[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 [复制链接]

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　　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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