) 域 的 發(fā) 展 數(shù) 控 技 術(shù) 已 成 為 現(xiàn) 代 先 進(jìn) 制 造 系 統(tǒng) FMS CIMS 等 中 不 可 缺 少 的 基 礎(chǔ) 技 術(shù) 由 于 機(jī) 床 數(shù) 控 系 統(tǒng) 技 術(shù) 復(fù) 雜 種 類 繁 多 現(xiàn) 在 數(shù) 控 機(jī) 床 的 使 用 難 維 修 難 問(wèn) 題 已 經(jīng) 是 影 響 數(shù) 控 機(jī) 床 有 效 利 用 的 首 要 問(wèn) 題 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 都 非 常 注 重 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 發(fā) 展 為 了 用 先 進(jìn) 技 術(shù) 和 工 藝 裝 備 制 造 業(yè) 機(jī) 械 制 造 裝 備 工 業(yè) 得 到 先 發(fā) 展 對(duì) 比 之 下 我 國(guó) 目 前 機(jī) 械 制 造 業(yè) 的 裝 備 水 平 還 比 較 落 后 表 現(xiàn) 在 大 部 分 工 廠 的 機(jī) 械 制 造 裝 備 基 本 上 是 通 用 機(jī) 床 加 專 用 工 藝 裝 備 數(shù) 控 機(jī) 床 在 機(jī) 械 制 造 裝 備 中 的 比 重 還 非 常 低 導(dǎo) 致 剛 性 強(qiáng) 更 新 產(chǎn) 品 速 度 慢 生 產(chǎn) 批 量 不 宜 太 小 生 產(chǎn) 品 種 不 宜 過(guò) 多 自 動(dòng) 化 程 度 基 本 上 還 是 一 個(gè) 工 人 一 把 刀 一 臺(tái) 機(jī) 床 導(dǎo) 致 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 低 下 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 不 穩(wěn) 定 因 此 要 縮 小 我 國(guó) 同 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 的 差 距 我 們 必 須 在 機(jī) 械 制 造 裝 備 方 面 大 下 功 夫 其 中 最 重 要 的 一 個(gè) 方 面 就 是 增 加 數(shù) 控 機(jī) 床 在 機(jī) 械 制 造 裝 備 中 的 比 重 1 本 課 題 為 CK6130 車 削 中 心 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 設(shè) 計(jì) 及 三 維 制 作 該 刀 架 能 夠 在 一 次 裝 夾 中 完 成 多 道 工 序 使 加 工 范 圍 擴(kuò) 大 大 大 提 高 了 加 工 精 度 和 生 產(chǎn) 效 率 本 次 設(shè) 計(jì) 的 主 要 內(nèi) 容 為 1 CK6130 車 削 中 心 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 總 體 布 局 設(shè) 計(jì) 2 動(dòng) 力 刀 架 傳 動(dòng) 部 分 設(shè) 計(jì) 3 動(dòng) 力 刀 架 分 度 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 4 動(dòng) 力 刀 架 刀 具 設(shè) 計(jì) 5 外 文 資 料 的 翻 譯 分 度 機(jī) 構(gòu) 和 動(dòng) 力 刀 具 部 分 設(shè) 計(jì) 是 這 次 設(shè) 計(jì) 中 的 重 點(diǎn) 內(nèi) 容 同 時(shí) 也 是 難 點(diǎn) 通 過(guò) 廣 泛 查 閱 文 獻(xiàn) 資 料 參 觀 數(shù) 控 車 床 實(shí) 物 樣 機(jī) 以 及 與 指 導(dǎo) 老 師 相 互 討 論 等 途 徑 擬 定 了 如 下 的 研 究 手 段 回 轉(zhuǎn) 刀 架 的 換 刀 分 為 刀 盤(pán) 抬 起 刀 架 鎖 緊 和 刀 盤(pán) 轉(zhuǎn) 位 三 個(gè) 動(dòng) 作 其 中 刀 盤(pán) 抬 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 2 頁(yè) 起 和 刀 架 鎖 緊 由 液 壓 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 而 刀 盤(pán) 轉(zhuǎn) 位 則 由 伺 服 電 機(jī) 來(lái) 驅(qū) 動(dòng) 刀 盤(pán) 抬 起 動(dòng) 作 的 實(shí) 現(xiàn) 須 經(jīng) 以 下 步 驟 數(shù) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 出 刀 盤(pán) 抬 起 命 令 液 壓 系 統(tǒng) 啟 動(dòng) 壓 力 油 進(jìn) 入 液 壓 缸 右 腔 活 塞 向 左 運(yùn) 動(dòng) 刀 架 主 軸 向 左 移 動(dòng) 端 齒 盤(pán) 脫 離 嚙 合 刀 盤(pán) 抬 起 刀 盤(pán) 轉(zhuǎn) 位 動(dòng) 作 的 實(shí) 現(xiàn) 順 經(jīng) 以 下 步 驟 數(shù) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 出 刀 盤(pán) 轉(zhuǎn) 位 的 命 令 伺 服 電 機(jī) 啟 動(dòng) 圓 柱 凸 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 刀 架 主 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 實(shí) 現(xiàn) 刀 盤(pán) 轉(zhuǎn) 位 刀 盤(pán) 鎖 緊 動(dòng) 作 的 實(shí) 現(xiàn) 順 經(jīng) 以 下 的 步 驟 數(shù) 控 系 統(tǒng) 發(fā) 出 刀 盤(pán) 鎖 緊 順 序 動(dòng) 作 碟 形 彈 簧 復(fù) 位 活 塞 向 右 運(yùn) 動(dòng) 刀 架 主 軸 向 右 移 動(dòng) 端 齒 盤(pán) 嚙 合 實(shí) 現(xiàn) 刀 盤(pán) 鎖 緊 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 3 頁(yè) 第 一 章 緒 論 1 1 國(guó) 內(nèi) 外 數(shù) 控 車 床 的 研 究 狀 況 與 成 果 我 國(guó) 從 1958 年 開(kāi) 始 研 究 數(shù) 控 機(jī) 床 一 直 到 20 世 紀(jì) 60 年 代 中 期 還 處 于 研 制 開(kāi) 發(fā) 時(shí) 期 當(dāng) 時(shí) 一 些 高 等 院 校 科 研 單 位 研 制 出 試 樣 樣 機(jī) 是 從 電 子 管 起 步 的 1965 年 國(guó) 內(nèi) 開(kāi) 始 研 制 晶 體 管 數(shù) 控 系 統(tǒng) 20 世 紀(jì) 60 年 代 末 至 70 年 代 初 研 制 成 了 劈 錐 數(shù) 控 銑 床 數(shù) 控 非 圓 齒 輪 插 齒 機(jī) CIL 18 晶 體 管 數(shù) 控 系 統(tǒng) 及 Z53K 1G 立 式 數(shù) 控 銑 床 從 20 世 紀(jì) 70 年 代 開(kāi) 始 數(shù) 控 技 術(shù) 在 車 銑 鏜 磨 齒 輪 加 工 電 加 工 等 領(lǐng) 域 全 面 展 開(kāi) 數(shù) 控 加 工 中 心 在 上 海 北 京 研 制 成 功 但 由 于 電 子 元 器 件 的 質(zhì) 量 和 制 造 工 藝 水 平 差 致 使 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 穩(wěn) 定 性 末 行 到 解 決 因 此 末 能 廣 泛 推 廣 20 世 紀(jì) 80 年 代 我 國(guó) 從 昌 本 發(fā) 那 科 公 司 引 進(jìn) 了 3 5 6 7 等 系 列 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 和 直 流 伺 服 電 機(jī) 直 流 主 軸 電 機(jī) 等 制 造 技 術(shù) 以 及 引 進(jìn) 美 國(guó) GE 公 司 的 MCI 系 統(tǒng) 和 交 流 伺 服 系 統(tǒng) 德 國(guó) 西 門(mén) 子 VS 系 列 可 控 硅 調(diào) 速 裝 置 并 進(jìn) 行 了 商 品 化 生 產(chǎn) 這 些 系 統(tǒng) 可 靠 性 高 功 能 齊 全 與 此 同 時(shí) 還 自 行 開(kāi) 發(fā) 了 3 4 5 軸 聯(lián) 動(dòng) 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 以 及 雙 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 的 同 步 數(shù) 控 系 統(tǒng) 用 于 火 焰 切 割 機(jī) 和 新 品 種 的 伺 服 電 機(jī) 推 動(dòng) 了 我 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 穩(wěn) 定 發(fā) 展 使 我 