毕业论文:组合铣床的总体设计和主轴箱设计


    组合铣床总体设计轴箱设计


    目录
    第章 零件分析 ………………………………………………………2
    11 零件结构工艺性分析…………………………………………………2
    111 零件形状分析 ………………………………………………2
    112 零件形位公差分析 …………………………………………2
    113零件加工表面分析 ……………………………………………2
    12 零件材料分析 ………………………………………………………3

    第二章 毛坯设计 ………………………………………………………4
    21 确定零件生产类型生产纲领 ……………………………………4
    221 毛坯种类 ……………………………………………………4
    222 毛坯种类选择 ………………………………………………4
    223毛坯形状尺寸选择 ……………………………………4

    第三章 零件工艺规程设计 ……………………………………………6
    31 定位基准选择 ……………………………………………………6
    311 精基准选择 ……………………………………………………6
    312 粗基准选择 ……………………………………………………6
    32 零件表面加工方法选择 ……………………………………………7
    33 加工序安排 ………………………………………………………7
    331 加工阶段划分 …………………………………………………7
    332 工序合理组合 …………………………………………………7
    333 加工序安排 ………………………………………………… 8
    34 工艺制定 ……………………………………………………………9
    341 工序基准制定 …………………………………………………9
    342 确定工序尺寸方法 ……………………………………………9
    343 加工余量确定 …………………………………………………10
    344 机床选择 ………………………………………………………11
    345 工艺装备选择 ………………………………………………11
    346 切削量选择 ………………………………………………1
    第四章 刀具交换装置设计……………………………………………………20
    41确定换刀机械手形式………………………………………………………20
    42换刀机械手工作原理……………………………………………………22
    43机械手动换刀程动作序………………………………………22
    44机械手回转轴4齿轮齿条设计………………………………………23
    45动换刀装置相关技术求……………………………………………24
    451轴准停装置…………………………………………………………24
    452换刀机械手安装调试……………………………………………24
    46动换刀程序编制………………………………………………………26
    第5章 动换刀装置控制原理…………………………………………………26
    51动换刀装置液压系统原理图…………………………………………26
    52动换刀装置换刀动作序控制程…………………………………26
    致谢词………………………………………………………………………………27
    参考文献……………………………………………………………………………28




    前 言
    毕业设计培养实际工作力重实践性学环节三年学实践总结考验事专业技术工作做强力铺垫
    次设计题目组合件设计前类零件没太解次调查研究指导老师细心指导够完成次设计次设计培养综合运学知识分析解决专业般技术问题力进步巩固扩深化学基理基知识基操作技时培养树立正确设计思想生产观念济观念全局观念养成理联系实际严谨工作作风培养掌握机械加工般工艺规程方法独立正确技术文献资料正确表达设计思想力
    首先积极查阅相关资料零件图进行仔细研究解现场工作情况然老师认真请教加工工艺程方法等技术性问题进行毕业设计做准备通学解组零件结构生产纲领生产条件确定重加工表面老师辅导分析综合运学理知识方法正确制定零件机械加工工艺规程保证零件加工质量生产率济性较熟练关手册图表资料技术参考书够较熟练应工艺计算方法正确进行工艺计算熟练掌握般零件数控编程方法机床操作零件数控加工说明书阐述关零件关容加工工艺程等重方面认真完成整设计程
    予力支持热情帮助老师表示忠心感谢力限验欠缺文中错误妥处难免恳请位领导老师批评指正































