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1、毕业设计说明书数控车床六角刀架设计班级：学号：姓名：学院：软件学院专业：软件工程指导教师：袁文武李秀玲2014年6月数控车床六角刀架设计摘要单轴六角自动车床刀架进给装置的工作原理是利用电机带动分配轴转动，然后由分配轴上的三个凸轮分别控制三个杠杆，再由杠杆控制刀架的运动来进行对工件的切削， 三个刀架的结构基本相同，他们都是沿着各自导轨作垂直于主轴轴线方向移动。工艺动作过程为：首先由送料机构运行提供要加工的工件，然后电机带动分配轴转 动，固定在分配轴上的三个安装方向不同的凸轮共同转动。第一个凸轮先控制前刀架运 动：控制前刀架的凸轮带动杠杆比为1:1的杠杆摆动，控制装有车刀的前刀架滑板移动， 刀架移
2、动控制车刀分为快速送进、匀速切削、快速退出、静止四个阶段运动，前刀架的 刚性较好，用于强力和成形车削。第二个凸轮控制后刀架运动：控制后刀架的凸轮带动 杠杆摆动，由于后刀架装在机床后部，离第二个凸轮的距离较远，且进给方向与前刀架 正好相反，所以采用两级杠杆进行传动，也控制车刀完成四个阶段运动。第三个凸轮控 制上刀架运动：控制上刀架的凸轮除了通过两级杠杆外，还经过拉杆带动上部的杠杆， 从而带动上刀架滑座沿导轨上下移动，同样也完成四个阶段运动对工件进行切削。关键词：数控车床，六角刀架，凸轮CNC lathe turret designAbstractThe working principle of
3、single axis six angle automatic lathe feeding device is driven by the motor distributio n shaft to rotate,a nd the n by three on the camshaft con trol respectively the three lever,the lever tool movement of the workpiece cutting tool,structure three is basically the same,they are all along the respe
4、ctive guide for vertical movement in the direct ion of the spin dle axis.Tech no logical actio n process: first by the feed ing mecha nism operatio n to provide the workpiece to be processed,andthen the motor drives the distribution shaft,fixed on the distributio n on the axis of the three differe n
5、t in stallatio n direct ions cam rotates together.The first cam to control tool movement: cam control front rest drive lever ratio for swing lever 1:1, control a tool before sliding carriage mobile, mobile control tool holder are divided into fast feeding, uniform cutting, rapid retreat, rest four s
6、tages before the motion, the rigidity of the knife is better, for strength and forming turning. The second cam control tool movement: control tool driven cam swing lever, the turret mounted on the machine back, far away from the sec ond cam dista nee, and feed direct ion and the front tool rest is j
7、ust the opposite, so the two lever drive, also control tool complete four stage movement. The third cam control tool movement: control tool CAM except through two levels of leverage, but also through the draw rod drives the upper lever, which drives the tool slide along the guide rail to move up and
8、 dow n, also completed the four stages of moveme nt of the workpiece cutt ing.Keywords:Numerical con trol lathe,Turret ,CAM.中北大学2014届毕业设计说明书1引言11.1 国内外数控机床的发展情况 11.1.1 国内外数控机床的现状 11.1.2 数控机床发展趋势 41.2 数控机床的组成51.3 数控机床的工作机理51.4 数控机床的分类51.5 本设计主要研究的意义71.6 本设计的主要内容82 系统运动方案设计 92.1 设计题目92.2 工作原理与工艺动作过程 9
9、2.3 原始参数92.4 设计要求92.5 原动机类型的选择92.6 减速器类型的选择102.7 实现单轴六角自动车床刀架进给装置的机构选择 112.8 实现送料动作的机构选择 132.9 系统运动方案的确定 132.10 绘制系统运动循环图 133系统运动方案实现153.1 凸轮分析15第I页共II 页3.1.1 凸轮机构选型 153.1.2 凸轮的制作过程163.2 杆件分析183.2.1 控制前刀架的杆件183.2.2 控制后刀架的杆件193.2.3 控制上刀架的杆件193.3 送料装置分析194具体计算214.1 列出必要的计算公式 214.2 用表格列出凸轮的计算结果： 21参考文献