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 在 性 能 和 質(zhì) 量 上 產(chǎn) 生 了 一 個(gè) 質(zhì) 的 飛 躍 1985 年 我 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 的 品 種 有 了 新 的 發(fā) 展 數(shù) 控 機(jī) 床 品 種 不 斷 增 多 規(guī) 格 齊 全 許 多 技 術(shù) 復(fù) 雜 的 大 型 數(shù) 控 機(jī) 床 重 型 數(shù) 控 機(jī) 床 都 相 繼 研 制 出 來(lái) 為 了 跟 蹤 國(guó) 外 現(xiàn) 代 制 造 技 術(shù) 的 發(fā) 展 北 京 機(jī) 床 研 究 所 研 制 出 了 JCS FMS 1 型 和 2 型 的 柔 性 制 造 單 元 和 柔 性 制 造 系 統(tǒng) 這 個(gè) 時(shí) 期 我 國(guó) 在 引 進(jìn) 消 化 國(guó) 外 技 術(shù) 的 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 了 大 量 開(kāi) 發(fā) 工 作 一 些 較 高 檔 次 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 5 軸 聯(lián) 動(dòng) 分 辨 率 為 0 02 m 的 高 精 度 數(shù) 控 系 統(tǒng) 數(shù) 字 仿 型 數(shù) 控 系 統(tǒng) 為 柔 性 單 元 配 套 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 都 開(kāi) 發(fā) 出 來(lái) 了 并 造 出 樣 機(jī) 我 國(guó) 的 數(shù) 控 技 術(shù) 經(jīng) 過(guò) 六 五 七 五 八 五 到 九 五 的 近 20 年 的 發(fā) 展 基 本 上 掌 握 了 關(guān) 鍵 技 術(shù) 建 立 了 數(shù) 控 開(kāi) 發(fā) 生 產(chǎn) 基 地 培 養(yǎng) 了 一 批 數(shù) 控 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 4 頁(yè) 人 才 初 步 形 成 了 自 己 的 數(shù) 控 產(chǎn) 業(yè) 十 五 攻 關(guān) 開(kāi) 發(fā) 的 成 果 華 中 號(hào) 中 華 號(hào) 航 天 號(hào) 和 藍(lán) 天 號(hào) 4 種 基 本 系 統(tǒng) 建 立 了 具 有 中 國(guó) 自 主 版 機(jī) 的 數(shù) 控 技 術(shù) 平 臺(tái) 具 有 中 國(guó) 特 色 濟(jì) 型 數(shù) 控 系 統(tǒng) 經(jīng) 過(guò) 這 些 年 來(lái) 的 發(fā) 展 有 了 較 大 的 提 高 它 們 逐 漸 被 用 戶 認(rèn) 可 在 市 場(chǎng) 上 站 住 了 腳 2 目 前 我 國(guó) 數(shù) 控 機(jī) 床 生 產(chǎn) 廠 有 100 多 家 生 產(chǎn) 數(shù) 控 機(jī) 床 配 套 產(chǎn) 品 的 企 業(yè) 有 300 余 家 產(chǎn) 品 品 種 包 括 八 大 類 2000 種 以 上 目 前 已 新 開(kāi) 發(fā) 出 數(shù) 控 系 統(tǒng) 80 余 種 分 為 3 種 型 級(jí) 即 經(jīng) 濟(jì) 型 普 及 型 和 高 級(jí) 型 九 五 期 間 數(shù) 控 機(jī) 床 發(fā) 展 已 進(jìn) 入 實(shí) 現(xiàn) 產(chǎn) 業(yè) 化 階 段 數(shù) 控 機(jī) 床 新 開(kāi) 發(fā) 品 種 300 余 種 已 有 一 定 的 覆 蓋 面 新 開(kāi) 發(fā) 的 國(guó) 產(chǎn) 數(shù) 控 機(jī) 床 產(chǎn) 品 大 部 分 達(dá) 到 期 際 上 20 世 紀(jì) 80 年 代 中 期 水 平 部 分 達(dá) 到 90 年 代 水 平 為 國(guó) 家 重 點(diǎn) 建 設(shè) 提 供 了 一 批 高 水 平 數(shù) 控 機(jī) 床 1 2 數(shù) 控 刀 架 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 數(shù) 控 刀 架 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 是 隨 著 數(shù) 控 車 床 的 發(fā) 展 數(shù) 控 刀 架 開(kāi) 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(guó) 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(jiǎn) 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 數(shù) 控 刀 架 的 市 場(chǎng) 分 析 國(guó) 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(lái) 需 要 量 可 達(dá) 1000 1500 臺(tái) 1 3 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 的 開(kāi) 發(fā) 應(yīng) 用 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 是 以 回 轉(zhuǎn) 分 度 實(shí) 現(xiàn) 刀 具 自 動(dòng) 交 換 及 回 轉(zhuǎn) 動(dòng) 力 刀 具 的 傳 動(dòng) 因 此 技 術(shù) 含 量 高 已 趨 向 專 業(yè) 化 開(kāi) 發(fā) 生 產(chǎn) 所 以 對(duì) 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 的 研 究 開(kāi) 發(fā) 及 應(yīng) 用 已 引 起 數(shù) 控 機(jī) 床 行 業(yè) 重 視 典 型 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 一 般 由 動(dòng) 力 源 電 機(jī) 或 油 缸 液 壓 馬 達(dá) 機(jī) 械 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 預(yù) 分 度 機(jī) 構(gòu) 定 位 機(jī) 構(gòu) 鎖 緊 機(jī) 構(gòu) 檢 測(cè) 裝 置 接 口 電 路 刀 具 安 裝 臺(tái) 刀 盤(pán) 動(dòng) 力 刀 座 等 組 成 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 的 動(dòng) 作 循 環(huán) 為 T 指 令 換 刀 指 令 刀 盤(pán) 放 松 轉(zhuǎn) 位 刀 位 檢 測(cè) 預(yù) 分 度 精 確 定 位 刀 盤(pán) 鎖 緊 結(jié) 束 信 號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 5 頁(yè) 第 二 章 數(shù) 控 車 床 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 2 1 概 述 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 形 式 是 多 種 多 樣 的 有 刀 庫(kù) 式 和 轉(zhuǎn) 塔 式 雖 然 換 刀 過(guò) 程 選 刀 方 式 刀 庫(kù) 結(jié) 構(gòu) 機(jī) 械 手 類 型 等 各 不 相 同 但 都 是 在 數(shù) 控 裝 置 及 可 編 程 序 控 制 器 控 制 下 有 電 動(dòng) 機(jī) 或 液 壓 或 氣 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 驅(qū) 動(dòng) 刀 庫(kù) 和 機(jī) 械 手 實(shí) 現(xiàn) 刀 具 的 選 擇 與 交 換 我 們 把 這 種 為 實(shí) 現(xiàn) 多 工 序 的 連 續(xù) 加 工 在 加 工 中 心 或 車 削 中 心 中 可 進(jìn) 行 刀 具 的 選 擇 與 交 換 的 裝 置 叫 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 automatic tool change 簡(jiǎn) 稱 ATC 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 是 數(shù) 控 車 床 最 普 遍 的 一 種 輔 助 裝 置 它 可 使 數(shù) 控 車 床 在 工 件 一 次 裝 夾 中 完 成 多 種 甚 至 所 有 的 加 工 工 序 以 縮 短 加 工 的 輔 助 時(shí) 間 減 少 加 工 過(guò) 程 中 由 于 多 次 安 裝 工 件 而 引 起 的 誤 差 從 而 提 高 機(jī) 床 的 加 工 效 率 和 加 工 精 度 3 我 國(guó) 對(duì) 加 工 中 心 的 需 求 一 直 是 有 增 無(wú) 減 同 時(shí) 加 工 中 心 