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1、1C3163C3163 回转式六角车床回转刀架机电系统设回转式六角车床回转刀架机电系统设 计计摘摘 要要回转式六角车床的刀架是机床的重要组成部分。随着回转式六角车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。 电动刀架是回转式六角车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。本设计主要是对立式四工位电动刀架机械传动部分的设计，对关键零部件进行了设计校核，并运用 Auto CAD 软件，做出了回转刀架装配图，对电动刀架有了更直观的了解。关键词关键词: : 回转式六角车床 回
2、转刀架 结构设计 2目录摘摘 要要.1一 绪 论.31.1. 国内发展情况.31.2. 国外发展情况.31.3. 结构组成与动作循环.41.4. 技术性能与发展趋势.41.4.1. C3163 回转车床精度 .41.4.2. 运转性能.41.4.3. 润滑与密封.41.4.4. 负载能力与刚度.41.4.5 可靠性方面.5二、设计任务.5三、总体结构设计.5四、自动回转刀架的工作原理.7五、主要传动部件的设计.96 总结.16致谢.17参考文献.183一 绪 论1.1. 国内发展情况国内发展情况我国的刀架生产还处在发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善 的过程，远远没有达到成熟。基
3、本上采用传统材料和传统，加上部分外购配套件的可 靠性较差造成产品整体的可靠性与外国的差距。 国内部分刀架回转原理为电机经弹簧理合器带动蜗杆，再由蜗轮带动蜗杆旋转， 当刀架转体时，由霍尔元件不断检测刀架转体是否到位，到位后霍尔元件发出信号， 然后反转锁紧。主要采用有销盘、内齿盘，外齿盘组成的三端齿定位机构实现准确定 位。其控制部分主要选用 MCS-51 系列单片机以及 ATMEL 公司的 AT89 等同类产品进行 控制。 烟台机床附件厂是目前我国生产刀架水平最高的厂家，特别是可以生产带刀头的 刀架。该厂家全套引进意大利的生产线，产品属于高档型。1.2. 国外发展情况国外发展情况国外数控机床附件产
4、品的开发应用比较早，经验丰富，再由于技术进步，新材料， 新结构的不断出现与应用，使得其产品的可靠性比较高。 国外主要分为日本和欧美两大流派。其产品的特点是夹紧力大，采用专用电机， 体积小，转矩大，可靠性高，耐磨，可靠性较高。比如，日本日研公司部分回转刀架 的核心部件蜗杆副，蜗轮采用氮化钢，齿部表面采用氮化处理，硬度高；蜗杆为硬质 合金蜗杆；整个蜗杆副为硬齿面接触，耐磨。既实现了高速又保证了高可靠性。还有 德国的肖特（SAUTER） 、意大利的杜普洛马蒂克（DUPLOMATIC）和巴鲁法迪 （BARUFFALDI）等，他们都有自己的系列、规格和专利。像肖特（SAUTER）的刀架， 采用行星传动机
5、构，其结构紧凑，传动方向均为同一方向，没有像蜗杆副的降速机构 的交叉轴设计，易于一体化布置。采用牙嵌式齿行离合器的升起和加紧，空行程转角、 小效率高，且自锁功能可靠。其控制部分大都与机床一起采用 CNC 控制，目前国际比 较好的系统有西门子，法拉克，三菱等。 1.3. 结构组成与动作循环结构组成与动作循环典型的数控转塔刀架一般有动力源（电极或油缸，液压马达）、机械传动机构、 预分度机构、定位机构、锁紧机构、检测装置、接口电路、刀具安装台（刀盘）、动 力刀座等组成。 数控转塔刀架的动作循环为： T指令（换刀指令）刀盘放松（抬起）转位刀位检测预分度精确定 位刀具锁紧结束，答复信号。1.4. 技术性
6、能与发展趋势技术性能与发展趋势数控转塔刀架的技术发展很快，现正逐步形成标准定型产品。我国数控转塔刀架 标准草案中所规定的主要技术性能如下：1.4.1. 精度精度4定位精度要求高，一般要求工位目标位置重复定位精度在，刀槽的工作4“10“ 位置定位精度在0.03-0.05。各种形位公差为。因此定位机构均采用mm0.020.03mm 精密多齿盘。先进工艺用浮硬齿面对研,重复定位精度可高达另外,刀盘加工趋向用“1 淬火硬磨削,以获得刀槽精度的长期保持性及高的刚度，刀架转速30rmin。1.4.2. 运转性能运转性能双向转位就近换刀(最短路程换刀)的结构正在开发应用,如双向滚子端面凸轮机构 , 可显著缩
7、短换到周期。为了克服刀盘高速转位引起的惯性冲击,使用恰当的缓冲元件是 其发展趋势。1.4.3. 润滑与密封润滑与密封目前趋向于开发能终生润滑的产品,即在使用全过程中,不需要用户再采取任何润 滑措施。 因工作环境恶劣,对密封性能要求很高,通常规定在刀架体内棋道压力105pa气路 , 浸入装有防锈液的试验箱内,在规定时间内,不得有漏气现象。1.4.4. 负载能力与刚度负载能力与刚度数控转塔刀架的负载能力与刚度,除了与有关零件的尺寸、形状、结构等有关外 , 受刀盘锁紧力影响也很大。一般小型产品锁紧力为左右,高性能产品可达 310 N以上。46 10 N对数控转塔刀架的静刚度目前尚无规范要求,有的企业
8、标准已经提出测详见定, 但 缺乏数据指示。对动刚度,动态性能,在生产实践中反映出其影响明显,但也无可靠数据 指示提出,这些方面是今后研究开发中的重要方向。1.4.5 可靠性方面可靠性方面可靠性是产品性能的综合反映。对转塔刀架目前一般要求平均无故障时间(MTBF)为 次,高级的已经达到次以上,国内产品在设方面亟待提高。45 10 N42 10 N二、设计任务二、设计任务题目：回转式六角车床自动回转刀架结构设计题目：回转式六角车床自动回转刀架结构设计任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于 C3163 经济型车床。要求绘制自动回 转刀架的机械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为590W，额定转速 1440r/min，换刀时要求刀架转动的速度为 30r/min。三、总体结构设计三、总体结构设计1 1、减速传动机构的设计、减速传动机构的设计普通的三项异步电动机因转速太
