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1、数控机床床换刀系系统设计计摘要2第一章、概述2第一节、数数控机床床发展现现状31、国际际数控机机床的发发展状况况32、国内内控机床床的发展展状况443、数控控机床技技术的发发展趋势势5第二节、加加工中心心61、加工工中心的的组成772、加工工中心的的特点88第二章加加工中心心自动换换刀系统统方案确确定100第一节、加加工中心心自动换换刀系统统概述110第二节、自自动换刀刀系统方方案确定定101、刀库库方案的的确定1102、换刀刀机械手手方案的的确定114第三章刀刀库的设设计199第一节、刀刀库容量量的确定定20第二节、刀刀库的转转位200第三节、刀刀库的夹夹刀机构构21第四章、换换刀机械械手的
2、设设计211第一节、机机械手的的各种运运动的分分析2221、手臂臂的伸缩缩运动2222、手爪爪的开合合运动2223、回转转运动2234、直线线运动224第二节、设设计计算算241、手爪爪夹紧力力的计算算242、齿轮轮的设计计253、轴的的设计228致谢322参考文献献33摘要本设计的的题目是是数控机机床换刀刀系统设设计。以以加工中中心为对对象，通通过分析析加工中中心的整整体结构构和自动动换刀系系统的特特点、应应用条件件，设计计要求等等，并结结合在数数控机床床上对刀刀库和换换刀机械械手的需需要能在数数控程序序的控制制下灵活活的实现现换刀过过程。设设计的刀刀库为盘盘式刀库库，驱动动装置采采用电机机
3、液压驱驱动；设设计的换换刀机械械手为回回转式单单臂双手手机械手手，手指指采用弹弹簧销压压紧式，驱驱动装置置采用液液压双作作用缸。结结合工厂厂实际，该该自动换换刀系统统在数控控的控制制下能灵灵活的完完成换刀刀程序，节节省了时时间、提提高了效效率、安安全可靠靠。第一章、概述数控技术术是先进进制造技技术的核核心，是是制造业业实现自自动化、网网络化、柔柔性化、集集成化的的基础。数数控装备备的整体体水平标标志着一一个国家家工业现现代化水水平和综综合国力力的强弱弱。机床是发发展机械械制造业业乃至整整个工业业必不可可少的复复杂生产产工具，既既是生产产要素，又又是重要要的商品品。而数数控机床床是机电电一体化化
4、现代机机床，对对复杂件件、难削削件的加加工起到到重要作作用，又又特别适适合于中中小批多多品种柔柔性生产产。在大大批大量量生产自自动化实实现之后后，必须须要努力力发展中中小批多多品种柔柔性生产产自动化化，以适适应社会会产品多多样化的的需求。数控机床的发展在很大程度上取决于数控系统的性能和水平，而数控系统的发展及其技术基础离不开微电子技术和计算机技术。随着计算机及其软硬件技术的飞速发展，数控系统的硬件平台趋于一致化，而控制系统软件的竞争日益加剧。第一节、数数控机床床发展现现状1、国际际数控机机床的发发展状况况随着商品品市场的的国际化化，各国国数控机机床市场场的联系系越来越越紧密，相相互之间间的影响
5、响越来越越大。下下面列举举德国、日日本、和和韩国等等三个国国家的数数控机床床发展状状况，从从中可一一窥国际际数控机机床的发发展状况况。德国：创创历史新新高20066年，德德国机床床业界的的生产与与服务总总值高达达1088亿欧元元，增长长4%。在在出口方方面，截截至20006年年，德国国机床制制造业已已连续44年取得得上好成成绩，仅仅20006年前前9月的的出口增增幅便高高达133%。来来自中国国市场的的需求超超过了美美国市场场，再度度成为德德国机床床出口的的最大海海外市场场。 与与此同时时，德国国对韩国国与印度度的机床床出口也也有出色色表现。这这标志着着亚洲市市场的繁繁荣及其其各个行行业工业业
