[机械仪表]数控车床回转刀架结构设计及控制电路设计

河南机电高等专科学校毕业设计说明书河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目：数控车床回转刀架结构设计及控制电路设计系 部 机电工程系 专 业 机电一体化 班 级 机电091班 学生姓名 刘海钦 学 号 080212131 指导教师 xxx 2012年 5月 4 日摘 要数控机床为进一步提高生产率，压缩生产时间，已逐步发展为在一台机床上依次装夹完成多工序或全部工序加工。为完成对工作的多工序加工而设置的存储及变更刀具的装置称为自动换刀装置。数控车床上使用的回转刀架也是一种简单的自动换刀装置。根据不同的使用对象，刀架可设计为四方形、六角形等形式。回转刀架可安装四把、六把等，并按数控装置发出的脉冲指令回转，换刀。关键词：自动换刀装置、回转刀架、四方形、回转、换刀Abstractthe numerically-controlled machine tool to further raise the productivity, the compression productive time, has developed gradually for the attire clamps in turn on an engine bed completes the multi-working procedures or the complete working procedure processing. In order to complete the memory which establishes to the work multi-working procedure processing and change cutting tools installment to be called trades the knife installment automatically. On the numerical control lathe uses the turret saddle is also one kind simple trades the knife installment automatically. acts according to the different user, the tool rest may design is four forms and so on square shapes, hexagon. The turret saddle may install four, six and so on, and pulse instruction rotation which sends out according to the numerical control installment, trades the knife. key word: Trades the knife installment, the turret saddle, four square shapes, the rotation, to trade knife automatically目录引言1 1数控车床回转刀架概述 21.1 数控车床刀架的介绍 21.2 数控车床刀架分类22 回转刀架方案选择42.1 数控车床回转刀架的基本要求42.2 立式数控回转刀架的结构特点42.3 刀架参数的确定42.4 动力源的选择及方案选择结果53 回转刀架的工作原理及过程63.1电动刀架工作原理63.2 四方刀架的主要构成部分64 回转刀架的设计及计算84.1 夹紧力的计算 84.2 最大切削扭矩84.3 单工位换刀时间84.4定位精度95 主传动机构的设计和标准件的选取105.1 初拟传动方案105.2 选择步进电动机105.3 蜗轮蜗杆的设计 115.4 中心轴强度校核 136 刀架的电气设计206.1 刀架的电气控制206.2 回转刀架PLC控制217三维立体图的生成24 7.1 Pro/ENGINEER简介24 7.2 Pro/ENGINEER功能与特点24 7.3 回转刀架立体图生成248安装调试和精度检验298.1 安装调试298.2 精度检验29 8.3 故障及排除309 毕业设计感想32 结论33 致谢34 主要参考文献35 附录36附录一 回转刀架自动换刀装置梯形图附录二 电气原理图引言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，金工实习等教学环节的基础上进行的。