    第章零件分析
    11 零件结构工艺性分析


    件1 件2
    零件结构工艺性指设计零件满足求前提制造行性济性设计零件结构应便成形成低效率高涉面广必零件进行结构工艺性分析找出技术关键便拟定工艺规程时采适工作措施加保证
    111 零件形状分析
    轴系组合件较复杂外形件左端完整球端面球端边面质量Ra16外阶梯形圆柱表面质量Ra16车40度槽椭圆左端槽孔螺纹等加工难度较边面质量Ra16右端外部椭圆留双边1 mm件二椭圆阶梯形圆柱质量Ra16 外螺纹加工精度高
    体加工程:加工件加工件二:首先车床外圆车刀粗加工倒角车外螺纹外圆车刀车椭圆然手工切断加工加工件:先车床外圆粗车加工球面车40度槽倒角孔镗刀加工孔切孔φ31槽然车M30X15螺纹外圆车刀加工椭圆
    112 零件技术求分析
    零件图纸标注技术求:
    1锐边倒角C03
    2未注倒角C1
    3.圆弧渡光滑
    4未注尺寸公差GBT1804m加工效验
    5调质硬度HRC3035
    113 零件加工表面分析
    零件图出轴系零件加工表面:
    1 φ31槽:表面粗糙度Ra16轴心线设计基准
    2M30×15-6H螺纹:螺纹标准螺纹然没特殊求配合时起传递扭矩作配合精度求高
    3椭圆表面粗糙度Ra32 轴心线设计基准
    4球面尺寸确定表面粗糙度Ra16圆心设计基准
    通分析知零件结构较简单易加工具定行性
    12 零件材料分析
    零件材料选非常重选材制成零件满足求早损伤破坏产生良影响济效益差等机械零件选材般原:首先满足性求时兼顾工艺性济性环保性轴类零件选材应具点求:
    1优良综合力学性求高强度韧性防止载击引起变形断裂
    2高疲劳极限防止疲劳断裂
    3良耐磨性
    4特殊条件工作时应特殊求
    零件材料45号钢属低淬透性合金调质钢力学性:MPaMPaJ化学成分:碳含量037~045铬含量08~11锰含量017~037硫含量05~08 中碳含量高低均满足调质获良综合力学性求加元素铬配硫锰等合金元素作提高淬透性强化铁素体细化晶粒钢热处理变形废品率低降低工艺成热处理特点:原始组织珠光体时预先热处理采正火退火处理该类钢终热处理均采淬火500650℃高温回火工艺调质处理工艺调质处理材料具良综合力学性
    材料长度选择:件取φ50*100件二取φ50*80棒料















    第二章:毛坯设计
    21 确定零件生产类型生产纲领
    生产类型指企业(车间工段班组工作)生产专业化程度分类般分量生产成批生产单件生产三种类型根生产纲领产品零件特征工作月担负工序数具体划分
    生产纲领指计划期应生产产品产量进度计划计划期常定年生产纲领称年产量
    零件生产纲领计入备品废品数量计算式:NQn(1+α)(1+β)
    N—零件年产量(件年)
    Q—产品年产量(台年)
    n—台产品中该零件数量(件台)
    α—备品百分率
    β—废品百分率
    中Q=500 n=1 α=5 β=2 N500(1+5)(1+2)5355 536(件年)
    述查机械制造工艺学中表13知该零件中批生产
    22 确定零件毛坯制造形式
    毛坯根零件求形状工艺尺寸等方面制成供进步加工生产象毛坯种类选择仅影响着毛坯制造工艺装备制造费零件机械加工工艺装备工具消耗工时定额计算影响
    221 毛坯种类
    常毛坯种类:铸件锻件型材焊接件冷压件等
    1铸件适形状复杂毛坯
    2锻件适零件强度较高形状较简单零件尺寸零件受设备限制般锻中型零件选模锻形状复杂刚质零件宜锻
    3型材:热轧型材尺寸较精度低作般零件毛坯冷轧型材尺寸较精度较高毛坯精度求较高中零件适动机床加工
    4焊接件件说焊接件简单方便特单件批生产缩短生产周期焊接变形需时效处理
    5冷压件:适形状复杂板料零件中零件批量生产
    222 毛坯种类选择
    选择毛坯种类需考虑素点:
    1根图纸规定材料机械性选择毛坯
    2根零件功选择毛坯
    3根生产类型选择毛坯
    4根具体生产条件选择毛坯
    223 毛坯形状尺寸选择
    确定毛坯形状尺寸步骤:首先选取毛坯加工余量毛坯公差次毛坯加工余量叠加零件相应加工表面计算出毛坯尺寸标注毛坯尺寸公差总求:减少肥头耳实现少屑屑加工毛坯形状力求接成品形状减少机械加工劳动量
    零件部分加工表面回转体表面根零件生产纲领年生产数量济价值复杂程度外零件轴类零件考虑复杂程度零件毛坯棒料棒料济性加工余量成较低根零件结构特征尺寸求考虑济性毛坯件圆棒料尺寸φ50mm×100mm二件圆棒料尺寸φ50mm×80mm



























