【導(dǎo)讀】XKA5032AC數(shù)控立式升降臺銑床自動換刀裝置（刀庫式）。的畢業(yè)設(shè)計說明書。計刀庫式的自動換刀裝置是由刀庫和刀具交換裝置換刀機(jī)械手組成它是多工序。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用最廣泛的換刀裝置其整個換刀過程比較復(fù)雜首先把加工過程中。需要使用的全部刀具安裝在標(biāo)準(zhǔn)的刀柄上在機(jī)床外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后按一定的方。交換位置把新刀插入主軸舊刀放回刀庫存放刀具的刀庫具有較大的容量其容量。為六把刀具采用盤形結(jié)構(gòu)安裝在機(jī)床的左側(cè)立柱上因為XKA5032AC數(shù)控立式升。降臺銑床外形及其他性能參數(shù)等均與THK6363型自動換刀數(shù)控鏜銑床相似所以。本機(jī)床的自動換刀裝置的設(shè)計將仿效THK6363型自動換刀數(shù)控鏜銑床換刀裝置。設(shè)計成采用軸向放置的鼓盤式刀庫形式和回轉(zhuǎn)式雙臂機(jī)械手組成。品種數(shù)量較少的中小型自動換刀裝置可知數(shù)控銑床用4把刀就可完成大多數(shù)的。具的情況所以刀具的選擇方式確定為順序選擇刀具。缺點(diǎn)是刀柄精度要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜聯(lián)機(jī)調(diào)整的相關(guān)精度要求高機(jī)械手離加工區(qū)較

　　

【正文】 試用手動操縱主式調(diào)整換刀機(jī)械手相對于主軸的位置使用調(diào)整心棒有誤差時可調(diào)整機(jī)械手行程刀庫位置機(jī)械手支座修正主軸坐標(biāo)原點(diǎn)等安裝最大重量刀具時要進(jìn)行多次刀庫到主軸位置的自動交換使機(jī)械手換刀時做到準(zhǔn)確無誤無撞擊 刀程序的編制 1 換刀動作指令選刀 T179。179。換刀 M06 2 選刀和換刀通常分開進(jìn)行 3 為提高機(jī)床利用率選刀動作與機(jī)床加工動作重合 4 換刀指令 M06 必須在用新刀具進(jìn)行切削加工的程序段之前而下一個選刀指令 T 常緊跟在這次換刀指令之后 5 換刀點(diǎn)多數(shù)加工中心規(guī)定在機(jī)床 Z 軸 零點(diǎn) Z0 要求在換刀前用準(zhǔn)備功能指令 G28 使主軸自動返回 Z0 點(diǎn) 6 換刀過程接到 T179。179。指令后立即自動選刀并使選中的刀具處于換刀位置接到 M06 指令后機(jī)械手動作一方面將主軸上的刀具取下送回刀庫另一方面又將換刀位置的刀具取出裝到主軸上實現(xiàn)換刀 7 換刀程序編制方法 a 主軸返回參考點(diǎn)和刀庫選刀同時進(jìn)行選好刀具后進(jìn)行換刀 N02 G28 Z0 T02 Z 軸回零選 T02 號刀 N03 M06 換上 T02 號刀 缺點(diǎn)選刀時間大于回零時間時需要占機(jī)選刀 b 在 Z 軸回零換刀前就選好刀 N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直線插補(bǔ)選 T02 號刀 N11 G28 Z0 M06 Z 軸回零換 T02 號刀 N20 G01 Z_ F_ T03 直線插補(bǔ)選 T03 號刀 N30 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 順圓弧插補(bǔ) c 有的加工中心 TH5632 換刀程序與上略不同 N10 G01 X_ Y_ Z_ F_ T02 直線插補(bǔ)選 T02 號刀 N30 G28 Z0 T03 M06 Z 軸回零換 T02 號刀選 T03 號刀 N40 G00 Z1 N50 G02 X_ Y_ I_ J_ F_ 圓弧插補(bǔ) 注對臥式加工中心上面程序的 G28 Z0 應(yīng)為 G28 Y0 刀裝置的控制原理 下面是以在 XKA5032AC 數(shù)控立式升降臺銑床的自動換刀裝置中采用這種上機(jī)械手換刀的工作原理 該機(jī)械手安裝在主軸的左側(cè)面隨同主軸箱一起運(yùn)動機(jī)械手由機(jī)械手臂與45176。的斜殼體組成機(jī)械手臂 1 形狀對稱固定在回轉(zhuǎn)軸 4 上回轉(zhuǎn)軸與主軸成 45176。