毕业设计的主要目的是培养我们综合运用所学基础知识、专业知识和专业技术知识及技能来分析、解决一般工程技术问题，使我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序规则和设计方法，为走上工作岗位打下一定的基础。通过毕业设计能进一步扩大和深化自己所学的基础知识、基本理论和基本技能，提高自己的设计计算能力、制图能力，是我们懂得如何编写技术性文件，正确使用技术资料、手册及相关的工具书，更能培养我们严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。从而实现从学生向工程技术人员的过渡。本设计题目为“数控车床回转刀架结构设计及控制电路设计”，它是根据实际情况，针对用户需求而提出的毕业设计，是一次综合性、应用性、和实践性强的设计过程。本次设计得到陈新亚及其他老师的悉心指导，并提出了许多宝贵意见和建议，在此深表感谢。由于本人设计能力有限，实践经验不足，本设计中错误、不妥之处再所难免，敬请各位老师批评指正。1数控车床回转刀架概述1.1 数控车床刀架的介绍 数控车床主要有主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动装置及数控系统组成。数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动环境发挥了重要作用，传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀速度缓慢，换刀后还需重新对刀而且精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要，因此必须对车床的换刀装置进行改进，为了能在工件的一次装夹中完成多个工序加工，缩短加工辅助时间，减少因多次安装引起的加工误差，充分发挥数控车床的加工效率，采用“工序集中”的原则，采用自动回转刀架。数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置，自动回转刀架在一定空间范围内，能自动执行松开、转位，精密定位等一系列动作的一种机构。 1.2 数控车床刀架分类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。对于回转刀架，根据装刀数量不同，自动回转刀架分为四工位、六工位、八工位等；根据安装方式不同，自动回转刀架分为立式和卧式。本文设计的为四工位立式回转刀架。 图1-1 刀架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.2 回转刀架方案选择2.1 数控车床回转刀架的基本要求数控车床回转刀架的基本要求：（1）四工位立式。（2）转位准确可靠，各种平稳安全。（3）按最短路线就最近选位，转位时间短。（4）重复定位精度高。（5）防水、防屑、密封性优良。（6）夹紧刚度高，适宜重负荷切削。CK6140为经济性数控车床。其设计的刀架可与数控车床的数控系统接口相连接，又可配置简易的数控系统，辅助主机完成轴类、盘类等零件的车外圆、端面、圆弧、刀槽、车螺纹、镗孔的加工工序。按照数控车床回转刀架的基本要求和CK6140车床的实际情况，本设计初选刀架为简易型四工位电动机回转刀架。2.2 立式数控回转刀架的结构特点 立式数控回转刀架的结构特点： 设置端齿盘作精定位元件。采用霍尔开关（无触电霍尔元件）作信号传输控制，避免了机械接触延长了使用寿命。 可以借助双重粗定位机构，使刀架回转平稳。 具有防水防滑作用。2.3 刀架参数的确定 中心高：中心高是数控车床回转刀架的主要参数。国外生产的卧式数控车床回转刀架的中心高一般与40200共八个规格。国内生产的立式数控车床回转刀架的中心高一般51-245共八个规格（具体参见表.3.15-4-3.15-7）。