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 開(kāi) 發(fā) 也 有 長(zhǎng) 足 的 發(fā) 展 對(duì) 于 臥 式 加 工 中 心 來(lái) 說(shuō) 有 從 用 于 JCS 013 的 獨(dú) 立 式 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 到 用 于 TH6350 TH6363 TH6380 和 TH63100 的 TB51 02 雙 層 缸 式 通 用 機(jī) 械 手 加 鏈 式 刀 庫(kù) 北 京 機(jī) 床 研 究 所 設(shè) 計(jì) 并 制 造 的 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 對(duì) 于 立 式 加 工 中 心 來(lái) 說(shuō) 有 從 用 于 JCS 018 的 氣 液 型 鼓 輪 式 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 到 用 于 XH715B 和 XH715C 的 多 凸 輪 聯(lián) 動(dòng) 型 鼓 輪 式 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 特 別 是 用 于 TH715B 和 TH715C 的 多 凸 輪 聯(lián) 動(dòng) 型 鼓 輪 式 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 他 的 研 制 成 功 為 我 國(guó) 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 設(shè) 計(jì) 與 制 造 翻 開(kāi) 了 嶄 新 的 一 頁(yè) 自 1991 年 鑒 定 后 批 量 生 產(chǎn) 已 累 計(jì) 生 產(chǎn) 了 50 多 臺(tái) 由 于 其 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 迅 速 可 靠 刀 對(duì) 刀 2 5s 受 到 廣 大 國(guó) 內(nèi) 外 用 戶 的 一 致 好 評(píng) 加 工 中 心 和 車 削 中 心 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 是 四 個(gè) 方 向 一 是 高 速 可 靠 追 求 的 目 標(biāo) 是 換 刀 時(shí) 間 盡 量 的 短 以 換 取 加 工 中 心 和 車 削 中 心 的 高 效 性 二 是 簡(jiǎn) 單 實(shí) 用 造 價(jià) 低 使 用 可 靠 但 換 刀 速 度 不 快 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 開(kāi) 發(fā) 技 術(shù) 要 全 面 注 意 下 列 五 個(gè) 方 面 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 6 頁(yè) 1 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 可 靠 性 與 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 研 究 通 過(guò) 對(duì) 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 進(jìn) 行 可 靠 性 分 析 研 究 找 出 其 薄 弱 環(huán) 節(jié) 通 過(guò) 改 進(jìn) 設(shè) 計(jì) 使 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 故 障 率 大 大 減 少 保 證 百 萬(wàn) 次 以 上 正 常 換 刀 的 品 質(zhì) 通 過(guò) 對(duì) 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 進(jìn) 行 多 目 標(biāo) 的 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 使 其 動(dòng) 態(tài) 性 能 達(dá) 到 最 優(yōu) 進(jìn) 而 提 高 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 性 能 降 低 其 制 造 成 本 使 刀 對(duì) 刀 換 刀 時(shí) 間 對(duì) 40 刀 柄 不 大 于 1s 達(dá) 到 世 界 先 進(jìn) 水 平 2 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 系 列 化 與 CAD 設(shè) 計(jì) 使 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 適 用 國(guó) 內(nèi) 廠 家 的 各 種 產(chǎn) 品 以 便 得 到 推 廣 和 使 用 即 達(dá) 到 廠 家 一 旦 提 出 的 參 數(shù) 不 同 刀 柄 型 號(hào) 刀 庫(kù) 容 量 等 的 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 使 廠 家 立 即 投 入 生 產(chǎn) 并 且 是 處 于 國(guó) 內(nèi) 先 進(jìn) 水 平 的 3 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 制 造 技 術(shù) 研 究 針 對(duì) 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 中 關(guān) 鍵 零 件 的 制 造 技 術(shù) 進(jìn) 行 研 究 以 提 高 其 制 造 質(zhì) 量 和 降 低 制 造 成 本 4 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 新 技 術(shù) 的 研 究 跟 蹤 國(guó) 際 加 工 中 心 和 車 削 中 心 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 發(fā) 展 主 流 研 究 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 新 工 作 原 理 及 新 技 術(shù) 5 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 產(chǎn) 業(yè) 化 研 究 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 由 專 業(yè) 廠 生 產(chǎn) 比 現(xiàn) 有 各 廠 家 自 行 生 產(chǎn) 可 降 低 成 本 也 能 保 證 質(zhì) 量 同 時(shí) 在 我 國(guó) 有 巨 大 的 市 場(chǎng) 因 此 在 技 術(shù) 研 究 的 基 礎(chǔ) 上 應(yīng) 研 究 使 我 國(guó) 的 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 生 產(chǎn) 走 上 產(chǎn) 業(yè) 化 的 道 路 建 立 生 產(chǎn) 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 基 地 自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求 1 換刀時(shí)間短 以減少非加工時(shí)間 2 減少換刀動(dòng)作對(duì)加工范圍的干擾 3 刀具重復(fù)定位精度高 4 識(shí)刀 選刀可靠 換刀動(dòng)作簡(jiǎn)單可靠 5 刀庫(kù)刀具存儲(chǔ)量合理 6 刀庫(kù)占地面積小 并能與主機(jī)配合 使機(jī)床外觀協(xié)調(diào)美觀 7 刀具裝卸 調(diào)整 維修方便 并能得到清潔的維護(hù) 4 2 2 ATC 刀 具 自 動(dòng) 換 刀 形 式 為 進(jìn) 一 步 提 高 數(shù) 控 機(jī) 床 的 加 工 效 率 數(shù) 控 機(jī) 床 正 向 著 工 件 在 一 臺(tái) 機(jī) 床 一 次 裝 夾 即 可 完 成 多 道 工 序 或 全 部 工 序 加 工 的 方 向 發(fā) 展 因 此 出 現(xiàn) 了 各 種 類 型 的 加 工 中 心 機(jī) 床 如 車 削 中 心 鏜 銑 加 工 中 心 鉆 削 中 心 等 等 這 類 多 工 序 加 工 的 數(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 7 頁(yè) 控 機(jī) 床 在 加 工 過(guò) 程 中 要 使 用 多 種 刀 具 因 此 必 須 有 自 動(dòng) 換 到 裝 置 以 便 選 用 不 同 刀 具 完 成 不 同 工 序 的 加 工 工 藝 自 動(dòng) 換 到 裝 置 應(yīng) 當(dāng) 具 備 換 刀 時(shí) 間 短 刀 具 重 復(fù) 定 位 精 度 高 足 夠 的 刀 具 儲(chǔ) 備 量 占 地 面 積 小 安 全 可 靠 等 特 性 5 各 類 數(shù) 控 機(jī) 床 的 自 動(dòng) 換 到 裝 置 的 結(jié) 構(gòu) 取 決 于 機(jī) 床 的 類 型 工 藝 范 圍 使 用 刀 具 種 類 和 數(shù) 量 數(shù) 控 機(jī) 床 常 用 的 自 動(dòng) 換 刀 