角安裝在殼體 3上 5為手臂托可由液壓缸帶動圖中未標(biāo)出機(jī)械手有伸縮回轉(zhuǎn)抓刀松刀等動作 伸縮動作液壓缸圖中未標(biāo)出帶動手臂托架 5 沿主軸軸向移動 回轉(zhuǎn)動作液壓缸 2中的齒條輪通過齒輪帶動回轉(zhuǎn)軸 4轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)手臂正向和反向 180176。的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 抓刀松刀動 作機(jī)械手對刀具的夾緊和松開是通過液壓缸 6碟形彈簧 7及拉桿8 杠桿 9 活動爪 10 來實現(xiàn)碟形彈簧實現(xiàn)夾緊液壓缸實現(xiàn)松開在活動爪中有兩個銷子 11 當(dāng)夾緊刀具時插入刀柄凸緣的孔內(nèi)確保安全可靠 刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖 圖 210 自動換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖 液壓系統(tǒng)由液壓油箱管路控制閥等組成控制閥采用分散布局就近安裝原則分別裝在刀庫和立柱上電磁閥上貼有磁號碼如 YV1YV2YV3 便于用戶進(jìn)行檢測與維修 刀裝置換刀動作的順序控制過程 在自動換刀裝置的整個換刀過程中換刀動作的控制由刀庫控制部分換刀機(jī)械手控制部分以及主 軸相控制部分三部分組成它們組成是一個互相聯(lián)系的系統(tǒng)以下根據(jù)該自動換刀裝置的液壓系統(tǒng)原理圖對其控制程作一下簡要說明 1 刀庫控制部分 采用該自動換刀裝置的一個優(yōu)點(diǎn)就是在加工工件的同時下一個工序所需用到的刀具可隨刀庫轉(zhuǎn)到位置等候這樣可以減少整個換刀時間提高生產(chǎn)效率刀庫自動換刀時由一個 3 位 4 通電磁閥 YV1 控制當(dāng) YV1 在右位接通時換刀松開而當(dāng)YV1 在左位接通時則實現(xiàn)換刀鎖緊動作 2 機(jī)械手控制部份 機(jī)械手自動換刀時在換上新刀前首先進(jìn)行的是拔刀動作然是 180176。的回轉(zhuǎn)動作接著是插刀動作最后是機(jī)械手的手爪退出換刀位置 完成整個換刀過程機(jī)械手拔刀插刀動作是由一個 3位 4通電磁閥 YV5控制當(dāng) YV5在右位接通時進(jìn)行插刀動作而當(dāng) YV5在左位接通時則實現(xiàn)拔刀動作機(jī)械手的 180176?；剞D(zhuǎn)是由一個回轉(zhuǎn)液壓缸來完成它由一個 3位 4通的電磁閥 YV7來控制機(jī)械手的換刀鎖緊與換刀松開也是由一個 3位 4通的是電磁閥 YV6控制當(dāng) YV6在右位接通時實現(xiàn)換刀松開動作而當(dāng) YV6 在左位接通時則實現(xiàn)換刀鎖緊動作 3 主軸箱控制部分 主軸準(zhǔn)停后主軸箱內(nèi)的刀具自動卡緊裝置實現(xiàn)松開與鎖刀功能基其松刀鎖刀動作也是由一個 3 位 4 通電磁閥 YV4 控制當(dāng) Y4 在右位接通時實現(xiàn)松刀動作 而當(dāng) Y4 在左俠接通時則實現(xiàn)鎖刀動作 第 3 章 典型零件的設(shè)計 31 聯(lián)軸器 在刀庫的整個傳動系統(tǒng)中有兩個場合用到了聯(lián)軸器一是直流伺服電動機(jī)軸與諧波傳動減速器高速軸聯(lián)接處二是諧波傳動減速器低速軸與蝸桿軸聯(lián)接處以下根據(jù)刀庫傳動系統(tǒng)的工作要求來選擇聯(lián)軸器的類型 電動機(jī)與減速器速軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器由于電機(jī)軸的轉(zhuǎn)高 300rmin 為減小啟動載荷緩和沖擊應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動慣量和具有彈性的聯(lián)軸器此處選用彈性柱銷聯(lián)軸器減速器低速軸與蝸桿軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器由于減速后軸的轉(zhuǎn)速較低30rmin 不必要求具有較小的轉(zhuǎn)動慣量但由于兩聯(lián)接軸要求同 軸度較高工作平穩(wěn)且無沖擊載荷 故可考慮采勝結(jié)構(gòu)簡單制造容易尺寸較小的筒聯(lián)軸器 的選用 由上述可知本設(shè)計的刀庫容量僅為 6 把刀具驅(qū)動轉(zhuǎn)矩不大于 T0 8N178。 