【正文】 效空間，且刀庫的外形尺寸又不致過于龐大。單盤式刀庫的結(jié)構(gòu)簡單，取刀也較為方便，因此應(yīng)用最為廣泛。圖 13 列出了常用的幾種刀庫。其控制部分可以采用簡易位置控制器或類似半閉環(huán)進給系統(tǒng)的伺服位置控制，也可以采用電氣和 機械相結(jié)合的銷定為方式，一般要求綜合定為精度達到 ~ 。其動力可采用液動機或電動機，如果需要還要有減速機構(gòu)。刀庫是用來儲存加工刀具及輔助工具的地方。此外，在以切削為主的同時，加上采用單刀具的雙面約束 ATC 方式后，在銑加工功能方面也見到不少可進行重切加 工的工序集約型產(chǎn)品。例如，隨著對復(fù)雜形狀工件成品加工要求的提高，也在研制將立式車床功能加上鉆、攻絲、鏜等旋轉(zhuǎn)方面的加工功能。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 考慮到環(huán)保要求而采用半干式加工的需求也在增加，根據(jù)這類用戶的要求， OM 制作所 以產(chǎn)學(xué)協(xié)作的方式開發(fā)出采用氣化熱半干式加工技術(shù)，并加強了節(jié)省能源的措施，控制了電力的使用。從去年起，數(shù)控車床生產(chǎn)廠家期待著在飛機、高性能發(fā)電機、風(fēng)力發(fā)電機等方面設(shè)備投資比較活躍的重電機行業(yè)的訂貨。由于其市場的局限性，產(chǎn)品在很大程度上反應(yīng)了用戶的意 向，很多是以專用機的形式交貨投付使用的，這也是用戶和廠家形成密切聯(lián)系的原因。為解決速度提高帶來的熱變位影響，防止精度下降，一般都采用獨自的補正裝置或主軸冷卻結(jié)構(gòu)、冷卻裝置等。同時也有廠 家在開發(fā)不使用直線電機，采用進給軸以大導(dǎo)程滾珠絲杠為驅(qū)動，進給加速度 ~ 2G、快速進給速度 120 mm／ min 的高速臥式加工中心。其中，作為機床基本課題的高速化研究也不斷取得成果。也就是說此類產(chǎn)品的開發(fā)重點在于機體的小型化、適應(yīng)形成柔性線體系方面。此外，因?qū)τ诋a(chǎn)品制造的認識和對生產(chǎn)體系的看法正在發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變，由此而派生的新的 生產(chǎn)體系可能對能形成柔性線的小型機種產(chǎn)生需求。 從用戶需求來看，對臥式加工中心的要求更加趨向于適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)，要求加工設(shè)備能夠靈活地適應(yīng)工序集中導(dǎo)致的生產(chǎn)型加工件的變化。又因是第一章 緒論 6 模塊結(jié)構(gòu)，可以短時間內(nèi)導(dǎo)入最適當規(guī)模的系統(tǒng)。同時為改善作業(yè)環(huán)境、提高經(jīng)濟效率，對于 切屑的處理也采用了易于回收的方式。由于正在加快適應(yīng)環(huán)保要求的新技術(shù)開發(fā)，因此，更加需要可以調(diào)整品種、數(shù)量的可形成柔性線結(jié)構(gòu)的設(shè)備。為進一步提高效率，有些廠家正在嘗試在立式加工中心的控制軸方面再加上 l~2 個軸，形成五軸控制，樣對于形狀復(fù)雜的工件和自由曲面等工件都可完成一次裝卡加工。 針對高精度加工，一些廠家比較注重研制對不易切削材質(zhì)搞重切削加工的機型。 各生產(chǎn)廠家面對預(yù)期需求擴大的飛機、模具、半導(dǎo)體等行業(yè)，正在抓緊開發(fā)五軸加工機。在飛機制造業(yè)因 絕大多數(shù)加工件為多品種、小批量的產(chǎn)品，因此五軸加工機為主的立式加工中心有潛在的需求。今后電子零部件、精密機枝零部件、半導(dǎo)體模具等行業(yè)也具有需求潛力。 加工中心的發(fā)展趨勢 立式加工中心主要的用戶層面為 ,以看好的汽車零部件行業(yè)為首，還有模具、飛機、醫(yī)療設(shè)備、 IT、光學(xué)設(shè)備等行業(yè)。 （ 7）設(shè)備利用率高 加工中心設(shè)備利用率為通用機 床的幾倍。這些都可縮減直接勞務(wù)費。這樣既提高刀具利用率，又減少了道具數(shù)量。 （ 3）減少在制品 以往的加工方式是工件流動與多臺通用機床之間，這就要有相當數(shù)量的在制品，而在加工中心上加工，即可發(fā)揮其“多工序集中”的優(yōu)勢，在一臺機床上完成多個工序，就能大大減少在制品數(shù)量。 （ 2）縮短加工準備時間 加工中心既然可以頂替多臺通用機床，那么加工一個零件嗦需準備時間，是每臺加工單元所損耗的準備時間之和。 加工中心的主要優(yōu)點 （ 1）提高加工質(zhì)量 工件一次裝夾，即可實現(xiàn)多工序集中加工， 大大減少多次裝夾所帶來的誤差。 第一章 緒論 4 圖 12 臥式加工中心 五坐標加工中心 五坐標加工中心間距立式和臥式加工中心的功能，工件一次裝夾后能完成除安裝面外的所有側(cè)面和頂面等五個面的加工，因此也叫五面加工中心。 圖 11 立式加工中心 臥式加工中心（如圖 12） 臥式加工中心是指主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，通常都帶有可進行分度回轉(zhuǎn)運動的正方形分度工作臺。 加工中心的分類 按照加工中心 形態(tài)不同進行分類，可分為立式、臥式和五坐標加工中心。例如，配有兩個自動交換工件托盤的加工中心，一個安裝工件在工作臺上加工，另一個則位于工作臺外進行工件的裝卸。但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此也是加工中心中不可缺少的部分。 輔助系統(tǒng) 包括潤滑、冷卻、排屑防護、液壓和隨機檢測系統(tǒng)等部分。回轉(zhuǎn)式和軌道式等等。機械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置幾結(jié)構(gòu)的不痛也有多種形式。當需要換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，由機械手（或通過別的方式）將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中。 自動換刀系統(tǒng) 主要由刀庫、自動換刀裝置等部件組成。主軸系統(tǒng)是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞，對加工中心的性能有很大的影響。 主軸系統(tǒng) 主要由主軸箱、主軸電動機、主軸和主軸軸承等零部件組成。它們是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削負載，因此必須是剛度很高的部件。從總體上看，加工中心基本上由以下幾大部分組成。機床本身分基本部件和選擇部件，數(shù)控系統(tǒng)有基本功能和選用功能，機床參數(shù)有主參數(shù)和其它參數(shù)。這就把加工中心與自動換刀數(shù)控車床或車削中心區(qū)別開來。 加工中心的定義是什么？目前世界上 并無標準定義，但目前普遍認為是指：在工件一次裝卡中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機床。