四工位電動(dòng)刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
四工位電動(dòng)刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),四工位,電動(dòng),刀架,機(jī)械,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
四工位電動(dòng)刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄前言1第一章 緒論31.1國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況與成果31.2數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)41.3 數(shù)控電動(dòng)刀架的開(kāi)發(fā)應(yīng)用4第二章 數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置52.1概述52.2 ATC刀具自動(dòng)換刀形式62.3 數(shù)控車床刀架的功能、類型和滿足的要求72.3.1數(shù)控車床刀架的功能82.3.2數(shù)控機(jī)床刀架的類型82.3.3數(shù)控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求9第三章 四工位電動(dòng)刀架總體方案設(shè)計(jì)113.1調(diào)查研究與資料收集113.1.1課題的調(diào)查研究113.1.2資料收集113.2四工位電動(dòng)刀架的整體方案設(shè)計(jì)113.3步進(jìn)電機(jī)的選用133.4 蝸桿與蝸輪的選用與校核153.5蝸桿軸的設(shè)計(jì)173.6蝸輪軸的設(shè)計(jì)193.7中心軸的設(shè)計(jì)223.8齒盤的設(shè)計(jì)233.9軸承的選用26第四章 刀架體的設(shè)計(jì)27結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)：30前言 制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)或地區(qū)經(jīng)濟(jì)的實(shí)力，科技水平，生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力。國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是各國(guó)制造生產(chǎn)能力及機(jī)械制造裝備的競(jìng)爭(zhēng)。自從20世紀(jì)60年代世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)等各相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造系統(tǒng)(FMS，CIMS等)中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床的“使用難、維修難”問(wèn)題，已經(jīng)是影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問(wèn)題。 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都非常注重機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為了用先進(jìn)技術(shù)和工藝裝備制造業(yè)，機(jī)械制造裝備工業(yè)得到先發(fā)展。對(duì)比之下，我國(guó)目前機(jī)械制造業(yè)的裝備水平還比較落后，表現(xiàn)在大部分工廠的機(jī)械制造裝備基本上是通用機(jī)床加專用工藝裝備，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造裝備中的比重還非常低，導(dǎo)致“剛性”強(qiáng),更新產(chǎn)品速度慢，生產(chǎn)批量不宜太小，生產(chǎn)品種不宜過(guò)多；自動(dòng)化程度基本上還是“一個(gè)工人，一把刀，一臺(tái)機(jī)床”，導(dǎo)致勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。 因此，要縮小我國(guó)同工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,我們必須在機(jī)械制造裝備方面大下功夫，其中最重要的一個(gè)方面就是增加數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造裝備中的比重1。 本課題為CA6140普通車床改成數(shù)控四工位電動(dòng)刀架機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該刀架能夠在一次裝夾中完成多道工序，使加工范圍擴(kuò)大，大大提高了加工精度和生產(chǎn)效率。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：1CA6140普通車床改造數(shù)控四工位電動(dòng)刀架總體布局設(shè)計(jì)；2電動(dòng)刀架傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 3電動(dòng)刀架刀具設(shè)計(jì)；4.外文資料的翻譯。 第一章 緒論1.1國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的研究狀況與成果 我國(guó)從1958年開(kāi)始研究數(shù)控機(jī)床，一直到20世紀(jì)60年代中期還處于研制開(kāi)發(fā)時(shí)期。當(dāng)時(shí)，一些高等院校，科研單位研制出試樣樣機(jī)，是從電子管起步的。 1965年，國(guó)內(nèi)開(kāi)始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代末至70年代初研制成了劈錐數(shù)控銑床，數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)。CIL18晶體管數(shù)控系統(tǒng)及Z53K1G立式數(shù)控銑床。 從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,數(shù)控技術(shù)在車，銑 ，鏜,磨，齒輪加工，電加工等領(lǐng)域全面展開(kāi)，數(shù)控加工中心在上海，北京研制成功。但由于電子元器件的質(zhì)量和制造工藝水平差，致使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性,穩(wěn)定性末行到解決，因此末能廣泛推廣。 20世紀(jì)80年代，我國(guó)從昌本發(fā)那科公司引進(jìn)了3,5,6,7等系列的數(shù)控系統(tǒng)和直流伺服電機(jī)，直流主軸電機(jī)等制造技術(shù)，以及引進(jìn)美國(guó)GE公司的MCI系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，德國(guó)西門子VS系列可控硅調(diào)速裝置，并進(jìn)行了商品化生產(chǎn).