設(shè)計(jì)機(jī)床的刀具機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2024-08-31 21:30本頁面
【正文】 。先給刀具都附上一把裹示該刀具號(hào)的編碼鑰匙，當(dāng)把各刀具存放到刀庫的刀座中時(shí)，這樣就把鑰匙的號(hào)碼轉(zhuǎn)記道刀座中，將編碼鑰匙插進(jìn)到座旁邊的鑰匙孔中給刀座編上了號(hào)碼。 。換刀時(shí)刀庫旋轉(zhuǎn)，使每個(gè)刀座位依次經(jīng)過識(shí)刀器，找到刀座，刀庫便停止旋 轉(zhuǎn)。 。例如有六個(gè)大小直徑的圓環(huán)便可組成能區(qū)別 63 ( 261=63)種刀具的編碼。采用特殊的刀柄結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼，刀柄后端的拉桿上套裝著等間距的編碼環(huán)，由鎖進(jìn)螺母固定。編碼主要有以下三種。因此，刀具數(shù)量比較少，刀庫也相應(yīng)的較小。當(dāng)?shù)毒叽a與 CNC指令代碼相符時(shí)該刀具被選中刀庫旋轉(zhuǎn)將刀具送到換刀位置，等待機(jī)械手來抓取。刀具在刀庫中不必按照工件的加工順序排列，可任意存放的。必須增加刀具的數(shù)量和 刀庫的容量，降低了刀具和刀庫的利用率。采用這種方式，不需要刀具識(shí)別裝置，而且驅(qū)動(dòng)裝置控制也比較簡單，工作可靠，可以直接由刀庫的分度機(jī)械來實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)選刀有兩種方法 :順序選刀和隨機(jī)選刀方法。 控制的隨機(jī)選刀方式的研究 3. 1 常見的自動(dòng)選刀方式 刀庫的自動(dòng)控制指 CNC 執(zhí)行用戶指令后系統(tǒng)對(duì)刀庫的自動(dòng)控制過程，包括程序找刀和自動(dòng)換刀 [(63,71]。帶刀庫的自動(dòng)換刀系統(tǒng)適用于數(shù)控鉆削中心和加工中心。由于帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床的主軸箱內(nèi)只有一根主軸，主軸部件的剛度要高，以滿足精密加工要求。 由于前兩種換刀裝置容納的刀具數(shù)量有限不能太多，不能滿足復(fù)雜零件的加工需要，所以自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床 多采用帶刀庫的自動(dòng)換刀裝置。首先要把加工過程中使用的全部刀具安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀柄上，在機(jī)外進(jìn)行尺寸預(yù)調(diào)后，按一定的方式放入刀庫。 帶刀庫的換刀裝置由刀庫、選刀機(jī)構(gòu)、刀具自動(dòng)裝卸機(jī)械及刀具交換機(jī)構(gòu) (機(jī)械手 )等四部分組成，應(yīng)用廣泛。 圖 所示為刀庫與機(jī)床為分體式數(shù)控機(jī)床的外觀圖。因其換刀時(shí)間大部分和加工時(shí)間重合，真正換刀時(shí)間只需轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位的時(shí)間，這種換刀方式主要用于數(shù)控鉆床和數(shù)控銼床等。其原理如下 : 轉(zhuǎn)塔頭 5 上有兩個(gè)刀具主軸 3 和 4，當(dāng)用刀具主軸 4 上的刀具進(jìn)行加工時(shí)，可由機(jī)械手 2 將下一步需要的刀具換至不工作的刀具主軸 3 上，待本工序完成后，轉(zhuǎn)塔頭回轉(zhuǎn) 180186。近年來出現(xiàn)了一種用機(jī)械手和轉(zhuǎn)塔頭配合刀庫進(jìn)行換刀的自動(dòng) 換刀裝置，如圖 所示。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，換刀時(shí)間短，僅為 2s 左右?！盎剞D(zhuǎn)式換刀裝置既可用于臥式機(jī)床，也可用于立式機(jī)床。當(dāng) 換刀指令被調(diào)用時(shí)，傳遞桿將刀具庫的刀具取下，轉(zhuǎn)到機(jī)床前方，并定位于與換刀裝置配合的位置。刀夾錐面上有切屑會(huì)造成換刀誤差，甚至有損壞刀夾與主軸的可能。這種換刀裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、涉及的運(yùn)動(dòng)少、換刀快。接下來，換刀裝置將要換上的刀具與卸下的刀具分別裝入主軸和刀具庫 :最后，換刀裝置轉(zhuǎn)回原“待命”位置。并將主軸刀具與刀具庫刀具帶走 。拉桿從主軸刀具上卸掉，換刀裝置將刀具從各自的位置上取下 。接到換刀指令后，機(jī)床控制系統(tǒng)便將主軸控制到指定換刀位置 。 在自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架中最簡單的換刀裝置是 180186。