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1、摘 要自动回转转刀架是是数控机机床的重重要组成成部分，它它有效地地提高了了劳动生生产率，缩缩短了生生产准备备时间，消消除人工工误差提提高加工工精度和和加工精精度的一一致性等等。但是是传统的的普通车车床换刀刀的速度度慢、精精度不高高，生产产效率低低，不能能适应现现代化生生产的需需要。所以为为了提高高生产率率、改善善产品质质量以及及改善劳劳动条件件必须对对自动回回转刀架架进行改改进。本文对数数控车床床自动回回转刀架架的机电电系统的的相关内内容进行行分析，研研究数控控车床刀刀架的组组成和工工作原理理，对普普通机床床的换刀刀装置进进行改进进，使该该装置具具有自动动松开、转转位、精精密定位位等功能能。此
2、次次主要完完成自动动回转刀刀架的机机械部分分和电气气部分的的设计。机机械部分分为对其其组成的的各个机机械部件件进行计计算与选选用，电电气部分分为编制制刀架自自动转位位控制软软件。设设计的数数控換刀刀装置功功能更强强，换刀刀装置通通过刀具具快速自自动定位位，可以以提高数数控车床床的效率率，缩短短加工时时间；同同时其可可靠性更更稳定，结结抅简单单。关键词: 自自动回转转刀架，换换刀装置置，机电电系统，电电气控制制Desiign of aautoomattictturrretmmechhaniicall annd eelecctriicall syysteem oofCNNC llathhesAbs
3、ttracctThe autoomattic turrrett iss ann immporrtannt ppartt offCNCC laathee. Itt immproovedd laaborr prroduuctiivitty aand shoorteen tthe prooducctioon ttimee, eelimminaate humman errror, thhe iimprroveemennt oof tthe macchinningg acccurracyy annd cconssisttenccy oof ppreccisiion. Thhouggh cconvvent
4、tionnal orddinaary latthe toool cchannge sllowlly, low acccuraacy, loow pprodducttiviity.It cannnott addaptt too thhe nneedds oof mmodeern prooducctioon. Thhereeforre, we musst bbe iimprroveed tthe autoomattic turrrettin ordder toiincrreasse pprodducttiviity, immproove prooducct qquallityy annd iimp
5、rrovee woorkiing.Thiss rootarry ttooll hooldeer ffor CNCC laathee ellecttriccal andd meechaaniccal sysstemms rrelaatedd coonteent stuudy, sttudyy thhe ccompposiitioon aand worrkinng pprinncipple ofCCNC latthess tuurreet aand impprovve tthe toool cchanngerrthee off geneerall maachiine toools, soo thh
6、at thee deevicce hhas an auttomaaticc reeleaase, trranssferr, ppreccisiion possitiioniing andd ottherr fuuncttionns. Thiis ttimee weeshoouldd compplettionn off thhe ddesiign of autoomattic turrretts thhe mmechhaniicall paartss annd eelecctriicall paartss. MMechhaniicall paart is commpossed of varrio
7、uus mmechhaniicall caalcuulattionn annd sseleectiion of parrts, ellecttriccal parrts ispprepparaatioonoffthee tuurreet aautoomatticaallyy trranssferr off thhe cconttroll sooftwwaree, aautoomattic inddexiing turrrett. DDesiign of morre ppoweerfuul CCNC toool cchanngerr, ttooll chhangger quiicklly tth
8、rooughh thhe aautoomattic possitiioniing toool ccan impprovve tthe effficiienccy oof CCNC latthess annd sshorrtenn thhe pproccesssingg tiime; whhilee itts rreliiabiilitty iis mmoree sttablle, the strructturee iss siimpller.Keywwordds:Autoomattic turrrettToool cchanngerr EElecctroo-Meechaaniccal Syss
