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数控车床四工位回转刀架设计CAD图纸+三维PROE建模+说明书+开题报告

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数控车床四工位回转刀架设计CAD图纸+三维PROE建模+说明书+开题报告

自动回转刀架装配图

目录
第1节自动回转刀架总体设计.........................................1
1.1概述...........................................................1
1.2控车床自动回转刀架的发展趋势...................................1
1.3自动回转刀架的工作原理..........................................2
第2节主要传动部件的设计计算......................................4
2.1蜗杆副的设计计算...............................................4
2.2蜗杆轴的设计...................................................6
2.3蜗轮轴的设计..................................................12
2.4中心轴的设计..................................................13
2.5齿盘的设计....................................................14
2.6轴承的选用....................................................16
第3节刀架体的设计...............................................17
第4节结论.......................................................18
致谢..............................................................19
参考文献..........................................................20
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。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
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。
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1.1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(旋转90°、180°或270°),数控装置发出的换刀指令使霍尔开关中的某一个选通,当磁性板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,插销在弹簧力作用下进入反靠盘地槽中进行粗定位,上刀架体停止转动,电机继续反转,使其在该位置落下,通过螺母丝杆机构使上刀架移到齿盘重新啮合,实现精确定位。
刀架压紧刀架精确定位后,电机及许反转,夹紧刀架,当两齿盘增加到一定夹紧力时,电机由数控装置停止反转,防止电机不停反转而过载毁坏,从而完成一次换刀过程。

部装图

部装图

齿盘

齿盘

电气图

电气图

反靠盘

反靠盘

上刀架体

上刀架体

蜗杆

蜗杆

蜗杆轴

蜗杆轴

蜗轮

蜗轮

下刀架体

下刀架体

中心轴

中心轴

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