【正文】 首先，從小學(xué)到大學(xué)的學(xué)費(fèi)和生活費(fèi)就不是一個(gè)小數(shù)目，這當(dāng)然要感謝我的爸爸媽媽，他們都是農(nóng)民，沒(méi)有他們的勤勤懇懇和細(xì)心安排，我是無(wú)論如何也完成不了我的大學(xué)生活。㎜M′Dy=RBytgα=4088tg20176。軸的直徑較小，可用圓鋼棒制造；對(duì)于重要的，大直徑或階梯直徑變化較大的軸，采用鍛坯。= Z2/（Z1+Z2）解得：兩齒輪的齒數(shù)比μ= Z2/Z1=、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。②結(jié)構(gòu)緊湊 在相同的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。在液壓缸兩端設(shè)有緩沖裝置，可防止活塞與液壓缸端面的撞擊。當(dāng)擋塊13未與固定桿35相碰時(shí)，錐孔盤4處于與鋼球5相對(duì)位置，彈簧銷11頂著端蓋10，使錐孔盤4緊靠于支架12的端面上，此時(shí)機(jī)械臂的彈簧頂桿3自由伸出，活動(dòng)手爪1處8于鎖死狀態(tài)。第一節(jié)、機(jī)械手的各種運(yùn)動(dòng)的分析在加工中心換刀的過(guò)程中，由機(jī)械手完成的動(dòng)作是最多的，下表是機(jī)械手的換刀動(dòng)作表：表4—1 機(jī)械手的換刀動(dòng)作從表中可以看出，在整個(gè)換刀過(guò)程中由機(jī)械手完成的動(dòng)作有：手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)、手爪的開合運(yùn)動(dòng)、新舊刀具對(duì)換的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、機(jī)械手的上下直線運(yùn)動(dòng)。例如，立式加工中心的主要工藝為鉆、銑。故我們采用手臂可伸縮式的雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手。這種盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多，適用于刀庫(kù)容量較小的情況。因此，刀套的準(zhǔn)停問(wèn)題將是影響換刀動(dòng)作可靠性的重要因素之一。采用這種自動(dòng)換刀方式的刀具主軸或刀架，需要自動(dòng)夾緊、放松刀具的機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)傳力機(jī)構(gòu)。這些特點(diǎn)有利于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。（2）加工特點(diǎn)① 全封閉防護(hù)，加工精度高。② 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞精度高，速度快。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣對(duì)加工中心的性能有很大影響。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒(méi)有形成品牌效應(yīng)。然而對(duì)業(yè)績(jī)輝煌的造船業(yè)來(lái)講，需求十分活躍，對(duì)大型機(jī)械的需求大大增加。這標(biāo)志著亞洲市場(chǎng)的繁榮及其各個(gè)行業(yè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高。以加工中心為對(duì)象，通過(guò)分析加工中心的整體結(jié)構(gòu)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)的特點(diǎn)、應(yīng)用條件，設(shè)計(jì)要求等，并結(jié)合在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀庫(kù)和換刀機(jī)械手的需要——能在數(shù)控程序的控制下靈活的實(shí)現(xiàn)換刀過(guò)程。在出口方面，截至2006年，德國(guó)機(jī)床制造業(yè)已連續(xù)4年取得上好成績(jī)，僅2006年前9月的出口增幅便高達(dá)13%。韓國(guó)：出口良好，內(nèi)需萎縮，估計(jì)比前年增長(zhǎng)了18%。2008年10月，中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)105,780臺(tái)，％。 機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。（2） 主軸部件。加工中心的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。⑥ 具有主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)、刀桿自動(dòng)夾緊松開機(jī)構(gòu)和刀柄切屑自動(dòng)清理裝置。⑦ 經(jīng)濟(jì)效益高，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。刀庫(kù)不承受切削加工的作用力，它的工作條件比較好。這時(shí)處于機(jī)械手抓刀位置的刀套，編號(hào)為1好，然后依次編上其他刀號(hào)。目前大量的刀庫(kù)安裝在機(jī)床立柱的頂面或側(cè)面。卸刀手完成往主軸上取下“舊刀”歸回刀庫(kù)，裝刀機(jī)械手執(zhí)行從刀庫(kù)取出“新刀”裝入主軸。即刀庫(kù)采用盤式刀庫(kù)，機(jī)械手采用手臂可伸縮式的雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手，手爪形式采用彈簧銷式手爪。圖3—2 刀庫(kù)夾爪1— 鎖銷；2—頂銷；3—彈簧；4—支點(diǎn)軸；5—手爪；6擋銷至此，本設(shè)計(jì)中刀庫(kù)部分已完成。由于機(jī)械爪伸向刀柄拔刀，或插刀后收回，都是當(dāng)機(jī)械手處于軸向向下移動(dòng)后的位置上進(jìn)行的。這一運(yùn)動(dòng)由液壓缸（見機(jī)械手驅(qū)動(dòng)裝置外形圖）驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。f齒輪的設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)①效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高。φ99=280176。軸的常用材料是3450優(yōu)質(zhì)碳素鋼，對(duì)于受力較大，軸的尺寸和重量受到限制，以及有某些特殊要求的軸，可采用合金鋼。軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T1=106P/n=10630/1460 N㎜齒輪的作用力在垂直平面的彎矩圖如圖4—1f）所示:MDy=RAy這更加深了我對(duì)書本知識(shí)的理解，同時(shí)也使我自己對(duì)課本知識(shí)向?qū)嵺`轉(zhuǎn)變有了更深的體會(huì)。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!感謝我的指導(dǎo)教師王素暖。