這些系統(tǒng)可靠性高，功能齊全。與此同時(shí)，還自行開(kāi)發(fā)了3、4、5軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)以及雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的同步數(shù)控系統(tǒng)(用于火焰切割機(jī))和新品種的伺服電機(jī)，推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定發(fā)展，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。 1985年，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床品種不斷增多，規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床，重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來(lái)。為了跟蹤國(guó)外現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，北京機(jī)床研究所研制出了JCS-FMS-1型和2型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)期，我國(guó)在引進(jìn)，消化國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量開(kāi)發(fā)工作。一些較高檔次的數(shù)控系統(tǒng)(5軸聯(lián)動(dòng))，分辨率為0.02的高精度數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)字仿型數(shù)控系統(tǒng)為柔性單元配套的數(shù)控系統(tǒng)都開(kāi)發(fā)出來(lái)了，并造出樣機(jī)。 我國(guó)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)“六五”，“七五”，“八五”，到“九五”的近20年的發(fā)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)?！笆濉惫リP(guān)開(kāi)發(fā)的成果：華中號(hào)、中華號(hào)、航天號(hào)和藍(lán)天號(hào)4種基本系統(tǒng)建立了具有中國(guó)自主版機(jī)的數(shù)控技術(shù)平臺(tái)。具有中國(guó)特色濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)這些年來(lái)的發(fā)展，有了較大的提高。它們逐漸被用戶認(rèn)可，在市場(chǎng)上站住了腳2。 目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠有100多家，生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品的企業(yè)有300余家，產(chǎn)品品種包括八大類2000種以上。目前已新開(kāi)發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80余種，分為3種型級(jí)，即經(jīng)濟(jì)型，普及型和高級(jí)型。“九五”期間數(shù)控機(jī)床發(fā)展已進(jìn)入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段，數(shù)控機(jī)床新開(kāi)發(fā)品種300余種，已有一定的覆蓋面。新開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到期際上20世紀(jì)80年代中期水平，部分達(dá)到90年代水平，為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)提供了一批高水平數(shù)控機(jī)床。1.2數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控刀架的發(fā)展趨勢(shì)是：隨著數(shù)控車床的發(fā)展，數(shù)控刀架開(kāi)始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。 目前國(guó)內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡(jiǎn)易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。數(shù)控刀架的市場(chǎng)分析：國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床今后將向中高檔發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用電動(dòng)型刀架，兼有氣刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，近年來(lái)需要量可達(dá)10001500臺(tái)。1.3 數(shù)控電動(dòng)刀架的開(kāi)發(fā)應(yīng)用 數(shù)控電動(dòng)刀架是以回轉(zhuǎn)分度實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)交換及回轉(zhuǎn)電動(dòng)刀具的傳動(dòng)。因此技術(shù)含量高，已趨向?qū)I(yè)化開(kāi)發(fā)生產(chǎn)。所以對(duì)數(shù)控電動(dòng)刀架的研究開(kāi)發(fā)及應(yīng)用已引起數(shù)控機(jī)床行業(yè)重視。 典型數(shù)控電動(dòng)刀架一般由電動(dòng)源（電機(jī)或油缸、氣馬達(dá)）、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、預(yù)分度機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置、接口電路、刀具安裝臺(tái)（刀盤）、電動(dòng)刀座等組成。數(shù)控電動(dòng)刀架的動(dòng)作循環(huán)為：T指令（換刀指令）刀盤放松轉(zhuǎn)位刀位檢測(cè)預(yù)分度精確定位刀盤鎖緊結(jié)束信號(hào)。第二章 數(shù)控車床自動(dòng)換刀裝置2.1概述 自動(dòng)換刀裝置的形式是多種多樣的，有刀庫(kù)式和電動(dòng)式，雖然換刀過(guò)程、選刀方式、刀庫(kù)結(jié)構(gòu)、機(jī)械手類型等各不相同，但都是在數(shù)控裝置及可編程序控制器控制下，有電動(dòng)機(jī)或氣或氣動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)刀庫(kù)和機(jī)械手實(shí)現(xiàn)刀具的選擇與交換。