裝 置 的 類 型 特 點(diǎn) 適 用 范 圍 見(jiàn) 表 1 1 表 1 1 自動(dòng)換刀裝置類型 類別型式 特點(diǎn) 適用范圍 回轉(zhuǎn)刀架 多為順序換刀 換刀時(shí)間 短 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊 容納 刀具較少 各種數(shù)控車床 數(shù)控車削加工中心 轉(zhuǎn) 塔 式 轉(zhuǎn)塔頭 順序換刀 換刀時(shí)間短 刀具主軸都集中在轉(zhuǎn)塔頭 上 結(jié)構(gòu)緊湊 但剛性較 差 刀具主軸數(shù)受限制 數(shù)控鉆 鏜 銑床 刀具與主軸之 間直接換刀 換刀運(yùn)動(dòng)集中 運(yùn)動(dòng) 不見(jiàn)少 但刀庫(kù)容量受限刀 庫(kù) 式 用機(jī)械手配 合刀庫(kù)進(jìn)行換刀 刀庫(kù)只有選刀運(yùn)動(dòng) 機(jī)械手進(jìn)行換刀運(yùn)動(dòng) 刀 庫(kù)容量大 各種類型的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床 尤 其是對(duì)使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜 銑床 類立式 臥式加工中心機(jī)床 要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床特點(diǎn) 確定 刀庫(kù)容量和自動(dòng)換刀裝置類型 2 3 數(shù)控車床刀架的功能 類型和滿足的要求 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 是 加 工 中 心 數(shù) 控 車 床 必 備 的 機(jī) 床 附 件 尤 其 適 用 全 功 能 數(shù) 控 車 床 當(dāng) 前 數(shù) 控 機(jī) 床 發(fā) 展 迅 猛 一 方 面 向 高 速 高 效 高 精 度 方 面 發(fā) 展 同 時(shí) 在 制 造 行 業(yè) 中 廣 泛 存 在 原 有 設(shè) 備 的 數(shù) 控 改 造 和 系 統(tǒng) 升 級(jí) 問(wèn) 題 作 為 關(guān) 鍵 附 件 高 性 能 的 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 對(duì) 于 提 高 機(jī) 床 整 體 運(yùn) 行 的 可 靠 性 穩(wěn) 定 性 和 效 率 有 著 重 要 意 義 數(shù) 控 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 是 由 數(shù) 控 系 統(tǒng) 來(lái) 控 制 的 因 此 在 轉(zhuǎn) 塔 刀 架 本 身 性 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 8 頁(yè) 能 提 高 的 情 況 下 如 何 實(shí) 現(xiàn) 控 制 任 務(wù) 就 顯 得 十 分 重 要 了 2 3 1 數(shù)控車床刀架的功能 數(shù)控機(jī)床上的刀架是安放刀具的重要部件 許多刀架還直接參與切削工作 如 臥式車床上的四方刀架 轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)塔刀架 回輪式轉(zhuǎn)塔車床的回輪刀架 自動(dòng) 車床的轉(zhuǎn)塔刀架和天平刀架等 這些刀架既安放刀具 而且還直接參與切削 承受 極大的切削力作用 所以它往往成為工藝系統(tǒng)中的較薄弱環(huán)節(jié) 隨著自動(dòng)化技術(shù)的 發(fā)展 機(jī)床的刀架也有了許多變化 特別是數(shù)控車床上采用電 液 換位的自動(dòng)刀架 有的還使用兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀盤(pán) 加工中心則進(jìn)一步采用了刀庫(kù)和換刀機(jī)械手 定現(xiàn)了大 容量存儲(chǔ)刀具和自動(dòng)交換刀具的功能 這種刀庫(kù)安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把 自動(dòng)交換刀具的時(shí)間從十幾秒減少到幾秒甚至零點(diǎn)幾秒 這種刀庫(kù)和換刀機(jī)械手組 成的自動(dòng)換刀裝置 就成為加工中心的主要特征 6 因此 刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機(jī)床的切削性能 切削效率和體現(xiàn)了 機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平 7 2 3 2 數(shù)控機(jī)床刀架的類型 按換刀方式的不同 數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架 排式刀架和帶刀庫(kù) 的自動(dòng)換刀裝置等多種形式 下面對(duì)這三種形式的刀架作簡(jiǎn)單的介紹 1 排式刀架 排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床 以加工棒料或盤(pán)類零件為主 其結(jié)構(gòu)形式 為 夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的 X 坐標(biāo)軸方向排列在橫向滑板上 刀具 的典型布置方式如圖 2 1 所示 這種刀架在刀具布置和機(jī)床調(diào)整等方面都較為方便 可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求 任意組合各種不同用途的刀具 一把刀具完成 車削任務(wù)后 橫向滑板只要按程序沿 X 軸移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后 第二把刀就到達(dá) 加工位置 這樣就完成了機(jī)床的換刀動(dòng)作 這種換刀方式迅速省時(shí) 有利于提高機(jī) 床的生產(chǎn)效率 寶雞機(jī)床廠生產(chǎn)的 CK7620P 全功能數(shù)控車床配置的就是排式刀架 2 回轉(zhuǎn)刀架 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 9 頁(yè) 回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架 一般通過(guò)液壓系統(tǒng)或電氣來(lái) 實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作 根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方 六方刀架或圓盤(pán)式刀架 并相應(yīng)地安裝 4 把 6 把或更多的刀具 回轉(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作可分為刀架抬起 刀 架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾個(gè)步驟 它的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的 回轉(zhuǎn)刀架 根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對(duì)位置 分為立式刀架和臥式刀架兩種 3 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置 上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多 即使是裝備兩個(gè)刀架 對(duì)刀具的數(shù)目也有一定限制 當(dāng)由于某種原因需要數(shù)量較多的刀具時(shí) 應(yīng)采用帶刀 庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成 a 回轉(zhuǎn)刀架 b 排式刀架 圖 2 1 機(jī)床刀架類型結(jié)構(gòu)圖 2 3 3 數(shù)控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求 1 滿足工藝過(guò)程所提出的要求 機(jī)床依靠刀具和工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成工件表面 而工件的表面形狀和表面位置的不同 要求刀架能夠布置足夠多的刀具 而且能夠 方便而正確地加工各工件表面 為了實(shí)現(xiàn)在工件的一次安裝中完成多工序加工 所以要求刀架可以方便地轉(zhuǎn)位 2 在刀架以要能牢固地安裝刀具 在刀架上安裝刀具進(jìn)還應(yīng)能精確地調(diào)整刀具 的位置 采用自動(dòng)交換刀具時(shí) 應(yīng)能保證刀具交換前后都能處于正確位置 以保證 刀具和工件間準(zhǔn)確的相對(duì)位置 刀架的運(yùn)動(dòng)精度將直接反映到加工工件的幾何形狀 精度和表面粗糙度上 為此 刀架的運(yùn)動(dòng)軌跡必須準(zhǔn)確 運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn) 刀架運(yùn)轉(zhuǎn)的 終點(diǎn)到位應(yīng)準(zhǔn)確 面且這種精度保持性要好 以便長(zhǎng)期保持刀具的正確位置 3 刀架應(yīng)具有足夠的剛度 由于刀具的類型 尺寸各異 重量相差很大 刀具 