6、标准的的提高。日日本用户户也在增增加对德德国机床床与技术术的订购购，20006年年日本首首次跃居居德国115大出出口市场场之一。进口方面面，亚洲洲的机床床生产企企业正不不断提升升技术标标准，着着力强化化其在德德国市场场中的地地位。220066年前33个季度度，德国国的机床床进口增增长率高高达155%，主主要增量量来自中中国、韩韩国、中中国台湾湾与日本本。 220077年该国国机床生生产与服服务总值值还将继继续攀升升，达1115亿亿欧元。如如此一来来，德国国机床制制造业将将取得历历史以来来的最好好成绩，并并有望打打破行业业在20001年年所创下下的最高高记录。日本：细细水长流流式的景景气复苏苏截
7、至20006年年年底，日日本机床床业已连连续322个月每每月订货货额超过过10000亿日日元，超超过了上上世纪990年最最高峰时时连续222个月月订货额额超过110000亿日元元的记录录。其他他的统计计数字为为:20006年年机床工工业生产产总值达达1兆221100亿日元元，与订订货额基基本呈现现同样的的发展趋趋势，出出口额992555亿日元元，同比比增长114%，进进口额113566亿日元元，同比比增长226%。 回顾以以20002年为为谷底的的本次恢恢复期的的机床工工业订货货额情况况，20002年年为67758亿亿日元，同同比增长长14.3%;20003年为为85111亿日日元，同同比增长
8、长25.9%;20004年为为1兆223622亿日元元，同比比增长445.22%;220055年为11兆36632亿亿日元，同同比增长长10.3%;20006年的的订货额额远远超超出了当当初的预预测值11兆12200亿亿日元，达达到1兆兆43770亿日日元，同同比增长长54%，创造造了166年来的的历史新新高，继继续着细细水长流流式的景景气复苏苏。韩国：出出口良好好，内需需萎缩20066年韩国国机床产产业的总总产值达达到411.4亿亿美元，估估计比前前年增长长了188%。按按阶段可可分为：上半年年良好、下下半年停停滞，表表现为出出口良好好、内需需萎缩的的景象。 按照不不同行业业需求形形态来看看
9、，以中中小企业业为主的的铸造模模具行业业的需求求，由于于内需的的不景气气呈现出出了全面面的萎缩缩，而电电气电子子行业没没能追加加大量的的投资，比比前年有有所减少少。然而而对业绩绩辉煌的的造船业业来讲，需需求十分分活跃，对对大型机机械的需需求大大大增加。汽汽车行业业虽然因因受到现现代汽车车公司的的罢工影影响多少少有所萎萎缩，但但通过汽汽车厂商商的海外外拓展及及GM大大宇、雷诺三三星的投投资相对对扩大，基基本保持持了前年年的水平平。2、国内内控机床床的发展展状况随着电子子信息技技术的发发展，世世界机床床业已进进入了以以数字化化制造技技术为核核心的机机电一体体化时代代，其中中数控机机床就是是代表产产
10、品之一一。数控控机床是是制造业业的加工工母机和和国民经经济的重重要基础础。它为为国民经经济各个个部门提提供装备备和手段段，具有有无限放放大的经经济与社社会效应应。目前前，欧、美美、日等等工业化化国家已已先后完完成了数数控机床床产业化化进程，而而中国从从20世世纪800年代开开始起步步，仍处处于发展展阶段。“十五”期期间，中中国数控控机床行行业实现现了超高高速发展展。其产产量20001年年为1775211台，220022年2448033台，220033年3668133台，220044年5118611台，220044年产量量是20000年年的3.7倍，平平均年增增长399；220055年国产产数控
11、机机床产量量596639台台，接近近6万台台大关，是是“九五五”末期期的4.24倍倍。“十十五”期期间，中中国机床床行业发发展迅猛猛的主要要原因是是市场需需求旺盛盛。固定定资产投投资增速速快、汽汽车和机机械制造造行业发发展迅猛猛、外商商投资企企业增长长速度加加快所致致。20066年，中中国数控控金切机机床产量量达到8857556台，同同比增长长32.8%，增增幅高于于金切机机床产量量增幅118.44个百分分点，进进而使金金切机床床产值数数控化率率达到337.88%，同同比增加加2.33个百分分点。此此外，数数控机床床在外贸贸出口方方面亦业业绩骄人人，全年年实现出出口额33.344亿美元元，同比