我們把這種為實(shí)現(xiàn)多工序的連續(xù)加工，在加工中心或車削中心中，可進(jìn)行刀具的選擇與交換的裝置叫自動(dòng)換刀裝置（automatic tool change 簡(jiǎn)稱ATC）。 自動(dòng)換刀裝置是數(shù)控車床最普遍的一種輔助裝置，它可使數(shù)控車床在工件一次裝夾中完成多種甚至所有的加工工序，以縮短加工的輔助時(shí)間，減少加工過(guò)程中由于多次安裝工件而引起的誤差，從而提高機(jī)床的加工效率和加工精度3。 我國(guó)對(duì)加工中心的需求一直是有增無(wú)減，同時(shí)，加工中心自動(dòng)換刀裝置的開(kāi)發(fā)也有長(zhǎng)足的發(fā)展。對(duì)于臥式加工中心來(lái)說(shuō)，有從用于JCS-013的獨(dú)立式自動(dòng)換刀裝置到用于TH6350、TH6363、TH6380和TH63100的TB51.02雙層缸式通用機(jī)械手加鏈?zhǔn)降稁?kù)（北京機(jī)床研究所設(shè)計(jì)并制造）的自動(dòng)換刀裝置；對(duì)于立式加工中心來(lái)說(shuō)，有從用于JCS-018的氣液型鼓輪式自動(dòng)換刀裝置到用于XH715B和XH715C的多凸輪聯(lián)動(dòng)型鼓輪式自動(dòng)換刀裝置。特別是用于TH715B和TH715C的多凸輪聯(lián)動(dòng)型鼓輪式自動(dòng)換刀裝置，他的研制成功，為我國(guó)自動(dòng)換刀裝置設(shè)計(jì)與制造翻開(kāi)了嶄新的一頁(yè)，自1991年鑒定后批量生產(chǎn)，已累計(jì)生產(chǎn)了50多臺(tái)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，迅速可靠（刀對(duì)刀2.5s），受到廣大國(guó)內(nèi)外用戶的一致好評(píng)。 加工中心和車削中心自動(dòng)換刀裝置的發(fā)展趨勢(shì)是四個(gè)方向：一是高速、可靠，追求的目標(biāo)是換刀時(shí)間盡量的短，以換取加工中心和車削中心的高效性；二是簡(jiǎn)單實(shí)用、造價(jià)低、使用可靠，但換刀速度不快。 自動(dòng)換刀裝置開(kāi)發(fā)技術(shù)要全面注意下列五個(gè)方面： 1）自動(dòng)換刀裝置的可靠性與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。通過(guò)對(duì)自動(dòng)換刀裝置進(jìn)行可靠性分析研究，找出其薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，使自動(dòng)換刀裝置故障率大大減少，保證百萬(wàn)次以上正常換刀的品質(zhì)。通過(guò)對(duì)自動(dòng)換刀裝置進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其動(dòng)態(tài)性能達(dá)到最優(yōu)，進(jìn)而提高自動(dòng)換刀裝置的性能，降低其制造成本，使刀對(duì)刀換刀時(shí)間對(duì)40刀柄不大于1s，達(dá)到世界先進(jìn)水平。 2）自動(dòng)換刀裝置的系列化與CAD設(shè)計(jì)。使自動(dòng)換刀裝置適用國(guó)內(nèi)廠家的各種產(chǎn)品，以便得到推廣和使用。即達(dá)到廠家一旦提出的參數(shù)：不同刀柄型號(hào)，刀庫(kù)容量等的自動(dòng)換刀裝置，使廠家立即投入生產(chǎn)，并且是處于國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的。 3）自動(dòng)換刀裝置制造技術(shù)研究。針對(duì)自動(dòng)換刀裝置中關(guān)鍵零件的制造技術(shù)進(jìn)行研究，以提高其制造質(zhì)量和降低制造成本。 4）自動(dòng)換刀裝置新技術(shù)的研究。跟蹤國(guó)際加工中心和車削中心自動(dòng)換刀裝置的發(fā)展主流，研究自動(dòng)換刀裝置的新工作原理及新技術(shù)。 5）自動(dòng)換刀裝置產(chǎn)業(yè)化研究。自動(dòng)換刀裝置由專業(yè)廠生產(chǎn)比現(xiàn)有各廠家自行生產(chǎn)可降低成本，也能保證質(zhì)量，同時(shí)在我國(guó)有巨大的市場(chǎng)，因此，在技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)研究使我國(guó)的自動(dòng)換刀裝置生產(chǎn)走上產(chǎn)業(yè)化的道路，建立生產(chǎn)自動(dòng)換刀裝置的基地。 自動(dòng)換刀裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下基本要求： 1）換刀時(shí)間短，以減少非加工時(shí)間。 2）減少換刀動(dòng)作對(duì)加工范圍的干擾。 3）刀具重復(fù)定位精度高。 4）識(shí)刀、選刀可靠，換刀動(dòng)作簡(jiǎn)單可靠。 5）刀庫(kù)刀具存儲(chǔ)量合理。 6）刀庫(kù)占地面積小，并能與主機(jī)配合，使機(jī)床外觀協(xié)調(diào)美觀。 7）刀具裝卸、調(diào)整、維修方便，并能得到清潔的維護(hù)4。 2.2 ATC刀具自動(dòng)換刀形式 為進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的加工效率，數(shù)控機(jī)床正向著工件在一臺(tái)機(jī)床一次裝夾即可完成多道工序或全部工序加工的方向發(fā)展，因此出現(xiàn)了各種類型的加工中心機(jī)床，如車削中心、鏜銑加工中心、鉆削中心等等。這類多工序加工的數(shù)控機(jī)床在加工過(guò)程中要使用多種刀具，因此必須有自動(dòng)換到裝置，以便選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。自動(dòng)換到裝置應(yīng)當(dāng)具備換刀時(shí)間短、刀具重復(fù)定位精度高、足夠的刀具儲(chǔ)備量、占地面積小、安全可靠等特性5。 各類數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換到裝置的結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床的類型、工藝范圍、使用刀具種類和數(shù)量。數(shù)控機(jī)床常用的自動(dòng)換刀裝置的類型、特點(diǎn)、適用范圍見(jiàn)表1-1。 表1-1 自動(dòng)換刀裝置類型 類別型式 特點(diǎn) 適用范圍電動(dòng)式 回轉(zhuǎn)刀架多為順序換刀，換刀時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、容納刀具較少各種數(shù)控車床，數(shù)控車削加工中心 電動(dòng)頭順序換刀，換刀時(shí)間短，刀具主軸都集中在電動(dòng)頭上，結(jié)構(gòu)緊湊。