CK6130车削中心动力转塔刀架设计与三维制作

XXXX大学

毕业设计说明书

设计Q扣1：1459919609Q扣2：1969043202

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专业：

题目：CK6130车削中心动力转塔刀架设计与三维制作

指导教师：职称:

职称:

20**年**月**日

本科毕业设计(论文)开题报告

学生姓名学号专业

指导教师姓名职称所在院系课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称CK6130车削中心动力转塔刀架设计及三维制作

毕业设计的内容和意义

毕业设计的具体内容：

1、动力转塔刀架的整体结构，换刀的步骤，刀具的传动方式

2、间隙分度机构中圆柱凸轮分度机构的设计和计算(八个工位)

3、单作用液压缸的计算及设计(刀架的轴向力夹紧力)

4、减速电机的选择，变频电机的选择用于刀具的旋转(500-750W,2极)

5、端齿盘的设计及刀位的检测装置选用并掌握其工作原理

6、三维制作及装配

7、撰写毕业论文

本课题研究的意义：

在机械领域中，数控机床解决了很多普通机床所不能加工的复杂、精密的各种零件，有效的提高了生产效率。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织，我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，从数控技术这行业体现出了我国的“效率”和“创新”两大特点，注重科学实验，理论与实际相结合。

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，在转塔刀架本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。国内数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖先进国家的，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，来适应市场，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。

本次设计的动力转塔刀架的刀架抬起和夹紧是通过气液增压缸来实现的，成本比较低，而且自锁可靠、密封性好、安全。刀架转位采用圆柱凸轮分度机构，用单作用液压缸抬起刀架，同时通过碟形弹簧复位压紧；采用端齿盘来进行精确定位；用变频电机通过齿轮传动带动刀具旋转。

目录

前言 (1)

第一章绪论 (3)

1.1国内外数控车床的研究状况与成果 (3)

1.2数控刀架的发展趋势 (4)

1.3数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)

2.1概述 (5)

2.2ATC刀具自动换刀形式 (6)

2.3数控车床刀架的功能、类型和满足的要求 (7)

2.3.1数控车床刀架的功能 (8)

2.3.2数控机床刀架的类型 (8)

2.3.3数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)

3.1调查研究与资料收集 (11)

3.1.1课题的调查研究 (11)

3.1.2资料收集 (11)

3.2动力刀架的整体方案设计与选择 (11)

3.2.1动力刀架的整体方案设计 (11)

3.2.2液压驱动的刀架工作原理 (12)

3.2.3刀架定位精度及重复定位精度 (13)

3.3动力刀架传动部分方案设计 (13)

3.4动力刀架的分度机构方案设计 (14)

3.5动力刀架动力刀具方案设计 (15)

3.5.1齿轮传动的分类和特点 (16)

3.5.2齿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)

4.1动力刀架传动部分 (18)

4.1.1刀架轴的结构设计及计算 (18)

4.1.2液压缸的设计 (19)

4.1.2.1选择液压缸类型 (19)

4.1.2.2液压缸内径D和活塞直径d的计算 (20)

4.1.3碟形弹簧的计算及选用 (21)

4.1.4轴承的选用 (22)

4.1.5端齿盘的选用 (23)

4.1.5.1端齿盘的应用 (23)

4.1.5.2端齿盘的特点 (24)

4.1.5.3端齿盘的设计 (24)

4.2动力刀架的分度机构部分 (25)

4.2.1伺服电机的选用 (25)

4.2.1.1伺服电机的分类 (26)

4.2.1.2伺服电机的一般选择原则 (26)

4.2.1.3伺服电机的选用 (26)

4.2.2凸轮机构的选用及计算 (30)

4.2.2.1凸轮式间歇运动机构的特点及应用 (30)

4.2.2.2圆柱凸轮分度机构参数确定 (31)

4.3动力刀架动力刀具部分 (31)

4.3.1交流伺服电动机的选择 (32)

4.3.1.1概述 (32)

4.3.1.2伺服电机的性能 (32)

4.3.2齿轮设计计算及选用 (33)

4.3.3轴承的选用 (35)

第五章CK6130车削中心动力转塔刀架三维制作 (36)

5.1典型零部件实体制作 (36)

5.1.1刀架轴的实体制作 (36)

5.1.2刀盘的制作 (36)

5.1.3齿轮制作 (37)

5.1.4圆柱凸轮制作 (37)

5.2装配图、剖视图、爆炸图 (39)

第六章总结 (42)

致谢 (43)

参考文献： (44)

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(FMS，CIMS等)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CK6130车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．CK6130车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；5.外文资料的翻译。

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。

第一章绪论

1.1国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。CIL—18晶体管数控系统及Z53K—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GE公司的MCI系统和交流伺服系统，德国西门子VS系列可控硅调速装置，并进行了商品化生产.这些系统可靠性高，功能齐全。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JCS-FMS-1型和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