故参照烟台机车附件厂生产的AK21110-4M型回转刀架，初选中心高为110。其型号及具体规格如表21：表21型号中心高mm工位数单工位时间 s刀架转速r/min最大切力矩电动机功率W电动机转速r/min最大载重kg重复定位精度mm外形尺寸mmAK21110-4M11042.525.445012014002823672002302.4 动力源的选择及方案选择结果驱动回转刀架的动力可分为电动机传动和液压传动两类。一般情况下只在卧式数控机床回转刀架中使用液压传动，而其余均为电动刀架，故对CK6140在选用时应取电动机作为回转刀架的动力源。通过对数控车床回转刀架的基本要求，结构特点，动力源及基本参数的分析，可以得出CK6140回转刀架的设计方案如下：(1) 立式简易型。(2) 伺服电动机直接驱动。(3) 中心高为110mm，工位数为4。(4) 采用霍尔开关作为信号传输控制元件。(5) 转位时刀架需要抬起，高度为5mm。42 3 回转刀架的工作原理及过程3.1电动刀架工作原理系统发出换刀信号，刀架电机正转继电器动作，电机正转，通过减速机构和升降机构将上刀体上升至一定位置，离合盘起作用，带动上刀体旋转到所选择刀位，发讯盘发出刀位信号，刀架电机反转继电器动作，电机反转，完成初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成精确定位，并通过升降机构锁紧刀架。3.2 四方刀架的主要构成部分图31四方刀架零件图1-直流伺服电机；2-联轴器；3-蜗杆轴；4-涡轮丝杠；5-刀架底座；6-粗定位盘；7-刀架体；8-球头销；9-转位套；10-电刷座；11-发信体；12-螺母；1314-电刷；15-粗定位销 上图所示为四方刀架零件图，其工作过程为：刀架抬起-刀架转位-刀架定位-夹紧刀架。 刀架抬起 当数控装置发出换刀指令后，电动机1启动正常，通过套筒联轴器2使蜗杆轴3转动，从而带动涡轮丝杠4转动。刀架体7的内孔加工有螺纹，与螺纹丝杠旋合，涡轮与丝杠为整体结构。涡轮丝杠内孔与刀架中心轴式间隙配合，在转位换刀时，中心轴固定不动，涡轮丝杠绕中心轴旋转。当涡轮开始转动时，由于刀架底座5和刀架体7上的端面齿处在啮合状态，且涡轮丝杠轴向固定，因此刀架体7抬起。 刀架转位 当刀架体抬至一定距离后，刀架底座5和刀架体7的端面体脱开，转位套9用销钉与涡轮丝杠4联接，随涡轮丝杠一同转动，当端面齿完全脱开时转位套正好转过160，球头销8在弹簧力的作用下进入转位套9的槽中，带动刀架体转位。 刀架定位刀架体7转动时带动着电刷座10转动，当转到程序指定的刀号时，粗定位销15在弹簧力的作用下进入粗定位盘6的槽中进行粗定位，同时电刷13接触导体使电动机1翻转。由于粗定位槽的限制，刀架体7不能转动，使其在该位置垂直落下，刀架体7和刀架底座5上的端面齿啮合实现精确定位。 夹紧刀架 电动机继续反转，此时涡轮停止转动，蜗杆轴3自身转动，当两端面齿增加到一定夹紧力时，电动机1停止转动。译码装置由发信体1314组成，电刷13负责发信号，电刷14负责位置判断当刀架定位出现过位或不到位时，可松开螺母12，调好发信体11与电刷14的相对位置。刀架在正向旋转的过程中不停的对刀位输入信号进行检测，如下图所示，每把刀具各有一个霍尔位置检测开关。各刀具按顺序依次经过发磁体位置产生相应的刀位信号。当产生的刀位信号和目的刀位寄存器中的刀位相一致的时候，PLC认为所选刀具已到位。4 回转刀架的设计及计算4.1 夹紧力的计算数控转塔刀架大多采用端面齿盘副来实现精定位，使刀架具有足够的夹紧刚度是数控转塔刀架设计中的一项重要内容。而夹紧力的计算可由下式计算：式中： 查阅CA6140车床的参数，把各项代入，计算得4.2 最大切削扭矩 回转刀架的最大切削扭矩与机床的最大切削力有关，查阅CA6140的技术资料估算最大的切削力为450Nm。此数据参考于烟台机床附件厂AK21110-4M型数控回转刀架。 4.3 单工位换刀时间 单工位换刀时间与刀架的转速，松开速度和夹紧机构的配合有关。 T =t1t2t3t3t4t5t6 其中：t1 刀架正转时间； t2 升降机构动作时间； t3 粗定位动作时间； t4 电动机反转时间； t5 刀架座下降并刹紧完成时间； t6 继电器延长时间。 