但剛性較差，刀具主軸數(shù)受限制數(shù)控鉆、鏜、銑床刀庫(kù)式 刀具與主軸之間直接換刀 換刀運(yùn)動(dòng)集中，運(yùn)動(dòng)不見(jiàn)少。但刀庫(kù)容量受限 各種類型的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。尤其是對(duì)使用回轉(zhuǎn)類刀具的數(shù)控鏜、銑床類立式、臥式加工中心機(jī)床 要根據(jù)工藝范圍和機(jī)床特點(diǎn)，確定刀庫(kù)容量和自動(dòng)換刀裝置類型 用機(jī)械手配合刀庫(kù)進(jìn)行換刀 刀庫(kù)只有選刀運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手進(jìn)行換刀運(yùn)動(dòng)，刀庫(kù)容量大2.3 數(shù)控車床刀架的功能、類型和滿足的要求數(shù)控電動(dòng)刀架是加工中心、數(shù)控車床必備的機(jī)床附件，尤其適用全功能數(shù)控車床。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床發(fā)展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面發(fā)展，同時(shí)，在制造行業(yè)中廣泛存在原有設(shè)備的數(shù)控改造和系統(tǒng)升級(jí)問(wèn)題。作為關(guān)鍵附件，高性能的數(shù)控電動(dòng)刀架對(duì)于提高機(jī)床整體運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和效率有著重要意義，數(shù)控電動(dòng)刀架是由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制的，因此，在電動(dòng)刀架本身性能提高的情況下，如何實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)就顯得十分重要了。2.3.1數(shù)控車床刀架的功能數(shù)控機(jī)床上的刀架是安放刀具的重要部件，許多刀架還直接參與切削工作，如臥式車床上的四方刀架，電動(dòng)車床的電動(dòng)刀架，回輪式電動(dòng)車床的回輪刀架，自動(dòng)車床的電動(dòng)刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具，而且還直接參與切削，承受極大的切削力作用，所以它往往成為工藝系統(tǒng)中的較薄弱環(huán)節(jié)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床的刀架也有了許多變化，特別是數(shù)控車床上采用電(液)換位的自動(dòng)刀架，有的還使用兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀盤。加工中心則進(jìn)一步采用了刀庫(kù)和換刀機(jī)械手，定現(xiàn)了大容量存儲(chǔ)刀具和自動(dòng)交換刀具的功能，這種刀庫(kù)安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把，自動(dòng)交換刀具的時(shí)間從十幾秒減少到幾秒甚至零點(diǎn)幾秒。這種刀庫(kù)和換刀機(jī)械手組成的自動(dòng)換刀裝置，就成為加工中心的主要特征6。因此，刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機(jī)床的切削性能、切削效率和體現(xiàn)了機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平7。2.3.2數(shù)控機(jī)床刀架的類型按換刀方式的不同，數(shù)控車床的刀架系統(tǒng)主要有回轉(zhuǎn)刀架、排式刀架和帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置等多種形式，下面對(duì)這三種形式的刀架作簡(jiǎn)單的介紹。 1. 排式刀架 排式刀架一般用于小規(guī)格數(shù)控車床，以加工棒料或盤類零件為主。其結(jié)構(gòu)形式為：夾持著各種不同用途刀具的刀夾沿著機(jī)床的X坐標(biāo)軸方向排列在橫向滑板上。刀具的典型布置方式如圖2.1所示。這種刀架在刀具布置和機(jī)床調(diào)整等方面都較為方便，可以根據(jù)具體工件的車削工藝要求，任意組合各種不同用途的刀具，一把刀具完成車削任務(wù)后，橫向滑板只要按程序沿X軸移動(dòng)預(yù)先設(shè)定的距離后，第二把刀就到達(dá)加工位置，這樣就完成了機(jī)床的換刀動(dòng)作。這種換刀方式迅速省時(shí)，有利于提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。寶雞機(jī)床廠生產(chǎn)的CK7620P全功能數(shù)控車床配置的就是排式刀架。 2. 回轉(zhuǎn)刀架 回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控車床最常用的一種典型換刀刀架，一般通過(guò)氣系統(tǒng)或電氣來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)換刀動(dòng)作，根據(jù)加工要求可設(shè)計(jì)成四方、六方刀架或圓盤式刀架，并相應(yīng)地安裝4把、6把或更多的刀具?；剞D(zhuǎn)刀架的換刀動(dòng)作可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位和刀架鎖緊等幾個(gè)步驟。它的動(dòng)作是由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令完成的?；剞D(zhuǎn)刀架根據(jù)刀架回轉(zhuǎn)軸與安裝底面的相對(duì)位置，分為立式刀架和臥式刀架兩種。 3. 帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置 上述排刀式刀架和回轉(zhuǎn)刀架所安裝的刀具都不可能太多，即使是裝備兩個(gè)刀架，對(duì)刀具的數(shù)目也有一定限制。當(dāng)由于某種原因需要數(shù)量較多的刀具時(shí)，應(yīng)采用帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置。帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置由刀庫(kù)和刀具交換機(jī)構(gòu)組成。 (a)回轉(zhuǎn)刀架 (b) 排式刀架 圖2.1 機(jī)床刀架類型結(jié)構(gòu)圖2.3.3數(shù)控機(jī)床刀架應(yīng)滿足的要求 1） 滿足工藝過(guò)程所提出的要求。機(jī)床依靠刀具和工件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成工件表面，而工件的表面形狀和表面位置的不同，要求刀架能夠布置足夠多的刀具，而且能夠方便而正確地加工各工件表面， 為了實(shí)現(xiàn)在工件的一次安裝中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地轉(zhuǎn)位。 