μ的高精度数控系统，数字仿型数控系统为柔性单联动)，分辨率为0.02m

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I号、中华I号、航天I号和蓝天I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。

1.2数控刀架的发展趋势

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。

1.3数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

2.1概述

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（automatic tool change简称ATC）。

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JCS-013的独立式自动换刀装置到用于TH6350、TH6363、TH6380和TH63100的TB51.02双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JCS-018的气液型鼓轮式自动换刀装置到用于XH715B和XH715C的多凸轮联动型鼓轮式自动换刀装置。特别是用于TH715B和TH715C的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2.5s），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：

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CAD设计。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低制造成本。

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]。

2.2ATC刀具自动换刀形式

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1-1。

表1-1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

2.3数控车床刀架的功能、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，在转塔刀架本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。

2.3.1数控车床刀架的功能

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]。

2.3.2数控机床刀架的类型

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2.1所示。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CK7620P全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，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2.1机床刀架类型结构图2.3.3数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，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0.8—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]。

第三章车削中心动力刀架总体方案设计

3.1调查研究与资料收集

3.1.1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。

3.1.2资料收集

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。

3.2动力刀架的整体方案设计与选择

3.2.1动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

数控4刀位自动回转刀架设计

目录 一、设计任务 (2) 二、总体结构设计 (2) 2.1 减速传动机构的设计 (2) 2.2上刀体锁紧与精定位机构的设计 (2) 2.3刀架抬起机构的设计 (3) 三、自动回转刀架的工作原理 (3) 四、主要传动部件的设计 (5) 4.1 蜗杆副的设计计算 (5) 4.1.1 蜗杆的选型 (6) 4.1.2 蜗杆副的材料 (6) 4.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (6) 4.1.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸 (9) 4.1.5 校核涡轮齿根弯曲疲劳强度 (9) 4.1.6 验算效率η (11) 4.2 螺杆的设计计算 (11) 五、电器控制部分的设计 (12) 5.1 硬件电路设计 (12) 5.1.1 收信电路 (12) 5.1.2 发信电路 (14) 5.2 控制软件设计 (17) 参考文献 (16)

一、设计任务 题目：数控车床自动回转刀架结构设计 任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于C616或C6132经济型数空车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为90W，额定转速1440r/min，换刀时要求刀架转动的速度为30r/min。 二、总体结构设计 2.1 减速传动机构的设计 普通的三项异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当的减速。根据立式转位刀架的结构特点，采用蜗杆副减速时最佳选择。蜗杆副传动可以改变运动的方向，获得较大的传动比，保证传动精度和平稳性，并且具有自锁功能，还可以实现整个装置的小型化。 2.2上刀体锁紧与精定位机构的设计 由于刀具直接安装在上刀体上，所以上刀体要承受全部的切削力，其锁紧与定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端面齿盘，将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。当刀架处于锁紧状态时，上下端面齿相互啮合，这时上刀体不能绕刀架的中心轴旋转；换刀时

C6132卧式车床数控化改造设计——自动回转刀架及其控制电路设计任务书

毕业设计（论文）任务书 题目：C6132卧式车床数控化改造设计——自动回转刀架及其控制电路设计 系名 专业 学号 学生姓名 指导教师 职称 2011年12月5日

一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。） 工作基础：目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，截止到2007年我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。本课题是对于普通的CA6132车床进行数控改造，对于提高我国工业产品的国有化、降低产品造价以及提高产品的国际市场竞争力，都有着十分重要的战略意义。 数控车床为了能够在工件的一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，故须带有自动回转刀架。 研究条件：一台CPU为Intel P4 3.0E,内存为1G的PC机，参考资料可从图书馆及图书馆数据库中获得。 应用环境：应用于回转类零件的数控加工。 工作目的：熟悉车床的组成结构，以及数控改造的实施方法。 二、参考文献 [1] 张建民.机电一体化系统设计（修订版）[M].北京：北京理工大学出版社，2007. [2] 成大先.机械设计手册（第四版）[M].北京：化学工业出版社,2002,25-28. [3] 尹志强等.机电一体化系统设计课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社，2008. [4] 赵松年，李恩光，裴仁清. 机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004. [5] 王燕群，赵志岗，叶金铎，等主编.材料力学[M].天津：天津学出版社，2001. [6] 廖念钊主编.互换性测量技术基础.第三版[M].中国计量出版社，2002. [7] 邱宣怀主编.机械设计.第四版[M].北京：高等教育出版社，2004. 三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。） 设计内容： 设计一台四工位的立式自动回转刀架，适用于C6132经济型数控车床。 包括： （1）减速传动机构的设计；上刀体锁紧与精定位机构的设计；刀架抬起机构的设计。 （2）设计控制刀架自动转位的控制电路。 技术参数： 推荐刀架所用电动机的额定功率为90W，额定转速为1440r/min； 换刀时要求刀架转动的速度为30r/min。 具体要求：

