【正文】 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 xx 工 程 學(xué) 院 本科生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 姓 名： xx 學(xué) 號(hào) ： 2xx 系 部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： 中型加工中心刀具庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 題： 中型加工中心刀具庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： xx 職 稱： 講 師 2022 年 5 月 徐州 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，而對(duì)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(shù)的應(yīng)用，對(duì)加工中心的各種組成部分提出了更高的性能指標(biāo)。由于加工中心備有刀具庫(kù)，大大增加了刀具的儲(chǔ)存容量。有利于提高主軸的剛度，獨(dú)立的刀庫(kù)，大大增加了刀具的儲(chǔ)存數(shù)量，有利于擴(kuò)大機(jī)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(shè)計(jì)采用 PLC 對(duì)刀具庫(kù)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，自動(dòng)換刀裝置在隨機(jī)換刀時(shí)只識(shí)別刀具不識(shí)別刀套， 因此可以把刀具編號(hào)，并且按順序?qū)⒌毒卟迦氲稁?kù)中對(duì)應(yīng)號(hào)和刀套上。由數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 設(shè)定刀號(hào)，使刀具號(hào)和刀庫(kù)中的刀套地址對(duì)應(yīng)的記在 PLC 上，一經(jīng)設(shè)定，機(jī)床在以后的使用中，不論刀具在哪個(gè)刀套上 PLC 始終記憶著它的蹤跡。簡(jiǎn)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(shí)， PLC有較完善的自診斷和自保護(hù)能力，可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。應(yīng)用表明， PLC 的簡(jiǎn)潔、快捷在自動(dòng)換刀裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：刀庫(kù)；存儲(chǔ)；功能；自動(dòng)控制 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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 finishing… 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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 目 錄 前言………………………………………………………………………………………… （ 1） 估算刀具的重量………………………………………………………………………… （ 3） 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………………… （ 5） 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)……………………………………………………… （ 7） ………………………………………………………………………… （ 7） ………………………………… ………………………………… （ 7） …………………………………………………………………… （ 7） 減速器齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… （ 8） ………………………………………………………… （ 8） ………………………………………………………… （ 8） ……………………………………………………… （ 10） …………………………… ……………………………… （ 11） …………………………………………………………… （ 12） 軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………… （ 13） Ⅰ的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………… （ 13） Ⅱ的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ……………………………………………………………… （ 14） Ⅲ的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ……………………………………………………………… （ 17） Ⅳ的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ……………………………… ……………………………… （ 21） 鍵的選用與計(jì)算……………………………………………………………………… （ 24） 軸承的選用與計(jì)算…………………………………………………………………… （ 25） 鏈輪的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… （ 28） 槽輪的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… （ 29） 箱體零件的分析與箱體加工切削用量的計(jì)算……………………………………… （ 30） ………………………………………………… ……………… （ 30） ………………………………………………………………………… （ 30） ………………………………………………………………… （ 30） ……………………………………………………… （ 30） …………………………………………………………… （ 32） 