【導(dǎo)讀】JCS-013型數(shù)控鏜銑床是一種能在任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺實現(xiàn)點位-直線數(shù)字控制機床，自動換刀裝置總體方案確定為：由一個鏈?zhǔn)降稁旌碗p手交叉式機械手構(gòu)成。采用多排鏈?zhǔn)降稁旖Y(jié)構(gòu)，刀庫容量60把，重復(fù)定位精度高，換刀動作可靠，采用任意選刀方式，刀庫結(jié)構(gòu)合理，占地空間盡量小。并對部分零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　

【正文】 ()9462()620()(xxxxxxxM （ 4） 作剪力圖和彎矩圖 在垂直面內(nèi)，剪力圖和彎矩圖如圖 2 28 所示。 / 圖 27 垂直面內(nèi)的剪力圖 / 圖 28 垂直面內(nèi)的彎矩圖 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 27 在水平面內(nèi)，剪力圖和彎矩圖如圖 2 210 所示 。 / 圖 29 水平面內(nèi)的剪力圖 / 圖 210 水平面內(nèi)的彎矩圖 （ 5）作扭 矩圖，如圖 211 所示。 圖 211 轉(zhuǎn)矩圖 由扭矩圖和彎矩圖分析得，軸上 C 點處的截面是最危險截面，因此，在此截面上，常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 28 按彎扭合成強度條件對軸進(jìn)行校核。 （ 6） 計算危險截面上的合成彎矩 22 HV MMM ?? (223) 22 ???M ?? （ 7） 確定危險截面上的計算彎矩 22 )( TMM ca ??? (224) 22 ???caM ?? ? — 根據(jù)轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生應(yīng)力的性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)，對頻繁正反轉(zhuǎn)變化的 轉(zhuǎn)矩，取 ? =1。 （ 8） 確定計算彎曲應(yīng)力 M P M P a1 5 1 3 4 2 1 8)(6322????????dTMWMcacaca??? (225) 由 45鋼（正火）抗拉強度極限 MPa580?b? ，查得軸的許用彎曲應(yīng)力 ? ? MPa551 ??b? 。 ? ?1?? ba ?? ，安全。 軸承壽命校核 （ 1）受力簡圖如圖 2 25。 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 29 （ 2）計算軸承的 支反力 R1和 R2 0 4 0 3RRR222H12V11????? RRR222H22v22????? （ 3）計算軸承的當(dāng)量動載荷 P1 和 P2 。 )( YAXRffP md ?? (226) df — 沖擊載荷系數(shù)，查手冊取 df =。 mf — 力矩載荷系數(shù)，因軸承不承受力矩載荷，故 1?mf 。 X— 徑向系數(shù)； Y— 軸向系數(shù)。 由于軸承幾乎不承受軸向力，所以 0,1 ?? YX 。 因此 3 6 , 3 2211 ???? RPRP 。 （ 4）校核軸承壽命 因 12 PP? ，故按 P2計算 h3 6 4 5 0 7h 3 6 31 7 0 0 01060103610610????????????????hhLPCnL? (227) 壽命足夠長，故 6008 軸承適用 。 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 30 第三章 刀庫準(zhǔn)停系統(tǒng)的設(shè)計 如果刀座不能準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhuǎn)動，通電后，銜鐵轉(zhuǎn)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(zhǔn)停精度和刀座定位的剛性，鏈?zhǔn)降稁斓膿Q刀位置設(shè)在主動鏈輪上。 圖 31 刀庫準(zhǔn)停系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 31 圖 32 磁軛（左）、銜鐵（右）零件圖 （ 2）鏈?zhǔn)降稁煲x用節(jié)距精度較高的套筒滾子鏈和鏈輪，該設(shè)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(qū)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(zhǔn)停精度，所以，必須采用各種辦法減少或消除齒輪間隙。 本設(shè)計將采用柔性調(diào)整法來消除齒輪間隙。柔性調(diào)整法是指調(diào)整后齒側(cè)間隙可以自動補償?shù)姆椒?。這種調(diào)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(diào)整法的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動剛度低。 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(nèi)，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。 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 32 第 四 章 鏈傳動系統(tǒng)的設(shè)計 鏈輪、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(zhuǎn)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(jié)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 = 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 33 P—— 滾子鏈的節(jié)距 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 mm9 5 11 ???? bb f (43) 圖 42 鏈輪之間的距離 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 34 刀庫鏈條的張緊 為了避免在鏈條的松邊垂度過大時產(chǎn)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(jìn)行張緊。