毕业设计 XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计_机械论文

　　毕业设计 XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计，共37页，19293字
　　摘要本论文介绍的是XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计.刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置，其整过换刀过程比较复杂。首先把加工过程中需要使用的全部刀具安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸预调后，按一定的方式装入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。因为XKA5032A/C数控立式升降台铣床外形及其他性能参数等均与THK6363型自动换刀数控镗铣床相似，所以本机床的自动换刀装置的设计将仿效THK6363型自动换刀数控镗铣床换刀装置，设计成采用轴向放置的鼓盘式刀库形式和回转式双臂机械手组成。
　　刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错。加工时按顺序调刀。适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。
　　两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。
　　关键词：数控铣床；自动换刀装置；刀库；换刀机械手
　　
　　目录
　　 I
　　摘要 ………………………………………………………………………………………I
　　 Abstract ………………………………………………………………………………………II
　　 1 绪论 1
　　 1.1 数控机床知识 1
　　 1.2 数控铣床的分类 1
　　 1.2.1 数控立式铣床 1
　　 1.2.2 卧式数控铣床 2
　　 1.2.3 立、卧式两用数控铣床 2
　　 1.3 数控铣床的结构特征 2
　　 1.3.1 数控铣床的主轴特征 2
　　 1.3.2 控制机床运动的坐标特征 3
　　 1.4 数控铣床的主要功能及加工对象 3
　　 1.4.1 数控铣床的功能 3
　　 1.4.2 自动换刀装置（ATC）及其形式 3
　　 1.4.3 自动换刀装置应当满足的基本要求 5
　　 2 总体方案的确定 5
　　 2.1 XKA5032A/C数控立式升降台铣床及其主要参数 5
　　 2.1.1 其主要结构特点 6
　　 2.1.2 其主要规格及技术参数 6
　　 2.2 初定其自动换刀装置的设计参数 7
　　 2.3 确定其自动换刀装置的形式 7
　　 3 刀库的设计 8
　　 3.1 确定刀库容量 8
　　 3.2 确定刀库形式 9
　　 3.3 刀库结构设计 9
　　 3.4 初估刀库驱动转矩及选定电机 11
　　 3.4.1 初选电动机与降速传动装置 11
　　 3.4.2 初估刀库驱动转矩 11
　　 3.5 刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计 11
　　 3.6 刀库驱动转矩的校核 15
　　 3.7 花键联接的强度计算 15
　　 3.8 夹紧机构插销剪切强度的校核 16
　　 3.9 确定刀具的选择方式 16
　　 3.10 刀库的定位与刀具的松夹 17
　　 4 刀具交换装置的设计 18
　　 4.1 确定换刀机械手形式 18
　　 4.2 换刀机械手的工作原理 19
　　 4.3 机械手的自动换刀过程的动作顺序 20
　　 4.4 机械手回转轴4上的齿轮齿条设计 21
　　 4.5 自动换刀装置的相关技术要求 21
　　 4.5.1 主轴准停装置 21
　　 4.5.2 换刀机械手的安装与调试 22
　　 4.6 自动换刀程序的编制 22
　　 5 自动换刀装置的控制原理 23
　　 5.1 自动换刀装置的液压系统原理图 23
　　 5.2 自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 24
　　 6 典型零件的设计 24
　　 6.1 联轴器 24
　　 6.1.1 联轴器的选用 25
　　 6.1.2 联轴器的校核 25
　　 6.2 选择离合器的类型 25
　　 6.3 蜗杆蜗轮传动设计的一些相关技术要求 25
　　 6.4 托架的设计 25
　　鸣谢 26
　　参考文献 28

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