方刀架课程设计说明书

《机械制造技术》课程设计 设计题目：方刀架课程设计 说明书 专业： 班级： 设计者： 指导教师： 年月日

《 课程设计说明书 刀具架机械加工工艺规程及工艺装备设计: 序 言 大二第一学期我们进行了《机械制造技术》课程的学习，并且在大一第一学期进行过金工实习。为了巩固所学知识，在我们进行之后其他各专业课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是作为一次理论联系实际的训练，我们进行了本次课程设计。 通过这次课程设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从中锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们通过认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 一、零件的分析 (一)零件的作用 方刀架是作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率.方刀架的主要功用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。 (二)零件的工艺分析 本零件从零件图可知： 1）该零件为车床用方刀架，中间周圈槽用于装夹车刀，其C 面直接与车刀接触，所以要求有一定的硬度，因此表面淬火40~45HRC 。 2）该零件左端面与车床拖板面结合，并可以转动，φ15019 .00+mm 孔用于刀架定位时使 用，以保证刀架与主轴的位置，其精度直接影响机床的精度。 3）该零件为锻件，在设选定毛胚时锻件尺寸为135mm ×135mm ×82mm ，根据基准重合 和多次加工的原则选择右端面和φ3603 .00+mm 孔定位，保证加工基准的统一，从而保证了工 件的加工精度。

2020年数控车床自动回转刀架机电系统设计参照模板

摘要 自动回转刀架是数控机床的重要组成部分，它有效地提高了劳动生产率，缩短了生产准备时间，消除人工误差提高加工精度和加工精度的一致性等。但是传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。所以为了提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件必须对自动回转刀架进行改进。 本文对数控车床自动回转刀架的机电系统的相关内容进行分析，研究数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。此次主要完成自动回转刀架的机械部分和电气部分的设计。机械部分为对其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件。设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；同时其可靠性更稳定，结抅简单。 关键词: 自动回转刀架，换刀装置，机电系统，电气控制

Design of automatic turret mechanical and electrical system of CNC lathes Abstract The automatic turret is an important part of CNC lathe. It improved labor productivity and shorten the production time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of precision. Though conventional ordinary lathe tool change slowly, low accuracy, low productivity. It cannot adapt to the needs of modern production. Therefore, we must be improved the automatic turret in order to increase productivity, improve product quality and improve working. This rotary tool holder for CNC lathe electrical and mechanical systems related content study, study the composition and working principle of CNC lathes turret and improve the tool changerthe of general machine tools, so that the device has an automatic release, transfer, precision positioning and other functions. This time we should completion of the design of a utomatic turret’s the mechanical parts and electrical parts. Mechanical part is composed of various mechanical calculation and selection of parts, electrical parts is preparation of the turret automatically transfer of the control software, automatic indexing turret. Design of more powerful CNC tool changer, tool changer quickly through the automatic positioning tool can improve the efficiency of CNC lathes and shorten the processing time; while its reliability is more stable, the structure is simpler. Keywords: Automatic turret Tool changer Electro-Mechanical Systems Electrical control I

巧妙检查数控车床转塔刀架的报警

巧妙检查数控车床转塔刀架的报警 2004年1月17日 一、故障现象 日本SUPERTURN4型数控车床12工位转塔刀架转到第一把刀的位置瞬间报警，报警号2001，转塔分度应急报警，刀架已略超过第一把刀位置。 二、故障查找 该车床数控系统采用FANUC—11TE，其2001号报警表示转塔刀架分度产生奇偶检测误差。根据电气梯形图，查出与转塔刀架分度奇偶检测报警有关的接近开关为：刀架原点位置检测开关LS16、刀架奇数位置检测开关LS17、刀架偶数位置检测开关LS15、刀架夹紧检测开关LS05。因此，应着重检查此四个接近开关及微调其感应点位置，确保检测开关正常及感应点位置正确。 首先通过CRT诊断数据画面，检查此四个接近开关输出点信号X11.3（LS17）、X11.4（LS16）、X11.5（LS15）、X11.7（LS05），均能正常通断，说明它们及其线路正常。 其次，针对机床报警时，转塔刀架停在超过第一把刀位置少许的现象，人为挪动刀架原点位置开关LS16的位置，但无论怎样调整，故障依旧。为了调整好开关位置及其工序的准确性，人为减慢刀架转动速度。拆下转塔刀盘，断开电机电源，然后按下刀架转位按扭，用手转动电机风叶，使刀架慢慢转动，并依刀位正确位置调整好各接近开关。当转到第一把刀位置时，刀架自动夹紧，又未报 警。 三、故障分析及处理 为什么三相电机带动转塔刀架转动会报警，而手动转动刀架不会报警。分析电气原理图，可以肯定，问题在于刀架电机刹车上。手动转动刀架到位后，从CRT上能观察到刹车输出点Y0.0有输出。再检查执行刹车的直流电源及继电器，最后发现刹车继电器有一组常开触点不通。调换另一组常开触点后故障排除。 此次故障真正原因是刀架电机因无直流制动刹车，刀架转动惯性使其超过原点位置而引起位置检测报警，而转塔刀架电机带动转位时，转动太快，瞬间即报警，以致只看到位置检测报警表面现象而忽略检查其隐蔽在背后的真正原因，极易误导维修人员的判断。 ……摘自《设备管理与维修》 2003 No12……