由上式可以了解到单工位换刀时间与各个机构的设计和配合有极其密切的关系。参考烟台机床厂生产的AK21110-4M型机床，初选换刀时间T=2.53s，符合技术要求。4.4定位精度 回转刀架的重复定位精度关系到零件的加工精度，由此知精度也是关系机床质量的主要技术指标。按照CK6140普通车床的参数，初步确定回转刀架的精度为0.005mm。此数据参考了国内大部分厂家生产的电动刀架参数，在这参数的指导下设计的电动回转刀架在制造技术和结构性能上已经比较完善和成熟，能满足CK6140的各项加工指标。5 主传动机构的设计和标准件的选取5.1 初拟传动方案参考烟台机床附件厂生产的AK21110-4M电动回旋刀架的刀架转速n=25.5rmin，电动机的转速为1400rmin，试确定传动比i140025.4=55。故选用具有较大传动比的蜗杆传动。5.2 选择步进电动机电动机所需要的功率 P=式中T(Nm)-输出转矩，nw(r/min)-电主轴所需要转速。由以上计算初选电动机功率为120200w.确定步进电动机由p=120200w可查得列表4.8-16，比较如下列表5-1。表5-1型号齿距角最大静转矩最高空载启动频率（步/秒）运行频率（步/秒）相数电压 V电流 A外径 长度重量45BF0033/6231001200360245820.3870BF0011.5/3440016005603.570901.690BF0031.5/320150080003605901254.2 注：该表查阅于李洪主编式样机车设计手册，辽宁科学技术出版社。其中，最大静转矩单位： 考虑到步进电动机与联轴器的配合及合理安装尺寸，在其满足功率的前提下优先选择尺寸较小便于安装，拆卸，清理，维护的型号，比较三个型号的功率如下：45BF003,P=120W; 70BF001,P=210W; 90BF003,P=300W.再比较三者的外径和安装尺寸45BF003型号步进电动机明显优越与后者，故综合考虑选择45BF003型号步进电动机比较合适。选择45BF003型号步进电动机后，对照列表4.8-17选取步进电动机配用的驱动电源型号为。5.3 蜗轮蜗杆的设计 选择蜗杆传动类型，精度等级:8CGB1008988。 由于传动的功率不大，速度也不高，故选用阿基米德蜗杆传动，精度为： 选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大。速度中等，故蜗杆用45号钢表面淬火，硬度为4555HRC，考虑到工作的延续，蜗轮边缘采用铸锡磷青铜，ZcuSn10P1金属模铸造。 初选几何参数 由表844当中心距a=50，传动比=51时， Z=1 Z2= Zi=51 确定许用应力 由表849知当蜗轮材料为铸青铜时， =ZZ; 由表查得 =220Mp; 由表849查得滑动速度vs=7075m/s; 采用浸油润滑，由图842查得 Z=0.87; 根据表844，N=60nt设计工作寿命t=1200小时，求得 N=N=60nt=601200=1.9710根据N=1.9710，由图查得Z=0.81，许用应力为 =ZZ=2200.870.81=155 Mp计算蜗轮输出转矩T估算传动效率 （1003.5）100=（1003.5）100=75 T=9550=9550=31.31Nm求载荷系数k 由表849知 K=kkkkkk;设v时，k=1;查表8412，八级精度时，k=1；由于连续运转，由图845得；k=1；由表8413查得；由表k=1.52查得；由表8414查得k=1.15；由表846查得k=0.75 K=1111.521.150.75=1.311确定m和d mdkT=1.31131.31=51查表842主要尺寸计算蜗杆分度圆直径：d=20蜗轮分度圆直径：d=mZ=1.651=81.6圆整取蜗轮分度圆直径为82，则中心距： a=0.5（d+ d+2xm）=0.5（20+82+0）=51 注：其他尺寸可以按照表846计算。蜗轮齿面接触强度校核由表849， =由于几何参数已经给定，故k与T可按已知的几何参数重新计算 V=1.47m/s （r由表842查得）又由表8415用插值法查得p，则蜗轮副齿合的效率为 取轴承效率，搅油及溅油效率，则蜗杆传动的总效率为： 由此可得：T=9550由于v3m/s，由表849取，则k K=1111.52 1.15 0.75=1.311将此时的k与T代入蜗轮齿面接触强度校核公式，得： 显然，所以满足接触强度要求。