2） 在刀架以要能牢固地安裝刀具，在刀架上安裝刀具進(jìn)還應(yīng)能精確地調(diào)整刀具的位置，采用自動(dòng)交換刀具時(shí)，應(yīng)能保證刀具交換前后都能處于正確位置。以保證刀具和工件間準(zhǔn)確的相對(duì)位置。刀架的運(yùn)動(dòng)精度將直接反映到加工工件的幾何形狀精度和表面粗糙度上，為此，刀架的運(yùn)動(dòng)軌跡必須準(zhǔn)確，運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，刀架運(yùn)轉(zhuǎn)的終點(diǎn)到位應(yīng)準(zhǔn)確。面且這種精度保持性要好，以便長(zhǎng)期保持刀具的正確位置。 3） 刀架應(yīng)具有足夠的剛度。由于刀具的類型、尺寸各異，重量相差很大，刀具在自動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程中方向變換較復(fù)雜，而且有些刀架還直接承受切削力?？紤]到采用新型刀具材料和先進(jìn)的切削用量，所以刀架必須具有足夠的剛度，以使切削過(guò)程和換刀過(guò)程平穩(wěn)。 4） 可靠性高。由于刀架在機(jī)床工作過(guò)程中，使用次數(shù)很多，而且使用頻率也高，所以必須充分重視它的可靠性。 5） 刀架是為了提高機(jī)床自動(dòng)化而出現(xiàn)的，因而它的換刀時(shí)間應(yīng)盡可能縮短，以利于提高生產(chǎn)率。目前自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間在0.86秒之間不等。而且還在進(jìn)一步縮短。 6） 操作方便和安全。刀架是工人經(jīng)常操作的機(jī)床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是評(píng)價(jià)刀架設(shè)計(jì)好壞的指標(biāo)。刀架上應(yīng)便于工人裝刀和調(diào)刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作調(diào)整刀架的手柄（或手輪）要省力，應(yīng)盡量設(shè)置在便于操作的地方。 第三章 CA6140普通車床改造四工位電動(dòng)刀架總體設(shè)計(jì)3.1調(diào)查研究與資料收集3.1.1 課題的調(diào)查研究 從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果看，國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)控車床電動(dòng)刀架的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)都是依賴于先進(jìn)國(guó)家的，而且產(chǎn)品的性能方面跟國(guó)外還有一定的差距，期待開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種性能最優(yōu)，最有實(shí)用價(jià)值的電動(dòng)刀架，適應(yīng)市場(chǎng)，替代進(jìn)口產(chǎn)品低價(jià)位的數(shù)控車床用電動(dòng)刀架，占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，為國(guó)產(chǎn)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。車削加工中心是目前國(guó)際上比較前端的一種數(shù)控機(jī)床，可以進(jìn)行多工序加工，如車削、鉆削、銑削等。有關(guān)人士指出，數(shù)控機(jī)床附件及其配套功能附件是我國(guó)機(jī)床工具制造業(yè)“十五”計(jì)劃重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品。雖然我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品附件的研制由無(wú)到有，取得了顯著成績(jī)，但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。為確保國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大發(fā)展，就必須把數(shù)控機(jī)床附件盡快搞上去。為此他們建議國(guó)家有關(guān)部門，盡快制定有關(guān)鼓勵(lì)、扶持國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件發(fā)展的相關(guān)政策，加大數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)科研和技術(shù)改進(jìn)投入，使國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床附件行業(yè)有一個(gè)大發(fā)展。而且電動(dòng)刀架是數(shù)控機(jī)床附件中尤為重要的一個(gè)部件，把這一技術(shù)提高是我們義不容辭的事情。3.1.2資料收集課題涉及到的有關(guān)知識(shí)包括：數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、車削加工中心、自動(dòng)換刀裝置等等方面；其次還包括一些機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)、氣、間歇分度機(jī)構(gòu)等方面的知識(shí)，在校圖書(shū)館借閱了一些關(guān)于本次設(shè)計(jì)有關(guān)的資料，而且還在網(wǎng)上搜索了一些相關(guān)資料：1）現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)；2）實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)；3）機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)；4）數(shù)控車床設(shè)計(jì)；5）數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與維修等等。3.2電動(dòng)刀架的整體方案設(shè)計(jì) 回轉(zhuǎn)刀架的工作原理為機(jī)械螺母升降轉(zhuǎn)位式。工作過(guò)程可分為刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位并壓緊等幾個(gè)步驟。