加工中心八位通用圓盤刀庫的設計含7張CAD圖

加工中心八位通用圓盤刀庫的設計含7張CAD圖,加工,中心,八位,通用,圓盤,設計,cad 摘要 加工中心是屬于裝配有刀具庫而且能夠自己換刀作業(yè)對零件予以多個基本工序制作的數(shù)控機床設備。它屬于能夠彼此適應省力操作、省時操作和減少能源浪費的要求予以發(fā)展出來的。刀庫結(jié)構(gòu)是屬于一臺加工制作的基本中心的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的、也是不可缺少的重要的部分，刀庫設備的基本作用是儲存制作的基本工序所需要的各種不同類型的刀具工具，并結(jié)合程序的基本T指令，把需要使用的刀具工具進行準確地傳遞到換刀作業(yè)的基本位置，并有效的接受從主軸結(jié)構(gòu)部件傳遞來的已經(jīng)用的刀具工具。刀庫結(jié)構(gòu)設備的儲存的基本量大小通常在8—64把的基本范圍里面，最多的時候能夠到達100～200把。加工作業(yè)的基本中心位置的刀庫結(jié)構(gòu)的形式有很多，基本的結(jié)構(gòu)也存在很大的同，經(jīng)常使用的有圓盤刀庫、鏈結(jié)構(gòu)類型的刀庫和格子盒結(jié)構(gòu)類型的刀庫。 圓盤刀庫為屬于應用最多的一種，每一個刀座結(jié)構(gòu)都能能夠存放存放一把的刀具工具。圓盤刀庫設備的種類特別的多，刀庫結(jié)構(gòu)設備的刀具工具的基本軸線位置能夠幾何按不同的基本方向予以配置。單盤結(jié)構(gòu)類型的刀庫設備的基本結(jié)構(gòu)整體的比較簡單，取刀作業(yè)也是比較的方便，所以使用的特比的多。本本文的基本研究是八位通用圓盤刀庫設計。其基本的設計思路為：采用一個氣缸結(jié)構(gòu)部件滿足刀庫設備的水平的基本方向的運動作業(yè)和伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件能夠有效的實現(xiàn)刀庫結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)作業(yè)的基本轉(zhuǎn)動作業(yè)，伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件經(jīng)不完全類型的齒輪結(jié)構(gòu)機構(gòu)驅(qū)動圓盤類型的的轉(zhuǎn)動作業(yè)，氣缸結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動整個的圓盤刀庫設備的水平方向的基本運動。 關(guān)鍵詞：加工中心；圓盤刀庫；八位；氣缸；電機；齒輪 Abstract The machining center is a numerical control machine tool which is equipped with a tool bank and can change its own tool to make basic processes for parts. It is developed to meet the requirements of saving labor, saving time and reducing energy waste. The structure of the tool library is a key and indispensable part of the basic center of processing and making. The basic function of the tool library is the various kinds of tool tools that are needed to store the basic process of making, and combine the basic T instructions of the program to make the tool tools that need to be used accurately. Transfer to the basic position of tool changer and effectively accept the already used tool tools transmitted from the main structural parts. The basic storage size of tool magazine structure equipment is usually in the basic range of 8 - 64, and it can reach 100~200 at most. There are many forms of tool base in the basic center position of the processing operation, and the basic structure is very common. The tool library of the disc knife, chain structure type and the structure type of the lattice box are often used. The disc magazine is one of the most widely used tools, and each tool holder structure can store and store a handful of tool tools. There are many kinds of disc magazine equipment, and the basic axis position of tool and tool equipment can be configured in different basic directions. The basic structure of the single dish structure type tool magazine equipment is relatively simple as a whole, and the tool taking operation is also more convenient, so the use of the special ratio is more. The basic research in this paper is the design of eight universal disc magazine. The basic idea of the design is as follows: the basic direction of motion operation and the type of servo motor structure components with a cylinder structure component to meet the level of the tool library equipment can effectively realize the basic rotation operation of the rotary operation of the tool library structure, and the servo type motor structure parts are through the incomplete type of gear structure mechanism. The rotating parts of the driving disc type, the cylinder structural parts drive the basic motion of the horizontal direction of the entire disc magazine device. Key words: Machining Center; disc magazine; eight bits; cylinder; motor; gear. 