车床转塔刀架

ST Lathe Turret Service

Turret at tool and press Emergency Stop 3) Disconnect the air supply from the machine. 4) Discharge the residual air pressure in the turret clamp/unclamp system by triggering the solenoid valve with a small screwdriver or a ball point pen several times until the air pressure has been released. Solenoid valve - manual trigger location Gearbox Disassemble 1) Mark and disconnect turret clamp/unclamp air hoses. Air hose marked with zip ties.

2) Remove the air hose fittings. Note: It is possible that when the fitting is taken out, a short piece of pipe may come out with it. Removing clamp and unclamp fittings. 3) Disconnect the coolant hose and its fittings from the keyed coolant manifold tube. Remove coolant fittings 4) Disconnect turret clamp and unclamp switch connectors. Disconnect all plugs from the connector bracket on the back of the turret, then. Remove the connector bracket from the casting. Disconnect and remove bracket

数控车床4工位自动回转刀架结构设计

目录 目录----------------------------------------------------------------1第1节自动回转刀架总体设计--------------------------------------------------------------2 1.1概述-----------------------------------------------------------2 1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势--------------------------------------------------2 1.3自动回转刀架的工作原理-----------------------------------------3第2节主动传动部件的设计计算-----------------------------------------------------------5 2.1蜗杆副的设计计算------------------------------------------------5 2.2轴承的选用------------------------------------------------------7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

数控机床转塔刀架

自动回转刀架的工作原理 自动回转刀架的换刀流程如图2.1所示。 图2.1自动回转刀架的换刀流程 图2.2表示自动回转刀架在换刀过程中有关的销的位置。其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。 当刀架处于锁紧状态时,两销的情况如图a所示，此时反靠销6落在反靠圆盘7的十字槽内，上刀体4的端面齿和下刀的端面齿处于啮合状态（上下端面齿在图a中未画出）。 需要换刀时，控制系统发出刀架的转位信号，三相异步电动机正向旋转，通过蜗杆副带动螺杆正向转动，与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起，上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开；与此同时，上盖圆盘1也随着螺杆正向转动（上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接），当转过约150度时，上盖圆盘1直槽的另一端转到圆柱销2的正上方，由于弹簧3的作用，圆柱销2落入直槽内，于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来（此时端面齿已完全脱开），如图b所示。 上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中，反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出，而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动，如图c所示。 上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时，发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号，控制系统收到后，立即控制刀架电动机反转，上盖圆盘1通过圆柱销2带动上刀体4开始反转，反靠销6马上就会落入反靠圆盘7的十字槽内，至此，完成粗定位，如图d所示。此时反靠销6从反靠圆盘7的十字槽内爬不上来，于是上刀体4停止转动，开始下降，而上盖圆盘1继续反转，其直槽的左侧斜坡将圆柱销2的头部压入上刀体4的销孔内，之后，上盖圆盘1的下表面开始与圆柱销2的头部滑动。在些期间，上、下刀本的端面齿逐渐啮合，实现定位，经过设定的延时时间后，刀架电动机停转，整个换刀过和结束。