圖2.1為螺旋升降式四方刀架，其工作過(guò)程如下： 刀架抬起 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀指令后, 通過(guò)接口電路使電機(jī)正轉(zhuǎn), 經(jīng)傳動(dòng)裝置2、驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1、蝸輪帶動(dòng)絲桿螺母機(jī)構(gòu)8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) ,此時(shí)由于齒盤4、5處于嚙合狀態(tài)，在絲桿螺母機(jī)構(gòu)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使上刀架體產(chǎn)生向上的軸向力將齒盤松開(kāi)并抬起,直至兩定位齒盤4、5 脫離嚙合狀態(tài),從而帶動(dòng)上刀架和齒盤產(chǎn)生“上臺(tái)”動(dòng)作。 刀架轉(zhuǎn)位 當(dāng)圓套9逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)150時(shí)，齒盤4、5完全脫開(kāi)，此時(shí)銷釘準(zhǔn)確進(jìn)入圓套9中的凹槽中，帶動(dòng)刀架體轉(zhuǎn)位。 刀架定位 當(dāng)上刀架轉(zhuǎn)到需要到位后（旋轉(zhuǎn)90、180或270），數(shù)控裝置發(fā)出的換刀指令使霍爾開(kāi)關(guān)10 中的某一個(gè)選通,當(dāng)磁性板11 與被選通的霍爾開(kāi)關(guān)對(duì)齊后,霍爾開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn),插銷7在彈簧力作用下進(jìn)入反靠盤 6地槽中進(jìn)行粗定位，上刀架體停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)，使其在該位置落下，通過(guò)螺母絲桿機(jī)構(gòu)8使上刀架移到齒盤4、5 重新嚙合, 實(shí)現(xiàn)精確定位。 刀架壓緊 刀架精確定位后，電機(jī)及許反轉(zhuǎn)，夾緊刀架，當(dāng)兩齒盤增加到一定夾緊力時(shí)， 電機(jī)由數(shù)控裝置停止反轉(zhuǎn)，防止電機(jī)不停反轉(zhuǎn)而過(guò)載毀壞，從而完成一次換刀過(guò)程。3.3 步進(jìn)電機(jī)的選用許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制;轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停止方便；成本低；無(wú)誤差積累；定位準(zhǔn)確；低頻率特性比較好；調(diào)速范圍較寬；采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如0.01mm，在數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。因?yàn)榈都苌仙?、下降各轉(zhuǎn)150，刀架轉(zhuǎn)位至少需90，所以蝸輪轉(zhuǎn)的角度=390由課題要求的刀架選位少于3Sn0.36r/s=21.6r/min,為便于計(jì)算n取24r/min蝸輪蝸桿傳動(dòng)比為45電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=i*z1=45考慮刀架只需小功率驅(qū)動(dòng)，為減少生產(chǎn)成本，選用JD60電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速為1400r/min,額定功率為60W。 圖3.2四工位電動(dòng)刀架示意圖3.4蝸桿及蝸輪的選用與校核3.4.1 選擇傳動(dòng)的類型考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用2A蝸桿，精度8級(jí)，GB10089-883.4.2 選擇材料和確定許用應(yīng)力由機(jī)械基礎(chǔ)表17-4查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為4555HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。由表17-6查得 h=200MPa，f=51MPa3.4.3按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： (3-1)（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2按Z1=2，估取效率=0.8，則T2=T*i=3.5382N.M (3-2)（2）確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；則K=KA*K*KV=1*1.15*1.1=1.2651.27 (3-3)（3）確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 （4）確定接觸系數(shù)Z先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=0.30，從而可查出Z=3.12。（5）確定許用應(yīng)力H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力H=268MPA。因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則H= KHNH=0.92268=246.56247MPA (3-4)（6）計(jì)算中心距 (2-5) 取中心距a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑d1=22.4mm，這時(shí)=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72，因?yàn)閆，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算蝸桿 分度圓直徑：d1=8mm 直徑系數(shù)：q=17.92， 蝸桿頭數(shù)：Z1=1 分度圓導(dǎo)程角：=31138 蝸桿軸向齒距：PA=3.94mm； (3-6) 蝸桿齒頂圓直徑： (3-7)蝸桿齒根圓直徑： （3-8）蝸桿軸向齒厚：=2.512mm (3-9)蝸桿軸向齒距： （3-10）蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 =45 變位系數(shù)=0 驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=45/1=45 (3-11) 蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=72mm (3-12) 蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=93.5 (3-13) 蝸輪喉母圓直徑：rg2=a-1/2 da2 =50-1/293.5=3.25 (3-14) 蝸輪齒頂圓直徑： （3-15） 蝸輪齒根圓直徑： （3-16） 蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)， （3-17）3.5 蝸桿軸的設(shè)計(jì)3.5.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。選用45號(hào)鋼，正火處理，3.5.