    第三章:零件工艺规程设计
    机械加工工艺规程规定产品零部件工艺程操作方法等工艺文件指导生产技术文献组织理生产基新建扩建工厂车间基资料进行技术交流重手段
    31 定位基准选择
    制订零件加工工艺规程时正确选择工件基准着重意义基准选择坏仅影响零件加工位置精度零件表面加工序影响基准粗基准精基准分选择定位基准时保证工件精度求出发分析定位基准选择序应精基准粗基准
    311 精基准选择
    1基准重合原选设计基准作定位基准样避免定位基准设计基准重合引起定位误差
    2基准统原位置精度求较高某表面加工时选定位基准样利保证加工表面位置精度
    3 基准原:某表面精加工求加工余量均匀时选择加工表面身作定位基准提高加工面身精度
    4 互基准原:加工面间较高位置精度加工余量均匀采取原
    5保证工件定位准确夹紧操作方便原
    312 粗基准选择
    粗基准选择求应保证加工面非加工面间位置求合理分配加工表面余量时续工序提供精基准
    1保证加工面非加工面间位置求应选非加工面作粗基准
    2合理分配加工面加工余量
    3粗基准应避免重复尺寸方通常允许次
    4选作粗基准表面应整光洁避开锻造飞边铸造浇口分型面毛刺等缺陷保证定位准确夹紧
    工件毛坯棒料采φ50棒料外圆柱面粗基准车削零件左端粗车圆柱面粗基准车削零件右端然粗车零件回转轴心分零件沟槽椭圆左端槽孔孔槽螺纹右端外部椭圆进行加工保证部位尺寸精度位置精度然φ48右椭圆端面基准加工零件螺纹阶梯圆柱孔槽件基准精加工件左端球面阶梯圆柱车槽倒角右端孔车槽
    分析知零件采两种基准原基准重合原零件轴心线定位基准设计基准零件外圆孔槽螺纹等表面进行切削加工种基准统原加工表面基准作基准面加工定位
    32 零件表面加工方法选择
    零件表面加工应根表面加工求零件结构特点材料性质等素选相应加工方法选择某表面加工方法时般总首先选定终加工方法然逐选定关前道工序加工方法加工方法选择原:
    1选加工方法应考虑种加工方法济加工精度范围加工表面精度求表面粗糙度求相适应
    2选加工方法够确保加工面形状精度表面相互位置精度求
    3选加工方法零件材料加工性相适应
    4加工方法生产类型相适应
    5选加工方法企业现设备工技术水相适应
    通原零件表面加工方法:
    1回转表面球面椭圆槽倒角:车削加工
    2M30X156H螺纹:车削加工
    33 加工序安排
    331 加工阶段划分
    工件加工质量求较高时应划分阶段般分粗加工半精加工精加工三阶段 粗加工阶段坯料切较余量达精度表面质量较低加工程半精加工阶段粗加工精加工间进行切削加工程精加工工件切较少余量达精度表面质量较高加工程划分加工阶段作:
    1避免毛坯应力重新分布影响获加工精度
    2避免粗加工时较夹紧力切削力引起弹性变形热变形精加工影响
    3粗精加工阶段分开较时发现毛坯缺陷避免必损失
    4合理机床精密机床较长期保持精度
    5适应加工程中安排热处理需
    332 工序合理组合
    确定加工方法生产类型零件结构特点技术求机床设备等具体生产条件确定工艺程工序数目确定工序数目两种基原供选择:
    1工序集中
    谓工序集中零件加工集中少数工序完成工序加工容较特点
    1)采高效专设备工艺装备生产率高
    2)工件装夹次数减少易保证表面间位置精度减少工序间运输量缩短生产周期
    3)工序数目少减少机床数量操作工数生产面积简化生产计划生产组织工作
    4)采结构复杂专设备工艺装备便投资调数维修复杂生产准备工作量转换新产品较费时
    2工序分散
    谓工序分散工件加工分散较工序进行道工序加工容少少时道工序仅简单工步特点
    1)设备工艺装备较简单调整维修方便工容易掌握生产准备工作量少易衡工序时间易适应产品更换
    2)采合理切削量减少基时间
    3)设备数量操作工占生产面积
    生产批量设备等方面考虑零件属中批生产然工序越集中加工周期越短加工精度高零件部分加工普通机床法加工粗精加工必须数控机床起完成样提高生产率时提高成没合理机床零件采工序集中原
    333 加工序安排
    1.机械加工工序安排原