在自動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程中方向變換較復(fù)雜 而且有些刀架還直接承受切削力 考慮到采用 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 10 頁(yè) 新型刀具材料和先進(jìn)的切削用量 所以刀架必須具有足夠的剛度 以使切削過(guò)程和 換刀過(guò)程平穩(wěn) 4 可靠性高 由于刀架在機(jī)床工作過(guò)程中 使用次數(shù)很多 而且使用頻率也高 所以必須充分重視它的可靠性 5 刀架是為了提高機(jī)床自動(dòng)化而出現(xiàn)的 因而它的換刀時(shí)間應(yīng)盡可能縮短 以 利于提高生產(chǎn)率 目前自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間在 0 8 6 秒之間不等 而且還在進(jìn) 一步縮短 6 操作方便和安全 刀架是工人經(jīng)常操作的機(jī)床部件之一 因此它的操作是否 方便和安全 往往是評(píng)價(jià)刀架設(shè)計(jì)好壞的指標(biāo) 刀架上應(yīng)便于工人裝刀和調(diào)刀 切 屑流出方向不能朝向工人 而且操作調(diào)整刀架的手柄 或手輪 要省力 應(yīng)盡量設(shè) 置在便于操作的地方 8 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 11 頁(yè) 第三章 車削中心動(dòng)力刀架總體方案設(shè)計(jì) 3 1 調(diào)查研究與資料收集 3 1 1 課題的調(diào)查研究 從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果看 國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都是依賴于 先進(jìn)國(guó)家的 而且產(chǎn)品的性能方面跟國(guó)外還有一定的差距 期待開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種性能 最優(yōu) 最有實(shí)用價(jià)值的轉(zhuǎn)塔刀架 適應(yīng)市場(chǎng) 替代進(jìn)口產(chǎn)品低價(jià)位的數(shù)控車床用轉(zhuǎn) 塔刀架 占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 并達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平 為國(guó)產(chǎn)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn) 車削加工中心是目前國(guó)際上比較前端的一種數(shù)控機(jī)床 可以進(jìn)行多工序加工 如車 削 鉆削 銑削等 有關(guān)人士指出 數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能附件是我國(guó)機(jī)床工 具制造業(yè) 十五 計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品 雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品附件的研制由無(wú)到有 取得了顯著成績(jī) 但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的 為確保國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床 的大發(fā)展 就必須把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去 為此他們建議國(guó)家有關(guān)部門(mén) 盡快 制定有關(guān)鼓勵(lì) 扶持國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件發(fā)展的相關(guān)政策 加大數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)科 研和技術(shù)改進(jìn)投入 使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)有一個(gè)大發(fā)展 而且動(dòng)力刀架是數(shù)控 機(jī)床附件中尤為重要的一個(gè)部件 把這一技術(shù)提高是我們義不容辭的事情 3 1 2 資料收集 課題涉及到的有關(guān)知識(shí)包括 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 車削加工中心 自動(dòng)換刀裝置等 等方面 其次還包括一些機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械傳動(dòng) 液壓 間歇分度機(jī)構(gòu)等方面的知識(shí) 在校圖書(shū)館借閱了一些關(guān)于本次設(shè)計(jì)有關(guān)的資料 而且還在網(wǎng)上搜索了一些相關(guān)資 料 1 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4 數(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 12 頁(yè) 控車床設(shè)計(jì) 5 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與維修等等 3 2 動(dòng)力刀架的整體方案設(shè)計(jì)與選擇 3 2 1 動(dòng)力刀架的整體方案設(shè)計(jì) 刀架是車床的重要組成部分 車削中心的動(dòng)力刀架可安裝各種非動(dòng)力輔助刀夾 和動(dòng)力刀夾進(jìn)行切削 用于夾持切削用的刀具 因此其結(jié)構(gòu)直接影響到車床的切削性 能和切削效率 刀架采用端齒分度 轉(zhuǎn)位由交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 刀位由二進(jìn)制絕 對(duì)編碼器識(shí)別 動(dòng)力刀具由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng) 通過(guò)同步齒形帶等將動(dòng)力傳遞到刀夾 根據(jù)前部分對(duì)機(jī)床刀架類型 性能及其使用場(chǎng)合的綜合比較 并結(jié)合現(xiàn)有數(shù)控 車床的實(shí)例 本次設(shè)計(jì)的 CK6130 車削中心動(dòng)力刀架擬采用液壓驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀 架 該刀架的換刀動(dòng)作分為刀盤(pán)抬起 刀盤(pán)分度轉(zhuǎn)位和刀盤(pán)鎖緊三個(gè)步驟 其中刀 盤(pán)抬起由單作用液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn) 刀盤(pán)鎖緊由碟形彈簧復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn) 而刀盤(pán)的分度轉(zhuǎn) 位是由圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪軸實(shí)現(xiàn)分度 3 2 2 液壓驅(qū)動(dòng)的刀架工作原理 液壓驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)塔刀架 是用液壓缸夾緊 液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)分度 端齒盤(pán)副定位 當(dāng)?shù)都芙邮盏睫D(zhuǎn)位指令后 液壓油進(jìn)入液壓缸的右腔 通過(guò)活塞推動(dòng)中心軸將刀盤(pán) 左移 使定位副端齒盤(pán)脫離嚙合狀態(tài) 為轉(zhuǎn)位作好準(zhǔn)備 當(dāng)?shù)侗P(pán)處于完全脫開(kāi)位置 時(shí) 行程開(kāi)關(guān)發(fā)出轉(zhuǎn)位信號(hào) 液壓馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)位凸輪旋轉(zhuǎn) 凸輪依次推動(dòng)回轉(zhuǎn)盤(pán)上 的柱銷 使回轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)鍵帶動(dòng)中心軸及刀盤(pán)做分度運(yùn)動(dòng) 凸輪每轉(zhuǎn)一周撥過(guò)一個(gè)柱 銷 使刀盤(pán)旋轉(zhuǎn) 1 n 周 n 為刀架的工位數(shù) 中心軸的尾端固定著一個(gè)有 n 個(gè)齒的 凸輪 當(dāng)中心軸和刀盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)工位時(shí) 凸輪壓合計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)一次 開(kāi)關(guān)將此信號(hào)送 入控制系統(tǒng) 當(dāng)?shù)侗P(pán)旋轉(zhuǎn)到預(yù)定工位時(shí) 控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)使液壓馬達(dá)剎車 轉(zhuǎn)位 