回轉(zhuǎn)刀架還要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有較高的重復(fù)定位精度 (一般為 ~ )?；剞D(zhuǎn)刀架又有立式和臥式兩種，結(jié)構(gòu)比較簡單，適用于經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床。 (3)刀庫由交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) (馬氏機(jī)構(gòu) )，用接近開關(guān)計(jì)數(shù)，這種方式運(yùn)行穩(wěn)定，定位準(zhǔn)確可靠一般與凸輪機(jī)械手配合使用，換刀速度快，定位準(zhǔn)。但使用一段時(shí)間后可能會(huì)因?yàn)橛唾|(zhì)、油壓、油溫及環(huán)境因素的變化而影響運(yùn)動(dòng)速度和準(zhǔn)確性 。在梯形圖中比較系統(tǒng)存儲(chǔ)的當(dāng)前刀號(hào) (主軸上的刀 )和目標(biāo)刀號(hào) (預(yù)選刀 )并運(yùn)算，再輸出旋轉(zhuǎn)指令，同時(shí)判斷按最短路徑旋轉(zhuǎn)到位。刀庫的容量、旋轉(zhuǎn)速度、加 /減速時(shí)間等均可在系統(tǒng)參數(shù)中設(shè)定，此種方式不受外界因素影響定位準(zhǔn)確、可靠但成本較高。 (1)刀庫作為系統(tǒng)的定位軸來控制。這樣刀具就可以任意取出并送回。本文采用記憶式選刀，這種方式能將刀具號(hào)和刀庫中的刀套位置對(duì)應(yīng)地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 中，無論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)，刀具信息都始終記存在 PLC 內(nèi)。刀具編 碼選刀方式采用了一種特殊的刀柄結(jié)構(gòu)，并對(duì)每把刀具編碼。 (2)任意選擇目前大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)都采用任意選刀的方式，其分為刀套編碼、刀具編碼和記憶式等三種。每次換刀時(shí)，刀庫順序轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)刀座位置，并取出所需要的刀具，己經(jīng)使用過的刀具可以放回原來的刀座內(nèi)，也可以順序放入下一個(gè)刀座內(nèi)。 刀庫的容量首先要考慮加工工藝的需要，從使用角度出發(fā)，一般為 10~40 把刀，刀庫的利用率會(huì)高 ，而結(jié)構(gòu)比較緊湊。每單個(gè)刀庫的儲(chǔ)刀量較小，換刀速度快。由于刀庫位置固定，換刀動(dòng)作由主軸完成，無需機(jī)械手。僅增加鏈條長度即可增加刀具數(shù)，可以不增加圓周速度其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不像盤式刀庫增加的那樣大。 雙盤式結(jié)構(gòu)是兩個(gè)較小容量的刀庫分置于主軸兩側(cè) ,布局較緊湊 ,儲(chǔ)刀數(shù)量也相應(yīng)增大 ,適用于中小型加工中心 。 刀具數(shù)量一般不多于 32 把 。 見圖 )~c)。 刀庫是存儲(chǔ)刀具的裝置，常見的刀庫主要有以下幾種形式 : (1)轉(zhuǎn)塔式刀庫 包括水平轉(zhuǎn)塔頭和垂直轉(zhuǎn)塔頭兩種，見圖 )與 b): (2)盤式刀庫 盤式刀庫中刀庫呈盤狀 ,刀具沿盤面垂直排列 (包括徑向取刀和軸向取刀 ),沿盤面徑向排列或成銳角排列的形式的刀庫 。為了使系統(tǒng)定位更準(zhǔn)確 , 采用了 2 只光電開關(guān) , 分別檢測(cè) 2 個(gè)貨架的 2 只檢測(cè)片。 自動(dòng)控制方式為 本系統(tǒng)計(jì)算機(jī) (IPC)和控制單元 (變頻器、接觸器等 )組成的一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。而且系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)需要幾種速度 , 因此傳動(dòng)系統(tǒng)需要調(diào)速 , 所以該系統(tǒng)選用了變頻調(diào)速的方法 , 可以采用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠的變頻器和變頻電動(dòng)機(jī)?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖 1 所示。運(yùn)行控制包括運(yùn)行設(shè)備的啟動(dòng)、制動(dòng)控制。抽屜式刀架分 6 個(gè)抽屜放置其他刀輔具 , 可分類裝存一些刀輔具 , 如鉆頭、車刀等。插座式刀
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