D355-加工中心自动换刀装置的结构及控制设计 下载积分：50　资料编号： D355

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Word版说明书1份，共91页，约40000字

CAD版本图纸，共7张

摘  要

加工中心正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，这类多工序加工的加工中心在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。

本设计是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型立式加工中心刀库。首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了加工中心刀库的机械结构和控制部分的设计计算，主要包括刀库转动定位机构设计、刀库总体机构设计、机械手部分设计以及液压、PLC的控制设计。

关键词： 刀库；机械手；液压控制；PLC控制

目 录

摘  要 1

Abstract 2

目 录 3

第1章 绪论 6

1.1国内外的研究现状和发展趋势 6

1.1.1当前世界NC机床的研究现状 6

1.1.2我国数控机床产业的发展状况 8

1.1.3我国数控机床研究存在的问题 13

1.2加工中心简介 13

1.2.1加工中心的发展简史 13

1.2.2加工中心的结构组成 14

1.2.3加工中心的分类 15

1.2.4加工中心的功能及特点 17

1.2.5加工中心的发展动向 19

1.3自动换刀系统产品化的意义和前景 22

1.4本设计研究的目的和意义 25

1.5本设计完成的主要工作 25

第2章 总体方案的设计 26

2.1运动方案的设计 26

2.1.1运动数目的确定 26

2.1.2运动方案的确定 26

2.2功能部件的设计方案 27

2.2.1主传动系统 28

2.2.2进给伺服系统 30

2.2.3自动换刀系统 32

2.2.4基础部件 34

2.2.5数控系统 35

2.2.6辅助装置 35

2.3方案的分析论证及确定 36

2.3.1 机械结构方案的提出 36

2.3.2传动方案的提出 36

2.3.3机械结构方案的可行性分析 36

2.3.4传动方案的可行性分析 37

2.3.5机械结构方案的确定 38

2.3.6传动方案的确定 38

2.4总体布局 38

2.5主要技术参数 38

第3章 刀库的设计 40

3.1刀库简介 40

3.1.1 刀库的类型 40

3.2刀库的结构设计 42

3.2.1刀库主要参数的确定 42

3.2.2刀库转动定位机构的设计 43

3.2.3刀库主轴的设计 45

3.2.4刀库转动电机的选择计算 49

3.2.5滚动轴承的选择计算 51

3.2.6键的选用与计算 53

3.2.7刀库的支承部分的设计 53

第4章 机械手的设计 55

4.1确定换刀机械手形式 55

4.1.1单臂双爪机械手的结构及工作原理 55

4.2机械手的结构设计 55

4.2.1齿轮的设计计算 55

4.2.2机械手轴的设计计算 59

4.2.3滑动轴承的选型计算 65

第5章 自动换刀装置的液压控制设计 67

5.1液压传动系统简介 67

5.1.1液压传动系统的组成 67

5.1.2液压传动系统的结构 68

5.1.3液压传动系统的控制原理 68

5.2自动换刀装置的液压系统原理图 68

5.2.1自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 69

5.3 执行元件的选型计算 69

5.3.1液压缸的计算 69

5.4动力元件的选型 72

5.4.1液压泵的选型 72

5.5 控制元件的选型 72

5.5.1方向控制阀的选型 73

5.5.2流量控制阀的选型 73

5.5.3控制元件的计算结果 73

5.6 辅助元件的选型 73

5.6.1管道的选型计算 73

5.6.2管接头的选型 74

5.6.3 过滤器的选型 74

5.6.4 油箱的选型 74

5.7 工作介质的选择 75

5.7.1 液压油的选择 75

第6章 自动换刀装置的PLC控制设计 76

6.1 PLC概述 76

6.1.1 PLC简介 76

6.1.2 PLC的主要特点 76

6.2 PLC控制设计 76

6.2.1 机械手控制系统PLC的选择 76

6.2.2 机械手的工作流程 77

6.2.3 机械手自动换刀系统的原理 77

6.2.4 工步时间分配 77

6.2.5 PLC的硬件I/O单元 78

6.2.6 PLC的硬件I/O接口原理图 78

6.2.7 PLC的控制流程图 79

6.2.7 PLC的梯形图 81

6.2.8 指令表 82

结　论 84

参 考 文 献 85

英 文 文 献 86

中 文 翻 译 89

致 谢 91

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