【正文】 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 1 xx 工 程 學 院 本科生畢業(yè)設 計 姓 名： xx 學 號 ： 2xx 系 部： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計題目： 中型加工中心刀具庫系統(tǒng)設計 專 題： 中型加工中心刀具庫系統(tǒng)設計 指導教師： xx 職 稱： 講 師 2021 年 5 月 徐州 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 2 摘 要 隨著科學技術的發(fā)展世界先進制造技術的興起和不斷成熟，而對作為現(xiàn)代制造業(yè)非常重要的加工中心提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術的應用，對加工中心的各種組成部分提出了更高的性能指標。由于加工中心備有刀具庫，大大增加了刀具的儲存容量。有利于提高主軸的剛度，獨立的刀庫，大大增加了刀具的儲存數(shù)量，有利于擴大機床的功能，并能較好的隔離各種影響加工精度的干擾因素 本設計采用 PLC 對刀具庫系統(tǒng)的自動控制，自動換刀裝置在隨機換刀時只識別刀具不識別刀套， 因此可以把刀具編號，并且按順序將刀具插入刀庫中對應號和刀套上。由數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 設定刀號，使刀具號和刀庫中的刀套地址對應的記在 PLC 上，一經(jīng)設定，機床在以后的使用中，不論刀具在哪個刀套上 PLC 始終記憶著它的蹤跡。簡化了控制系統(tǒng)的硬件和界限，減小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的靈活性，同時， PLC有較完善的自診斷和自保護能力，可以增強系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。應用表明， PLC 的簡潔、快捷在自動換刀裝置中得到了廣泛的應用。 關鍵詞：刀庫；存儲；功能；自動控制 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 3 ABSTRACT Along with the technicial develop of science, the forerunner in the world makes the technical rise and continuously nature, but processed the center to put forward the technical application, such as, highter requst, and superhigh speed cutting,super precision finishi ng… ect. Toward being the moder manufactureing industry count for muchly, put forward the higher function index sign towards processing the each position division of the center. Because processing the cencer to have the database of tool angel fully, increasing the storage quantity of the tool angel consumedly. Be advantageous to the stiffness that raises the main shaft。 Independent cut database, increased the storage quantity of the tool angel consumely, be advantageous to the function that extends the engine bed, and can insulate varcious interference factor that effects to process the accuracy on good termsly. This design adopts the PLC to the angel database system automatic control, changing the cut the apparatus automatically while changing the cut random of tool angel, and insert the angel into the cut database in order to should number controls and the cut set up. From the PLC enactment cut number that the number controls the system, make number of tool angel and the cut set address within the database to deserve to record on the PLC, set the engine bed as soon as in latterly use, in spite of which cut tool angel is set up the trace that the PLC remember it the hardward andwirings of the electricity control system. At the same time, the PLC is more perfect form examine a patient and form protection ability, can intensify the antienunciation, PLC of simple and direct and fast got the extensive usage in automatically chang the cut equip. Keyword: Cut database。 Saving。 Function。 