加工中心自动换刀系统设计(链式)

河南理工大学万方科技学院本科毕业论文I摘要以加工中心自动换刀装置中的刀库的设计与控制为背景，根据使用的场合和实际运用的要求，设计了相应的40刀的链式刀库，并且对它的控制进行了一定的研究。论文首先对40刀刀库总体设计方案进行阐述，阐述其各部件的工作原理，然后就刀库的结构设计与控制分节对各个部分进行计算与设计。刀库的机构设计是研究的重点，传动部分为蜗杆蜗轮的减速装置，控制部分为刀库送刀机构，由PLC控制刀库的正反转。关键词：加工中心，刀库，蜗杆蜗轮，PLC。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文IAbstractTakethemachiningcenterautomaticallytradesintheknifeinstallmenttheToolmagazinedesignandthecontrolasabackground,accordingtotheusesituationandtheactualutilization'srequest,hasdesignedthecorrespondingfortytool'schainToolmagazine,andhasconductedcertainresearchtoitscontrol.ThepaperfirstcarriesontheelaborationtofortyToolmagazineoverallprojectdesign,elaboratedthatitsvariousparts'principleofwork,isdividedthechapterontheToolmagazine'sstructuraldesignandthecontroltocarryonthecomputationandthedesigntoeachpart.TheToolmagazine'sorganizationdesignistheresearchkeypoint,thetransmissionpartforthewormbearingadjusterwormgear'sdeceleratingdevice,thecontrolsectiondeliverstheknifeorganizationfortheToolmagazine,controlstheToolmagazinebyPLCthereverse.Keywords:Machiningcenter,Toolmagazine,wormbearingadjusterwormgear,PLC.河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1目录1绪论............................................................11.1引言.........................................................11.2加工中心简介.................................................11.2.1加工中心的发展简史.....................................11.2.2加工中心的结构组成.....................................21.2.3加工中心的分类.........................................41.2.4加工中心的主要优点.....................................51.2.5加工中心的发展趋势.....................................61.3刀库.........................................................71.3.1刀库简介...............................................71.3.2刀库的类型.............................................81.3.3方案的分析论证及确定...................................122刀库驱动电机的选定..............................................152.1刀套线速度..................................................152.2链轮参数确定................................................152.3根据负载转矩选电机..........................................162.4传动比分配..................................................182.4.1各轴转速..............................................182.4.2各轴功率..............................................182.4.3各轴转矩..............................................183刀库传动方式...................................................203.1刀库传动方式设计............................................203.1.1蜗杆蜗轮传动..........................................203.1.2链传动................................................294轴的设计.......................................................324.1轴材料选定..................................................324.2蜗杆轴设计..................................................324.2.1初步估算轴的最小直径..................................32河南理工大学万方科技学院本科毕业论文14.2.2联轴器选定...........................................334.2.3确定轴承类型..........................................334.2.4初步估算蜗杆轴各段尺寸................................334.2.5蜗杆轴校核............................................344.3蜗轮轴校核..................................................304.3.1初步估算轴的最小直径..................................384.3.2初步估算蜗轮轴各段的尺寸..............................384.3.3蜗轮轴校核............................................384.4键的校核....................................................425轴承校核.......................................................445.1蜗杆轴承校核................................................445.2蜗轮轴承校核................................................446刀库控制系统...................................................466.1刀具的选择方式..............................................466.1.1顺序选择..............................................466.1.2任意选择...............................................466.2刀具识别装置..................................................476.3刀库控制系统设计..............................................487其它零部件设计.................................................518结论..........................................................53致谢..............................................................54参考文献..........................................................55河南理工大学万方科技学院本科毕业论文-1-一绪论本首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势，再具体到本次设计针对的刀库的任务要求，明确了本设计任务的主要内容。1.1引言1952年世界上出现了一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。1958年一台加工中心问世，它将多工序（铣、钻、镗、铰、攻丝等）加工集于一身；适应加工多品种和大批量的工件；增加机床功能（自动换刀、自动换工件、自动检测等），使自动化程度和加工效率上了一个新台阶；使无人化（或长时间无人操作）加工成为现实。90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，数控加工中心在制造业得到越来越广泛的应用。目前国内企业生产制造的加工中心主要是面向生产领域，其结构复杂、精度高、封闭性强，价格昂贵。加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，受到世界各工业发达国家的高度重视，技术迅速发展，品种和数量大幅度增加，成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。1.2加工中心简介1.2.1加工中心的发展简史1952年世界上出现一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。它用易于修改的数控加工河南理工大学万方科技学院本科毕业论文-2-程序进行控制，因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性，容易适应加工件品种的变化，进行多品种加工。它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制，因为有更高的自动化程度和加工效率，大大改变了中小批量生产中普通机床占整个机械加工70%~80%的状况。数控机床能实现两坐标以上联动的功能，其效率和精度比用手工和样板控制加工复杂零件要高得多。1958年一台加工中心在美国卡尼、特雷克（Kearney&Trecker）公司问世。现代加工中心的内容是什么？一，它是在数控镗床或数控铣床的基础上增加自动换刀装置，可使工件在一次装卡中，能够自动更换刀具，自动完成工件上的铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等工序的数控机床。二，加工中心上如果带有自动分度回转工作台或自动转角度的主轴箱，可使工件在一次装卡中，自动完成多个平面和多个角度位置的多工序加工。三，加工中心上如果带有交换工作台，工件在工作位置的工作台上进行加工