數(shù)控車床四工位電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)(含全套cad圖紙)

1、數(shù)控車床四工位電動(dòng)刀架設(shè)計(jì)摘要：數(shù)控車床今后將向中高當(dāng)發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。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。根據(jù)加工對(duì)象不同，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式。回轉(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。本部

2、分主要對(duì)四工位立式電動(dòng)刀架的機(jī)械設(shè)計(jì)和應(yīng)用繼電-接觸控制系統(tǒng)控制部分的設(shè)計(jì)。并對(duì)以上部分運(yùn)用 CAD 做圖，對(duì)電動(dòng)刀架有更直觀的了解。最后的提出了對(duì)電動(dòng)刀架提出了意見和措施。關(guān)鍵詞：數(shù)控刀架 ， 電動(dòng)刀架 ， 四工位Abstract: numerical control lathe will in future development the middle-grade highwhen to by supporting high-gra

3、de nc cutter revised by both cutting dynamic typehydraulic cutter servo cutter vertical cutter etc varieties expected in recent years onthe nc cutter demand will increase greatly. Nc cutter is the development trend of

4、 thedevelopment of numerical control lathe along with nc cutter began to change cuttersquickly and electrohydraulic servo driver combined driving and direction. Accordingto different targets have four processing cuttin

5、g hexagonal cutter and eight or morecan dise-type axial outfit knife knife and other forms. Turn the tool carrier separatelyinstalls four six or more tools and press CNC equipment instructions change knife.This part o

6、f 4 Labour vertical electric mainly the mechanical design and applicationof cutting the relay - contact control system of control part of the design. And theabove part of CAD do diagram a more intuitive electric knife

7、understanding. Thefinal proposed to the electric cutter puts forward opinions and measures. Keywords: nc cutter electric cutter four locations 引 言 數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高柔性化等優(yōu)

8、點(diǎn)的工作母機(jī)。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到 世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。 我國數(shù)控車床從 20 世紀(jì) 70 年代初進(jìn)入市場(chǎng)，至今通過各大機(jī)床廠家的不懈努力，通過采取與國外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施，使得我國的機(jī)床制造水平

9、有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前，國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。 盡管近幾年我國機(jī)床工具行業(yè)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但在當(dāng)前國內(nèi)外機(jī)床市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極其激烈的形勢(shì)下，我國的機(jī)床工具行業(yè)則顯得競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，主要表現(xiàn)在我國是機(jī)床消費(fèi)大國還不是機(jī)床強(qiáng)國、機(jī)床擁有量大但水平低、產(chǎn)品構(gòu)成依然落后、產(chǎn)品創(chuàng)新能力差、機(jī)床可靠性還有待提高等方面。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的

10、變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)IT、汽車、輕工、醫(yī)療等的發(fā)展起著越來越重要的作用。1.2 刀架的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 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ａ390°由課題要求的刀架選位少于3S n≈0.36r/s21.6r/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′iz145 考慮刀架

11、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。2.3 蝸桿及蝸輪的選用與校核2.3.1 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)，GB10089-882.3.2 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45～55HRC，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

12、用灰鑄鐵HT150制造。 由表 17-6 查得 〔〕h200MPa，〔〕f51MPa2.3.3 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： ZEZ a 3 kT2 2 H 2-1（1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2 按Z12，估取效率η0.8，則 T2Tηi3.5382N.M 2-2（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)Kβ1；由使用系數(shù)K

13、A表從而選取KA1.15； 沖擊不大， 由于轉(zhuǎn)速不高， 可取動(dòng)載系數(shù)KV1.1；則 KKAKβKV11.151.11.265≈1.272-3（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 1 Z E 160 MPa 2（4）確定接觸系數(shù)Zρ d1 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值 a 0.30，從而可查出Zρ3.12。（5）確定許用應(yīng)力σH 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋

14、齒 面 硬 度 ＞ 45HRC， 從 而 可 查 得 蝸 輪 的 基 本 許 用 應(yīng)力 σ 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KHN0.92，則 σH KHNσH‘0.92×268246.56≈247MPA2-4（6）計(jì)算中心距 160 2.7 2 a 3 1.27 3538.2 24mm 247 2-5 d1取中心距a50mm，m1.25mm，蝸桿分度圓直徑d122.4

15、mm，這 Z Z時(shí) a 0.448，從而可查得接觸系數(shù) 2.72，因?yàn)?＜Zρ，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⑴蝸桿 分度圓直徑：d18mm 直徑系數(shù)：q17.92， 蝸桿頭數(shù)：Z11 分度圓導(dǎo)程角：γ3°11′38〃 蝸桿軸向齒距：PA m 3.94mm；2-6 蝸桿齒頂圓直徑： d a1 d1 2ha m 32.2mm 2-7 蝸桿齒根圓直徑： df 1 d1 2ha cm 24.16mm （2-8）

16、 蝸桿軸向齒厚： Sa 1/ 2 m 2.512mm2-9 蝸桿軸向齒距： pa1 m 1.6 mm 5.04mm （2-10）⑵蝸輪 蝸輪齒數(shù)：Z2 45 變位系數(shù)Χ0 驗(yàn)算傳動(dòng)比：i z2 / z1 45/1452-11 蝸輪分度圓直徑：d2mz2 72mm 2-12 蝸輪喉圓直徑：da2d22ha293.5 mm 2-13 蝸輪喉母圓直徑：rg2a-1/2 da2 50-1/2 93.53.25 mm 2-14 蝸輪齒頂圓直徑：

17、da 2 d 2 2ha m 75.2mm （2-15） 蝸輪齒根圓直徑： df 2 d 2 2ha _ cm 68.16mm （2-16） 蝸輪外圓直徑：當(dāng)在 z1 時(shí)， de2 da 2 2m 78.4mm （2-17）2.4 蝸桿軸的設(shè)計(jì)2.4.1 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， b 600MPa2.4.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