立式加工中心自动换刀系统的设计.doc

摘要:在数控加工技术取得飞速发展的当下，加工中心已然成为人们更为青睐的对象。对整个换刀系统的效率产生影响的地方有很多，再加上它的内部结构布局都会对最后的制造结果产生影响。因此我们要追求更好的换刀系统，以此来提高生产效率，寻求维护方便，成本更低的方式。这样才能迎合加工中心高速度、高效率、高精度和高可靠性的未来发展趋势。本次设计主要对立式加工中心的自动换刀系统进行设计，分析自动换刀系统的原理，对刀库、蜗轮蜗杆、刀盘、联轴器等主要零件和装置进行设计和计算。确定合适的尺寸和材料的基础后，在用CAD绘制了二维图时也用了Pro/ENGINEER软件制作了三维图。

关键词：加工中心；自动换刀系统；蜗轮蜗杆；刀库

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1 

1.1 Machining Center的简介-1

1.2加工中心的发展历程-1

1.3加工中心国内外现状-2

1.4国内加工中心现在具有的问题和未来发展趋势-2

1.5加工中心的分类-4

2 总体方案设计-5

2.1 加工中心自动换刀装置（ATC）形式、特点及各自应用范围-5

2.2 刀库及刀具交换装置-5

2.2.1刀库的形式-6

2.2.2刀具的选择方式-7

2.2.3刀具（刀座）识别装置-8

2.2.4刀具交换装置-8

2.3 确定立式加工中心型号及其主要参数-9

2.4自动换刀装置的设计参数-10

2.5确定自动换刀装置的形式.. 10

3 刀库的设计及计算-11

3.1确定刀库容量和形式-11

3.2初步估计刀库驱动转矩及选定电机-11

3.3刀库转位机构的普通蜗轮蜗杆的相关设计-13

3.3.1选择蜗杆传动类型和材料-13

3.3.2按齿面接触疲劳强度进行设计-13

3.3.3蜗杆和蜗轮的主要参数和几何尺寸-14

3.3.4校核齿根弯曲疲劳强度-15

3.3.5验算效率-16

3.4蜗杆轴的设计和计算-16

3.4.1确定蜗杆轴的最小直径-16

3.4.3确定轴的各段直径和长度-17

3.4.4轴的校核-17

3.4.5轴承的选择和校核-18

3.5确定刀具的选择方式-20

4 刀盘的设计和计算-22

4.1刀库盘-22

4.2 圆筒-22

4.3 刀爪-23

4.4 弹簧-23

5 润滑及密封-24

5.1润滑-24

5.2 密封-24

5.2.1轴伸出部位的密封-24

5.2.2轴承室内侧的密封-24

结论-25

致谢   -26

参考文献-27