    1)形状复杂尺寸较毛坯尺寸偏差较毛坯应首先安排划线工序精基准加工提供找正基准
    2)先基面序先加工精基准面
    3)重表面加工前应精基准进行修正
    4)先次先粗精序精度求较高表面进行粗加工半精加工精加工
    5)表面位置精度求次表面应安排表面加工加工
    6)易出现废品工序精加工光整加工适提前般情况表面精加工光整加工应放阶段进行
    2热处理工序安排原
    调质目提高工件综合力学性减少工件变形表面热处理做组织准备般安排粗加工精加工前进行保证淬透性差钢种表面调质层(回火索氏体)组织切削掉
    3辅助工序安排原
    1)中间检验般安排粗加工全部精加工前送外车间加工前花费工时较重工序前
    2)荧光检验磁力探伤等特种检验表面质量检验通常安排精加工阶段荧光检验检验毛坯裂纹安排加工前
    3)电镀涂层发蓝氧化等表面处理工序般安排工艺程进行
    通前面定位基准选择零件表面加工方法选择加工序安排分析说明结合零件结构特点制定工艺路线出发点:保证加工质量提高生产率降低成获济性零件制定工艺路线:
    00料
    05加工件2轮廓
    10加工件1左端轮廓
    15加工件1右端轮廓
    20加工件1右端轮廓
    25毛刺
    30清洗
    35终检验
    34 工艺制定
    341 工序基准选择:
    工序基准工艺图标定加工表面位置尺寸位置精度基准标定位置尺寸位置精度分称工序尺寸工序技术求工序尺寸工序技术求容加工应进行测量测量基准称测量基准通常工序基准测量基准重合
    设计基准尚未加工完毕中间工序应选工序定位基准作工序基准测量基准
    表面精加工时定位基准设计基准重合时然工序基准测量基准应选重合基准选定位基准未设计基准重合时两种基准作测量基准情况工序基准选择应注意点:
    1选设计基准作工序基准时工序尺寸检验设计尺寸检验利减少检验工作量
    2工序中位置精度夹具保证需进行试切调整情况应工序基准设计基准重合
    3次安装加工出表面加工面间工序尺寸应选设计尺寸致
    零件加工时轴尺寸零件两端作工序基准径尺寸零件轴心线作工序基准工序基准设计基准重合加工检测提供方便
    342 确定工序尺寸方法:
    1外圆孔简单加工情况工序尺寸续加工工序尺寸加(包容面)减(包容面)公称工序余量求工序公差加工方法济精度选定
    2工件位置尺寸精度技术求工艺程中两甚更工序 间接保证时需通尺寸链计算确定关工序尺寸公差技术求
    3位置尺寸方较尺寸加工时定位基准需次转换加工工件工序尺寸相互联系关系较复杂需整工艺程角度工艺尺寸链作综合计算求出工序尺寸公差技术求
    根零件加工工艺路线技术求工序尺寸确定:
    工序1:粗车件2轮廓
    工步:端面
    端面两次车削粗车精车查表知轧制件端面加工余量1m粗车余量05mm车削达表面粗糙度Ra16
    工步二:粗车左端外轮廓
    工序采粗车半精车精车加工方式查表知切削余量2mm该工序车削基尺寸应48+250mm该尺寸应公差值分033mm入体原标注工序尺寸φmm
    工步三:粗加工右端椭圆
    留双边1mm余量
    工序2:加工件1轮廓
    工步:端面
    工步工序10中工步加工余量05mm
    工步二:粗车加工左端轮廓
    工步工序10中工步二基尺寸30+232mm该尺寸应公差值033mm入体原标注工序尺寸φmm
    工步三:车外槽
    槽宽5切削余量0
    工步四:椭圆左端槽
    槽宽2切削余量0
    工步五:粗加工右端孔
    次背吃刀量1mm退刀量05mm
    工步六:精加工右端孔
    切削余量01mm
    工步七:车槽
    槽作加工螺纹时退刀槽工序尺寸应φ31mm
    工步八:车削螺纹
    查表知M30×156H螺纹EI0中径公差019mm径公差03mm
    343 加工余量确定:
    加工余量指加工程中切金属层厚度余量工艺程定影响余量足保证零件加工质量增加机械加工劳动量增加刀具源材料消耗增加成降低生产率必需合理安排加工余量确定加工余量方法查表法验仿计法分析计算法零件采查表法参数控加工技术第二篇第四章加工余量表零件加工余量查结果:


    表31
    加工表面
    加工方案
    余量(mm)
    φ25外圆
    粗车
    20
    精车
    01
    切槽

    20
    外螺纹

    01
    椭圆

    10
    SR球端面

    10
    344机床选择
    零件加工精度程度取决机床必须合理选择机床单件批量生产般选择通机床中批量广泛采专机床数控机床组合机床
    选择机床时应注意点:
    1 机床加工尺寸范围零件外形尺寸相适应
    2 机床精度工件精度相适应
    3 现加工条件相适应
    4 机床生产率应工件生产类型相适应
    零件尺寸重量轻属中批生产毛坯棒料加工余量较合理利机床零件粗加工时选普通机床外工件某部分普通机床难加工出次设计着重练数控机床熟练程度精加工时选择数控机床根现生产条件选择机床型号:
    CA6140普通车床
    CJK6032A教学型数控车床
    345工艺装备选择:
    工艺装备选择合理否直接影响工件加工精度生产效率济性应根生产类型具体加工条件工件结构特点技术求等选择工艺装备
    1夹具选择:
    零件批量生产技术求太高采通夹具完成专夹具专性强成高易转变长时间选夹具时保证夹具坐标系方相固定协调零件机床坐标系尺寸关系:夹具零件应妨碍机床零件表面加工
    根述现生产条件零件车削铣削时均采三爪卡盘进行装夹
    2刀具选择
    选择刀具方面通常优先通夹具材料零件般适合切削刀具刀具选择仅影响机床加工效率直接影响加工质量传统加工方法相数控加工刀具求更高仅求精度高刚性耐度高求尺寸稳定安装方便采新型优质材料制造数控教工刀具优选刀具参数选刀具时应考虑工序种类生产率济性工件材料生产批量加工精度表面粗糙度机床性选标准刀具刀具材料应选择高硬度高耐磨性高耐热性材料足够强度韧性较工艺
    根述现场加工条件零件选YT类硬质合金刀具进行加工
    数控加工刀具卡片
    产品名称代号
    XXXXXX
    零件名称
    组合件
    零件图号
    XX—XX
    序号
    刀具号
    刀具名称规格
    数量
    加工表面
    刀尖半径mm
    备注
    1
    T01
    93°菱形外圆车刀
    1
    车外圆
    02

    2
    T02
    60°外螺纹刀
    1
    车外螺纹
    04

    3
    T03
    外切槽刀
    1
    切外槽
    03

    4
    T04
    孔镗刀
    1
    镗孔
    03

    5
    T05
    60°螺纹刀
    1
    车螺纹
    04

    6
    T06
    切槽刀
    1
    切槽
    04

    编制
    汪世洋
    审核

    批准

    1页
    第1页

    3.量具选择
    量具选择根生产类型检测精度选择般选通量具尺寸精度求较高检测方便选专量具机械加工程中保证零件加工尺寸精度提高测量效率求需恰合理选择相应种通专量具零件需选专量具:
    椭圆—专样板
    M26x156g— M26螺纹塞环规
    椭圆弧—专样板
    尺寸选050mm外径千分尺050mm径千分尺0150mm游标卡尺
    346切削量确定
    切削量合理选择指保证加工质量前提充分利刀具机床性获高生产效率低加工成切削量三素佳组合
    1粗加工时切削量选择
    粗加工时精度表面粗糙度求高毛坯余量较选择粗加工量时保证较高单位时间金属切量必刀具耐度提高生产率降低成先考虑选择背吃刀量次选择较进量f确定适合切削速度v根述原选择粗加工切削量提高生产率减少刀具消耗降低加工成较利
    1)切削深度选择:应根零件加工余量夹具机床刀具工件组成工艺系统刚性确定
    2)进量f选择:限制进量提高素切削力
    3)切削速度v选择:受刀具耐度机床功率限制
    2精加工时切削量选择
    精加工时加工精度表面质量求较高加工余量均匀选择精加工切削量时应着重考虑保证加工质量基础量提高生产率精加工时应选择较背吃刀量进量f保证加工精度表面质量时满足生产率求
    1)切削深度选择:应根精加工留余量确定
    2)进量f选择:限制进量提高素表面粗糙度
    3)切削速度v选择:切削速度提高时切削变形减切削力减易产生积屑瘤毛刺

    数控加工工艺卡片
    卡1
    单位名称

    XXXXXXX
    产品名称代号
    零件名称
    零件图号
    设备
    车间
    件1
    1
    XXXXXX
    工序号
    程序编号
    夹具名称


    1
    O0001
    三爪卡盘


    工步号
    工 步 作 业 容
    刀具号
    刀具规格
    轴转速
    进速度
    背吃刀量
    备注
     1
    加工93°菱形外圆
    T01 
    25X25
    1000
     100
     1
    动 
     2
    粗加工外轮廓 
    T01 
    25X25 
    1000
     150
      1
    动 
     3
      倒角
    T01 
    16X16
     1000
    100 
      1
    动 
    4
    精加工外轮廓
    T01
    25X25
    1500 
    80
      \
    动 
     5
    车60°外螺纹 
    T02
    16X16 
    1000 
     100
      \
    动 
     6
     车断件1
    T02
    16X16
    1000 
     50
     \
    手动 
    编制
    汪世洋
    审核
     