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑 （3-18） 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6 抗彎截面系數(shù)W=0.1d3 取dmin=15.14mm3.5.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。 d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%d1=d5=d1(1+5%)=15.89mm ,圓整d1=d5=17mm所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm，d2起固定作用，定位載荷高度可在（0.070.1）d1范圍內(nèi)，d2=d1+2a=19.3820.04mm，故d2取20mmd3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=24mmd4=d2=20mm,便于加工和安裝L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為10mm，則L1=22mmL2尺寸長(zhǎng)度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為65mm，故L2=43mmL3為蝸桿部分長(zhǎng)度L3（11+0.06z2）m=21.92mm圓整L3取30mmL4取55mm，L5在刀架體部分長(zhǎng)度為（12+8）mm，伸出刀架部分通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連長(zhǎng)度為50mm，故L5=70mm兩軸承的中心跨度為128mm，軸的總長(zhǎng)為220mm3.5.4蝸桿軸的校核作用在蝸桿軸上的圓周力 (3-19) 其中d1=28mm則 徑向力 (3-20) 切向力 (3-21)圖3.1 軸向受力分析 (3-22) (3-23)求水平方向上的支承反力 圖3.2 水平方向支承力 (2-25)求水平彎矩,并繪制彎矩圖圖3.3 水平彎矩圖求垂直方向的支承反力 (3-26) 查文獻(xiàn)9表2.24，其中， （3-27)圖3.4 垂直方向支承反力 求垂直方向彎矩，繪制彎矩圖圖3.5 垂直彎矩圖求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮 (2-28)圖3.6 合成彎矩圖計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑 (3-29) 查文獻(xiàn)9表151，材料為調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力，則 所以該軸符合要求。3.5.5 鍵的選取與校核 考慮到d5=105%15.14=15.89mm, 實(shí)際直徑為17mm，所以強(qiáng)度足夠由GB1095-79查得，尺寸bh=55，l=20mm的A型普通平鍵。 按公式進(jìn)行校核 ，。查文獻(xiàn)9表62，取則 (2-30)該鍵符合要求。由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=30mm,轂槽深t1=2.3mm3.6 蝸輪軸的設(shè)計(jì)3.6.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)矩，為普通中小功率減速傳動(dòng)裝置選用45號(hào)鋼，正火處理， -1=55MPa 3.6.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑 查文獻(xiàn)9表151，取45號(hào)調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應(yīng)力，則由于軸的平均直徑為34mm，因此該軸安全。3.6.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度d1即蝸輪輪芯為68mmd2為蝸輪軸軸徑最小部分取34mmd3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)文獻(xiàn)表8-45取公稱直徑為d3=44mm，螺距P=12mm，H=6.5mm查表8-46得，外螺紋小徑為31mm 內(nèi)、外螺紋中徑為38mm 內(nèi)螺紋大徑為45mm 內(nèi)螺紋小徑為32mm 旋合長(zhǎng)度取55mmL2尺寸長(zhǎng)度為34mm，蝸輪齒寬b2 當(dāng)z13時(shí)，b20.75da1=15.6mm 取b2=15mm3.7 中心軸的設(shè)計(jì)3.7.1 中軸的材料選擇,確定許用應(yīng)力考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。選用45號(hào)鋼，正火處理， -1=55MPa3.7.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度d1=15mm,d2與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51203，d=17mm,d1=19,T=12mm,D=35mm所以d2=17mmd3與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51204，d=25mm,d1=27mm,T=15mm,D=47mm圖3.7 中心軸受力圖分配各軸段的長(zhǎng)度L1=80mm,L2=93mm,L3=20mm3.7.3 軸的校核軸橫截面的慣性矩 車床切削力F=2KN,E=210GPa (3-31) (3-32)因此yy中心軸滿足剛度條件3.8 齒盤的設(shè)計(jì)3.8.1 齒盤的材料選擇和精度等級(jí)上下齒盤均選用45號(hào)鋼，淬火，180HBS初選7級(jí)精度等級(jí)3.8.2 確定齒盤參數(shù)考慮齒盤主要用于精確定位和夾緊，齒形選用三角齒形，上下齒盤由于需相互嚙合，參數(shù)可相同當(dāng)蝸輪軸旋轉(zhuǎn)150時(shí)，上刀架上升5mm，齒盤的齒高取4mm由 (3-33)得算式 4=（21+0.25）m標(biāo)準(zhǔn)值ha*=1.0, c*=0.25求出m=1.78mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm故齒盤齒全高h(yuǎn)=（2ha*+c*）m=(21+0.25)2=4.5mm取齒盤內(nèi)圓直徑d為120mm，外圓直徑為140mm齒頂高 ha=ha*m=12=2m齒根高 hf=(ha*+c*)m=2.5mm 齒數(shù)z=38齒寬b=10mm齒厚齒盤高為5mm3.8.3 按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算確定有關(guān)計(jì)算參數(shù)和許用應(yīng)力 (3-35)取載荷系數(shù)kt=1.5由文獻(xiàn)表9-12取齒寬系數(shù)d=1.0由表9-10查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8， 取=20，故ZH=2.5查圖9-34取Hlim1=380 