回转刀架

1.3. 结构组成与动作循环 典型的数控转塔刀架一般有动力源（电极或油缸，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）→刀盘放松（抬起）→转位→刀位检测→预分度→精确定位→刀具锁紧→结束，答复信号。 1.4. 技术性能与发展趋势 数控转塔刀架的技术发展很快，现正逐步形成标准定型产品。我国数控转塔刀架标准草案中所规定的主要技术性能如下： 1.4.1. 精度 定位精度要求高，一般要求工位目标位置重复定位精度在4"10" —，刀槽的工作位置定位精度在0.03-0.05mm。各种形位公差为0.020.03mm -。因此定位机构均采用精密多齿盘。先进工艺用浮硬齿面对研,重复定位精度可高达"1另外,刀盘加工趋向用淬火硬磨削,以获得刀槽精度的长期保持性及高的刚度。 1.4. 2. 运转性能 主要是转位时间和转位频率。先进水平一次转位周期0.3—ls,最快己达0.lS。分度频率为600—1000次/h 。 双向转位就近换刀(最短路程换刀)的结构正在开发应用,如双向滚子端面凸轮机构 , 可显著缩短换到周期。为了克服刀盘高速转位引起的惯性冲击,使用恰当的缓冲元件是其发展趋势。 1.4.3. 润滑与密封 目前趋向于开发能终生润滑的产品,即在使用全过程中,不需要用户再采取任何润滑措施。 因工作环境恶劣,对密封性能要求很高,通常规定在刀架体内棋道压力105pa气路 ,浸入装有防锈液的试验箱内,在规定时间内,不得有漏气现象。 1.4.4. 负载能力与刚度

数控转塔刀架的负载能力与刚度,除了与有关零件的尺寸、形状、结构等有关外 , 受刀盘锁紧力影响也很大。一般小型产品锁紧力为3 610N ? 10N左右,高性能产品可达4 以上。 对数控转塔刀架的静刚度目前尚无规范要求,有的企业标准已经提出测详见定, 但缺乏数据指示。对动刚度,动态性能,在生产实践中反映出其影响明显,但也无可靠数据指示提出,这些方面是今后研究开发中的重要方向。 1.4.5 可靠性方面 可靠性是产品性能的综合反映。对转塔刀架目前一般要求平均无故障时间(MTBF)为4 ?次以上,国内产品在设方面亟待提高。 210N 510N ?次,高级的已经达到4 1.5 现代典型数控转塔刀架的结构分析 1.5.1. 液压式 这类刀架用液压缸实现刀盘锁紧,低速大扭矩液压马达驱动刀盘转位。液压缸可获得很大的锁紧力,故刀架刚性很好。该机构适用于重负荷切削,且易双向转位就近换刀,大型数控车床应用较多。 近年已开发出将液压马达和滚珠式预分度机构合为一体的液压分度马达(Index Motor) 。可使刀架简化,重复定位精度可达" ±。刀盘加速时间仅为0.1S,有较好的应 0.1 用前景。 1.5. 2. 液压机械式 这类刀架用液压缸锁紧刀盘,转位和预分度则用点电机通过机械传动装置实现, 如槽轮机构。目前趋向采用动态性能较好的间歇凸轮转位机构。 1.5.3. 电动势 这类刀架以电机为动力源,使用方便,应用最多。主要形式有以下几种：（1）单面凸爪锁紧式 是我国自行开发的小型产品刀盘主轴上固联有单向凸爪离合器的右半。电机经蜗轮传动使主动凸爪(离合器左半)正向旋转,两个半离合器结合,两定位多齿盘觉分开啮合,刀盘转位。到位后反向旋转,刀盘转动被预分度机构的定位销阻止,由于凸爪斜面作用使离合器左右两半分离,使刀盘右移实现定位锁紧。 此形式结构紧凑,但锁紧力靠机构的弹性变形产生,调整较难,主轴刚度不宜大,适用于低速低载,如仪表及床上使用。 （2）双插销反靠式

CK6130车削中心动力转塔刀架设计

优秀设计 本科毕业设计（论文）开题报告 题目：CK6130车削中心动力转塔刀架设计与三维制作 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学生姓名 指导教师

本科毕业设计(论文)开题报告 学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名职称所在院系 课题来源自拟课题课题性质 课题名称CK6130车削中心动力转塔刀架设计及三维制作

毕业设计的内容和意义 毕业设计的具体内容： 1、动力转塔刀架的整体结构，换刀的步骤，刀具的传动方式 2、间隙分度机构中圆柱凸轮分度机构的设计和计算(八个工位) 3、单作用液压缸的计算及设计(刀架的轴向力夹紧力) 4、减速电机的选择，变频电机的选择用于刀具的旋转(500-750W,2极) 5、端齿盘的设计及刀位的检测装置选用并掌握其工作原理 6、三维制作及装配 7、撰写毕业论文 本课题研究的意义： 在机械领域中，数控机床解决了很多普通机床所不能加工的复杂、精密的各种零件，有效的提高了生产效率。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织，我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，从数控技术这行业体现出了我国的“效率”和“创新”两大特点，注重科学实验，理论与实际相结合。 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，在转塔刀架本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。国内数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖先进国家的，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，来适应市场，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。 本次设计的动力转塔刀架的刀架抬起和夹紧是通过气液增压缸来实现的，成本比较低，而且自锁可靠、密封性好、安全。刀架转位采用圆柱凸轮分度机构，用单作用液压缸抬起刀架，同时通过碟形弹簧复位压紧；采用端齿盘来进行精确定位；用变频电机通过齿轮传动带动刀具旋转。