10、22致谢23第II页共II 页中北大学2014届毕业设计说明书1引言制造是人类经济活动的重要基石，也是人类历史发展和文明进步的动力。制造业水 平的高低是衡量一个国家工业发达程度的重要标志。以传统机电工业为代表的制造业， 正经历着深刻的变革。现代科学技术，特别是微电子、计算机、信息等科学技术的迅速 发展及其在各行各业中的广泛应用，给机械制造业带来了深刻的变化。随着科学技术的 迅速发展，社会对产品多样化的要求愈来愈强烈，从而要求产品更新换代的周期越来越 短，使多品种、小批量生产的比重明显增加；同时，随着航空航天、造船、军工、汽车、 农业机械等行业对产品性能要求的不断提高，产品中形状复杂的零件越来越
11、多，加工质 量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备已难以适应这种多样化、柔性化及复杂形 状零件的高效率高质量加工的要求。为解决上述问题，一种高精度、高效率的“柔性” 自动化生产设备一一数控机床就应运而生了。1.1. 国内外数控机床的发展情况随着数控技术的发展，带有自动换刀系统的加工中心在现代制造业中起着愈来愈重 要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。自动换刀 系统一般由刀库、机械手和驱动装置组成。刀库容量可大可小，其装刀数在20-180把之间。刀库的功能是存储刀具并把下一把即将要用的刀具准确地送到换刀位置，供换刀 机械手完成新旧刀具的交换。当刀库容量大时，常远离
12、主轴配置且整体移动不易，这就 需要在主轴和刀库之间配置换刀机构来执行换刀动作。完成此功能的机构包括送刀臂、 摆刀站和换刀臂，总称为机械手。具体来说，它的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与 刀库之间的传递。驱动装置则是使刀库和机械手实现其功能的装置，一般由步进电机或 液压（或气液机构）或凸轮机构组成。机械手完成刀库里的刀（新刀）与主轴上的刀（旧刀） 的交换工作。由于数控加工中心的刀库容量、换刀可靠性及换刀速度直接影响到加工中 心的效率，而自动换刀就是进一步压缩非切削时间，提高生产效率，改善劳动条件。所 以数控机床为了能在工件一次装夹中完成多道加工工序，缩短辅助时间，减少多次安装 工件所引起的误差，
13、必须带有自动换刀装置。1.1.1. 国内外数控机床的现状当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高精、高效、 自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，己形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控 机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早己成为四大国际机床 展上各国机床制造商竞相展示先进技术、 争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTC后, 正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实 是紧迫而又艰巨的任务。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数
14、控机床 以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用， 数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展1956年，日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期研制成功了 “APT （刀具程序控制装置）的加工中心。1958 年美国K&T公司研制出带ATC（自动刀具交换装置）的加工中心。1967年出现了 FMS1978 年以后，加工中心迅速发展，带有 ATC装置。可实现多工序加工的机床步入了机床发展 的黄金时代。数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发 展。数控机床的电气控制技术作为数控机床的重要组成部分也得到了迅速的发展。美、
15、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多 的国家。因其社会条件不同，各有特点。美国的特点是，政府重视机床工业，美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、 科研任务和提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究一效率II和一创新II，注重基 础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年 创制出加工中心、70年代初研制成FMS 1987年首创开放式数控系统等。由于美国首 先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线， 而且电子、 计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且 一
16、贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国不仅生产 宇航等使用的高性能数控机床，也为中小企业生产廉价实用的数控机床（如Haas、Fadal 公司等）。其存在的教训是，偏重于基础科研，忽视应用技术，且在上世纪 80代政府 一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。特别讲究一实际， 与一实效，坚持一以人为本，师徒相传，不断提高人员素质。在发展大量大批生产自动 化的基础上，于1956年研制出第一台数控机床后，一直坚持实事求
