【正文】 I 高等教育自學(xué)考試 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)電一體化 姓名 指導(dǎo)教師姓名、職稱(chēng) 所屬助學(xué)單位 2022 年 3 月 20 日 II 目錄 1 概論 ..................................................................... 1 數(shù)控車(chē)床的組成 ..................................................... 1 數(shù)控車(chē)床的工作原理 ................................................. 1 數(shù)控車(chē)床的發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 1 本章小結(jié) ........................................................... 1 2 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)換刀裝置 ..................................................... 1 自動(dòng)換刀裝置的形式 ................................................. 1 更換主軸頭換刀 .............................................. ..2 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) .......................................... 2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架換刀 .............................................. 2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架換刀的優(yōu)點(diǎn) ............................................. 2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的分類(lèi) ................................................. 2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架換刀的技術(shù)要求 ......................................... 2 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的四個(gè)基本動(dòng)作 ......................................... 3 本章小結(jié) ........................................................... 3 3 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................... 3 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的 PLC程序的作用 ....................................... 3 電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架具體工作過(guò)程 ........................................... 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................... 3 控制系統(tǒng)電路硬件接線(xiàn)圖 ........................................ 4 PLC控制流程圖 ................................................ 4 PLC軟件設(shè)計(jì) .................................................. 5 本章小結(jié) ........................................................... 6 4 刀架進(jìn)給運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................... 6 刀架進(jìn)給伺服系統(tǒng)各組成部分的功能 ................................... 6 伺服驅(qū)動(dòng)裝置的作用 ............................................ 6 伺服電機(jī)的作用 ................................................ 6 檢測(cè)裝置的作用 ................................................ 6 刀架運(yùn)動(dòng)執(zhí)行裝置 ................................................... 7 本章小結(jié) ........................................................... 7 5 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)計(jì) ......................................... 7 III 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................... 7 減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................ 7 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................. 8 刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................ 8 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................... 8 液壓原理 ...................................................... 8 機(jī)械結(jié)構(gòu) ...................................................... 9 刀架主要零件設(shè)計(jì) .............................................. 9 ............................................ 9 刀架定位精度及重復(fù)定位精度 .............................. 9 花鍵軸 ................................................. 10 防水、防塵設(shè)計(jì) ......................................... 10 控制方式 ............................................... 10 活塞 ................................................... 10 刀架驅(qū)動(dòng)形式 ................................................. 10 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................ 10 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................. 11 蝸桿的選型 ............................................. 11 蝸桿副的材料 ........................................... 11 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) ............................. 11 蝸桿和渦輪的主要計(jì)算參數(shù)和幾何尺寸 ..................... 13 校核渦輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ............................... 13 蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................... 14 渦距的確定 ............................................. 14 其它參數(shù)的確定 ......................................... 15 自鎖性能校核 ........................................... 15 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架電氣控制設(shè)計(jì) .......................................... 15 硬件收信電路 ............................................... 15 硬件發(fā)信電路 ................................................. 17 本章小結(jié) .......................................................... 17 6 總結(jié)與展望 .............................................................. 18 致謝 ....................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ................................................................... 19 IV 摘 要 數(shù)控車(chē)床的出現(xiàn)對(duì)提高生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量以及改善勞動(dòng)條件等發(fā)揮了重要的作用 , 為了進(jìn)一步壓縮非切削時(shí)間，數(shù)控機(jī)床正朝著一臺(tái)機(jī)床在一次裝夾中完成多工序加工的發(fā) 展方向。在這類(lèi)多工序的數(shù)控機(jī)床中必須帶有自動(dòng)換刀裝置，在多工序數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)之后， 又逐步發(fā)展和完善了各類(lèi)回轉(zhuǎn)刀具的自動(dòng)更換裝置，擴(kuò)大了換刀數(shù)量，快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn) 了 換刀操作。數(shù)控車(chē)床上使用的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種在一定的空間范圍內(nèi)，能執(zhí)行自動(dòng)松開(kāi)、 轉(zhuǎn)位、精密定位等一系列動(dòng)作的一種機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì) 主要論述一種多工位液壓數(shù)控 自動(dòng)回轉(zhuǎn) 刀架的設(shè)計(jì)原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)及自動(dòng)控制方式 。 關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床、換刀、 PLC、伺服系統(tǒng)、刀架 V Abstract The emergence of CNC lathe to increase productivity, improve product quality and improve working conditions play an important role, in order to further reduce noncutting time, numerical control machine tool is moving in a machine during a setup process to plete multiprocessing development. In such multiprocedure must be of CNC machine tools with automatic tool change device, the advent of multiprocess CNC machine tools, but also the progressive development and perfection of the various types of rotary automatic tool changer, expanding the number of tool changing, fast and accurate implementation of the tool change operation. CNC lathe turret used in autorotation is a certain spatial scale, can perform automatic release, translocation, precision positioning and a series of actions of an institution. This paper discusses the design of a multistation automatic rotary hydraulic CNC turret design principle, mechanical structure and automatic control methods. Keywords: CNC lathe, tool changer, PLC, servo system, turret 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 1 數(shù)控車(chē)床的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 1 概論 數(shù)控車(chē)床的組成 數(shù)控車(chē)床主要由主軸箱、床鞍、尾架、刀架、對(duì)刀儀、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)及數(shù) 控裝置組成。 數(shù)控車(chē)床的工作原理 在數(shù)控