Automatic Control 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 4 目 錄 前言………………………………………………………………………………………… （ 1） 估算刀具的重量………………………………………………………………………… （ 3） 電動機的選擇…………………………………………………………………………… （ 5） 計算傳動裝置的運動與動力參數(shù)……………………………………………………… （ 7） ………………………………………………………………………… （ 7） …………………………………………………………………… （ 7） …………………………………………………………………… （ 7） 減速器齒輪的設計……………………………………………………………………… （ 8） ………………………………………………………… （ 8） ………………………………………………………… （ 8） 齒輪傳動的主要尺寸設計 ……………………………………………………… （ 10） 按接觸疲勞強度校核 …………………………………………………………… （ 11） 驗算齒輪的圓周速率 …………………………………………………………… （ 12） 軸的設計……………………………………………………………………………… （ 13） 軸Ⅰ的設計 ……………………………………………………………………… （ 13） 軸Ⅱ的設計與計算 ……………………………………………………………… （ 14） 軸Ⅲ的設計與計算 ……………………………………………………………… （ 17） 軸Ⅳ的設計與計算 ……………………………………………………………… （ 21） 鍵的選用與計算……………………………………………………………………… （ 24） 軸承的選用與計算…………………………………………………………………… （ 25） 鏈輪的設計…………………………………………………………………………… （ 28） 槽輪的設計…………………………………………………………………………… （ 29） 箱體零件的分析與箱體加工切削用量的計算……………………………………… （ 30） ………………………………………………………………… （ 30） ………………………………………………………………………… （ 30） ………………………………………………………………… （ 30） ……………………………………………………… （ 30） …………………………………………………………… （ 32） 1夾具的設計…………………………………………………………………………… （ 50） 1電氣及 PLC 的設計…………………………………………………………………… （ 54） 1翻譯部分 英文原文……………………………………………………………………………… 中文譯文……………………………………………………………………………… 總結 謝詞………………………………………………………………………………… （ 50） 參考文獻……………………………………… …………………………………………（ 51） 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 1 前 言 畢業(yè)設計是我們學完了全部課程之后的一次全面的綜合性的練習，是我們在校期間最后一次作業(yè)和考試，是檢查我們能否運用所學的基礎課理論和專業(yè)課知識的最 有效的形式，是對我們進行的最好的一次訓練。 隨著科學技術的發(fā)展，世界先進制造技術的興起和成熟，而對作為現(xiàn)代制造業(yè)非常重要的加工中心提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技術的應用，對加工中心的組成部分提出了更高的性能指標。 加工中心是備有刀庫，并能自動更換刀具，對工件多工序的數(shù)字控制機床，其主要特點是具有自動換刀的刀具庫，工件經(jīng)一次裝夾后，通過更換各種刀具，在同一臺機床，對工件各加工面連續(xù)進行銑（車）、鏜、鉆、攻螺紋等各種工序。 由于加工中心備有刀具庫，大大增加了刀具的存儲數(shù)量。有利于提高主軸的剛度；獨 立的刀庫，大大增加了刀具的存儲熟量，有利于擴大機床的功能，并能較好的隔離各種影響加工精度的干擾因素。 加工中心利用刀庫實現(xiàn)換刀，按換刀過程有無機械手參與，分成機械手換刀和無機械手換刀兩種情況。在機械手換刀的過程中，使用一個機械手將加工完畢的刀具從主軸拔出，與此同時，另一個機械手將在刀具庫中待命的刀具從刀庫拔出，然后兩者交換位置，完成換刀過程。無機械手換刀時，刀具庫存放方向與主軸平行，刀具放在主軸可達到的位置。換刀時，主軸箱移到刀庫換刀位置的上方，利用主軸 Z 方向將加工完畢刀具插入刀庫中要求的空位處，然后刀庫待 命換刀具轉到待命位置， Z 方向運動將待命的刀具從刀庫中取出，并將刀具插入主軸。有機械手的系統(tǒng)在刀庫配置，與主軸的相對位置及刀具的數(shù)量都比較靈活，換刀的時間短。無機械手方式結果簡單，只是換刀時間更長。 加工中心有多種形式，常見的有盤式、鏈式兩種刀庫。 盤式結構中，刀具可以沿著主軸的軸向、徑向、斜向按放，刀具軸向的按裝的結構最為緊密，但為了換到時與主軸同向，有的刀具庫中刀具需要在換刀位作 90 度翻轉。在刀庫容量較大時，為在存放方便的同時保持結構緊湊，可采用彈倉式結構，目前大量的刀庫安裝在機車立柱的頂面或側面，在刀庫 較大時，也有安裝在專門的地基上，以隔離刀庫轉動造成的震動。 鏈式刀庫存放刀具容量比盤式大，設計題目刀具較多，為 32 把刀，所以特選用鏈式刀庫設計。鏈式刀庫結構比較靈活，可以采用加長鏈帶方式加大刀庫容量，也可以采用鏈帶折疊回繞的方式提高空間利用率，在需要刀具容量較大時，還利用采用多鏈帶結構。 對加工中心刀庫管理、運行，這些功能是 PLC 來完成的，通過接口與主控裝置進行信息交換，以達到協(xié)調一致。 提高可編程控制器的運行速度，來滿足數(shù) 控 機床高速加工的要求，新型的 PLC 具有專用的 CPU，基本指令執(zhí)行的時間可達到 ，編程步數(shù)達到 16000 步以上，利用 PLC 的高速處理功能，使 CNCPLC 之間有機的結合起來，滿足數(shù)控機床運行中的各徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 2 種時控要求。 由于 PLC 使用方便，操作靈活，價格低廉，在數(shù)控機床領域的應用越來越廣泛的工作實踐性的訓練。 徐州工程學院畢業(yè)設計說明書 3 估算刀具庫的重量 ： 1. 2 設定鏈節(jié)的尺寸如圖所示： 圖1. 1） 圖1. 2） ： 22130 74 5 2 37 26 ? ? ? ? ? ? ? ? ?3mm 1. 4 鏈片的重量為： （材料為 45 鋼） 由參考文獻 [2]表 11得 該材料的密度為 =? 即 ?? ? ? ?㎏ 1. 5 鏈節(jié)的體積 2 2 4 ( 26 24 ) 105 329 70v m m? ? ? ?