臥式加工中心的鏈?zhǔn)降稁煸O(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-17 05:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 庫式換刀裝置有一個轉(zhuǎn)做儲存用的刀庫,刀庫中刀具的數(shù)目可根據(jù)工藝要求與機床的結(jié)構(gòu)布局而定，數(shù)量可較多。刀庫可布置在遠(yuǎn)離加工區(qū)的地方，從而消除了它與工件相干擾的可能性。刀庫不承受切削加工的作用力，它的工作條件比較有利。自動換刀裝置應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求 1) 換刀時間短。 2）刀具重復(fù)精度高。 3）刀具儲存足夠。 4）刀庫占地面積小。 5）安全可靠。 刀庫方案設(shè)計 刀庫方案的確定 依據(jù)設(shè)計任務(wù)書，我們的任務(wù)是給加工中心數(shù)機床設(shè)計安裝合適的刀具庫。主要技術(shù)參數(shù)為： 1）刀庫容量：最大容量40把 2）選刀方式：隨機選刀 3）選用刀具：BT50刀柄 決定刀庫容量時，首先要考慮用戶加工工藝的需要，同時還調(diào)查分析同類型、相同規(guī)格的自動換刀機床的刀庫容量及其發(fā)展趨勢。由于帶自動換刀裝置的數(shù)控機床主要是在多品種、單件小批生產(chǎn)時使用，因而應(yīng)根據(jù)廣泛的工藝統(tǒng)計，以大多數(shù)工件加工是需要的刀具數(shù)來確定刀庫容量。當(dāng)有數(shù)量較小的加工件需要叫多的工具時，可考慮使刀庫設(shè)計成在機床加工過程中能方便的更換個別或少量刀具的辦法來加以解決，而不在增大刀庫容量。 用成組技術(shù)法對15000中工件進(jìn)行分組，并統(tǒng)計了各種切削加工所必須的刀具數(shù)之后，根據(jù)統(tǒng)計的結(jié)果，知道經(jīng)常使用的刀具種數(shù)并不多。如切削加工，約占工作量的90％是僅用四種銑刀加工的。在即需銑又需鉆的工件中，有70~80％只需14把刀具（3把銑刀，11把孔加工刀具）也就夠了。 又根據(jù)另一種統(tǒng)計，加工中等尺寸、一般復(fù)雜程度的工件，完成其全部加工任務(wù)所需的刀具種類，有80％在10~~4 種之間，只有極少數(shù)復(fù)雜零件所需的刀具數(shù)目在200把以上。 決定刀具容量時，還必須考慮機床的類型和規(guī)格。車床類刀庫容量一般比較小，轉(zhuǎn)、鏜類機床的刀庫容量應(yīng)該比較大。機床規(guī)格小的，所配的刀庫容量也較?。阂?guī)格大，所配刀庫的容量就較大。但是，為了簡化刀庫的規(guī)格品種，對同一廠家生產(chǎn)的各種規(guī)格的自動換刀數(shù)控機床，也可考慮同一種刀庫。根據(jù)用戶的需要，大規(guī)格機床也可配小容量刀庫。 刀庫的主運動是鏈?zhǔn)竭\動，分別是由一個導(dǎo)向輪，調(diào)節(jié)輪，驅(qū)動輪組成。電機提供動力，使電動機轉(zhuǎn)速調(diào)定為30 r/min。這樣電動機通過皮帶輪、蝸桿、蝸輪驅(qū)動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)整個刀庫的轉(zhuǎn)動。如圖所示： 按數(shù)控裝置的刀具指令，從刀庫中將所需要的刀具轉(zhuǎn)換到取刀位置，稱為自動選刀。在刀庫中選擇刀具通常采用兩種方式。（一）順序選擇刀具 刀具按預(yù)定工序的先后順序插入刀庫的刀座中，使用時按順序轉(zhuǎn)到取刀位置。用過的刀具放回原來的刀座內(nèi)，也可以按加工順序放入下一個刀座內(nèi)。該法不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也比較簡單，工作可靠。但刀庫中每一把刀具在不同工序中不能重復(fù)使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。此外，裝刀時必須十分謹(jǐn)慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。（二）任意選擇刀具 這種方法根據(jù)程序指令的要求任意選擇所需要的刀具，刀具在刀庫中不必按照工件加工順序排列，可以任意存放。每把刀具（或刀座）都編上代碼，自動換刀時，刀庫旋轉(zhuǎn)，每把刀具（或刀座）都經(jīng)過“刀具識別裝置”接受識別。當(dāng)某把刀具（或刀座）的代碼與數(shù)控指令相符合時，該把刀具被選中，刀庫將刀具送到換到位置，等待機械手來抓取。任意選擇刀具法的優(yōu)點是刀庫中刀具的排列順序與工作加工順序無關(guān)，刀具可重復(fù)使用。因此，刀具數(shù)量比較順序選擇法少一些。刀庫也相應(yīng)地簡單些。任意選擇法主要有三種編碼方式：刀具編碼方式、刀座編碼方式和編碼附件方式。在以上確定刀庫容量時已經(jīng)討論可知數(shù)控銑床用4把刀就可完成大多數(shù)的銑削加工。所以這個容量為6把刀的刀庫，幾乎不存在加工過程中需要重復(fù)利用刀具的情況，所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。該法不需要刀具識別裝置，驅(qū)動控制也比較簡單，工作可靠。 本次設(shè)計的機構(gòu)是任意選擇刀具 刀庫的運動特點是，時間短的間歇運動：起停平穩(wěn)無沖擊，定位準(zhǔn)確，任意選刀方式的刀庫有的要能正、反運動；運動速度不高。 對刀庫運動速度的要求與刀庫類型、選刀方式以及選刀運動是否占用換刀時間有關(guān)。多數(shù)任意選刀方式的刀庫分度回轉(zhuǎn)運動可在機床加工時進(jìn)行，不影響加工時間，少數(shù)換刀裝置要在自動換刀時進(jìn)行刀庫選到運動，一般也不占用太長時間，因此要求刀庫的運動速度不高。 刀庫回轉(zhuǎn)運動多數(shù)采用液壓馬達(dá)、直流電動機驅(qū)動。由于本刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小，且所需轉(zhuǎn)速小，所以決定采用直流伺服電動機驅(qū)動。直流伺服電動機具有體積小，重量輕、伺服性好、力能指標(biāo)高等優(yōu)點，且該電機可用信號電壓進(jìn)行無級調(diào)速。由參考資料查選電動機型號為90SZ03的SZ系列電磁式直流伺服電動機， kw。鏈?zhǔn)降稁煊捎诓灰自阪湕l上裝定位元件，通常實在傳遞運動的其他環(huán)節(jié)上設(shè)置定位元件。本次設(shè)計采用托架定位。如圖所示：刀庫為鏈?zhǔn)降稁?，分別是由一個導(dǎo)向輪，調(diào)節(jié)輪，驅(qū)動輪組成，電動機通過皮帶輪
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