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1、毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 姓 名 系部：机械工程系 专业： 班级： 题 目数控车床自动回转刀架机电系统设计设计任务设计一台四工位的立式自动回转刀架，适用于C616或C6132经济型数控车床。推荐刀架所用电动机的额定功率为90W，额定转速为1440r/min，换刀时要求刀架转动的速度为30r/min。对设计的回转刀架的工作原理、结构、特点等进行分析和掌握。完成回转刀架的整体结构方案设计和论证，对回转刀架的主要传动件进行设计；完成回转刀架电气控制系统的设计，包括控制系统的硬件和软件设计；撰写2万字的毕业设计论文。时间进度第六到十周组合机床总体方案设计。第十一到十
2、四周结合零件加工要求设计组合机床刀架自动控制系统图。第十五周论文整理、装订和参加答辩。原 始 参资 考料 文和 献主要1 陈炳光，陈昆，模具数控加工及编程技术，北京：化学工业出版社，2011 2 唐利平，数控车削加工技术，北京：机械工业出版社，20113 朱勇，数控机床编程与加工，北京：中国人事出版社，2011 毕业设计（论文）任务书指导教师签字： 院长（系主任）签字： 1、 选题的目的意义数控机床是多品种小批量生产的高效自动化的技术群体, 它是把多工序加工、切刀具磨损和测量等各种功能集为一体的自动化机床。随着科学技术的迅猛发展, 数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。其中数控回
3、转刀架是数控车床的重要部件之一， 刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。它在一定程度上标志着数控车床的技术水平，并且与加工精度和生产效率密切相关。因此，国内外都在不断地提高数控回转刀架的重复定位精度和换刀速度，以适应高质量、高效率生产的要求。目前具有世界先进水平的数控车床，其换刀速度已达到1s 以内，重复定位精度可保证小于0.002mm。随着数控车床的发展，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。德国Sauter（肖特）公司的产品的性能指标较高，代表数控车床用转塔刀架的发展前景，具体表现在：（1）刀架转位时间最短，且转位准确。数控刀架作为数控机床
4、必需的功能部件，直接影响机床的性能和可靠性，是机床的故障高发点。这就要求设计的刀架具有转位快，定位精度高，切向扭矩大的特点。它采用蜗杆传动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。 （2）刀架定位精度高、动作迅速、稳定可靠。因为数控机床的切削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置。由于在加工过程中刀尖位置不进行人工调整，因此，转塔刀架在结构上必须有足够的强度和刚性，以及合理的定位结构，以保证转塔刀架在每一次转位之后，都具有尽可能高的重复定位精度。 Sauter公司产品正是满足了这一要求, 才使其能够承受粗加工时的切削抗力同时满足各种精密加工的要求。(3）可多刀夹持，双向转位和任意刀位就近选刀。(4）应用
5、范围广，维修方便等特点。2、国内外研究综述目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种，主要用于简易数控车床。卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。电动回转刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动回转刀架，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，提高加工精度等等。另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高，尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床配备了易于控制的电动回转刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活、方便地
6、完成各种几何形状的加工。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。国外数控机床附件产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
7、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
8、，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。毕业论文（设计）开题报告二、本设计（论文）研究的内容及拟采用的研究方案和技术路线：1. 本设计（论文）的研究内容或解决的技术问题：（1） 研究卧式数控车床刀架的机械结构问题读数控自动回转刀架相关的论文和书籍，系统地了解数控自动回转刀架相关知识和原理。减速传动机构的设计中，查阅资料了解蜗杆及蜗轮副的优缺点及使用场所，选择最合适的机械结构。（2）研究卧式数控车床刀架的驱动系统问题掌握单片机和步进电机驱动系统的基本原理和常用解决方面。 掌握Auto CAD等软件平台的应用和操作。2. 本课题拟采用
9、的研究解决方案和技术路线通过对数控回转刀架的机械结构以及电气控制进行研究，探索数控回转刀架的组成和工作原理。通过所学专业知识，通过查阅相关资料和有关标准，查阅工具书和参考书，合理的选择设计计算公式，正确计算，并辅以图纸完成数控回转刀架机械部分。 电气控制部分的设计，通过单片机编制数控回转刀架的控制部分。3. 本设计（论文）计划进度：第六周组合机床总体方案初步设计。第七周修改、整理组合机床总体方案。第八周绘制零件加工工序、示意图。 第九周绘制机床联系尺寸图。第十周熟悉机床刀架自动控制相关资料。第十一周结合零件加工要求初步设计组合机床刀架自动控制系统图。第十二周设计电气控制系统图。第十三周编写设计
10、说明书提交初稿。第十四周修改图纸和说明书并打印。第十五周论文整理、装订和参加答辩。4. 参考文献：1 陈炳光，陈昆.模具数控加工及编程技术.北京：化学工业出版社，2011 2 唐利平.数控车削加工技术.北京：机械工业出版社，20113 朱勇.数控机床编程与加工.北京：中国人事出版社，2011 4 关雄飞.数控加工工艺与编程. 北京：机械工业出版社，2011 5 周虹.使用数控车床的零件加工. 北京：清华大学出版社，2011 6 刘虹.数控加工编程及操作.北京：机械工业出版社，20117 张士印，孔建.数控车床加工应用教程.北京：清华大学出版社，2011 8 叶俊.数控切削加工.北京：机械工业出
11、版社，2011 9 顾德仁.CAD/CAM与数控机床加工实训教程.北京：中国人事出版社，201110 李柱.数控加工工艺及实施.北京：机械工业出版社，201111 张若锋，邓建平.数控加工实训.北京：机械工业出版社，2011 12 卢万强.数控加工技术（第2版）.北京：北京理工大学出版社，2011 13 鲍海龙.数控铣削加工中级.北京：机械工业出版社，2011 14 刘昭琴.机械零件数控车削加工.北京：北京理工大学出版社，2011 15 周芸.数控机床编程与加工实训教程.北京：中国人事出版社，201116 江剑锋.CAD/CAM与数控机床加工.北京:中国人事出版社，2011 17 高彬.数控加
12、工工艺.北京:清华大学出版社，2011 毕业论文（设计）开题报告指导教师意见：指导教师： 专业教研室(专家组)审核意见： 负责人： 系主任审批意见：负责人： 摘 要自动回转刀架是数控机床的重要组成部分，它有效地提高了劳动生产率，缩短了生产准备时间，消除人工误差提高加工精度和加工精度的一致性等。但是传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。所以为了提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件必须对自动回转刀架进行改进。本文对数控车床自动回转刀架的机电系统的相关内容进行分析，研究数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使该装置具有自动松开、转位、精
13、密定位等功能。此次主要完成自动回转刀架的机械部分和电气部分的设计。机械部分为对其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件。设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；同时其可靠性更稳定，结抅简单。关键词: 自动回转刀架，换刀装置，机电系统，电气控制Design of automatic turret mechanical and electrical system of CNC lathesAbstractThe automatic turret is an important part of CNC lathe.
14、 It improved labor productivity and shorten the production time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of precision. Though conventional ordinary lathe tool change slowly, low accuracy, low productivity. It cannot adapt to the needs of modern production. Therefore, we must be improved the automatic turret in order to increase productivity, improve product quality and improve working.This rotary tool h