[精编]方刀架工艺课程设计

方刀架工艺课程设计

课程设计 机械制造工艺与夹具 课程设计说明书 设计题目：设计零件的 机械加工工艺规程及工艺装备 （生产纲领：4000件） 班级： 设计者：快快下吧 指导教师：520 评定成绩：100 设计日期：年月日至年月日

目录 设计任务书…………………………………………………………………… 一、零件的分析……………………………………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………………………………… (一)确定毛坯的制造形式………………………………………………… (二)基面的选择…………………………………………………………… (三)制定工艺路线………………………………………………………… (四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… (五)确定切削用量及基本工时…………………………………………… 三、专用夹具设计…………………………………………………………… (一)设计主旨……………………………………………………………… (二)夹具设计……………………………………………………………… 四、课程设计心得体会……………………………………………………… 方刀架 技术要求

1、C面淬火硬度40~45HRC。 2、未注倒角1×45°。 3、材料45。 1、零件图样分析 1）φ15mm孔对基准B的位置度公差为φ0.05mm。2）图中左端面(方刀架底面)平面度公差为0.008mm。3）图中左端面对基准B的垂直度公差为0.05mm。4）C表面热处理40~45HRC。 5）材料45。 2、方刀架机械加工工艺过程卡(表2-49) 表2-49方刀架机械加工工艺过程卡

数控车床自动回转刀架的设计

2013届机械设计制造及其自动化（数控）毕业设计（论文） 毕业设计（论文） 题目数控车床自动回转刀架的设计 1

目录 绪论 (1) 第一章数控车床回转刀架概述................................................................... 1矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 1.1数控车床刀架的介绍 (1) 1.2数控车床刀架的分类 (1) 第二章回转刀架方案选择 (1) 2.1数控车床回转刀架的基本要求 (1) 2.2 立式数控回转刀架的结构特点 (2) 2.3刀架参数的确定 (3) 2.4动力源的选择及方案选择结果 (4) 第三章回转刀架的工作原理及过程 (5) 3.1电动刀架工作原理 (5) 3.2四方刀架的主要构成部分 (5) 第四章回转刀架的设计及计算 (6) 4.1夹紧力的计算 (6) 4.2最大切削扭矩 (7) 4.3单工位换刀时间 (7) 4.4定位精度 (9) 第五章主传动机构的设计和标准件的选取 (10) 5.1初拟传动方案 (10) 5.2选择步进电动机 (10) 5.3蜗轮蜗杆的设计 (10) 5.4中心轴强度校核 (11) 第六章刀架的电气设计 (16) 6.1刀架的电气控制 (16) 6.2回转刀架PLC控制 (17) 第七章总结 (20) 致谢 (20) 参考文献 (21)

2013届机械设计制造及其自动化（数控）毕业设计（论文） 数控车床自动回转刀架的设计 摘要数控机床为了能在工件一次装夹中完成多道甚至所有加工工序，以缩短辅助时间和减小多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种最简单的自动换刀装置，这次设计的自动回转刀架具有转位快，定位精度高，切向扭矩大等特点，原理采用蜗杆传动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 关键词: 数控车床回转刀架特点原理 绪论 毕业设计是培养学生实践的重要环节之一,它是在大学教学课程，机械课程设计，金工实习 3

AK21136X4型数控转塔刀架说明书文档

方圆牌 AK21 136X4型数控转塔刀架技术文件 使用说明书 合格证明书 中华人民共和国 瓦房店机床附件厂

使用说明书 1．产品外形照片 2．主要用途和特点 该刀架是卧式数控车床的功能部件之一，具有四个工作位置，以电动机作动力。 该刀架与数控车床控制系统联用，能完成车床自动加工工件的功能，刀架采用了三齿盘结构，并设有减震装置，刀台旋转时不需抬起，转动平稳，噪音小，刚性好，重复定位精度高。 该刀架改变了传统的外冷却方式，采用内冷却系统，使刀架外观结构更加紧凑，使用更加方便。 发讯元件采用无触点的磁性开关传感器，具有寿命长，动作可靠等优点。还可以通过改变调整垫厚度调整刀尖高度，以适用于不同回转直径的车床使用。 3．基本结构和动作说明： 3.1基本结构见图1 3.2动作说明（参看图1） 动作传动路线是由电动机(1)→传动套(3)→蜗杆轴(4)→蜗轮(7)→螺杆(16)→螺母(14)→传动盘(17)→传动销(13)→夹紧齿盘(12)→连接盘(18)→方刀台(11)（来完成方刀台的松开、转动和夹紧）。 基本动作是主机控制系统发出指令，电动机(1)转动，螺母(14)带动夹紧齿盘(12)升起，传动销(13)与螺杆上的传动盘(17)接合，从而带动夹紧齿盘，连接盘和方刀台一起旋转。当方刀台转动到预先选好的位置时，永久磁铁(19)感应磁性开关(20)发出信号，主机控制系统发出指令，电动机反向旋转，螺母带动夹紧齿盘下降，三个齿盘啮合锁紧后，主机控制系统发出指令，电机停止转动。 4．主要技术参数和外形（参见图1） 见表1