取Hlim2=380Lh=60241(830015) N2=5.18107由圖9-35查得接觸疲勞壽命系數(shù)ZN1=1.1 ，ZN2=1.1計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力 取安全系數(shù)SH=1，由式（9-44）得 (3-36) 按齒根抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（9-46）得抗彎強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (3_37)確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值由文獻(xiàn)圖9-37查得，抗彎疲勞強(qiáng)度極限由文獻(xiàn)圖9-38查得，抗彎疲勞壽命系數(shù)YN1=1.0，YN2=1.0查圖取計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，取抗彎疲勞安全系數(shù)SF=1.4 由式（9-47）得 (3-38)彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 (3-39)故滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求3.9 軸承的選用滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問(wèn)題。3.9.1 軸承的類型考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的深溝球軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為：62033.9.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來(lái)調(diào)整的，這樣比較方便。3.9.3 滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)3.9.4 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。3.9.5 滾動(dòng)軸承的密封裝置軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。第四章 刀架體設(shè)計(jì)刀架體設(shè)計(jì)首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以下問(wèn)題： (a) 滿足強(qiáng)度和剛度要求。因?yàn)榈都荏w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 (b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。 (c) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 (d) 造型好、質(zhì)量小。 刀架體的常用材料有： 鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。 鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 本次設(shè)計(jì)的下刀架體采用HT150鑄造，其具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)采用了四工位刀架，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，渦輪蝸桿的傳動(dòng)，有效的實(shí)現(xiàn)了縮短輔助時(shí)間,減少多次安裝零件引起的誤差。本次設(shè)計(jì)的四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，滿足時(shí)間短,刀具重復(fù)定位精度夠,足夠的刀具存儲(chǔ)以及安全可靠等基本要求?；剞D(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)的切削抗力和減少刀架在切削力作用下的位移變形，提高加工精度。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中刀架部位要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有高的重復(fù)定位精度（一般為0.0010.005mm)。致謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了很多老師和同學(xué)的熱心幫助，在這里我要一一向他們表示感謝。首先我要感謝我們的指導(dǎo)老師xxx。從畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始到期末答辯，關(guān)老師一直嚴(yán)格要求我們，為我們安排了理合的作息時(shí)間，避免了由于作息時(shí)間無(wú)序而出現(xiàn)的懶散現(xiàn)象的發(fā)生。為了能使我們按時(shí)順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，xxx老師多次帶領(lǐng)我們小組的同學(xué)實(shí)地進(jìn)行集體討論，爭(zhēng)取最佳方案，加深了我們對(duì)車削中心的理性認(rèn)識(shí)。有的同學(xué)設(shè)計(jì)的課題可查閱的相關(guān)資料較少，xxx老師就親自通過(guò)不同途徑為這些同學(xué)找到相關(guān)的資料，保證了這些同學(xué)的進(jìn)度。正是在xxx老師有效的指導(dǎo)下，使得我們小組每個(gè)同學(xué)的進(jìn)度都達(dá)到了學(xué)院的要求。在學(xué)院組織的幾次中期檢查中，我們組的同學(xué)沒(méi)有一個(gè)因?yàn)檫M(jìn)度跟不上而遭到檢查老師的批評(píng)。我很欣賞xxx老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，敬佩她的為人；感謝她對(duì)我們的耐心指導(dǎo)。我相信這三個(gè)月來(lái)她對(duì)我的教誨一定會(huì)使我終身受益。其次我要感謝我們小組的所有同學(xué)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中他們給了我無(wú)私的幫助。我們互相交流，互相幫助，爭(zhēng)取最佳方案。再次我要感謝我們系部的所有老師以及曾在數(shù)控機(jī)床操作方面給予我們幫助的學(xué)長(zhǎng)們。盡管他們不是我們的指導(dǎo)老師，但是還是很樂(lè)于幫助我們解決問(wèn)題，感謝他們?yōu)槲覀兲峁┝水厴I(yè)設(shè)計(jì)的場(chǎng)所以及無(wú)私的幫助。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專家教授。參考文獻(xiàn)：1 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