    批准
     
    08年3月10日
    5 页
    第 1 页


    卡2
    单位名称

    XXXXXXX
    产品名称代号
    零件名称
    零件图号
    设备
    车间
    件2
    2
    XXXXXX
    工序号
    程序编号
    夹具名称


    2
    O0002
    三爪卡盘


    工步号
    工 步 作 业 容
    刀具号
    刀具规格
    轴转速
    进速度
    背吃刀量
    备注
     1
    加工93°菱形外圆
    T01 
    25X25
    800
     150
     1
    动 
     2
    粗加工外轮廓 
    T01 
    25X25 
    1000 
     100
      1
    动 
     3
      精加工外轮廓
    T01 
    25X25 
     1000
    100 
      1
    动 
    编制
    汪世洋
    审核
     
    批准
     
    08年3月10日
    5 页
    第2 页

    卡3
    单位名称

    XXXXXXX
    产品名称代号
    零件名称
    零件图号
    设备
    车间
    件1
    1
    XXXXXX
    工序号
    程序编号
    夹具名称


    3
    O0004
    三爪卡盘


    工步号
    工 步 作 业 容
    刀具号
    刀具规格
    轴转速
    进速度
    背吃刀量
    备注
    1
    加工93°菱形外圆
    T01 
    25X25 
    1000 
     100
      1
    动 
    2
      粗加工外轮廓
    T01 
    25X25 
     1000
    150 
      1
    动 
    3
    粗加工球面
    T01
    25X25
    1000
    100
    2

    4
    精加工外轮廓
    T01
    25X25
    1500
    80
    1

    5
    车外槽
    T03
    16X16
    600
    25
    \

    6
    精车槽底
    T03
    16X16
    1000
    80
    \

    7
    倒角
    T03
    16X16
    1000
    100
    1

    编制
    汪世洋
    审核
     
    批准
     
    08年3月10日
    5 页
    第 3页
    卡4
    单位名称

    XXXXXXX
    产品名称代号
    零件名称
    零件图号
    设备
    车间
    件3
    1
    XXXXXX
    工序号
    程序编号
    夹具名称


    4
    O0005
    三爪卡盘


    工步号
    工 步 作 业 容
    刀具号
    刀具规格
    轴转速
    进速度
    背吃刀量
    备注
     1
    加工镗孔
    T04
    25X25
    800
     150
     1
    动 
     2
    粗加工镗孔
    T04
    25X25 
    800
     150
      1
    动 
     3
      精加工镗孔
    T04
    25X25 
     1200
    80
      1
    动 
    4
    车槽 
    T06
    16X16
    600
    25
      \
    动 
    5
     加工螺纹
    T05
    16X16
    1000 
     100
       \
    手动 
    6
    加工93°菱形外圆
    T01
    25X25
    800 
    150
     1
    动 
    编制
    汪世洋
    审核
     
    批准
     
    08年3月10日
    5 页
    第 4页





    第四章 刀具交换装置设计
    数控机床动换刀装置中实现刀库机床轴间传递装卸刀具装置称刀具交换装置刀具交换方式通常分两种 种采机械手交换刀具 种刀库机床轴相运动实现刀具交换机械手交换刀具机械手交换刀具方式:结构简单成低换刀性较高刀库结构限容量种换刀系统中型加工中心采刀具交换方式具体结构机床工作效率工作性直接影响XKA5032AC数控立式升降台铣床结构特性决定难实现刀库机床轴相运动实现刀具交换采机械手交换刀具方式
    机械手轴刀具完成工步工步刀具送回刀库道工步需刀具刀库中取出装入轴继续进行加工功部件机械手具体求迅速准确协调
    41确定换刀机械手形式
    动换刀数控机床中换刀机械手形式种样常见种
    1)两手呈180°回转式单臂双手机械手

    图41 机械手臂手爪
    1手爪 2锥销 3手臂 45弹簧 6活动销 7长销 8锁紧销

    2)两手互相垂直回转式单臂双手机械手


    3)两手行回转式单臂双手机械手
    4)双手交叉式机械手
    数控机床(加工中心)刀库轴相位置种数控机床换刀机械手相
    图两手互相垂直回转式单臂双手机械手结构示意图
    种机械手优点换刀动作换时间短缺点刀柄精度求高结构复杂联机调整相关精度求高机械手离加工区较
    般说种机械手刀库刀座轴线机床轴轴线垂直刀库径存取刀具形式动换刀装置XKA5032AC数控立式升降铣床动换刀装置中采种机械手形式




