数控车床电动刀架的设计
30页 9500字数+论文说明书+任务书+7张CAD图纸【详情如下】
中轴.dwg
任务书.doc
刀架电原理图.dwg
数控车床电动刀架的设计论文.doc
数控车床电动刀架装配图.dwg
数控车床电动刀架设计开题报告.doc
架体.dwg
涡轮.dwg
蜗杆.dwg
齿轮.dwg
摘要
数控车床今后将向中高当发展，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，预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。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。 本部分主要对四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。并对以上部分运用AUTOCAD做图，对电动刀架有更直观的了解。最后的提出了对电动刀架提出了意见和措施。
关键词 ：数控刀架 ； 电动刀架 ； 四工位
Abstract
Numerical control there is in the future lathe to in will develop,the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-gradly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure , servo knife rest , vertical knife rest ,etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the numerical control knife rest is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part , have an more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to the electronic knife rest.
Keyword： Numerical control knife rest ； Electronic knife rest ；Four engineering location
目录
绪 论 1
第1章 数控自动刀架总体介绍 2
1.1 数控自动刀架的设计背景 2
1.2 设计准则 2
1.3 主要技术参数 2
1.4 本章小结 3
第2章 自动刀架电气说明书 4
2.1 电动刀架系统 4
2.1.1 电动刀架及其工作原理 4
2. 1. 2 电动刀架动作过程 4
2.1.3 技术说明 5
2.1.4 接口注意事项 6
2.1.5 在装调中，可能出选的异常现象及原因 6
2.1.6 PLC控制说明 11
2.2 本章小结 14
第3章 电动刀架机械说明书 15
3.1 工作原理 15
3.2 刀架动作顺序 15
3.3 步进电机的选用 15
3.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 16
3.4.1 选择蜗杆传动类型 16
3. 4. 2 选择材料 16
3.4.3 按齿面接触疲劳强度设计 16
3.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 18
3. 5. 1 蜗杆 18
3. 5. 2 蜗轮 18
3. 5. 3 校核齿根弯曲疲劳强度 18
3.6 轴的校核与计算 19
3.6.1 画出受力简图 19
3. 6. 2 画出扭矩图 19
3. 6. 3 弯矩图 20
3.7 弯矩组合图 20
3.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 20
3.9 连轴器的选择 21
3.9.1 类型选择 21
3.9.2 载荷计算 21
3.9.3 型号选择 21
3.10 键联接的类型和尺寸 21
3.11 蜗杆上键的选取与校核 22
3.12 轴承的选用 22
3. 12. 1 轴承的类型 22
3. 12. 2 轴承的游隙及轴上零件的调配 23
3. 12. 3 滚动轴承的配合 23
3.12.4 滚动轴承的润滑 23
3. 12. 5 滚动轴承的密封装置 23
3.13 本章小结 23
第4章 总结 24
致谢 26
参考文献 27
绪 论
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。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。
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
第1章 数控自动刀架总体介绍
1.1 数控自动刀架的设计背景
电动刀架是数控车床重要的传统结构数控刀架的高、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。
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。
在本次设计中我主要负责设计一只四工位立式电动刀架的机械设计和应用继电-接触控制系统控制部分的设计。
1.2 设计准则
我们的设计过程中，本着以下几条设计准则
