毕业设计--数控车床六角旋转刀架三维设计

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1、 毕业设计毕业设计(论论 文文) GRADUATE DESIGN (THESIS) 设计（论文）题目设计（论文）题目 数控车床六角旋转刀架三维设计数控车床六角旋转刀架三维设计 学学 生生 学习中心学习中心 黑龙江双鸭山学习中心 专专 业业 机械工程及自动化 指导教师指导教师 二一四年 八 月 五 日 教 务 处 教 务 处 1 摘摘 要要 国际上数控机床的发展日新月异， 我国数控转塔刀架行业亦 发生了根本性的改变，但是，产能只是满足量的一面，低档次产 品价格低廉、功能不齐、适应性差，其生命力亦不会太强。只有 满足质的方面、满足数控机床性能要求方面的产品才是最重要 的。 我国的数控机床行业与世界

2、先进制造行业相比， 存在很大的 差距，而重要的原因是功能部件行业赶不上数控机床的发展。数 控车床是数控机床的主要品种之一， 它在数控机床中占有非常重 要的位置，几年来受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发 展。 本课题研究的是数控车床最重要的部件之一：旋转刀架。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。在某种程 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。 关键词关键词：数控机床 数控车床 旋转刀架 2 目 录 1.绪论 . 4 1.1 选题的目的和意义 4 1.2 数控刀架的发展现状及发展趋势 5 1.3 我国数

3、控刀架的发展现状 6 1.4 本文主要研究内容 6 2.总体结构设计 5 2.1 机床刀架的基本要求与功用 7 2.2 总体方案的确定 8 2.3 刀架基本结构、工作原理及动作顺序 10 2.4 刀架转位机构设计 . 12 2.5 刀架定位机构设计 . 14 2.6 电动机选择及安装形式的确定 . 17 2.7 本章小结 . 19 3.运动设计及刀架主参数确定 . 20 3.1 运动设计 . 20 3.2 刀架主参数确定 . 21 3 3.3 本章小结 . 21 4.刀架零件设计、计算及校核 . 23 4.1 蜗杆蜗轮选用及校核 . 22 4.2 蜗杆轴结构设计及校核 . 28 4.2.1 蜗

4、杆轴材料选择 . 28 4.2.2 初算轴径 . 28 4.2.3 蜗杆轴结构设计 . 29 4.2.4 轴的受力分析 . 31 4.2.5 校核轴的强度 . 36 4.2.6 校核见链接的强度 . 37 4.3 齿盘结构设计 . 38 4.4 本章小结 . 43 结论 47 4 1. 绪论 1.1 选题的目的和意义 数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多 项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精 度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床 的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百 分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的标志

5、之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占 有非常重要的位置， 几年来受到世界各国的普遍重视并得到了迅 速的发展。 本课题研究的是数控车床最重要的部件之一：旋转刀架。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。在某种程 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。 5 1.2 数控刀架的发展现状及发展趋势 近 30 年的发展， 数控刀架逐渐演变为电动和液动两大类别。 电动刀架以欧洲为代表。由力矩电动机驱动，凸轮控制齿盘的松 开和刹紧，与定位动作由电磁铁完成，位置信号由编码器发出， 采用齿轮减速完成分度、

6、松开、刹紧动作。 液动刀架以日本技术为基础，日本、韩国和我国台湾省为代 表。采用液压马达驱动，采用间歇分度机构品行共扼凸轮分度和 预定位，液压松开刹紧，位置信号用组合传感器发出。随着主机 技术向高速、复合方向发展，数控刀架技术也向高速化、复合方 向发展。主要表现在： （1）高速化 开放式伺服电机及驱动技术的发展，使伺服电机 驱动刀架技术发展成为现实。伺服电机代替了预定位置装置、发 信装置，简化了刀架结构，松开、刹紧采用液压。伺服刀架提高 了换刀速度。 （2）复合化 车削中心的出现，使刀架技术向复合化更高层次 发展。带铣削功能的动力刀架，一般采用普通刀架外加伺服主轴 电机驱动动力刀具，刀盘采用 VDI（Virtual Device Interface） 刀盘，钻铣主轴最高转速可达 12000r/min，功率 22Kw。近几年 6 出现 B 轴、Y 轴联动带铣削头刀架，从而使机床达到五轴联动。 1.3 我国数控刀架的发展现状 在各大机床厂家的不懈努力下， 我国在数控刀架生产开发方 面有了较大突破，特别是在及时跟踪国外先进技术，不断开发