图1 1电动机、2电机座、3传动套、4蜗杆轴、5调整垫、6底座、7蜗轮、8定齿盘、9动齿盘、10定位盘、11方刀台、12夹紧齿盘、13传动销、14螺母、15定位销、16螺杆、17传动盘、18连 接盘、19固定环、20垫、21螺母、22覆铜板、23永久磁铁、24磁性开关、25罩

方刀架程设计说明书

**** 《数控加工工艺》课程设计说明书设计题目：方刀架数控加工工艺课程设计 专业：* * * * 班级：* * * * 学生姓名：* * * * 学号：* * * * 指导教师：* * * * 机电工程系 年月

《数控加工工艺》课程设计任务书

目录 绪论 (1) 第1章零件的分析 (2) 1.1 零件的作用 (2) 1.2零件图分析 (2) 1.3零件分析 (3) 1.4 工艺分析 (3) 第2章毛坯的确定 (4) 2.1确定毛坯余量公差 (4) 第3章工艺规程的拟定 (6) 3.1确定毛坯的制造形式 (6) 3.2 定位基准的选择 (6) 3.3粗基准的选择 (6) 3.4精基准的选择 (6) 第4章切削用量的选择 (7) 4.1确定切削用量 (7) 4.2加工余量与公差 (8) 第5章机械加工过程 (9) 结论 (10) 参考文献 (11) 数控加工工艺过程卡片 (12) 数控加工工序卡片 (14) 程序 (18)

绪论 数控加工工艺课程设计综合了机械制造工艺学和其它专业课知识，充分展现了学生在生产实习中的实践能力。本说明书是关于方刀架的一个简单工艺设计过程，在这次为期两个星期的设计，不仅让我们对所学课程进行了一次全面深入的总复习，而且为毕业设计提供了一次热身的机会，真正实现了理论联系实际。 就我个人而言，在这次设计中，我最大的收获是我懂得了要当一名合格的设计师是多么的不容易，在此谢谢老师和同学们在设计过程中给我的帮助。本课程设计通过方刀架零件图的分析，确定了该零件的毛坯材料及尺寸规格。通过对零件的加工工艺分析，确定了该零件的加工工艺路线，确定了该零件的加工工具，编写了详细的数控加工工艺文件：工艺过程卡片和工序卡片。 由于本人能力和经验有限，难免出现一些错误和不足。望老师指正批评！

数控车床回转刀架的设计论文

图书分类号： 密级： 毕业设计(论文) 数控车床回转刀架的设计 THE DESIGN OF CNC LATHE ROTARY CUTTER 学生姓名王成 学院名称机电工程 专业名称机械设计制造与其自动化 指导教师毛瑞卿 2011年05月27日

徐州工程学院学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 徐州工程学院学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日

摘要 传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。因此，本文对数控车床回转刀架的机电系统的相关内容进行研究，探索数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使一台四工位的立式自动回转刀架数控化，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。 本文主要完成数控车床回转刀架的机械部分和电气部分的设计。机械部分为其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件。设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；同时其可靠性更稳定，结抅简单。 关键词自动回转刀架；换刀装置；机电系统；电气控制

方刀架-工艺课程设计[1]

课程设计 机械制造工艺与夹具 课程设计说明书 设计题目：设计零件的 机械加工工艺规程及工艺装备 （生产纲领：4000件） 班级： 设计者：快快下吧 指导教师： 520 评定成绩： 100

设计日期：年月日至年月日

目录 设计任务书…………………………………………………………………… 一、零件的分析……………………………………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………………………………… (一)确定毛坯的制造形式………………………………………………… (二)基面的选择…………………………………………………………… (三)制定工艺路线………………………………………………………… (四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… (五)确定切削用量及基本工时…………………………………………… 三、专用夹具设计…………………………………………………………… (一)设计主旨……………………………………………………………… (二)夹具设计………………………………………………………………

四、课程设计心得体会………………………………………………………

方刀架

技术要求 1、C 面淬火硬度40~45HRC 。 2、未注倒角1×45°。 3、材料45。 1、零件图样分析 1）φ15019 .00 mm 孔对基准B 的位置度公差为φ。 2）图中左端面 (方刀架底面)平面度公差为。 3）图中左端面对基准B 的垂直度公差为。 4）C 表面热处理40~45HRC 。 5）材料45。 2、方刀架机械加工工艺过程卡 (表2-49)