㎜齒輪作用力在D截面作出的最大合成彎矩為：Md=(MDZ2+MDy2)1/2=[(－153000)2+(－420000)2 ]1/2 N(a+b)=0則 RBZ=Fr(a+b)/a=1488(280+80)/280N=由ΣZ=0得：RAZ= Fr－RBZ=1488－1913=－425N數(shù)值為負(fù)表示方向與圖示方向相反，如圖4—1c）所示。軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況、軸上零件的布置和固定方式、軸承的類型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝、運(yùn)輸?shù)葪l件。我們選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）,硬度為270HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為230HBS，二者材料硬度差為40HBS。④傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。緩沖結(jié)構(gòu)可以是小孔節(jié)流，可以外接節(jié)流閥或是緩沖閥等。當(dāng)機(jī)械爪伸出抓住刀柄后，機(jī)械手軸向向下伸出，此時(shí)擋塊13亦同時(shí)離開固定桿35，借彈簧1的作用，將擋塊13拉回原來(lái)的錐孔盤4上錐孔與鋼球5相對(duì)的原始位置，由彈簧銷11的作用，使擋塊13又移動(dòng)至錐孔盤4與支架12端面壓緊的位置。當(dāng)壓力油通過(guò)支架28和貫穿花鍵軸30的通孔（見機(jī)械手驅(qū)動(dòng)裝置圖）進(jìn)入回轉(zhuǎn)液壓缸1時(shí)，推動(dòng)輸出軸47轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上的齒輪44便帶動(dòng)齒條39和44作直線運(yùn)動(dòng)，使兩只機(jī)械臂同時(shí)伸出，通過(guò)齒條39及44上的擋塊52壓向調(diào)整螺釘53來(lái)限制終點(diǎn)位置。根據(jù)以上分析，結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求，在本設(shè)計(jì)方案中設(shè)定刀庫(kù)的容量為24把刀。使用這種形式的抓持機(jī)構(gòu)，手爪不需要設(shè)置專門的傳遞裝置，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用廣泛。經(jīng)過(guò)對(duì)上述兩種刀庫(kù)形式的比較，以及結(jié)合的實(shí)際情況，在本設(shè)計(jì)中采用盤式刀庫(kù)這種結(jié)構(gòu)。這種準(zhǔn)停方式的優(yōu)點(diǎn)是能有效地消除傳動(dòng)鏈反向間隙的影響，保護(hù)傳動(dòng)鏈，使其免受換刀撞擊力，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可不用制動(dòng)自鎖裝置。由于這種自動(dòng)換刀裝置是用于多工序零件加工，換刀頻繁，如果每一次的“自動(dòng)換刀過(guò)程時(shí)間”稍長(zhǎng)一點(diǎn)，多次換刀所積累的結(jié)果就會(huì)相當(dāng)可觀，就不能顯著提高生產(chǎn)效率，因此，在設(shè)計(jì)條件允許的情況下，應(yīng)盡可能縮短“自動(dòng)換刀過(guò)程時(shí)間”。自動(dòng)換刀系統(tǒng)中的刀庫(kù)，換刀的可靠性，即換刀速度直接影響到加工中心的工作效率。零件加工所需要的時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間兩部分。一般速度可達(dá)15m/min，最高可達(dá)100m/min。加工中心普遍采用半閉環(huán)、閉環(huán)和開環(huán)三種控制方式。 功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。國(guó)外公司在中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)銷量中的80％以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。2006年前3個(gè)季度，德國(guó)的機(jī)床進(jìn)口增長(zhǎng)率高達(dá)15%，主要增量來(lái)自中國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣與日本。第一章 、 概述數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)。第一節(jié)、數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)際數(shù)控機(jī)床的發(fā)展?fàn)顩r隨著商品市場(chǎng)的國(guó)際化，各國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的聯(lián)系越來(lái)越緊密，相互之間的影響越來(lái)越大。2004年為1兆2362億日元，%。2006年，中國(guó)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到85756臺(tái)，%，%?！耙慌_(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。（1） 基礎(chǔ)部件。（6） 輔助裝置。這是加工中心與數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床的主要區(qū)別，使加工中心的功能和自動(dòng)化加工的能力更強(qiáng)了。加工中心對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、進(jìn)行關(guān)鍵工序的中間測(cè)量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度和緊張程度均可大為減輕，勞動(dòng)條件也得到很大的改善。刀庫(kù)中刀具的數(shù)目可根據(jù)工藝要求與機(jī)床的結(jié)構(gòu)布局而定，數(shù)量可較多。圖2—2 方形鏈?zhǔn)降稁?kù)示意圖導(dǎo)向輪一般做成光輪，圓周表面硬化處理。、盤式刀庫(kù)在盤式刀庫(kù)結(jié)構(gòu)中，刀具可以沿主軸徑向、軸向、斜向安放，如圖2—3（a）、（b）、（c）。之后有同時(shí)將刀具歸回刀庫(kù)及裝入主軸，是目前加工中心機(jī)床上最為常用的一種形式，換刀時(shí)間要比前兩種都短，如圖2—6所示：圖2—6 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手這種機(jī)械手在有的設(shè)計(jì)中還采用了可伸縮的手臂，如圖2—7所示：圖2—7 雙臂回轉(zhuǎn)式機(jī)械手（手臂可伸縮式）（4） 雙機(jī)械手這種機(jī)械手相當(dāng)與兩個(gè)單臂單爪機(jī)械手，相互配合起來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換刀。用這種形式的夾持機(jī)構(gòu)時(shí)，刀具需經(jīng)特殊補(bǔ)充加工，不能使用標(biāo)準(zhǔn)刀具，所以