第三，加工中心上如果帶有交換工作臺，工件在工作位置的工作臺上進行加工的同時，另外的工件在裝卸位置的工作臺上進行裝卸，不影響加工的進行?，F(xiàn)代加工中心的內(nèi)容是什么？第一，它是在數(shù)控鏜床或數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加自動換刀裝置，可使工件在 一次裝卡中，能夠自動更換刀具，自動完成工件上的銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等工序的數(shù)控機床。 1958 年第一臺加工中心在美國卡尼、特雷克（ Kearneyamp。它用數(shù)控系統(tǒng)對機床的工藝功能、幾何圖形運動功能和輔助功能實行全自動的數(shù)字控制，因為有更高的自動化程度和加工效率，大大改變了中小批量生產(chǎn)中普通機床占整個機械加工 70%~80% 的狀況。 加工中心簡介 加工中心的發(fā)展簡史 1952 年世界上出現(xiàn)第一臺數(shù)控機床，使多品種、中小批量的機械加工設(shè)備在柔性、自動化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。加工中心已成為柔性制造系統(tǒng)、計算 機集成制造系統(tǒng)和自動化工廠的基本單元。 引言 1952 年世界上出現(xiàn)了第一臺數(shù)控機床，使多品種、中小批量的機械加工設(shè)備在柔性、自動化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。 關(guān)鍵詞 ：加工中心，刀庫，蝸桿蝸輪，液壓， PLC。 刀庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計是本文研究的重點，傳動部分為蝸桿蝸輪的一種減速 裝置，對于該裝置中的蝸桿、蝸輪以及相關(guān)的軸都進行了詳細的計算 。 16 刀刀庫是在小型加工中心應(yīng)用最為廣泛，根據(jù)使用的場合和實際運用的要求，設(shè)計了相應(yīng)的 16 刀的圓盤式刀庫，并且對它的控制進行了一定的研究。 四 川 理 工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書 題 目 加工中心 16 刀刀庫 的設(shè)計與控制 學(xué) 生 熊 麗 系 別 機電工 程系 專 業(yè) 班 級 機電 班 學(xué) 號 030110529 指 導(dǎo) 教 師 王漢勝 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 加工中心 16 刀刀庫的設(shè)計與控制 系： 機電工程系 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化（ 機電一體化） 班級： 03 級 3 班 學(xué) 號： 030110529 學(xué)生： 熊麗 指導(dǎo)教師： 徐中行 接受任務(wù)時間 3 月 5 日 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1）、主要技術(shù)指標及要求 刀座數(shù)： 16 選刀時間： 3S （ 2）、設(shè)計內(nèi)容與要求 （ 3）、 編寫設(shè)計計算說明書 說明書應(yīng)有以下內(nèi)容 ：①目錄；② 300 字以上的中、英文摘要；③機構(gòu)原理、液壓驅(qū)動原理、電器控制原理；④主要零件的設(shè)計（包括強度、剛度計算等）；⑤總結(jié)；⑥參考文獻等內(nèi)容。 （ 4）、工程圖紙要求 ① 機構(gòu)裝配總圖（人工繪圖）； ② 主要零部件圖（ CAD 繪圖） 2．指定查閱的主要參考文獻及說明 （ 1）《機械設(shè)計手冊》 （ 2）《數(shù)控機床設(shè)計手冊》 （ 3）《傳感器》 （ 4）《機電傳動控制》 （ 5）《液壓與氣壓傳動》 （ 6）《數(shù)控機床》 3．進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 相關(guān)資 料的收集及總體機構(gòu)的確定 至 2 主要零件的設(shè)計和強度計算 3 畫裝配圖及零件圖 4 設(shè)計說明書編制 至 5 檢查 至 注：本表在學(xué)生接受任務(wù)時下達 目 錄 1 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................................... I ABSTRACT ..............................................................................................................................II 第一章 緒論 ........................................................................................................................... 1 引言 ............................................................................................................................ 1 加工中心簡介 .............................................................................................................. 1 加工中心的發(fā)展簡史 ......................................................................................... 1 加工中心的結(jié)構(gòu)組成 ......................................................................................... 2 加工中心的分 類 ................................................................................................ 3 加工中心的主要優(yōu)點 ......................................................................................... 4 加工中心的發(fā)展趨勢 ......................................................................................... 5 本文研究的主要內(nèi)容 —— 刀庫 ..................................................................................... 7 刀庫的類型 .............................................................................