1） 创造性的利用所需要的物理性能和控制不需要的物理性能
2） 判别功能载荷及其意义
3） 预测意外载荷
4） 创造有利的载荷条件
5） 提高合理的应力分布和刚度而重量达到最轻
6） 应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸
7） 根据性能组合选择材料
8） 在储备零件与整体零件之间精心的进行选择
9） 进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求
1.3 主要技术参数
（1）最大许用力矩（Nm）Mq 100 Mx 200 Ms 100
（2）重复定位精度：（mm）<0.005
（3）电机功率(w) 20
（4）电机转速（rpm）1250
1.4 本章小结
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。
第4章 总结
总结
经过近3个月的不懈努力，专科教育中最重要的也是最后一个环节——毕业设计，终于完成在即。首先，我要衷心的感谢我的指导老师，是他们的悉心指导，让我比较顺利的完成了这次毕业设计。勤于并善于总结过去，才能更好更快的进步。为启示自己更好的获得别人的帮助，现将这一大学期间战线最长的考试中所获得的点滴体会及收获简介如下，与师长及同学共享，并渴求指正。
1， 在工作中要有严谨的治学态度和循序渐进，刨根问底的韧劲：
在整个设计过程中，有幸获得与指导老师一起讨论问题的机会。罗老师及各位师兄弟在讨论问题中所体现出来的一丝不苟的精神让我深受感动。我想这些精神的体现在很大程度上源于他们在平时养成的良好的治学习惯，循序渐进，不断积累，决不放过任何一个含糊的问题，以高度的责任感面对所有细节。
2， 接受了先进的设计思想及理念的熏陶
能力，精力及知识储备的限制使我们的实际工作只能促及皮毛，但多少也对涉及的宏观理念有了一定程度的了解和体会，我想这是从书本上不可能学到的，其正面引导作用又是更宝贵的甚至可能影响我们的一生。以开阔的眼界紧跟科技发展的最新动向，抓紧先进科技脉搏跳动的主旋律，并以足够的勇气在自己的工作中从精神到现实行为两方面均予以体现，这是我在设计过程中多次涌现的感知和认识。
3， 在市场经济条件下在一味以精神为秤杆来要求自己和他人是不现实的
坚持用较远的眼光在十字路口进行选择是明智的。环顾四周，人们都在不停的学习，不学习就不能跟上时代的发展。毫无疑问，在选择课题时，我们要以国家和社会的发展为重，并结合自身的实际条件。
4， 书到用时方恨少，学以致用才能起到事半功倍的效果
在设计过程中一个很深的体会是，知识掌握的很不扎实，设计比普通考试综合性更强，考试丢掉的只是分数，而知识掌握不牢固对设计的影响要大的多。因此对于用到的每一方面的知识往往因为不确信而不得不重新进行考证，进度因此大大降低，隐含问题的不断出现使很多工作反复徘徊。我个人认为为用而学由于具有明显的目的性，比起以前枯燥的学习课本上的理论知识有趣的多，而且效果也要好很多的。所以，在今后的学习过程中我要以此为学习思路，努力为自己创造良好的实践环境。知不足然后知进取，毕业设计是迄今为止带给我危机意识最强烈，伴随之产生学习激情最强烈的一次自我测验。
5， 会很好的利用书籍及相关资料，善于借他人之长以补己之短
虽然我们学了3年的专业基础课程，但客观的讲，我对于专业知识的了解还很肤浅，真正可用的知识及能力储备都十分有限，在这种情况下，我们的目标更多的侧重于边干边学，其中学会查阅和使用相关资料可为将来真正的自我学习打下良好的基础。毫无疑问，设计过程中用到的部分知识必须是现用现学，尤其是电气控制方面的知识非常薄弱。此外，每个人都有每个人的长处，师长们十几年甚至几十年的经验积累是单纯的书本知识所不可替代的，他们的思维惯式和学术风格可以帮助我们更快的入门。在通过与师长们的讨论和交谈中发现自己的不足，并加以弥补，使自己获得更大的进步无疑是最重要的大事。
致谢
终于完成了毕业设计了，在几个月的紧张生活中，首先我要感谢我的指导老师吴红老师，没有他的指点和教诲，就没有这次设计的完成，他在我无能为力的时候给我提出了很多建设性的意见和建议，开拓了我的思路 ，同时也感谢其它的各科老师。此次设计要求把以前所学到的专业课知识贯通起来，我不时的向各位老师请教过，他们都很负责的帮我解释我提出的问题 还要感谢图书馆 阅览室 的老师 每次都很热情的帮我介绍资料，提供方便，我衷心的希望各位老师身体健康 家庭幸福~ 工作顺利！
参考文献
【1】孙淑婷，杨旺利。经济型数控机床发展探讨。科技情报开发与经济，1997（1）
【2】郑传礼。数控的现状与发展。兵工自动化，1997（3）
【3】章富安，等。对我国数控技术发展的思考。中国机械工程，1999（10）
【4】胡俊，等。主从式数控系统中的数据通讯。机床与液压，2000（1）
【5】黄勇，等。机床数控系统的发展趋势。机械，1997（1）
【6】范成林，等。一个数控程序的检验仿真系统。机械，1996（2）
【7】文登敏，蔡淮。微机数控加工程序的编译。组合机床与自动化加工机床，
1996（3）
【8】邹继军，饶运淘。基于SJA1000的CAN总线系统智能节点设计。单片机与嵌入式系
【9】王文熙，李兰基。经济型数控系统的性能分析。制造技术与机床，1999（7）
【10】张超英。数控车床。化学工业出版社，2003（9）
【11】孙和平，杨宁，白晶。单片微机原理与接口技术。冶金工业出版社，2003（1）
【12】濮良贵 纪名刚等。 第七版 高等教育出版社。2003