9、temms Eleectrricaal cconttroll目 录1绪论111.1自自动回转转刀架的的设计背背景11.2自自动回转转刀架的的市场分分析21.3设设计自动动回转刀刀架的意意义22自动回回转刀架架总体设设计32.1总总体方案案的确定定32.2减减速机传传动机构构的确定定42.3刀刀体锁紧紧与精定定位机构构的确定定52.4抬抬起机构构的确定定53自动回回转刀架架机械部部分设计计63.1自自动回转转刀架的的工作原原理63.2蜗蜗轮及蜗蜗杆的设设计及校校核83.2.1蜗杆杆的选型型93.2.2蜗杆杆副的材材料1003.2.3按齿齿面接触触疲劳强强度进行行设计1103.3蜗蜗轮及蜗蜗杆的主
10、主要参数数与几何何尺寸1123.4螺螺杆的主主要参数数与几何何尺寸1143.4.1螺杆杆的设计计计算1143.5蜗蜗杆轴的的设计1153.5.1蜗杆杆轴的材材料选择择，确定定许用应应力1553.5.2按扭扭转强度度初步估估算轴的的最小直直径1553.5.3确定定各轴段段的直径径和长度度163.5.4蜗杆杆轴的校校核1773.6蜗蜗杆轴的的轴承选选用2114自动回回转刀架架电气部部分设计计224.1硬硬件电路路设计2224.2控控制软件件设计2254.2.1800C311单片机机及其引引脚说明明264.2.2 静静态存储储器62264的的特性2284.2.327764只只读存储储器的特特性288
11、4.2.4 可可编程并并行I/O接口口芯片882555的特性性295结论3336致谢3347参考文文献355附录：转转配图AA0图纸纸一张、零零件图AA1、AA2各五五张（上上刀体图图、下刀刀体图上上圆盘图图、下圆圆盘图 、刀架架电气图图、蜗轮轮、蜗杆杆图、螺螺杆图、空空心轴图图、发信信盘图）IV1 绪 论1.1 自动回转转刀架的的设计背背景经济型数数控是我我国800年代科科技发展展的产物物。这种种数控系系统由于于功能适适宜，价价格便宜宜，用它它来改造造车床，投投资少、见见效快，成成为我国国“七五”、“八五”重点推推广的新新技术之之一。十十几年来来，随着着科学技技术的发发展，经经济型数数控技术
12、术也在不不断进步步，数控控系统产产品不断断改进完完善，并并且有了了阶段性性的突破破，使新新的经济济型数控控系统功功能更强强，可靠靠性更稳稳定，功功率增大大，结构构简单，维维修方便便。由于于这项技技术的发发展增强强了经济济型数控控的活力力，根据据我国国国情，该该技术在在今后一一段时间间内还将将是我国国机械行行业老设设备改造造的很好好途径。对对于原有有老的经经济型数数控车床床，特别别是800年代末末期改造造的设备备，由于于种种原原因闲置置的很多多，浪费费很大；在用的的设备使使用至今今也十几几年了，同同样面临临进一步步改造的的问题通通过改造造可以提提高原有有装备的的技术水水平，大大大提高高生产效效率
13、，创创造更大大的经济济效益。数控车床床为了能能在工件件的一次次装夹中中完成多多工序加加工，缩缩短辅助助时间，减减少多次次装夹所所引起的的加工误误差，必必须带有有自动回回转刀架架。随着数控控车床的的发展，自自动回转转刀架开开始向快快速换刀刀、电液液组合驱驱动和伺伺服驱动动方向发发展。目前国内内自动回回转刀架架以电动动为主，根根据安装装方式的的不同可可分为立立式和卧卧式两种种。立式式刀架有有四、六六工位两两种形式式，主要要用于简简易数控控车床；卧式刀刀架有八八、十、十十二等工工位，可可正、反反方向旋旋转，就就近选刀刀，用于于全功能能数控车车床。根根据机械械定位方方式的不不同，自自动回转转刀架可可分
14、为端端齿盘定定位型和和三齿盘盘定位型型等。其其中端齿齿盘定位位型换刀刀时需要要刀架抬抬起，换换刀速度度较慢且且密封性性较差，但但其结构构简单。三三齿盘定定位型又又叫免抬抬型，其其特点是是换刀时时刀架不不抬起，因因此换刀刀速度快快且密封封性好，但但其结构构较复杂杂。另外外卧式刀刀架还有有液动刀刀架和伺伺服驱动动刀架。1.2 自动回转转刀架的的市场分分析国产数控控车床今今后将向向中高档档发展，中中档采用用普及型型数控刀刀架配套套，高档档采用动动力型刀刀架，兼兼有液压压刀架、伺伺服刀架架、立式式刀架等等品种，近近年来需需要量可可达1000000155000台。数控刀架架的高、中中、低档档产品市市场数
15、控控刀架作作为数控控机床必必需的功功能部件件，直接接影响机机床的性性能和可可靠性，是是机床的的故障高高发点。这就要求求设计的的刀架具具有转位位快，定定位精度度高，切切向扭矩矩大的特特点。它它的原理理采用蜗蜗杆传动动，上下下齿盘啮啮合，螺螺杆夹紧紧的工作作原理。1.3 设计自动动回转刀刀架的意意义电动刀架架是数控控车床重重要的传传统结构构，合理理地选配配电动刀刀架，并并正确实实施控制制，能够够有效的的提高劳劳动生产产率，缩缩短生产产准备时时间，消消除人为为误差，提提高加工工精度与与加工精精度的一一致性等等等。另另外，加加工工艺艺适应性性和连续续稳定的的工作能能力也明明显提高高，尤其其是在加加工几何何形状较较复杂的的零件时时，除了了控制系系统能提提供相应应的控制制指令外外，很重重要的一一点是数数控车床床需配备备易于控控制的电电动刀架架，以便便一次装装夹所需需的各种种刀具灵灵活、方方便地完完成各种种几何形形状的加加工。自动回转转刀架在在结构上上必须具具有良好好的强度度和刚性性，以承承受粗加加工时的的切削抗抗力。为为了保证证转位之之后具有有高的重重复定位位精度，自自动回转转刀架还还要选择择可靠的的定位方方案和合合理的定定位结构构。自动动回转刀刀架的自自动换刀刀是由控控制系统统和驱
