【正文】 mechanical hand sliding along the guidedBlock can move up or down, handcan be put to the knife can also be put to the spindle, the manipulator also at Waterloo In the direction of vertical expansion plans for pluggable tool. Use of multichain structure of the knife, knife the capacity of 60, repeated positioning accuracy, reliability ATC action, using arbitrary knives election, the knife a rational structure, the floor space as possible. And some spare parts for the structural design and calculation check. Key words: automatic tool changing device the chain knife ATC manipulator design hands 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 3 目錄 第一章 緒言 ................................................................................................................................. 4 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài) ............................................................................................. 4 刀庫(kù)產(chǎn)品目前的水平 ............................................................................................... 5 刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) ............................................................................................... 5 刀庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展方向 ............................................................................................... 6 課題的目的、意義和開展研究工作的設(shè)想 ......................................................................... 6 課題的目的 ............................................................................................................. 6 開展研究工作 的設(shè)想 ............................................................................................... 7 課題設(shè)計(jì)方案的選擇和設(shè)計(jì)手段 ............................................................................. 7 自動(dòng)換刀裝置（ ATC）及形式 ................................................................................. 8 刀庫(kù)與機(jī)械手的形式 ..............................................................................................10 第二章 刀庫(kù)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...........................................................................................................12 刀庫(kù)主要設(shè)計(jì)參數(shù) ...........................................................................................................12 刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的選擇 ................................................................................................14 刀庫(kù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TF 計(jì)算 ...........................................................................................14 確定液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù) .................................................................................................16 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................16 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ..................................................................16 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..............................................................................................17 幾何尺寸的計(jì)算 .....................................................................................................20 按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核 .......................................................................................20 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................21 初步確定最小軸頸及所用材料 ................................................................................21 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................................22 軸的強(qiáng)度校核 ........................................................................................................22 軸承壽命校核 ..................................................................................................................28 第三章 刀庫(kù)準(zhǔn)停系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................30 第四章 鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................32 鏈輪、鏈條的計(jì)算及鏈輪中心距的確定 ..........................................................................32 刀庫(kù)鏈條的張緊 ..............................................................................................................34 第五章 結(jié)論 ................................................................................................................................35 第六章 致謝 ............................................................................................................................36 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................37 常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 4 第一章 緒言 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài) 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著提 升機(jī)械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也面臨著加入 WTO 后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。采用多排鏈?zhǔn)降稁?kù)結(jié)構(gòu)，刀庫(kù)容量 60 把，重復(fù)定位精度高，換刀動(dòng)作可靠，采用任意選刀方式，刀庫(kù)結(jié)構(gòu)合理，占地空間盡量小。自動(dòng)換刀裝置總體方案確定為：由一個(gè)鏈?zhǔn)降稁?kù)和雙手交叉式機(jī)械手構(gòu)成。常州工學(xué)院 延陵 學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘要 JCS013 型數(shù)控鏜銑床是一種能在任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位 直線數(shù)字控制機(jī)床，為了使工件在一次裝夾后能自動(dòng)完成幾個(gè)側(cè)面的鉆、銑、鏜、鉸、锪、攻絲等多種工序的加工，盡量節(jié)省輔助時(shí)間，需要配置刀庫(kù)，由機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)換刀，本課題完成其自動(dòng)換刀裝置方案設(shè)計(jì)，分析 JCS013 型數(shù)控鏜銑床的加工過(guò)程，完成鏈?zhǔn)降稁?kù)功能原理設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 確定了自動(dòng)換刀裝置形式、制訂影響自動(dòng)換刀裝置總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)方案。四排鏈?zhǔn)降稁?kù)在機(jī)床左側(cè)， 在刀庫(kù)與主軸之間裝有機(jī)械手，機(jī)械手的滑座沿導(dǎo)柱可上下移動(dòng)，手架可擺向刀庫(kù)也可擺向主軸，機(jī)械手的滑座還可以在垂直圖面方向伸縮進(jìn)行插撥刀具。并對(duì)部分零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算校核。從技術(shù)層面上講，加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷 而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。 數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成，輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸 入 [2]。 未來(lái)數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來(lái)越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中 [3]。數(shù)控機(jī)床為了能在工件一次裝夾中完成多個(gè)工步，以縮減輔助時(shí)間和減少多次安裝工件引起的誤差，通常帶有自動(dòng)換刀系統(tǒng)。在數(shù)控鏜銑床的基礎(chǔ)上，如果再配以刀具和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成加工中心（ Machining center 簡(jiǎn)稱 MC）。例如加工中心機(jī)床又稱多工序自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，它主要是指具有自動(dòng)換刀及自動(dòng)改變工件加工位置功能的數(shù)控機(jī)床，具有自動(dòng)換刀裝置是加工中心機(jī)床的典型特征，是多工序加工的必要條件。 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀裝置的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，選擇何種形式，主要取決于機(jī)床的種類、工藝范圍以及刀具的種類和數(shù)量等。 刀庫(kù) 產(chǎn)品目前的水平 在此概念基礎(chǔ)下，刀庫(kù)產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)況為： （ 1） 超重刀庫(kù)的發(fā)展：發(fā)展出刀鏈系統(tǒng)能承載重量 70kg 以上之超重刀具，擁有強(qiáng)力鎖刀裝置的穩(wěn)定刀鏈架構(gòu)，可防止重型刀具于運(yùn)轉(zhuǎn)中墜落。