凸輪停止運(yùn)動(dòng) 刀架處于預(yù)定位狀態(tài) 與此同時(shí) 碟形彈簧復(fù)位 通過(guò)活塞將中心 軸拉回 端齒盤(pán)副嚙合 精確定位 刀盤(pán)便完成定位和夾緊動(dòng)作 刀盤(pán)夾緊后 中 心軸尾部壓下發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 13 頁(yè) 圖 3 2 車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架示意圖 3 2 3 刀架定位精度及重復(fù)定位精度 定 位 精 度 是 指 轉(zhuǎn) 塔 到 位 后 刀 架 指 定 工 位 把 刀 孔 中 心 線 與 設(shè) 計(jì) 中 心 線 在 豎 直 平 面 內(nèi) 的 偏 差 重 復(fù) 定 位 精 度 是 指 刀 架 各 工 位 反 復(fù) 鎖 緊 多 次 后 的 偏 差 平 均 值 由 于 該 刀 架 轉(zhuǎn) 塔 到 位 前 控 制 刀 架 初 定 位 的 霍 爾 元 件 發(fā) 出 信 號(hào) 使 控 制 電 機(jī) 的 電 磁 閥 斷 電 此 時(shí) 電 機(jī) 內(nèi) 部 的 機(jī) 械 自 鎖 部 件 使 電 機(jī) 停 在 預(yù) 定 位 置 上 所 以 刀 架 具 有 較 高 的 定 位 精 度 和 重 復(fù) 定 位 精 度 3 3 動(dòng)力刀架傳動(dòng)部分方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的車削中心動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架是通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀架抬起動(dòng)作 當(dāng)?shù)?架軸尾部檢測(cè)裝置觸碰到微動(dòng)開(kāi)關(guān) 刀架開(kāi)始轉(zhuǎn)位 而轉(zhuǎn)位動(dòng)作是由圓柱凸輪分度 機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 換刀時(shí)間為 1s 最后一個(gè)動(dòng)作為刀架瑣緊動(dòng)作 由端齒盤(pán)來(lái)進(jìn)行瑣 緊定位 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 14 頁(yè) 3 4 動(dòng)力刀架的分度機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 生產(chǎn)和日常生活中 經(jīng)常需要某些機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng) 從動(dòng)件產(chǎn)生 動(dòng)作 停止 動(dòng)作 的間歇運(yùn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 常用 的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪式間歇機(jī)構(gòu)等 它 們廣泛用于自動(dòng)及半自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu) 送料機(jī)構(gòu) 刀架轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)及包裝機(jī)等機(jī) 構(gòu)中 1 棘輪機(jī)構(gòu)主要由棘輪 棘爪 搖桿 制動(dòng)爪和機(jī)架等組成 按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 可分為具有輪齒的棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)兩大類 其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 轉(zhuǎn)角大小 改變較方便 但它的動(dòng)力不大 且傳動(dòng)平穩(wěn)性差 因此只適用于轉(zhuǎn)速不高的場(chǎng)合 如各種機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)中 2 槽輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)撥盤(pán) 從動(dòng)槽輪及機(jī)架組成 槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)和 內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)兩種 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工作可靠 進(jìn)入和脫離嚙合時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 由于 槽輪的轉(zhuǎn)角大小無(wú)法調(diào)節(jié) 故只能用于定轉(zhuǎn)角的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中 比如電影放映機(jī) 上卷片機(jī)構(gòu)等都是槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的 3 不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通漸開(kāi)線齒輪機(jī)構(gòu)演化而成的 但不同的是輪齒不布 滿整個(gè)圓周 它可分為外嚙合和內(nèi)嚙合兩種 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造方便 從動(dòng)輪的運(yùn) 動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間比例可不受結(jié)構(gòu)的限制 其缺點(diǎn)是從動(dòng)輪在進(jìn)入和脫開(kāi)嚙合時(shí) 都有嚴(yán)重的剛性沖擊 故一般只用于低速 輕載場(chǎng)合 4 凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由凸輪 轉(zhuǎn)盤(pán)及機(jī)架組成的 凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩種 形式 一種是圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng) 另一種是蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 這種凸輪機(jī)構(gòu) 可以通過(guò)調(diào)整凸輪與轉(zhuǎn)盤(pán)中心距來(lái)消除滾子與凸輪突脊接觸的間隙 這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)依靠凸輪輪廓強(qiáng)制刀架作轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于凸輪輪 廓形狀 圓柱凸輪是在圓周面上加工出一條兩端有頭的凸起 輪廓 從動(dòng)回轉(zhuǎn)盤(pán) 相當(dāng)于刀架體 端面有多個(gè)柱銷 銷子數(shù)量與工位數(shù)相等 當(dāng)圓柱凸輪按固定的 旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動(dòng)時(shí) 有的柱銷會(huì)進(jìn)入凸輪輪廓的曲線段 使凸輪開(kāi)始驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)位 與此同時(shí)有的圓柱銷會(huì)與凸輪輪廓脫離 當(dāng)柱銷接觸的凸輪輪廓由曲線段過(guò)渡到直 線段時(shí) 即使凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 回轉(zhuǎn)盤(pán)也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 即完成了一次刀盤(pán)分度轉(zhuǎn)位動(dòng)作 如此反復(fù)下去 就能實(shí)現(xiàn)多次的刀架換刀操作 由于凸輪是一個(gè)兩端開(kāi)口的非閉合 曲線輪廓 所以當(dāng)凸輪正反轉(zhuǎn)進(jìn)均可帶動(dòng)刀盤(pán)正反兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn) 這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)位速度高 精度較低 運(yùn)動(dòng)特性可以自由設(shè)計(jì)選取但制造較困難 成本較高 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 15 頁(yè) 構(gòu)尺寸較大 這種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)可以通過(guò)控制系統(tǒng)中的邏輯電路或 PC 程序來(lái)自動(dòng)選擇 回轉(zhuǎn)方向 以縮短轉(zhuǎn)位輔助時(shí)間 凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是 傳動(dòng)可靠 平穩(wěn) 