数控车床自动回转刀架结构设计

设计任务 题目：数控车床自动回转刀架结构设计 任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于C616或C6132经济型数空车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为90W，额定转速1480r/min，换刀时要求刀架转动的速度为40r/min，减速装置的传动比为i=37。 总体结构设计 1、减速传动机构的设计 普通的三项异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当的减速。根据立式转位刀架的结构特点，采用蜗杆副减速时最佳选择。蜗杆副传动可以改变运动的方向，获得较大的传动比，保证传动精度和平稳性，并且具有自锁功能，还可以实现整个装置的小型化。 2、上刀体锁紧与精定位机构的设计 由于刀具直接安装在上刀体上，所以上刀体要承受全部的切削力，其锁紧与定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端面齿盘，将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。当刀架处于锁紧状态时，上下端面齿相互啮合，这时上刀体不能绕刀架的中心轴旋转；换刀时电动机正转，抬起机构使上刀体抬起，等上下端面齿脱开后，上刀体才可以绕刀架中心轴转动，完成转位动作。 3、刀架抬起机构的设计 要想使上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计适合的机构使上刀体抬起。本设计选用螺杆-螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-涡轮带动蜗杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的端面齿相互啮合，因为这时上刀体不能与螺杆一起转动，所以螺杆的转动会使上刀体向上移动。当端面齿脱离啮合时，上刀体就与螺杆一起转动。 设计螺杆时要求选择适当的螺距，以便当螺杆转动一定的角度时，使得上刀梯与下刀体的端面齿能够完全脱离啮合状态。 下图为自动回转刀架的传动机构示意图，详细的装配图在一号图纸上。 三、自动回转刀架的工作原理 自动回转刀架的换刀流程如下图。 图上表示自动回转刀架在换刀过程中有关销的位置。其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。 当刀架处于锁紧状态时，两销的情况如图A所示，此时反靠销6落在圆盘7的十字槽内，上刀体4的端面齿和下刀体的端面齿处于啮合状态（上下端面齿在图中未画出）。 需要换刀时，控制系统发出刀架转位信号，三项异步电动机正向旋转，通过蜗杆副带动蜗杆正向转动，与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起，上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开；与此同时，上盖圆盘1也随着螺杆正向转动（上盖圆盘 1通过圆柱销与螺杆联接），当转过约时，上盖圆盘1直槽的另一端转到圆 柱销2的正上方，由于弹簧3的作用，圆柱销2落入直槽内，于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来（此时端面齿已完全脱开）。

数控车床自动回转刀架的设计

机电一体化 课程设计计算说明书题目：自动回转刀架设计 系： 专业： 学生姓名： 指导教师： 20**年 6 月21日

目录 第1节自动回转刀架总体设计 (1) 1.1概述 (1) 1.2数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)

第1节自动回转刀架总体设计 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

方刀架工艺设计与夹具设计

机制2班工艺与夹具设计 设计要求及分组情况说明 一、设计要求 本课程设计要求每位同学为一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程，为其中的某道不方便使用通用夹具的工序设计一套专用夹具，并编写相应的设计说明书。 具体要求： 产品零件图1张 产品毛坯图1张 机械加工工艺过程卡片（按附表格式填写）1套 机械加工工序卡片（按附表格式填写）1套 夹具装配图1张 夹具主要零件图2-3张 课程设计说明书（不少于15页）1份 说明书要求包括以下内容：封面、目录、设计任务书、正文、设计心得、参考文献（说明书格式参考附件）。同组三人的加工工艺可以相同，但必须选择不同的工序做夹具。完成后装在一个档案袋中。 二、分组情况 课程设计题目来自《机械制造技术课程设计指导书》，按照学号顺序3人一组一题随机分配。如哪个组不想选取我给的题目也可以自选（选择不是指导书上的题

也可），但是不能与其他组的题目相同，最终选题要汇总到学习委员。具体情况如下： 广州番禺职业技术学院 机械制造工艺学

课程设计说明书 设计题目：设计“方刀架”零件的机械加工 工艺规程及工艺装备（生产纲领：4000件） 班级：14机械制造与自动化1班 设计者：林建宁 指导教师：刘杰 评定成绩： 设计日期：2016 年5月30 日至2016 年6月19 日

目录 设计任务书…………………………………………………………………… 一、零件的分析……………………………………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………………………………… (一)确定毛坯的制造形式………………………………………………… (二)基面的选择…………………………………………………………… (三)制定工艺路线………………………………………………………… (四)确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………… (五)确定切削用量及基本工时…………………………………………… 三、专用夹具设计…………………………………………………………… (一)设计主旨……………………………………………………………… (二)夹具设计……………………………………………………………… 四、课程设计心得体会………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………