1夾具的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… （ 50） 1電氣及 PLC 的設(shè)計(jì)……………………………………… …………………………… （ 54） 1翻譯部分 英文原文……………………………………………………………………………… 中文譯文……………………………………………………………………………… 總結(jié) 謝詞………………………………………………………………………………… （ 50） 參考文獻(xiàn)……………………………………… …………………………………………（ 51） 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了全部課程之后的一次全面的綜合性的練習(xí)，是我們?cè)谛Ｆ陂g最后一次作業(yè)和考試，是檢查我們能否運(yùn)用 所學(xué)的基礎(chǔ)課理論和專業(yè)課知識(shí)的最有效的形式，是對(duì)我們進(jìn)行的最好的一次訓(xùn)練。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和成熟，而對(duì)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(shù)的應(yīng)用，對(duì)加工中心的組成部分提出了更高的性能指標(biāo)。 加工中心是備有刀庫(kù)，并能自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件多工序的數(shù)字控制機(jī)床，其主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)換刀的刀具庫(kù)，工件經(jīng)一次裝夾后，通過更換各種刀具，在同一臺(tái)機(jī)床，對(duì)工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑（車）、鏜、鉆、攻螺紋等各種工序。 由于加工中心備有刀具庫(kù)，大大增加了刀具的存 儲(chǔ)數(shù)量。有利于提高主軸的剛度；獨(dú)立的刀庫(kù)，大大增加了刀具的存儲(chǔ)熟量，有利于擴(kuò)大機(jī)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(kù)實(shí)現(xiàn)換刀，按換刀過程有無機(jī)械手參與，分成機(jī)械手換刀和無機(jī)械手換刀兩種情況。在機(jī)械手換刀的過程中，使用一個(gè)機(jī)械手將加工完畢的刀具從主軸拔出，與此同時(shí)，另一個(gè)機(jī)械手將在刀具庫(kù)中待命的刀具從刀庫(kù)拔出，然后兩者交換位置，完成換刀過程。無機(jī)械手換刀時(shí)，刀具庫(kù)存放方向與主軸平行，刀具放在主軸可達(dá)到的位置。換刀時(shí)，主軸箱移到刀庫(kù)換刀位置的上方，利用主軸 Z 方向?qū)⒓庸ね戤叺毒卟?入刀庫(kù)中要求的空位處，然后刀庫(kù)待命換刀具轉(zhuǎn)到待命位置， Z 方向運(yùn)動(dòng)將待命的刀具從刀庫(kù)中取出，并將刀具插入主軸。有機(jī)械手的系統(tǒng)在刀庫(kù)配置，與主軸的相對(duì)位置及刀具的數(shù)量都比較靈活，換刀的時(shí)間短。無機(jī)械手方式結(jié)果簡(jiǎn)單，只是換刀時(shí)間更長(zhǎng)。 加工中心有多種形式，常見的有盤式、鏈?zhǔn)絻煞N刀庫(kù)。 盤式結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)最為緊密，但為了換到時(shí)與主軸同向，有的刀具庫(kù)中刀具需要在換刀位作 90 度翻轉(zhuǎn)。在刀庫(kù)容量較大時(shí)，為在存放方便的同時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊，可采用彈倉(cāng)式結(jié)構(gòu)，目前大量的刀庫(kù)安 裝在機(jī)車立柱的頂面或側(cè)面，在刀庫(kù)較大時(shí)，也有安裝在專門的地基上，以隔離刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)造成的震動(dòng)。 鏈?zhǔn)降稁?kù)存放刀具容量比盤式大，設(shè)計(jì)題目刀具較多，為 32 把刀，所以特選用鏈?zhǔn)降稁?kù)設(shè)計(jì)。鏈?zhǔn)降稁?kù)結(jié)構(gòu)比較靈活，可以采用加長(zhǎng)鏈帶方式加大刀庫(kù)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(shí)，還利用采用多鏈帶結(jié)構(gòu)。 對(duì)加工中心刀庫(kù)管理、運(yùn)行，這些功能是 PLC 來完成的，通過接口與主控裝置進(jìn)行信息交換，以達(dá)到協(xié)調(diào)一致。 提高可編程控制器的運(yùn)行速度，來滿足數(shù) 控 機(jī)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(shí)間可達(dá)到 ，編程步數(shù)達(dá)到 16000 步以上，利用 PLC 的高速處理功能，使 CNCPLC 之間有機(jī)的結(jié)合起來，滿足數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中的各徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 種時(shí)控要求。 由于 PLC 使用方便，操作靈活，價(jià)格低廉，在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛的工作實(shí)踐性的訓(xùn)練。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 估算刀具庫(kù)的重量 設(shè)定鏈片的尺寸結(jié)構(gòu)如圖所示 ： 1. 2 設(shè)定鏈節(jié)的尺寸如圖所示： 圖1. 1） 圖1. 2） 整個(gè)鏈片的體積為： 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(xiàn) [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? ? ? ? ? 1. 6 鏈節(jié)的重