经济数控车床回转刀架的设计.doc

摘要:回转刀架是数控机床的重要组成部分之一。随着数控车床的高速发展，传统的普通车床换刀的速度缓慢、精度低，生产效率低，已经不能满足生产的需要。因此，本设计研究的内容就是数控车床回转刀架的结构，以数控车床刀架的组成结构和它的工作原理为基础，对刀架进行优化改进，使一台四工位的立式自动回转刀架数控化，智能化。改进后的装置具有自动地松开、转位、精定位一连贯的功能。

本文的内容分为数控车床回转刀架的机械部分和电气部分两大块。机械部分的内容为对刀架上各个部件的选用、校核，并用AutoCAD软件，画出了回转刀架装配图、零件图，对刀架各个部分的设计给了直观的说明。电气部分主要是为了编制控制软件来控制刀架的动作。设计出的数控换刀装置功能比之前更强，通过刀具快速自动定位，这样可以提高数控车床的效率，减少加工时间；而且更重要的是其可靠性更稳定，结构简单。最后，在电动刀架的安装调试和精度检验方面，本设计也提出了意见和措施。

关键词 回转刀架 ；换刀装置 ；结构设计；电气控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-5

1.1数控车床自动回转刀架的概述-5

1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势-5

1.3本设计的主要研究内容-6

2 设计要求-7

2.1经济型数控车床回转刀架工作原理及工作过程-7

2.1.1回转刀架的构成-7

2.1.2回转刀架的工作过程-7

2.2 回转刀架设计方案的选择-8

2.2.1 回转刀架设计的基本要求-8

2.2.2回转刀架的结构特点-9

2.2.3刀架参数的确定-9

2.2.4动力源的选择-9

3 刀架总体结构的设计-10

3.1 蜗杆-蜗轮减速机构的设计-10

3.2 上刀体锁紧与精定位结构的设计-10

3.3 刀架抬起结构的设计-10

4 刀架主要传动部件的设计-12

4.1 蜗杆副的设计计算-12

4.1.1 蜗杆的选型-12

4.1.2 蜗杆、蜗轮材料的选用-12

4.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计-12

4.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸的计算-13

4.1.5 校核蜗轮轮齿弯曲疲劳强度-14

4.2 蜗杆轴的设计-15

4.2.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用切应力-15

4.2.2 按许用切应力计算轴的最小直径-15

4.2.3 初步设计蜗杆轴各轴段的直径和长度-16

4.2.4 蜗杆轴的校核-17

4.2.5 键与销的选取与校核-20

4.3 蜗轮轴的设计-21

4.3.1 蜗轮轴材料的选择，确定许用应力-21

4.3.2 按许用切应力，初步估计轴的最小直径-21

4.3.3 确定各轴段的直径和长度-21

4.3.4蜗轮轴的校核-22

4.4 中心轴的设计-23

4.4.1 中心轴的材料选择,确定许用应力-23

4.4.2 初步估算轴的最小直径-24

4.4.2 初步设定各轴段的直径和长度-24

4.4.3 轴的校核-25

4.5 齿盘的设计-26

4.5.1 齿盘的材料选择和精度等级-26

4.5.2 初步确定齿盘参数-26

4.5.3 按齿面接触疲劳强度进行计算-26

4.5.4按齿根弯曲疲劳强度计算-27

4.6 轴承的设计-28

4.6.1 轴承类型及型号的的选择-28

4.6.2 滚动轴承的组合结构的设计-28

4.7 联轴器的选择-29

5 电气控制部分设计-30

5.1 硬件电路设计-30

5.1.1 收信电路-32

5.1.2 发信号电路-32

5.2控制软件的设计-32

6 安装调试和故障检修-35

6.1 安装调试-35

6.2 维护与保养-35

6.3故障及排除-35

结论-37

致谢-38

参考文献-39

附录-40