轉(zhuǎn)盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律 以 適應(yīng)高轉(zhuǎn)速要求 可以改變凸輪曲線槽所對(duì)應(yīng)的 角 改變轉(zhuǎn)動(dòng)與停歇時(shí)間比值 轉(zhuǎn)盤(pán)停歇時(shí) 一般就依靠凸輪棱進(jìn)行定位 不需要附加定位裝置 但凸輪加工要求 精度高 常用于需間歇轉(zhuǎn)位的分度裝置和要求步進(jìn)動(dòng)作的機(jī)械中 如多共位立式半 自動(dòng)機(jī)床工作盤(pán)的轉(zhuǎn)位 輕工業(yè)包裝機(jī)等 9 圖 3 3 圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu) 結(jié)合上述三種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位機(jī)理和特點(diǎn) 并結(jié)合實(shí)際情況 本次設(shè)計(jì)的車削 中心動(dòng)力刀架決定采用間歇分度機(jī)構(gòu) 圓柱凸輪分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) 如圖 3 3 3 5 動(dòng)力刀架動(dòng)力刀具方案設(shè)計(jì) 車削加工中心自驅(qū)動(dòng)動(dòng)力刀具主要由三部分組成 動(dòng)力源 變速傳動(dòng)裝置和自 驅(qū)動(dòng)力刀具附件 鉆孔附件和銑削附件 采用變頻電機(jī)作為其動(dòng)力源 圓柱齒輪 傳動(dòng)作為其變速傳動(dòng)裝置 目前齒輪技術(shù)可達(dá)到的指標(biāo) 圓周速度 v 300m s n 105r min 傳遞的功率 P 105kW 模數(shù) m 0 004 100 mm 直徑 d 1mm 152 3mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 16 頁(yè) 3 5 1 齒輪傳動(dòng)的分類和特點(diǎn) 漸 開(kāi) 線 齒 輪 傳 動(dòng)圓 弧 齒 輪 傳 動(dòng)圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng)平 行 軸 齒 輪 傳 動(dòng) 擺 線 齒 輪 傳 動(dòng)其 他非 圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng)齒 輪 傳 動(dòng) 直 齒 錐 齒 輪 傳 動(dòng)斜 齒 錐 齒 輪 傳 動(dòng)曲 線 齒 錐 齒 輪 傳 動(dòng)交 錯(cuò) 軸 斜 齒 輪 傳 動(dòng)相 交 軸 齒 輪 傳 動(dòng) 準(zhǔn) 雙 曲 面 齒 輪 傳 動(dòng)普 通 圓 柱 蝸 桿 傳 動(dòng)圓 弧 圓 柱 蝸 桿 傳 動(dòng)蝸 桿 傳 動(dòng) 環(huán) 面 蝸 桿 傳 動(dòng)錐 蝸 桿 傳 動(dòng) 其特點(diǎn) 1 瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定 非圓齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比又能按需要的變化 規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì) 2 傳動(dòng)比范圍大 可用于減速或增速 3 速度 指節(jié)圓圓周速度 和傳動(dòng)功率的范圍大 可用于高速 v 40m s 中速和低速 v 25m s 的傳動(dòng)功率可從小于 1W 到 105W 4 傳動(dòng)效率高 一對(duì)高精度的漸開(kāi)線圓柱齒輪 效率可達(dá) 99 以上 5 結(jié)構(gòu)緊湊 適用于近距離傳動(dòng) 6 制造成本較高 某些具有特殊齒形或精度很高的齒輪 因需要專 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 17 頁(yè) 用 或高精度的機(jī)床 刀具和量?jī)x等 故制造工藝復(fù)雜 成本高 7 精度不高的齒輪 傳動(dòng)時(shí)噪聲 振動(dòng)和沖擊大 污染環(huán)境 8 無(wú)過(guò)載保護(hù)作用 3 5 2 齒輪傳動(dòng)類型選擇的原則 1 滿足使用要求 如對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尺寸 重量 功率 速度 傳動(dòng)比 壽命 可靠 性的要求等 對(duì)以上要求應(yīng)作全面的 深入分析 滿足主要的要求 兼顧其他 如 對(duì)大功率長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的固定式設(shè)備 則著重于齒輪的壽命長(zhǎng)和提高齒輪的傳動(dòng)效率 對(duì)短期間歇運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)式設(shè)備 應(yīng)要求結(jié)構(gòu)緊湊為主 對(duì)重要的齒輪傳動(dòng) 則要求 可靠性高 2 考慮工藝條件 如制造廠的工藝水平 設(shè)備條件 生產(chǎn)批量等 3 考慮合理性 先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等 由于本次設(shè)計(jì)的 CK6130 車削中心動(dòng)力刀架動(dòng)力刀具傳遞范圍和切削功率比較 大以及加工的難易程度 為了滿足要求 所以選擇以漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng) 力刀具的旋轉(zhuǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 18 頁(yè) 第 4 章 典型零件的設(shè)計(jì)和選用 4 1 動(dòng)力刀架傳動(dòng)部分 4 1 1 刀架軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 10 1 軸是組成刀架的重要零部件之一 在設(shè)計(jì)當(dāng)中主要考慮的是軸的剛度 而碳鋼 與合金鋼的彈性模數(shù)相差很小 所以通常選用軸的材料 35 和 45 鋼 這里選用的是 45 鋼 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 以改善裝配工藝和保證裝配的精度 2 這次刀架中用到了以下幾種固定方式 1 常用的是運(yùn)用軸肩 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 定位可靠 2 螺母的軸向定位 其定位可靠 裝拆方便 但是會(huì)增加零件的數(shù)量 常用 雙螺母或圓螺母與止動(dòng)墊圈固定 運(yùn)用在軸承的固定上 3 軸套也是用到比較多的 它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 定位可靠 軸不開(kāi)槽 鉆孔等 可以提高軸的強(qiáng)度 4 彈性擋圈其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 緊湊 工藝性好 但是應(yīng)力集中較大 適合軸向力 小的場(chǎng)合 在這里主要用于軸承的固定 5 軸端擋圈裝拆方便可以承受大的軸向力 振動(dòng) 用于軸端固定零件 6 花鍵的縱向固定 其承載能力高 定心性 導(dǎo)向性好 裝拆方便 不過(guò)制 造困難 在這次設(shè)計(jì)中運(yùn)動(dòng)的是矩形花鍵 主要用在分度機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤(pán)與刀架軸 凸輪 的縱向定位中 7 其次平鍵 其承受載荷不大 8 緊定螺釘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 不僅可以縱向定位 還能軸向定位 承受不大的軸向 力 3 由刀架裝配圖可知 刀架主軸的支承方式為兩端游動(dòng)支承 其一端與刀盤(pán)固連 另一端與液壓缸的活塞間隙配合 同時(shí)起到左端支承作用 而軸的中間部位由刀盤(pán) 至液壓缸的方向分別與推力球軸承和從動(dòng)盤(pán)相連 雙列圓柱滾子軸承與滾針軸承起 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 19 頁(yè) 左端支承作用 已知伺服電機(jī)的功率為 0 3kW 電機(jī)轉(zhuǎn)速 n1 1400r min 取圓柱凸 輪效率為 0 96 如圖 4 1 1 先求出刀架主軸上的傳遞功率 轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P33T P2 P 0 3 0 96 0 288kW n3 60 8 7 5r min 30 28950953670T Ngm 2 初步確定軸的最小直徑 由式 可初步估算設(shè)計(jì)軸的最小直徑0PdAn 式中 為系數(shù) 軸的材料不同 則 的值會(huì)不同 0A 為軸傳遞的功率 單位為 kW 為計(jì)算截面處軸的直徑 單位為 mm d 為軸的轉(zhuǎn)速 單位為 n minr 選取軸的材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)表 15 3 取 于是得015A 33min00 28155 47PdA 從而取軸的最小直徑為 dmin 36mm 軸的最大直徑為 dmax 119mm 圖 4 