散热计算由式得，传动损耗的功率为： =1000(1)=10000.12（10.883）=14W由和设计要求可导出： A考虑到通风良好，取k=15w/m，t,则 A若蜗杆减速散热的计算面积A不满足以上条件，可以采用强迫冷却方法或增加散热计算面积的方法来满足散热要求.5.4 中心轴强度校核 选材及轴向固定方法 由于中心轴速度较低，传动力矩不大，故选用一般钢材45号钢（217-255HBS）调质.中心轴与蜗轮在轴向固定上采用紧固螺钉固接方式，固定螺钉用孔的形式和尺寸(Q/ZB14673)。 轴向的估算查表3.102得：d-危险断面的轴径，计算圆整后参见；p-计算轴传动的额定功率；p-电动机额定功率；-从电动机到该轴的传动效率；-轴的计算转速。 参加表，圆整后选取轴的直径d=28.0mm。零件在轴上的轴向固定方法该轴与零件间距小，低速轻载，故选用结构简单，定位可靠的轴套定位。轴的弯曲强度验算 挠度验算 y-验算部位计算挠度值；-允许挠度值； -验算部位计算转角值；-允许转角值； 由于轴两端均为固定，故其类型为“两端狡支架”，且轴在蜗轮的安装处受径向力和扭矩最大，其载荷和内力分布如图4-1所示。AC段: CD段:BD段:查表(红)得转角值验算查表(红)3.106得:查表3.107(红)得中心轴各段长度的分配该轴各段直径相差不大，计算精度要求不高，极可以把该轴看作等径轴。直径可以取各段直径之和除以段数得到平均值。中心轴扭转刚度的验算 查表3.10-9得, 故扭转刚度符合要求。联轴器的选择常用联轴器已标准化，在选用时可以根据载荷特点，工作情况和条件合适的类型，再根据轴传递的转矩及参数选择。(Nm)式中：-联轴器公称转矩Nm；T-轴传递理论转矩Nm;p-驱动功率KW;-工作转速r/min;k-工作系数，查表3.13-2（红），可知k=1.5:2.5取k=2 (Nm) 该联轴器是连接步进电动机和蜗杆的，在工作过程中可以有轻微震荡，且频繁启动，故选用有弹性元件的挠性联轴器，如TL，HL，ZL，型。试选三个类型进行比较如表5-2。表5-2名称型号转矩范围转速范围补偿量角向a轴向径向弹性套柱 销联轴器TL6.3160008800800/0.20.6TLL125160003801000/0.30.6弹性轴销联轴器HL7100630710063030.10.25HLL560071056007102.50.10.25弹性柱销联轴器EL40004604000460.55.00.30.5综合比较后，根据回转刀架的传动特点和运动特性而选择TL型联轴器。弹簧的选择在该设计中弹簧的主要作用是：在回转刀架的回刀的过程中，刀架抬起使弹簧拉伸。在刀架正常转位后，弹簧回复到原来的状态，其拉伸范围不大受到的拉伸力亦不大。在选用时应保证：在交变和冲击载荷下，其应力不超过其屈服极限。因而对材料要求具有较高的疲劳强度。屈服极限和一定的冲击任性。冷卷弹簧多用冷拉并经过热处理的优质碳素弹簧钢，卷后不再淬火，只需经过低温回火以消除内应力即可。热卷弹簧完成后必须先淬火再经回火处理。如表5-3，以供选材。 表5-3钢号 淬透尺寸 钢号 淬透尺寸 碳素弹簧钢75030 65155045 60256550由上表可得出选择弹簧材料时65较合适，具体选择时可参考表7-1-5中选取标准号YB/T5103（GB4360） 轴承的选择 初选轴承型号 根据已经轴的直径和工作条件初选C1803型轴承。 由表5-1-49查得 e=0.4 Y=1.5 因为，s416.7N 所以， 计算两轴承的当量载荷：、 轴承：e=0.4 由表5-1-20查得：， 轴承I在工作中少许冲击，故p 由表5-1-19，取 p=1.52800=4200N 轴承：e 由表5-1-20查： ， 轴承在工作中中等冲击，故 计算轴承寿命 因为，故计算时按值计算， L20000h 注：设寿命为20000h 同理可选择并校核中心轴轴承，并根据工作条件和轴直径初选61805型，校验过程同上，可得出结论：该型号的深沟球轴承可满足需要。 