基于XK5040數控立式銑床及控制系統設計

摘 要

隨著數控技術的發展和普及，加工中心的作用越發突顯它的重要性。為進一步提高數控機床的加工效率，數控機床正向著工件在一臺機床一次裝夾即可完成多道工序或全部工序加工的方向發展，因此出現了各種類型的加工中心機床，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控機床在加工過程中要使用多種刀具，因此必須有自動換刀裝置，也就是所說的刀庫，以便選用不同刀具，完成不同工序的加工工藝。自動換刀裝置應當具備換刀時間短、刀具重復定位精度高、足夠的刀具儲備量、占地面積小、安全可靠等特性。

ABSTRACT

Along with the numerical control technolo...

Keywords: numerically controlled lathe; machining centers ; cut database ;

mechanical hand

目 錄

摘要…………………………………………………………………………… 1

前言………………………………………………………………………….... 2

緒論……………………………………………………………………… 3

1.1數控機床的知識………………………………………………………… 3

1.2 數控銑床的分類………………………………………………………… 3

1.2.1 數控立式銑床……………………………………………………… 3

1.2.2 數控臥式銑床……………………………………………………… 4

1.3 數控銑床的結構特征…………………………………………………… 4

1.3.1 數控銑床的主軸特征……………………………………………… 5

1.3.2 控制機床的坐標特征……………………………………………… 5

1.4 數控銑床的主要功能及加工對象……………………………………… 5

1.4.1 數控銑床的功能…………………………………………………… 5

1.4.2 自動換刀裝置及其形式…………………………………………… 5

1.4.3 自動裝置應當滿足的基本要求…………………………………… 6

第2 章 總體方案的設計……………………………………………………… 8

2.1 運動方案的設計………………………………………………………9

2.1.1 運動數目的確定……………………………………………………11

2.1.2 運動方案的確定……………………………………………………13

2.2 功能部件的設計方案…………………………………………………14

2.2.2 進給伺服系統………………………………………………………18

2.2.3 自動換刀系統………………………………………………………20

2.2.4 基礎部件……………………………………………………………23

2.2.5 數控系統……………………………………………………………24

2.2.6 輔助裝置……………………………………………………………24

2.3 總體布局………………………………………………………………24

2.4 主要技術參數…………………………………………………………24

2.5 小結…………………………………………………………………..25

第3章 刀庫的設計………………………………………………………………26

3.1 確定刀庫容量…………………………………………………………… 26

3.2 確定刀庫形式…………………………………………………………… 28

3.3 刀庫結構設計…………………………………………………………… 28

3.4 初估刀庫驅動轉距及選定電機………………………………………… 28

3.4.1初選電動機與降速傳動裝置………………………………………  29

3.4.2初估刀庫驅動轉距……………………………………………………29

3.5刀庫轉位機構的普通圓柱蝸桿傳動的設計………………………………30

3.6刀庫驅動轉矩的校核………………………………………………………30

3.7花鍵聯接的強度計算………………………………………………………30

3.8夾緊機構插銷剪切強度的校核……………………………………………31

3.9確定刀具的選擇方式………………………………………………………31

3.10刀庫的定位與刀具的松夾……………………………………………… 31

第4章 刀具交換裝置的設計…………………………………………………… 31

4.1確定換刀機械手形式………………………………………………………31

4.2換刀機械手的工作原理……………………………………………………32

4.3機械手的自動換刀過程的動作順序………………………………………32

4.4機械手回轉軸4上的齒輪齒條設計………………………………………33

4.5自動換刀裝置的相關技術要求……………………………………………33

4.5.1主軸準停裝置…………………………………………………………33

4.5.2換刀機械手的安裝與調試……………………………………………33

4.6自動換刀程序的編制………………………………………………………33

第5章 自動換刀裝置的控制原理…………………………………………………34

5.1自動換刀裝置的液壓系統原理圖…………………………………………35

5.2自動換刀裝置換刀動作的順序控制過程…………………………………35

第六章  數控加工程序的編制  …………………………………………………35

6.1 數控加工的特點    ……………………………………………………35

6.2 數控編程方法及特點  …………………………………………………35

6.2.1 數控編程的分類    …………………………………………………35

6.2.2 編程零點及坐標系的選擇  …………………………………………36

6.2.3 對刀點的選擇    ……………………………………………………37

6.2.4 加工路線的確定  ……………………………………………………37

6.3 數控加工程序的內容  …………………………………………………38

6.3.1車床程序     …………………………………………………………38

結論……………………………………………………………………………39

致謝……………………………………………………………………………40

參考文獻………………………………………………………………………41