【導讀】新時代數(shù)控機床的代表，已在機床領域廣泛。自動換刀刀庫的發(fā)展儼然已。精度、高效率、高可靠度及多任務復合等概念的獨特產品。刀庫的總體設計、傳動設計、結構設計以及傳動部分的運動和動力設計。體結構簡單、緊湊，動作準確可靠；維護方便，成本低。本課題的目的就是要。具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現(xiàn)設計系統(tǒng)所需完成的任務。

　　

【正文】 。 X— 徑向系數(shù)； Y— 軸向系數(shù)。 25 由于軸承幾乎不承受軸向力，所以 0,1 ?? YX 。 因此 3 6 , 2211 ???? RPRP 。 （ 4）校核軸承壽命 因 12 PP? ，故按 P2 計算 h3 64 5 07h 36 31 70 0 01060103610610????????????????hhLPCnL? (227) 壽命足夠長，故 6008 軸 承適用 。 26 第 3章 刀庫準停系統(tǒng)的設計 如果刀座不能準確地停在換刀位置上，將會使換刀機械手抓刀不住，以致在換刀時容易發(fā)生掉刀現(xiàn)象。因此，刀座的準停問題，將是影響換刀動作可靠性的重要因素之一。 為了確保刀座不能準確地停在換刀位置上，需要采取如下措施：（ 1）刀座的精確定位是靠裝在Ⅰ軸上的定位嚙合牙嵌式電磁離合器 M 實現(xiàn)的，如 31 所示。離合器的磁軛和銜鐵的齒面是不等分的，每間隔不同齒數(shù)有一個寬平齒，銜鐵和磁軛只有在一個位置 上才能嚙合。磁軛固定在刀庫法蘭盤上，銜鐵隨Ⅰ軸轉動，通電后，銜鐵轉到固定位置與磁軛嚙合，使Ⅰ軸每次停在固定的方位上，保證了每個刀座的正確定位，如圖 32 所示。為了保證刀座的準停精度和刀座定位的剛性，鏈式刀庫的換刀位置設在主動鏈輪上。 圖 31 刀庫準停系統(tǒng)結構圖 27 圖 32 磁軛（左）、銜鐵（右）零件圖 （ 2）鏈式刀庫要選用節(jié)距精度較高的套筒滾子鏈和鏈輪，該設計選用的是鏈號為 20A 的 鏈條。 （ 3）盡量減少刀座孔徑和軸向尺寸的分散度，以保證刀柄槽在換刀位置上的軸向位置精度。 （ 4）要消除反向間隙的影響。刀庫驅動傳動鏈，必然會有傳動間隙，且這種間隙還隨機械磨損而增大，這將影響刀庫的準停精度，所以，必須采用各種辦法減少或消除齒輪間隙。 本設計將采用柔性調整法來消除齒輪間隙。柔性調整法是指調整后齒側間隙可以自動補償?shù)姆椒ā＿@種調整法在齒輪的齒后和周節(jié)有差異的情況下，仍可始終保持無間隙嚙合。但將影響傳動的平穩(wěn)性，而且這種調整法的結構比較復雜，傳動剛度低，如圖 33 所示。 28 圖 33 壓力彈簧消除間隙結構示意圖 2— 薄齒輪； 3— 圓柱銷； 4— 鑲塊； 5— 圓弧槽； 6— 彈簧 先將一個大的直齒圓柱齒輪加工成 2 兩個薄齒輪，齒輪的下半部分 1 上帶有三個周向圓弧槽 5，齒輪的上半部分 2 上鉆有三個銷孔，圓柱銷 3 依靠微量過盈固定在銷孔中，套裝在圓弧槽內，彈簧 6 的兩端分別頂在圓柱銷 3 和鑲塊 4上，使兩個薄齒輪的齒錯位，起到消除間隙的作用。 29 第 4章 鏈傳動系統(tǒng)的設計 、鏈條的計算及鏈輪中心距的確定 （ 1） 本刀庫由四排帶 刀 座 的鏈條組成，每排鏈條裝 有 15 把刀， 考慮刀庫的運轉精度選用鏈號為 20A 的滾子鏈。 由于刀具的最大直徑為 125 mm ，結合鏈條型號確定 刀 座 與 刀 座 之間的中心距為 127mm ， 如圖 41 所示。 圖 41 刀套 刀座 之間的距離 （ 2）確定 鏈條總長為 mm1905mm15127 ?? 。 確定兩鏈輪中心距為 161 2mm≈ 447mm ，如圖 52 所示。 （ 3） 確定鏈輪的基本尺寸 選取鏈輪齒數(shù)為 17?Lz 。 1） 確定分度圓直徑 d ???????? ??LPdz180sin (41) mmz180sin???????? ??Ld = P—— 滾子鏈的節(jié)距 30 2） 確定齒頂圓直徑 1)( dpzdd La ???? (42) )17 ( ?????ad ? 1d — — 鏈條滾子外徑 3） 確定齒根圓直徑 1dddf ?? ??fd ? 3） 確定鏈輪齒寬 11 ???? bb f (43) 圖 42 鏈輪之間的距離 31 為了避免在鏈條的松邊垂度過大時產生嚙合不良和鏈條的振動現(xiàn)象，同時也為了增加鏈條和鏈輪的嚙合包角，要對鏈條進行張緊。本刀庫張緊結構如圖53 所示。 圖 43 鏈條張緊結構示意圖 刀庫鏈條的張緊是在后鏈輪座處。松開后鏈輪導板鎖緊螺釘 1，轉動尾部調整螺桿 2，可調整鏈條松緊。 32 第 5章 結 論 在傳統(tǒng)的制造業(yè) 中，大量的時間用于更換刀具、裝卸零件、測量和搬運零件等非切削時間上，切削加工的時間僅占整個工時中較小的比例，而刀庫即由此“工序集中”的特點及功能， 也就說刀庫的發(fā)展 極大左右了加工中心的發(fā)展，而鏈式刀庫的結構解決了刀庫容量，機床加工范圍等眾多問題。 本次設計的刀庫滿載裝刀 60 把，鏈條快速移動速度為 16 米 /分，慢速移動速度為 4 米 \分。滿足實際加工中節(jié)省時間的目的，提高了加工效率。通過這次比較完整的鏈式刀庫設計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)知識，解決實際工程問題的能力 ，同時也提高了我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及 CAD 制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過了對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉。 