    42换刀机械手工作原理
    面XKA5032AC数控立式升降台铣床动换刀装置中采种机械手换刀工作原理
    该机械手安装轴左侧面轴箱起运动机械手机械手臂45°斜壳体组成机械手臂1形状称固定回转轴4回转轴轴成45°角安装壳体35手臂托液压缸带动(图中未标出)机械手伸缩回转抓刀松刀等动作
    伸缩动作:液压缸(图中未标出)带动手臂托架5轴轴移动
    回转动作:液压缸2中齿条轮通齿轮带动回转轴4转动实现手臂正反180°旋转运动
    抓刀松刀动作:机械手刀具夹紧松开通液压缸6碟形弹簧7拉杆8杠杆9活动爪10实现碟形弹簧实现夹紧液压缸实现松开活动爪中两销子11夹紧刀具时插入刀柄凸缘孔确保安全
    43机械手动换刀程动作序
    (a) (b) (c) (d)
    图46 换刀机械手换刀程
    动换刀装置换刀程选刀换刀两部分组成
    选刀刀库选刀命令(信息)动刀具移动换刀位置完成选刀程面换刀做准备换刀机械手轴刀具取选刀具安装轴
    换刀动作致程:
    1)轴箱回高处(z坐标零点)时实现轴准停轴停止回转准确停止固定变角度方位保证轴端面键固定方位刀柄键槽恰正端面键
    2)机械手抓住轴刀库刀具图46(a)示
    3)卡紧轴发库刀具松开
    4)活塞杆推动机械手行轴刀库取出刀具
    5)机械手回转180°交换刀具位置
    6)更换刀具装入轴刀库
    7)分夹紧轴刀库刀具
    8)机械手松开轴刀库刀具
    9)机械手松开具限位开关发出换刀完毕信号轴开始加工程序动作
    动换刀整程中项运动均限位开关控制前动作完成进行动作保证运动性
    44机械手回转轴4齿轮齿条设计
    1)回转轴齿轮采渐开线标准直齿圆柱齿轮形式
    2)取模数M15初取齿数z30
    3)表齿轮尺寸设计基参数:

    名称
    代号
    计算公式
    模数
    m

    压力角


    分度圆直径
    d
    Dmz153045
    齿顶高


    齿根高


    齿全高
    h

    齿顶圆直径


    齿根圆直径


    齿距
    p

    齿厚
    s

    顶隙
    c

    4)齿条基尺寸外齿轮尺寸计算公式进行计算
    45动换刀装置相关技术求
    451轴准停装置
    传递扭矩轴前端装端键刀具刀柄装入锥孔时刀柄键槽位置必须该键准装入机械手刀库取刀时确保刀具利装入轴锥孔中必须轴准确停刀具交换位置时工艺需必须轴准停固定位置种轴端定位键停固定位置技术求称轴准停
    XKA5032AC数控立式升降台铣床动换刀装置次动装卸刀具时必须求轴准确停止固定周位置轴安装电气控制轴准停装置实现轴准停功
    452换刀机械手安装调试
    1)换刀机械手安装轴箱左侧面加工零件时换刀机械手轴箱起运动
    2)初装换刀机械手必须进行调试:手动操式调整换刀机械手相轴位置调整心棒误差时调整机械手行程刀库位置机械手支座修正轴坐标原点等安装重量刀具时进行次刀库轴位置动交换机械手换刀时做准确误撞击
    46动换刀程序编制
    1)换刀动作(指令):选刀(T××)换刀(M06)
    2)选刀换刀通常分开进行
    3)提高机床利率选刀动作机床加工动作重合
    4)换刀指令M06必须新刀具进行切削加工程序段前选刀指令T常紧次换刀指令
    5)换刀点:数加工中心规定机床Z轴零点(Z0)求换刀前准备功指令(G28)轴动返回Z0点
    6)换刀程接T××指令立动选刀选中刀具处换刀位置接M06指令机械手动作方面轴刀具取送回刀库方面换刀位置刀具取出装轴实现换刀
    7)换刀程序编制方法
    a)轴返回参考点刀库选刀时进行选刀具进行换刀

    N02 G28 Z0 T02 Z轴回零选T02号刀
    N03 M06 换T02号刀

    缺点:选刀时间回零时间时需占机选刀
    b)Z轴回零换刀前选刀

    N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补选T02号刀
    N11 G28 Z0 M06 Z轴回零换T02号刀

    N20 G01 Z_ F_ T03 直线插补选T03号刀
    N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆弧插补
    c)加工中心(TH5632)换刀程序略

    N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直线插补选T02号刀

    N30 G28 Z0 T03 M06 Z轴回零换T02号刀选T03号刀
    N40 G00 Z1
    N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圆弧插补