选择霍尔元件 电压：式中：-霍尔系数； I-控制电流（mA）: B-磁感强度； n-载流子浓度； q-电子电荷量； u-迁移率霍尔元件敏感层的几何形状对霍尔电压有一定的影响。当霍尔长度L与宽度b的比值变小时，由于控制电流端引起霍尔电压端短路效应，将变小。考虑到回转刀架中位移检测的需要以及各霍尔元件特点，比较后用开关型硅集成霍尔元件，其参数如下表5-4表5-4磁通密度电源电压（v）电源电流（I）输出电压输出电压LHHLLH-35+7.5405247134电源电压25另考虑到工作环境及耐用度，在选择霍尔元件的霍尔圈时，材料应选择铝合金，强度高，耐腐蚀，耐高温，还可以很好的保护霍尔元件。离合器的选择根据电动回转刀架的具体工作环境，初选离合器为牙嵌式离合器。次类型离合器靠牙齿间相互齿合传递扭矩，结构简单，体积小，没有相对滑动，但运动中结合有冲击和噪音，适合低速或静态下离合。6 刀架的电气设计6.1 刀架的电气控制刀架电气控制基本组成 刀 架 刀 架 电 机 接触器 继电器 线路 CNC PLC 执行信息 指令信息 检 测 与 霍 尔 元 件 图6-1刀架电气控制基本组成（2）刀架电气控制原理如图6-2所示AC380V AC22OV 系统I/O模块 QF1SQ1FRKA1KA2KM1QF1 24V01号刀2号刀3号刀4号刀+24E0X 2.1X2.2X2.3X2.424EX 2.7X2.5X2.6 Y2.4Y2.5DOCCOMMKA1KA2KM2KM1KM2M3 KM1 KM2 +24V 0V图6-2刀架电气控制原理图 6.2 回转刀架PLC控制（1）自动回转刀架换刀流程刀架电机正传蜗杆正传上盖圆盘旋转上刀抬起端面齿错开圆柱销落入上盖上刀体旋转到位回答刀架电机反转蜗杆反转上下齿盘合紧销定位上刀体下降，粗定位精定位延时锁紧电动机停转图63自动回转刀架换刀流程(2) 自动回转刀架换刀流程图 开始换#N刀Y刀架电机停转#N刀转到工作位置吗#N刀在工作位置吗刀架电机正转NNYN稍作延时刀架电机反转延时锁紧延时时间到否换刀结束YN图6-4自动回转刀架换刀流程图(3)梯形图 (附录一) 附录一为回转刀架PLC控制梯形图。图中的1、2、3、4号刀为实际刀号检测输入信号地址，通过数据传输指令（MOV-W）把当前实际位置的刀号写入到地址MD104中。通过比较指令把当前位置的刀号（D302中的数值）与程序的T码选刀刀号进行比较，如果两个数值相同，则T码辅助功能结束（说明程序要的刀号与当前实际刀号一致）；如果两个数值不相同，则进行分度控制。通过比较指令与数字0和数字5进行比较，如果程序指令的T码为0或大于5时，系统要要T码错误报警信息显示，同时停止分度指令的输出。当程序指令的T码与实际刀号不一致时，系统发出分度指令（继电器R0.3为1），转塔电动机正转（输出继电器Y2.4为1），通过蜗杆蜗轮传动松开锁紧凸轮，凸轮带动刀盘转位，同时发出转位信号（X2.1、X2.2、X2.3），当转到换刀位置，系统比较指令信号R0.0为1，发出分度刀位信号（继电器R0.4为1），转塔电动机经过定时器T37的延时后，切断电动机正转输出信号Y2.4，同时接通反转开始定时器T38，经过延时后，系统发出电动机反转输出信号Y2.5，电动机开始反转，定位销进行粗定位，端齿盘啮合进行精定位，锁紧凸轮进行锁紧并发出锁紧到位信号（X2.5），经过反转停止延时定时器T39的延时后，发出电动机反转停止信号（R0.7），切断电动机反转运转输出信号Y2.5。通过锁紧到位信号X2.5接通T辅助功能完成指令（R1.1），继电器R1.1为1后，使系统辅助功能结束指令信号G4.3为1，切断转塔分度指令R0.3，从而完成换刀的自动控制。在换刀整个过程中，当换刀过程超时（TRM04）、电动机温升过高（X2.8）及电动机过载/短路保护断路器QF4（X2.7）信号动作时，系统立即停止换刀动作并发出系统换刀故障信息。（3）I/O地址分配表61表611号刀X2.1刀架正转Y2.42号刀X2.2刀架反转Y2.53号刀X2.3刀架锁紧X2.54号刀X2.4热继电器X2.6空气开关X2.77三维立体图的生成7.1 Pro/ENGINEER简介 pro/ENGINEER是美国PTC（参数技术）公司所开发的3D实体模型设计系统，是现代CAD技术发展中的里程碑，代表着CAD软件继实体技术和曲面技术之后进入了全新的特征技术时代。