本刀庫張緊結(jié)構(gòu)如圖 53 所示。 圖 43 鏈條張緊結(jié)構(gòu)示意圖 刀庫 鏈條的張緊是在后鏈輪座處。松開后鏈輪導(dǎo)板鎖緊螺釘 1，轉(zhuǎn)動尾部調(diào)整螺桿2，可調(diào)整鏈條松緊。 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 35 第五章 結(jié)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?zhǔn)降稁斓慕Y(jié)構(gòu)解決了刀庫容量，機床加工范圍等眾多問題。 本次設(shè)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?zhǔn)降稁煸O(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)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(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)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(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉。 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 36 第六章 致謝 為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了 .在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我得到了許多人的幫助和關(guān)懷 ,我的導(dǎo)師，我的班導(dǎo)，我的同學(xué)，機床廠的工程師，圖書館 的工作老師都給予我莫大的幫助，下面一一致謝。 首先，我要衷心地感謝我的畢業(yè)設(shè)計老師 —— 胡少剛老師 ,在畢業(yè)設(shè)計之時，由于工作原因，我給他帶來了不盡的麻煩，但他從來沒有厭煩過，甚至放棄周末休息時間幫我解答疑難問題；在我返校后，對我所遇到的問題，都是有問必答，答無不盡，對自己不太清楚的地方，就幫我到網(wǎng)上查找相關(guān)的資料，在畢業(yè)設(shè)計的過程中他給我提供了大量的參考資料，這是他對我畢業(yè)設(shè)計上的幫助，但是，我想有一點意義更加重大，它可能對我一生都會有著重要的影響，那就是胡老師的敬業(yè)精神，深深的鼓舞著我的心靈，走上工作崗位以 后一定以老師為榜樣，兢兢業(yè)業(yè)，做好自己力能所及的每一件事。對于老師在畢業(yè)設(shè)計過程當(dāng)中所給予的幫助和關(guān)懷，我在這里對您說一聲 :” 謝謝您 ,老師 !” 我還要感謝我的同組同學(xué)和我親密的配合，如果有機會我還愿意與你們合作，感謝公司的領(lǐng)導(dǎo)對我回校做畢業(yè)設(shè)計的支持，感謝工程師對我在畢業(yè)實習(xí)期間的幫助，感謝圖書館老師對我借閱資料的支持！感謝每一位幫助過我的同學(xué)和老師！ 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 37 參考文獻(xiàn) [1]朱龍根 , 付云忠 , 王洪等 . 機械系統(tǒng)設(shè)計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [2]王 光斗 , 王春福 . 機床夾具設(shè)計手冊 [M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 , 2020. [3]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. [4]李曉沛 , 張琳娜 , 張琳娜等 . 簡明公差標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 [M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2020. [5]吳宗澤 . 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 [M]. 北京：高等教育出版社 , 1986. [6]李體仁 , 張淳 , 夏田 . 立式加工中心刀庫刀套的改進(jìn)設(shè)計 [J]. 機床與液壓 ,2020(04). [7]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(shù) , 2020(08). [8]王科社 , 揚慶東 , 張懷存 . 關(guān)于自動換刀裝置速度和可靠性提高的討論 [J]. 機械 , 200（ 29） . [9]陶松橋 . 加工中心刀庫定位控制的改進(jìn) [J]. 設(shè)備管理與維修 , 2020(09). [10]呂仲文 . 機械創(chuàng)新設(shè)計 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2020. [11]王成燾 . 現(xiàn)代機械設(shè)計 — 思想與方法 [M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 , 1999. [12]謝黎明 . 機械工程與技術(shù)創(chuàng)新 [M]. 北京：化學(xué)工業(yè) 出版社 , 2020. [13]詹啟賢 . 自動機械設(shè)計 [M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社 , 1994. [14]孟憲源 . 現(xiàn)代機構(gòu)手冊 [M] 北京：機械工業(yè)出版社 , 1994. [15]劉鴻文 . 材料力學(xué) [M]. 北京：高等教育出版