m 由于本刀庫的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩小且所需轉(zhuǎn)速小所以決定采用較普通的套筒聯(lián)軸器查參考資料 12 表 164 選用 d 16mmⅡ型套筒聯(lián)軸器如圖 31 所示其主要參數(shù)為 28N178。 m 圖 31 套筒聯(lián)軸器示意圖 的校核 校核公式為 其中聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩 N178。 m 聯(lián)軸器的施用轉(zhuǎn)矩 N178。 m 工作情況因數(shù)查參考資料 12 表 164 得 15 于是所以所選的聯(lián)軸器合適 32 選擇離合器的類型 在刀庫的驅(qū)動系統(tǒng)中刀庫的停轉(zhuǎn)由離合器來實現(xiàn)因為由蝸輪帶動的主動軸轉(zhuǎn)速較低 5rmin 且離合器要傳遞的轉(zhuǎn)矩不大故可考慮采用牙嵌式離合器牙嵌式離合器靠嚙合的牙嵌面來傳遞扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)簡單外形尺寸小兩個半離合器之間沒有相對的滑動傳動比固定不變在裝配時為了減少操縱零件的磨損應(yīng)把滑動的半個離合器放在從動軸上 33 蝸桿蝸輪傳動設(shè)計的一些相關(guān)技術(shù)要求 蝸桿材料為 45鋼加工成蝸桿軸蝸輪材料為 ZCUSN10PB1由于其幾何尺寸不大故可鑄造成整體式在庫傳動系統(tǒng)設(shè)計中由于計算所得的蝸桿分度圓度的圓周速度較小故蝸桿位置 應(yīng)在蝸輪下面 34 托架的設(shè)計 本設(shè)計所需托架有電機(jī)刀庫及機(jī)械手的安裝托架托架的設(shè)計應(yīng)根據(jù)電機(jī)刀庫及機(jī)械手的尺寸重量大小和安裝部位的形狀尺寸等等而刀庫托架用于支承刀庫應(yīng)根據(jù)刀庫的外形尺寸和刀庫滿刀時的最大重量對其進(jìn)行設(shè)計刀庫托架安裝在主軸箱左側(cè)的立柱兩側(cè)由于本設(shè)計的篇幅所限具體的設(shè)計就給予省略 結(jié) 論 帶刀庫自動換刀裝置在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用將成為主流如何拓展 ATC 的應(yīng)用范圍是研究的主要問題 ATC 在數(shù)控銑床中的應(yīng)用范圍有多種多樣的方式這里探討了立式銑床刀庫和刀具交換裝置換刀機(jī)械手的設(shè)計及其工藝性具有通用性好易于實現(xiàn)換刀可靠性好的特點(diǎn) XKA5025 型數(shù)控立式升降臺銑床自動換刀裝置 1．通過閱讀有關(guān)資料對當(dāng)前先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有進(jìn)一步的了解 2．融匯貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)理論知識 3．綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識和技能提高獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力 4．培養(yǎng)和提高與設(shè)計群體合作相互配合的工作能力 歷時幾個月的實習(xí)接近尾聲了我的設(shè)計也基本上圓滿完成了此時回想過去設(shè)計的日子體會多多感慨也不少我基本上按照我初定的三階段計劃認(rèn)真做我的畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計過程也如我所料遇到不少的問題 在查閱資料學(xué)習(xí)階段我不但 認(rèn)真閱讀了從工程訓(xùn)練中心借來的 XKA5032AC數(shù)控立式升降臺銑床的說明書重新溫習(xí)了我們以前所學(xué)過的《數(shù)控機(jī)床》《液壓傳動與氣壓傳動》[1] 吳宗澤羅圣國機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版 [M]北京高等教育出版社1999 [2]廖念釗莫雨松李碩根楊興駿互換性與技術(shù)測量第四版 [M]北京中國計量出版社 2020 [3]陳錦昌劉就女劉林計算機(jī)工程制圖 [M]廣州華南理工大學(xué)出版社 1999 [4]馮辛安黃玉美杜君文機(jī)械制造裝備設(shè)計 [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [5]熊光華數(shù)控機(jī)床 [M] 北京機(jī)械工業(yè)出 版社 2020 [6]李峻勤費(fèi)仁元數(shù)控機(jī)床及其使用與維修 [M]北京國防工業(yè)出版社 2020 [7]張柱銀陳思義明興祖數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床 [M]北京化學(xué)工業(yè)出版社 2020 [8]林東數(shù)控技術(shù) [M]北京北京理工大學(xué)出版社 1995 [9]王愛玲白思遠(yuǎn)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 [M]北京國防工業(yè)出版社 2020 [10]何存興張鐵華液壓傳動與氣壓傳動第二版 [M]湖北華中科技大學(xué)出版社2020 [11]毛謙德李振清袖珍機(jī)械機(jī)械設(shè)計師手冊第二版 [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社2020 [12]朱龍根簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊 [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [13]王可 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社附 錄 編程舉例 實例 1 加工如圖所示各孔工件材料為 HT300 使用刀具為鏜孔刀 T02 為Φ 13鉆頭 T03 為锪鉆 程序如下 T01 M06 G90 G00 G54 X0 Y0 T02 G43 H01 Z20 M03 S500 F30 G98 G85 X0 Y0 R3 Z45 G80 G28 G49 Z0 M06 G00 X60 Y50 T03 G43 H02 Z10 M03 S600 G98 G73 X60 Y0 R15 Z48 Q4 F40 X60 G80 G28 G49 Z0 M06 G00 X60 Y0 G43 H03 Z10 M03 S350 G98 G82 X60 Y0 R15 Z30 P100 F25 X60 G80 G28 G49 Z0 M05 G91 G28 X0 Y0 M30 實例 2 加工如圖所示零件上的通槽和 4 個 M8 的螺紋孔其加工過程見表 工步號 工步名稱 工具號 工具名稱及規(guī)格 刀補(bǔ)號 半徑補(bǔ)償 1 周銑槽 T01 6 立銑刀 H01 D30 3mm 2 鉆螺紋底孔 T02 67 鉆頭 H02 3 攻 螺紋 T03 M8 絲錐 H03 程序如下 ％ 6001 N001 G92 X0 Y0 Z0 N002 M02 S280 N003 G43 Z30 T01 H01 M07 N004 Z3 N005 G01 Z5 F50 N006 M98 P0111 N008 M98 P0111 N009 G00 Z30 M09 N010 M05 N011 G90 G00 X80 Y40 S800 T03 M03 N012 G43 Z30 T02 H02 M07 N013 G99 G81 R3 Z12 F80 N014 G91 X160 數(shù)控立式銑床自動換刀裝置設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計 36 I V 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 － 37 － 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 吉林化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 從動軸慣性慢轉(zhuǎn) 刀庫定位停止 發(fā)出選刀 信號 牙嵌離合器脫離嚙合 定位完畢發(fā)出信號