它属于高端的CAD软件，支持复杂产品开发的多方面需求。与其他同类的设计软件相比，Pro/ENGINEER不仅功能强大，而且易学易用，尤其是Pro/ENGINEER最新版的Wildfire 2.0，更适合初学者使用。在Pro/ENGINEER提供的各种功能中，建模（即构建空间实体）是最基本的应用。本章将介绍Pro/ENGINEER的工作环境和基本的文件操作方法。7.2 Pro/ENGINEER功能与特点Pro/ENGINEER Wildfire 2.0以其易学易用、功能强大和互连互通的特点，推动了产品开发机构中个人效率和过程效率的提高。它既能节省时间和成本，又能提高产品质量。该版本构建于Pro/ENGINEER野火版的成熟技术之上，包括了400多项增强功能和许多新增功能，使CAD系统的互连互通性能又上了一个新的台阶。（1）回转刀架立体图生成原始文件：CAD装配图、CAD蜗杆图生成文件：PROE所有零件图、PROE总装图 本次设计主要通过原始CAD图勾画出三维总装图，所有尺寸及装备原理均从CAD图上相对显示在三维图上。（2）绘制要点各个零件都和CAD原图对应，尺寸挨个量取后，用proe相关特征生成零件。将做好的每个零件按装配原理如实装配起来。（3）绘制难点部分零件生成指令较为生僻(如：蜗杆及螺栓的螺纹生成、以及蜗轮的齿形生成及阵列指令）零件装配时会因为部分零件尺寸偏差而装配失败，需要重新修改零件然后再装配。装配时注意装配顺序，依照空间原理。（3）绘制好的装配图图7-1 三维图（4）装配图的分解视图图7-2 分解视图8 安装调试和精度检验8.1 安装调试 在安装时请参阅本说明并认真核对与本说明相应的装配图。另外在安装过程中还应注意： 刀架需要安装在配套中的中拖板（其安装刀架上平面的 平面度误差允许值为0.006mm）上。安装应保证刀架刀盘上的刀具刀尖与机床主轴中心等高；一般可以在刀架与中拖板间加垫板来调整，垫板的厚度由实际中心高来测定。 刀具和机床4个螺钉和2个圆销连接，中间没有过渡垫板。在刀架刹紧状态下，应调整转塔轴线与机床主轴轴线平行度在0.02mm以内。 在刀盘上安装刀夹和刀具时，应最大限度的保护重量平衡，使刀架转动平稳和防止刀盘过冲。 刀架发调装置在出厂前已调好，在安装时其参数一般情况下不可随调整。 数控系统与发调系统连接时，必须注意并严格分清线号及颜色，不可将线结错。 刀架安装调式完毕后，应首先接线试机。电源接通后如发现电动刀架不能转动等异常现象应立即关闭电源，调换电机电源相序，然后再通电试机。8.2 精度检验本说明严格参照JB2670-82金属切削机床-精度检验通则，并执行数控卧式车床标准JB4369-86。本设计主要针对电动回转刀架，所以在精度检测这一环节中针对与本设计相关的精度进行检测。表8-1序号检测项目允许误差检验工具检验方法（参照JB2670有关条文）D800D1500G11转塔工具孔轴线与主轴轴线的重合度；a在平面；b在次平面内a和b专用指示器和专用夹具将指示器固定在主轴端专用检具上，使其测头触及转塔工具孔表面，或触及紧密插入工具孔中检测棒表面。0.030.04G12转塔附属工具安装在基准端面对主轴轴线的垂直度。a和b同上.a和b0.075/100指示器和检测棒指示器固定在主轴端步专用检具上，使其测头触及专转塔基面；使主轴旋转并检测。检测时应接近主轴端部G13转塔工具孔轴线对溜板移动的平行度；a和b同上.。a和b指示器将检测棒紧密壮装入转塔工具孔中。固定指定器，使测头角及检验棒表面，将检验棒旋转180度再同样测一次0.0200.030G14转塔附属工具定位面的精度；a，定位面对溜板移动的平行度；b,定位面的同一度。a：在100测量长度上0.020b：0.025指示器和检测棒固定指示器，使其测头触及转塔安装基面，每个工序均需检测一次G15转塔附属工具安装基面的精度；a，基面对溜板移动的平行度；b,定位面的同一度。a：在100测量长度上0.020b：0.025指示器固定指示器，使其测头触及转塔安装基面，每个工序均需检测G22回转刀架的重复定位度0.010指示器检测棒在回转刀架的工具孔或附孔其中，固定指示器，使其测头沿回转刀架切线方向触及检验棒表面上，记下指示读数，将转塔由测试位置移出，转位360度再移至测试位置，记录读数，至少检验7次，每个工位均需检验G11-G15是回转刀架体的刀，夹具安装基准的位置对主轴旋转轴线，导轨之间的关系，也影响刀具，夹具的正确安装。