数控车床自动回转刀架设计
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引言 1
第1章.数控车床自动回转刀架的主要结构的设计 2
1.1数控车床自动回转刀架的设计要求 2
1.2数控车床自动回转刀架的上升装置 2
1.3数控车床自动回转刀架的定位方式 2
1.4数控车床自动回转刀架的工作方案 2
第2章．总体方案的确定 7
2.1减速传动机构的设计 7
2.2上刀体锁紧与精定位机构的设计 7
2.3刀架抬起机构的设计 7
第3章自动回转刀架的工作原理 8
3.1圆柱销的运动位置 8
第4章．主要传动部件的设计计算 11
4.1电动机的选择 11
4.2蜗杆副的设计计算 12
4.2.1蜗杆的选型 12
4.2.2蜗杆副的材料 12
4.2.3按齿面接触疲劳强度设计 12
4.2.4蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 17
4.2.5校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 18
4.3螺杆的设计与计算 21
4.3.1螺距的设计 21
4.3.2螺杆其他各种参数的计算与确定 21
4.3.3自锁性能校核 21
第5章电器控制部分设计 23
5.1硬件电路设计 23
5.1.1收信装置 23
5.1.2发信电路 23
5.2 PLC控制软件设计 24
5.2.2 自动回转刀架PLC控制的梯形图 25
5.2.3自动回转刀架程序 26
设计总结 27
致谢 30
参考文献 31
引言
随着现代数控车床的结构和功能的发展，普通车床的”一床一刀”的结构已经远远不能满足现代零件加工的需求。过去生产的零件精度要求不高，生产的数量不大，而且人力资源丰富，成本低，可以满足生产的进度，但随着现代化机械产生，在满足生产要求的前提下，提高机械的生产效率成为各个工厂的第一要务，高效率就代表着高收益，高度自能化是现代生产的趋势，是节约人力和物力的最简单的方式。现代数控车床采用多种不同的刀具同时在数控车床的刀盘上使用，达到自动换刀的目的。数控车床的刀具比普通的车床有一下几种优势：
1.数控刀具具有很高的可靠性，可靠性高能减少换刀的时间，防止废品的产生和损坏机器设备，数控刀具的可靠性也是自动化加工系统的基本要求之一。
2. 切削性能好 良好的切削性能能满足高速度，高刚度，大功率的生产要求，提高生产效率，使生产更具有竞争力。
3.生产效率高 数控车床自动回转刀架充分发挥了数控机床的高效率的特点，采用“工序集中”的原则，最大化的减少换刀时人工参与的时间。
普通的车床在加工的过程中，对于复杂的零件加工，要多次换刀，换刀后还要对刀，速度慢而且精度不高，大量的时间浪费在辅助步骤上，真实的加工时间很少，效率低。数控车床的发展正朝着一次装夹中完成多工序的加工，自动换刀装置是满足这一需求的必须装置，自动换刀装置缩短了换刀的时间，刀具的重复定位精度高，换刀的安全性高，结构简单，维修方便，特别是对于大批量的零件生产，可以节约大量的时间。
第1章.数控车床自动回转刀架的主要结构的设计
1.1数控车床自动回转刀架的设计要求
1.设计的自动回转刀架能实现自动换刀的目的；
2.能满足生产的精度；
3.生产的成本低；
4.操作简单，安全性好；
5.维修方便；
1.2数控车床自动回转刀架的上升装置
自动回转刀架的上升装置有以下几种：
1.螺旋上升式 螺旋上升式可靠性高，稳定性好，操作简单。
2.凸台式 上升的速度快，节省时间。
3.电磁式 实用性一般，费用高。
4.液压式 力度大，但是工作的环境差。
1.3数控车床自动回转刀架的定位方式
定位的方式一般有齿盘式、定位销式、电磁式。现在用的最多的是齿盘式。
1.4数控车床自动回转刀架的工作方案
车床设计的是四工位立式自动回转刀架，主要是对外圆轴的加工，其设计的方案有一下几种：
1）螺旋转位刀架
图1 螺旋转位刀架
结构：主要有三相异步电动机、联轴器、蜗杆副、螺杆螺母副、发信盘、推力轴承、端面齿盘、反靠齿盘、圆柱销、上盖圆盘、上刀体
优点：通过定位销定位，定位精确，零件的制造简单，成本低，维修方便。
2) 十字槽轮转位刀架图2 槽轮转位刀架
结构：主要有三相异步电动机、十字槽轮、上刀架、销钉、蜗轮副、发信盘、联轴器。
工作原理：控制系统发出信号，电动机通过蜗轮副带动拨盘旋转，当拨盘上的销钉未进入十字槽的径向槽时，十字槽轮的内凹弧被拨盘上的外圆弧锁住，十字槽轮静止不动，当拨盘上的销钉进入十字槽轮的径向槽内时，十字槽轮的锁止弧松开，拨盘继续转动，拨盘上的销钉带动十字槽轮转动，当销钉从十字槽轮中脱出时，十字槽轮上的另一内凹锁止弧又被拨盘上的外凸圆弧锁紧，十字槽轮有静止不动，直到销钉再次进入十字槽轮的径向槽内，随着拨盘的连续转动，十字槽轮作周期性的间隙运动，销钉每旋转一周 ，十字槽轮旋转90°，十字槽轮带动刀架旋转90°。
优缺点：十字槽轮机构具有结构简单、工作可靠性高、转位快、销钉进入和脱出径向槽时稳定性好等优点，但是十字槽轮机构制造和装配精度要求很高，而且槽轮转角大小不能调节，存在一定的柔性冲击。
3) 凸台棘爪式转位刀架
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