33 參考文獻 [1]Chang W C, Van Y T. Researching Design Trens for the Redesign of Product. Design Studies，2020， 24(2):173180. [2]Mou J, Liu C error correction method for CNC machine tools using reference parts. Transactions of namre/sme, 1994. [3]Sutton G P. The machine tool task forch. Bal Harbour Bal Habour Hotel, 1980. [4]Gene . Feedback control of Dynamis . systems, 4E. [5]Asfahl, R. Robot and Manufacturing Automation. John Wileyamp。Sons, 1992. [6]朱龍根 , 付云忠 , 王洪等 . 機械系統(tǒng)設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [7]王光斗 , 王春福 . 機床夾具設計手冊 [M]. 上海：上?？茖W技術出版社 , 2020. [8]葉玉駒 , 焦永和 , 張彤等 . 機械制圖手冊 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [9]李曉沛 , 張琳娜 , 張琳娜等 . 簡明公差標準應用手冊 [M]. 上海：上?？茖W技術出版社， 2020. [10]吳宗澤 . 機械結構設計 [M]. 北京：高等教育出版社 , 1986. [11]李體仁 , 張淳 , 夏田 . 立式加工中心刀庫刀套的改進設計 [J]. 機床與液壓 ,2020(04). [12]劉建彗 , 鄒彗雪 , 顏洪森 . 對加工中心自動換刀裝置時間的探討 [J]. 組合機床和自動化加工技術 , 2020(08). [13]王科社 , 揚慶東 , 張懷存 . 關于自動換刀裝置速度和可靠性提高的討論 [J]. 機械 , 200（ 29） . [14]陶松橋 . 加工中心刀庫定位控制的改進 [J]. 設備管理與維修 , 2020(09). [15]呂仲文 . 機械創(chuàng)新設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [16]王成燾 . 現(xiàn)代機械設計 — 思想與方法 [M]. 上海：上?？茖W技術文獻出版社 , 1999. [17]謝黎明 . 機械工程與技術創(chuàng)新 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社 , 2020. [18]詹啟賢 . 自動機械設計 [M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社 , 1994. [19]孟憲源 . 現(xiàn)代機構手冊 [M] 北京：機械工業(yè)出版社 , 1994. [20]劉鴻文 . 材料力學 [M]. 北京：高等教育出版社， 2020. [21]吳祖育 , 秦鵬飛 , 謝衛(wèi)華等 . 數(shù)控機床 [M]. 上海：上?？茖W技術出版社 , 2020. [22]孫志禮 , 冷興聚 , 魏延剛等 . 機械設計 [M]. 沈陽：東北大學出版社 , 2020. [23]關慧貞 , 馮辛安等 . 機械制造裝備設計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [24]成大先 , 王德夫 , 李長順等 . 機械設計手冊 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社 , 2020. [25]孫恒 , 陳作模 , 葛文杰等 . 機械原理 [M]. 北京：高等教育出版社 , 2020. [26]濮良貴 , 紀名剛 , 吳立言等 . 機械設計 [M]. 北京：高等教育出版社 , 2020. 致 謝 四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃 上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次爭車位征程的開始。四年的窮學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更要把我的敬意和贊美獻給我的導師 ，您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野開闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。 授人以魚不如授人以漁 ，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了遠大的學術目標，領會了基本的思考方式，您嚴肅的教學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風深深地感染和激勵著 我。在您悉心的點撥后，再經思考后的領悟，使我受益匪淺。從選定題目到準備答辯，幾個月來您耐心又仔細地指導并督促我們按 進度完成設計工作，對于每張圖紙每個零件都有細致的要求檢查，這對我今后的發(fā)展有著極大的幫助。 感謝我的父母，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經幫助過我的良師 .