G22是回转刀架的重复定位精度，也影响被加工零件的（批量）的尺寸分散度，根据回转刀架的特征，采用了检测棒与指示器配合，在现场易于实施的检验方法，误差计算也规定位易于计算的极值法。即位置偏差的最大值与最小值之差值。它与数理统计法比较，同一次测量，其计算结果前者反映的误差值较后者较小，计算方法，前者简单，后者复杂。若按数理统计的计算关系式，他们之中存在着一定的关系，各有特点。根据用途，这两种计算方法均应用。8.3 故障及排除 1） 刀架无法启动（1）检查电源是否接通。（2）检查电机电源相序是否接对（3）检查电机线圈的阻抗，当电机线圈短路或断路时更换电机。（4）电机启停频繁而过热，热敏电阻保护装置指示电机停转，应等待电机冷却再启动。 2）刀架无法停在预定位置上（1）检查刀盘上的刀夹和刀具安装是否保持平衡。（2）检查发讯装置磁钢与霍尔元件是否错位或者损坏。（3）检查电磁离合器是否通电。 3）刀盘无法刹紧（1）检查发讯装置磁钢与霍尔元件的位置是否对正。（2）检查电磁离合器是否通电。4）刀架连续运转无法停止（1）检查系统线路是否畅通。（2）调换磁钢正反面。9毕业设计感想时间就如同白驹过隙般的流逝，我心怀梦想即将跨入我渴慕的社会，在这个大熔炉里炼造自己。然而在这之前为了给我的大学画上圆满的句号，也为了检验我大学所学，我和同学共同完成了次毕业设计。在这次设计中我主要担任数控车床自动回转刀架电气部分设计，在这期间，我遇到了难题，遇到了没有完全学会的东西，比如PLC指令的运用等，但是我没有放弃，又从新学习，最后终于把问题解决了。经过此次设计我重新温故了我的大学课程，并对我大学所学的课程有了系统的总结。我想在以后的工作中我也一定会遇到各种各样的难题，我更应该虚心向别人请教，我也深知处处留心皆学问的道理，尤其对待技术性问题更应该一丝不苟精益求精。在此次设计中得到了陈新亚老师的辛勤指导，给我们提出许许多多宝贵意见和建议，在此对陈老师表示感谢。结论数控车床上使用的回转刀架也是一种简单的自动换刀装置。自动换刀装置的换刀时间和可靠性直接影响到整个机床的质量。由于数控机床的切削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，并且在加工过程中刀尖位置不能进行人工调整，因此回转刀架在结构上必须有良好的强度和钢度，以及合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位后具有尽可能高的重复定位精度。本设计用尽可能简单的机械传动结构和电器控制装置及相应检测元件，在微机的监控下能自动完成特定转角，自动准确定位。通过选择可靠的定位方案和合理的定位机构，使刀具具有较高的重复定位精度，同时换刀时间短。致谢时间飞逝，弹指间，几个月过去了，我的毕业设计也圆满完成，我的这次设计离不开陈新亚老师的辛勤指导，为此我想对陈老师说声老实您辛苦了。在这次设计中我深感我知识的欠缺，我也更明白了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理，每当我在设计终于到不能解决的问题是陈老师总是不厌其烦的给我讲解，直到我把问题解决。同时也得到了我同学的帮助，在此我对所有帮助我的老师和同学表示感谢。主要参考文献1 .廉元国 主编 加工中心设计与应用 机械工业出版社，19952. 薛彦成 主编 公差配合与技术测量 机械工业出版社，19993 曹琰 主编 数控机床的应用与维修 电子工业出版社，19944. 毕成恩 主编 数控机床 机械工业出版社，19865. 毕成恩 主编 现代数控机床 机械工业出版社，19906.机床设计手册编写组 机床设计手册 机械工业出版社，19867. 何小柏 主编 机械设计基础 高等教育出版社，19908. 马永林 主编 机械原理 高等教育出版社，19929王三民 主编 机械原理与设计 机械工业出版社，200010. 王昆等 主编 机械设计课程设计 高等教育出版社，199611. 寇世瑶 主编 机械制图 航空工业出版社，2001附录附录一 回转刀架自动换刀装置梯形图附录二 电气原理图