1 刀架軸示意圖 4 1 2 液壓缸的設(shè)計(jì) 4 1 2 1 選擇液壓缸類型 液壓缸按其結(jié)構(gòu)的形式 可以分為活塞缸 柱塞缸和伸縮缸等 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 20 頁(yè) 1 活塞式液壓缸 雙桿活塞缸 缸筒固定的雙桿活塞缸 活塞兩側(cè)的活塞直徑相等 它的進(jìn) 出油位于缸筒兩端 當(dāng)工作壓力和輸入流量相同時(shí) 兩個(gè)方向上輸出的推 力 F 和速度 v 是相等的 這種安裝形式 工作臺(tái)移動(dòng)范圍約為活塞有效行程的三倍 占地面積大 使用 于小型機(jī)械 單桿活塞缸 由于只在活塞的一端有活塞桿 使兩腔的有效工作面 積不相等 因此在兩腔分別輸入相同流量的情況下 活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度不相等 他的安裝也有缸筒固定和活塞桿固定兩種 進(jìn) 出口的布置根據(jù)安裝方式而定 但 工作臺(tái)移動(dòng)范圍都為活塞有效行程的兩倍 11 由于該液壓缸主要用于驅(qū)動(dòng)刀架主軸的直線往反運(yùn)動(dòng) 故選用雙作用單桿活塞缸 4 1 2 2 液壓缸內(nèi)徑 D 和活塞直徑 d 的計(jì)算 計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿直徑都必須考慮到設(shè)備的類型 例如在金屬切削機(jī) 床中 對(duì)于動(dòng)力較大的機(jī)床 刨床 拉床和組合機(jī)床 一定要滿足牽引力的要求 計(jì) 算時(shí)要以力為主 對(duì)于輕載高速的機(jī)床 磨床 珩磨機(jī)和研磨機(jī)等 一定要滿足速度的 要求 計(jì)算時(shí)要以速度為主 由于本刀架的抬起動(dòng)作是在數(shù)控車床脫離切削時(shí)完成 的 因而在換刀過(guò)程中并沒(méi)有承受切削力的作用 所以進(jìn)油壓力不需要很大 此次 設(shè)計(jì)進(jìn)油壓力確定為低壓 0 2 5MPa 然后根據(jù)進(jìn)油壓力查表 20 6 3 可初步選定速 比 1 33 計(jì)算速比主要是為了確定活塞桿的直徑和要否設(shè)置緩沖裝置 速度不宜 過(guò)大或過(guò)小 以免產(chǎn)生過(guò)大的背壓或造成因活塞桿太細(xì)導(dǎo)致穩(wěn)定性不好 可按下式初步選取 d 值 4 1 1 35D 根據(jù)活塞桿側(cè)公式 4 2 2 26 64409 8103 15Fddp 式中 F2 液壓缸的理論拉力 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 21 頁(yè) p 供油壓力 D 缸筒內(nèi)徑 d 活塞桿直徑 根據(jù)式 4 1 和式 4 2 得 D 94 8mm 查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20 6 2 選 D 100mm 再 根據(jù)表 20 6 9 中選得缸筒外徑 D1 121mm 根據(jù)表 20 6 16 選出 d 50mm 4 1 3 碟形彈簧的計(jì)算及選用 10 碟形彈簧是用鋼板沖壓成形的截錐形壓縮彈簧 它有四個(gè)特點(diǎn) 1 剛度大 能以小變形承受大載荷 適合于軸向空間要求小的場(chǎng)合 2 具有變剛度的性質(zhì) 碟形彈簧壓平變形量 h0 和厚度 t 的比值不同 其特性曲 線 也不同 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑 100mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 7 2 2 碟形彈簧的系列 尺寸和參 數(shù)選出彈簧 D 100mm d 51mm t 6mm h 0 2 2mm H0 8 2mm D 彈簧外徑 d 彈簧內(nèi)徑 t 厚度 h0 壓平時(shí)變形量 H0 自由高度 已知上述選用的碟形彈簧參數(shù) 采用對(duì)合組合形式彈簧組合 抬起時(shí)需要承受 載荷 F1 2000 9 8 19600N 如圖 4 3 1 求 f1 由彈簧的直徑比 C 從表 7 2 5 查得96 15 0 dD K1 0 686 K 2 1 211 K 3 1 362 碟簧是無(wú)支承面的 K 4 1 計(jì)算得到 3532042221 610 6780CthEF ND 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 22 頁(yè) FC 彈簧壓平時(shí)載荷 N K1 K2 K3 K 4 計(jì)算系數(shù) 01 10 960 317 2 28 6274ChFft h 根 據(jù) 和 由 圖 查 得 由此變形量 f1 0 28h0 0 28 2 2 0 616mm 總變形量 fz 6 0 616 3 696mm 2 疲勞破壞的關(guān)鍵部位 由 和 C 1 96 從圖 7 2 3 查得疲勞破壞的關(guān)鍵部位在 點(diǎn) 4 0 th 3 計(jì)算應(yīng)力 當(dāng) f1 0 616mm 時(shí) 204231hEtffKKDtt 5224 06 612 061 323 8 8 9aMP 圖 4 3 碟形彈簧示意圖 4 1 4 軸承的選用 1 軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu) 軸承內(nèi)部一般由內(nèi)圈 外圈 滾動(dòng)體和保持架組成 通常稱為四大件 對(duì)于 密封軸承 再加上潤(rùn)滑劑和密封圈 或防塵蓋 又稱六大件 2 軸承分類與特點(diǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 23 頁(yè) 總的可以分為球軸承和滾子軸承兩大類 球軸承分為深溝球軸承 角接觸球軸 承 調(diào)心球軸承 推力球軸承 推力角接觸球軸承 滾子軸承分為圓柱滾子軸承 滾針軸承 圓錐滾子軸承 調(diào)心滾子軸承 推力圓柱滾子軸承 推力滾子軸承 推 力圓錐滾子軸承 推力調(diào)心滾子軸承 刀架軸向所選軸承的特點(diǎn) 深溝球軸承 1 轉(zhuǎn)速高 2 精度高 3 噪聲 振動(dòng)小 4 主要承受徑向載荷 5 也能承受一定軸向載荷 6 制造簡(jiǎn)單 成本低 滾針軸承 1 轉(zhuǎn)速較高 2 能承受較高的徑向載荷 比徑向尺 寸相同的其他軸承承受的徑向載荷大 3 不能承受軸向載荷 4 剛性較高 推力球軸承 1 轉(zhuǎn)速低 2 只能承受單面軸向載荷 3 軸圈和座圈不能傾斜 3 軸承的轉(zhuǎn)速 滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)速主要受容許運(yùn)轉(zhuǎn)溫度的限制 摩擦阻力較低的軸承產(chǎn)生的內(nèi)熱 較小 最適合高速運(yùn)轉(zhuǎn) 只承受徑向載荷時(shí) 深溝球軸承或圓柱滾子軸承的容許轉(zhuǎn)速 最高 但若承受聯(lián)合載荷時(shí) 角接觸球軸承的容許轉(zhuǎn)速最高 12 本次刀架軸從動(dòng)盤(pán)以左使用深溝球軸承和滾針軸承來(lái)承受徑向載荷 右端使用 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 論文 第 24 頁(yè) 推力球軸承來(lái)承受軸向載荷 4 1 5 端齒盤(pán)的選用 4 1 5 1 端齒盤(pán)的應(yīng)用 端齒盤(pán)又稱多齒盤(pán) 細(xì)齒盤(pán) 鼠牙盤(pán) 是具有自動(dòng)定心功能的精密分度定位元 件 廣泛應(yīng)用與加工中心 柔性單元 數(shù)控機(jī)床 組合機(jī)床 測(cè)量?jī)x器 各種高精 度間歇式圓周分度裝置 多工位定位機(jī)構(gòu) 以及其他需要精密分度的各種設(shè)備上 如數(shù)控車床中的多工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 銑床及加工中心用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)及其它分度 裝置中都采用端齒盤(pán)作為精確定位元件 端齒盤(pán)的齒形有直齒和弧齒兩種 直齒端 齒盤(pán)由于加工方便 定位精度及其重復(fù)定位精度高而最受歡迎 端齒盤(pán)實(shí)際上相當(dāng) 于一對(duì)齒數(shù)相同的離合器 其嚙合過(guò)程與離合器的嚙合類似 4 1 5 2 端齒盤(pán)的特點(diǎn) 目前在刀架的定位機(jī)構(gòu)中多采用錐銷定位和端面齒盤(pán)定位 由于圓柱銷和斜面 銷定位時(shí)容易出現(xiàn)間隙 圓錐銷定位精度較高 它進(jìn)入定位孔時(shí)一般靠彈簧力或液 壓力 氣動(dòng)力 圓錐銷磨損后仍可以消除間隙 以獲得較高的定位精度 端齒盤(pán)定 位由兩個(gè)齒形相同的端面齒盤(pán)相嚙合而成 由于齒合時(shí)各個(gè)齒的誤差相互抵償 起 著誤差均化的作用 定位精度高 端齒盤(pán)定位的特點(diǎn) 1 定位精度高 由于端齒盤(pán)定位齒數(shù)多 且沿圓周均布 向心多齒結(jié)構(gòu) 經(jīng)過(guò)研齒的齒盤(pán)其分度精度一般可達(dá) 左右 最高可過(guò) 以上 一對(duì)齒盤(pán)嚙合 3 4 0 時(shí)具有自動(dòng)定心作用 所以中心軸的回轉(zhuǎn)精度 間隙及磨損對(duì)定心精度幾乎沒(méi)有影 響 對(duì)中心軸的精度要求低 裝置容易 2 重復(fù)定位精度好 由于多齒嚙合相當(dāng)于上下齒盤(pán)的