    注:卧式加工中心面程序G28 Z0应G28 Y0
















    第五章 动换刀装置控制原理
    51动换刀装置液压系统原理图

    液压系统液压油箱路控制阀等组成控制阀采分散布局安装原分装刀库立柱电磁阀贴磁号码(YV1YV2YV3)便户进行检测维修
    52动换刀装置换刀动作序控制程
    动换刀装置整换刀程中换刀动作控制刀库控制部分换刀机械手控制部分轴相控制部分三部分组成组成互相联系系统
    1)刀库控制部分 2)机械手控制部份 3)轴箱控制部分







    致谢词
    首先感谢指导老师没没写文动力夜里网吧搞文时真困心烦种莫名想放弃念头蒙胧中耳边告诉坚持放弃正样天坚持懈奋斗终篇文完成告终
    感谢寝室里患难兄弟遥远家陌生城市里维系着彼间兄弟般感情维系着寝室份家融洽3年里没红脸月初家腰包鼓鼓起吃喝月底摸着干瘪钱包起啃馒头学生活中体验啥快乐
    然感谢公司里师傅实期间够指导教学校学东西公司实期间2月里事关心初入社会学生感受社会关心然感觉知识力足想社会立足学交流方进步提高身力
    感谢网友网吧做文日子正夜深静时候陪伴着法继续文时候够游戏中缓解心中烦闷
    感谢爸妈焉谖草言树背养育恩回报永远健康快乐心愿
    文完成际心情法静开始进入课题文利完成少敬师长学朋友言帮助里请接受诚挚谢意







    参考文献
    [1] 吴宗泽罗圣国机械设计课程设计手册第二版[M]北京高等教育出版社1999
    [2]廖念钊莫雨松李硕根杨兴骏互换性技术测量第四版[M]北京中国计量出版社2000
    [3]陈锦昌刘女刘林计算机工程制图[M]广州华南理工学出版社1999
    [4]冯辛安黄玉美杜君文机械制造装备设计[M]北京机械工业出版社2004
    [5]熊光华数控机床[M] 北京机械工业出版社2001
    [6]李峻勤费仁元数控机床维修[M]北京国防工业出版社2000
    [7]张柱银陈思义明兴祖数控原理数控机床[M]北京化学工业出版社2003
    [8]林东数控技术[M]北京北京理工学出版社1995
    [9]王爱玲白思远现代数控机床[M]北京国防工业出版社2001
    [10]存兴张铁华液压传动气压传动第二版[M]湖北华中科技学出版社2000
    [11]毛谦德李振清袖珍机械机械设计师手册第二版[M]北京机械工业出版社2001
    [12]朱龙根简明机械零件设计手册[M]北京机械工业出版社2000
    [13]王实机床设计手册[M]辽宁 辽宁科学技术出版社1999
    附 录

    编程举例
    实例1加工图示孔工件材料HT300刀具镗孔刀T02Φ13钻头T03锪钻

    程序:
    T01
    M06
    G90 G00 G54 X0 Y0 T02
    G43 H01 Z20 M03 S500 F30
    G98 G85 X0 Y0 R3 Z45
    G80 G28 G49 Z0 M06
    G00 X60 Y50 T03
    G43 H02 Z10 M03 S600
    G98 G73 X60 Y0 R15 Z48 Q4 F40
    X60
    G80 G28 G49 Z0 M06
    G00 X60 Y0
    G43 H03 Z10 M03 S350
    G98 G82 X60 Y0 R15 Z30 P100 F25
    X60
    G80 G28 G49 Z0 M05
    G91 G28 X0 Y0 M30

    实例2加工图示零件通槽4M8螺纹孔加工程见表
    工步号
    工步名称
    工具号
    工具名称规格
    刀补号
    半径补偿
    1
    周铣槽
    T01
    Ø6立铣刀
    H01
    D303mm
    2
    钻螺纹底孔
    T02
    Ø67钻头
    H02

    3
    攻螺纹
    T03
    M8丝锥
    H03


    程序:
    %6001
    N001 G92 X0 Y0 Z0
    N002 M02 S280
    N003 G43 Z30 T01 H01 M07
    N004 Z3
    N005 G01 Z5 F50
    N006 M98 P0111
    N008 M98 P0111
    N009 G00 Z30 M09
    N010 M05
    N011 G90 G00 X80 Y40 S800 T03 M03
    N012 G43 Z30 T02 H02 M07
    N013 G99 G81 R3 Z12 F80
    N014 G91 X160













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    文档贡献者

    z***u

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