12、比增长663.114%，高高于全部部金属加加工机床床出口额额增幅118.558个百百分点。20077年，中中国数控控金切机机床产量量达1223,2257台台，数控控金属成成形机床床产量达达3,0011台台；国产产数控机机床拥有有量约550万台台，进口口约200万台。20088年100月，中中国数控控机床产产量达1105,7800台，比比20007年同同比增长长2.996。长期以来来，国产产数控机机床始终终处于低低档迅速速膨胀，中中档进展展缓慢，高高档依靠靠进口的的局面，特特别是国国家重点点工程需需要的关关键设备备主要依依靠进口口，技术术受制于于人。究究其原因因，国内内本土数数控机床床企业大大多
13、处于于“粗放放型”阶阶段，在在产品设设计水平平、质量量、精度度、性能能等方面面与国外外先进水水平相比比落后了了5110年；在高、精精、尖技技术方面面的差距距则达到到了100155年。同同时中国国在应用用技术及及技术集集成方面面的能力力也还比比较低，相相关的技技术规范范和标准准的研究究制定相相对滞后后，国产产的数控控机床还还没有形形成品牌牌效应。同同时，中中国的数数控机床床产业目目前还缺缺少完善善的技术术培训、服服务网络络等支撑撑体系，市市场营销销能力和和经营管管理水平平也不高高。更重重要原因因是缺乏乏自主创创新能力力，完全全拥有自自主知识识产权的的数控系系统少之之又少，制制约了数数控机床床产业
14、的的发展。国外公司司在中国国数控系系统销量量中的880以以上是普普及型数数控系统统。如果果我们能能在普及及型数控控系统产产品快速速产业化化上取得得突破，中中国数控控系统产产业就有有望从根根本上实实现战略略反击。同同时，还还要建立立起比较较完备的的高档数数控系统统的自主主创新体体系，提提高中国国的自主主设计、开开发和成成套生产产能力，创创建国产产自主品品牌产品品，提高高中国高高档数控控系统总总体技术术水平。“十一五五”期间间，中国国数控机机床产业业将步入入快速发发展期，中中国数控控机床行行业面临临千载难难逢的大大好发展展机遇，根根据中国国数控车车床1999620005年消消费数量量，通过过模型拟
15、拟合，预预计20009年年数控车车床销售售数量将将达8.9万台台，年均均增长率率为166.5%。根据据中国加加工中心心19996220055年消费费增长模模型，预预计20009年年加工中中心消费费数量将将达2.8万台台，较220055年年均均增长率率为177.8%。3、数控控机床技技术的发发展趋势势高速、精精密、复复合、智智能和绿绿色是数数控机床床技术发发展的总总趋势，近近几年来来，在实实用化和和产业化化等方面面取得可可喜成绩绩。主要要表现在在：1、机床床复合技技术进一一步扩展展随着数数控机床床技术进进步，复复合加工工技术日日趋成熟熟，包括括铣车车复合、车车铣复合合、车镗钻钻齿轮轮加工等等复合
16、，车车磨复合合，成形形复合加加工、特特种复合合加工等等，复合合加工的的精度和和效率大大大提高高。“一一台机床床就是一一个加工工厂”、“一一次装卡卡，完全全加工”等等理念正正在被更更多人接接受，复复合加工工机床发发展正呈呈现多样样化的态态势。 2、智能能化技术术有新突突破数控控机床的的智能化化技术有有新的突突破，在在数控系系统的性性能上得得到了较较多体现现。如：自动调调整干涉涉防碰撞撞功能、断断电后工工件自动动退出安安全区断断电保护护功能、加加工零件件检测和和自动补补偿学习习功能、高高精度加加工零件件智能化化参数选选用功能能、加工工过程自自动消除除机床震震动等功功能进入入了实用用化阶段段，智能能化提升升了机床床的功能能和品质质。 3、机器器人使柔柔性化组组
