【正文】 s.Keywords:CNC lathe rotary cutter structure design AutoCAD3 / 34第一章 引言第一節(jié) 概述數(shù)控車床的刀架是機(jī)床的重要組成部分。隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。刀架用于夾持切削用的刀具，因此其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。其中，帶刀庫(kù)的數(shù)控加工中心自動(dòng)換刀裝置自 1958 年研制成功以來，其機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制方式不斷得到改進(jìn)和完善，形式多種多樣，目前常見的有更換主軸頭換刀以及帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。另外，臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。 圖 11 立式回轉(zhuǎn)刀架 圖 12 臥式回轉(zhuǎn)刀架第三節(jié) 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)數(shù)控車床立式四刀位電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容為：⑴ 回轉(zhuǎn)刀架刀架參數(shù)的確定；⑵ 回轉(zhuǎn)刀架動(dòng)力源的選擇；⑶ 回轉(zhuǎn)刀架傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選?。虎?回轉(zhuǎn)刀架的安裝調(diào)試和精度檢驗(yàn)；5 / 34第二章 回轉(zhuǎn)刀架方案選擇第一節(jié) 數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求數(shù)控刀架作為數(shù)控機(jī)床必需的功能部件，直接影響機(jī)床的性能和可靠性。按照數(shù)控車床回轉(zhuǎn)刀架的基本要求和 CK6140 車床的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)初選刀架為立式簡(jiǎn)易型四工位電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)刀架，采用蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤嚙合，機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式的工作原理。因此，參照煙臺(tái)機(jī)床附件廠生產(chǎn)的 AK211104M 型回轉(zhuǎn)刀架，初選刀尖高為 110mm。第四節(jié) 動(dòng)力源的選擇及方案選擇結(jié)果驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的動(dòng)力可分為電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩大類。第二節(jié) 回轉(zhuǎn)刀架的工作過程本設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式。⑶ 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90176。⑷ 刀架壓緊9 / 34刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過載毀壞，從而完成一次換刀過程。第二節(jié) 選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一、電動(dòng)機(jī)所需要的功率查參考文獻(xiàn)[1]表 的 AK211104M 電動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的電動(dòng)機(jī)功率 P=120W,轉(zhuǎn)速 n=1400r/min。二、選擇蝸桿蝸輪材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿用 45 號(hào)鋼表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪邊緣采用 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。180。根據(jù) ，由圖 844 查得 ，=180。 =六、確定模數(shù) m 和蝸桿分度圓直徑 d1由公式可得： 22150[]mkTZHs230。179。246。231。=232。查參考文獻(xiàn)[2]表 842 得， ，m=2mm， d1=， q=， r=5176。蝸輪：分度圓直徑： ；25102dZ=180。蝸輪齒寬： ,取 b2==180。=?由參考文獻(xiàn)[2]表 8415 用插值法查得 ，則蝸輪副嚙合效率為12gr14 / 341tantan5639。++?取軸承效率 ，攪油及濺油效率 ，則蝸桿傳動(dòng)的總效率為：180。180。=由公式 和設(shè)計(jì)要求 可推出：12()ckAtcsp163。若蝸桿減速部分散熱的計(jì)算面積 A 不滿足以上條件，可以采用強(qiáng)迫冷卻方法或15 / 34增加散熱計(jì)算面積的方法來滿足散熱要求。=取 dmin=6mm三、確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度,如圖 41 所示。D3段：D3段為蝸桿蝸輪嚙合部分，取d 3=22mm，L 3=50mm。則圓周力： 180。8tnnFNra==176。===+⑶ 彎矩計(jì)算水平面彎矩（如圖 45）: Nm=180。故蝸桿軸的強(qiáng)度足夠。180。==取軸的直徑 d=17mm四、確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案，確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度，如圖 48所示。21 / 34D3 段：取 d3=22mm，L3=93mm。二、確定齒盤參數(shù)考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤需相互嚙合，可選相同參數(shù)。取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2mm齒盤齒全高: *(2)()=+180。齒根高 22 / 34*()().fahcmm=+180。=180。 =180。式中：T n—聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩； ；NmT—軸傳遞理論轉(zhuǎn)矩； ；P—驅(qū)動(dòng)功率；KW；η—工作轉(zhuǎn)速；r/min；k—工作系數(shù)，取 k=2 180。24 / 34第五章 安裝調(diào)試和精度檢驗(yàn)第一節(jié) 安裝調(diào)試在安裝時(shí)請(qǐng)參閱本說明并認(rèn)真核對(duì)與本說明相應(yīng)的裝配圖。在刀架剎緊狀態(tài)下，應(yīng)調(diào)整轉(zhuǎn)塔軸線與機(jī)床主軸軸線平行度在 以內(nèi)。25 / 34（6） 刀架安裝調(diào)試完畢后，應(yīng)首先接線試機(jī)。表 51 回轉(zhuǎn)刀架的精度檢驗(yàn)允許誤差序號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目 D=800800=D=1500檢驗(yàn)工具檢驗(yàn)方法（參照 JB2670 有關(guān)條文）a 和 bG11 轉(zhuǎn)塔工具孔軸線與與主軸軸線的重合度：a,在平面內(nèi)；b,在次平面內(nèi) 專用指示器和專用夾具將指示器固定在主軸端專用檢具上，使其測(cè)頭觸及轉(zhuǎn)塔工具孔表面，或觸及緊密插入工具孔中檢測(cè)棒表面。b,定位面的同一度a：在 100 測(cè)量長(zhǎng)度上 b：指示器固定指示器，使其測(cè)頭觸及轉(zhuǎn)塔安裝基面，每個(gè)工序需檢測(cè)一次G15 轉(zhuǎn)塔附具安裝基面的精度：a,安裝基面對(duì)溜板移動(dòng)的平行度 b,定位面的同一度a：在 100 測(cè)量長(zhǎng)度上 b：指示器固定指示器使其測(cè)頭觸及轉(zhuǎn)塔安裝基面，每個(gè)工序均需檢測(cè)G22 回轉(zhuǎn)刀架的重復(fù)定位精度 指示器和檢測(cè)棒檢測(cè)棒在回轉(zhuǎn)刀架的工具孔或附孔其中，固定指示器，使其測(cè)頭沿回轉(zhuǎn)刀架切線方向觸及檢驗(yàn)棒表面上，記下指示器讀數(shù)，將轉(zhuǎn)塔由測(cè)試位置移出，轉(zhuǎn)位 360 度再移至測(cè)試位置，記錄讀數(shù)，至少檢驗(yàn) 7 次，每個(gè)工位均需檢驗(yàn)G11－G15 是回轉(zhuǎn)刀架體的刀，夾具安裝基準(zhǔn)的位置對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)軸線，導(dǎo)軌之間的關(guān)系，也影響刀具，夾具的正確安裝。若按數(shù)理統(tǒng)計(jì)的計(jì)算關(guān)系式，他們之中存在著一定的關(guān)系，各有特點(diǎn)。（3） 一年保養(yǎng)電機(jī)一次，其中包括檢查，潤(rùn)滑和更換軸承等。第四節(jié) 故障及排除一、刀架無法啟動(dòng)（1） 檢查電源是否接通。二、刀架無法停在預(yù)定位置上（1） 檢查刀盤上的刀夾和刀具安裝是否保持平衡。（2） 檢查電磁離合器是否通電。自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間和可靠性直接影響到整個(gè)機(jī)床的質(zhì)量。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來說，加工過程中刀架部位要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有高的重復(fù)定位精。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前,覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。參 考 文 獻(xiàn)[1] [M].沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999