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1課題研究的意義 1 1.2 數(shù)控機床機器設備的發(fā)展 2 1.3刀庫的基本類型 5 1.4 本文最后完成的內(nèi)容 6 第二章八位通用圓盤刀庫裝置的總體設計方案 7 2.1 設計的基本思路 7 2.2 驅(qū)動方案的確認 7 2.2.1 液壓類型的驅(qū)動機構(gòu) 7 2.2.2 氣壓類型的驅(qū)動機構(gòu) 8 2.2.3 電動機類型的驅(qū)動機構(gòu) 8 2.2.4 總體的基本方案的確認 9 2.3 刀庫裝置的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的間歇運動機構(gòu)選擇 9 2.3.1 槽輪機構(gòu) 9 2.3.2 不完全類型的齒輪機構(gòu) 10 2.3.3 凸輪式結(jié)構(gòu)間歇類型運動機構(gòu) 11 2.3.3 運動作業(yè)的基本機構(gòu)方案確定 11 2.4 總體的基本方案擬定 11 第三章 八位通用圓盤刀庫裝置整體結(jié)構(gòu)的設計求解 13 3.1 擬定設計的基本參數(shù)大小 13 3.2 水平作業(yè)的移動氣缸結(jié)構(gòu)部件的設計求解 13 3.2.1 負載大小分析 13 3.2.2 氣缸結(jié)構(gòu)部件的效率大小分析 14 3.2.3 氣缸結(jié)構(gòu)部件的基本缸徑大小的確認 15 3.2.4活塞結(jié)構(gòu)部件寬度大小的確定 15 3.2.5 缸體結(jié)構(gòu)部件的長度大小的確定 16 3.2.6缸筒結(jié)構(gòu)部件的壁厚大小的求解 16 3.3不完全類型的齒輪結(jié)構(gòu)傳動機構(gòu)的設計與求解 17 3.3.1選定齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)，類型及精度的基本等級 17 3.3.2 按齒根位置的基本彎曲作業(yè)的強度大小設計 17 3.3.3 求解大小齒輪結(jié)構(gòu)部件的幾何結(jié)構(gòu)的尺寸大小參數(shù) 20 3.3.4不完全齒輪的周節(jié)數(shù)值與首末齒齒頂高系數(shù)的確定 20 3.3.5 鎖止弧結(jié)構(gòu)的設計 21 3.3.6主動輪結(jié)構(gòu)部件在相鄰兩鎖止弧之間的齒數(shù) 25 3.3.7 不完全齒輪結(jié)構(gòu)靜止方面的時間和運動時間的確 25 3.3.8 繪制工作圖 26 3.4 電動機結(jié)構(gòu)部件的選擇 26 3.5軸承結(jié)構(gòu)部件的基本選擇以及驗算 27 3.6 轉(zhuǎn)盤軸結(jié)構(gòu)部件的設計及強度校核求解 28 3.6.1 軸結(jié)構(gòu)部件校核安全系數(shù) 28 3.6.2軸結(jié)構(gòu)部件的靜強度大小安全系數(shù)校核 29 結(jié)論 31 致謝 32 參考文獻 33 IV 第一章 緒論 1.1課題研究的意義 加工中心是屬于裝配有刀具庫而且能夠自己換刀作業(yè)對零件予以多個基本工序制作的數(shù)控機床機器設備。它屬于能夠彼此適應省力操作、省時操作和節(jié)能作業(yè)的相應時代的總體的基本要求予以發(fā)展出來的，它有效的綜合了機械類型的基本技術(shù)、電子領(lǐng)域的基本技術(shù)、電腦軟件領(lǐng)域的基本技術(shù)、氣動領(lǐng)域的基本技術(shù)、拖動領(lǐng)域的基本技術(shù)、現(xiàn)代控制領(lǐng)域的基本、測量領(lǐng)域的基本及傳感領(lǐng)域的基本術(shù)以及通訊診斷領(lǐng)域的基本、刀具領(lǐng)域的基本和應用編程領(lǐng)域的基本多個領(lǐng)域的技術(shù)綜合類型的高科技作業(yè)的設備。而刀庫結(jié)構(gòu)是屬于一臺加工制作的基本中心的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的、也是不可缺少的重要的部分，刀庫設備的基本作用是儲存制作的基本工序所需要的各種不同類型的刀具工具，并結(jié)合程序的基本T指令，把需要使用的刀具工具進行準確地傳遞到換刀作業(yè)的基本位置，并有效的接受從主軸結(jié)構(gòu)部件傳遞來的已經(jīng)用的刀具工具。刀庫結(jié)構(gòu)設備的儲存的基本量大小通常在8—64把的基本范圍里面，最多的時候能夠到達100～200把。加工作業(yè)的基本中心位置的刀庫結(jié)構(gòu)的形式有很多，基本的結(jié)構(gòu)也存在很大的同，經(jīng)常使用的有圓盤刀庫、鏈結(jié)構(gòu)類型的刀庫和格子盒結(jié)構(gòu)類型的刀庫。 在現(xiàn)代化的當今社會，世界人民正在大量的將一系列的機器設備等用到日常的工作、生活以及學校當中，這是基于機械設備能夠有效的提高事物的完成質(zhì)量以及基本作業(yè)的效率、降低人民在基本的作業(yè)過程中的勞動工作強度大小。與此之外，機械設備的生產(chǎn)不僅能夠有效的適應單一品種大規(guī)模的生產(chǎn)模式也能夠適應多類型的品種的小批量類型的生產(chǎn)作業(yè)，只有合理有效的使用機械設備才能夠達到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標準化類型的生產(chǎn)、系列化類型的生產(chǎn)、以及通用化類型的生產(chǎn)，也能夠有效的提高物料生產(chǎn)作業(yè)的機械化作業(yè)程度、電氣化作業(yè)程度和自動化作業(yè)程度。那么大規(guī)模的研究設計以及生產(chǎn)制造不同種類與時俱進的機械設備是促進我們國家的基本經(jīng)濟實力發(fā)展，加快我們國家的社會主義的基本現(xiàn)代化的建設的一個十分重心的任務。 一臺現(xiàn)代化的機器設備里面，往往集成了機械基本結(jié)構(gòu)、電氣控制總成、氣動控制總成、液壓控制總成等多方面的元素，但一個機器設備的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也就是主體結(jié)構(gòu)往往還是機械體系。不管我們拆解任何一臺機器設備，我們總能夠發(fā)現(xiàn)，一般的機械體系往往是由系列的機構(gòu)予以構(gòu)成，里面的每個基本的機構(gòu)往往又擁有多個不同種類的零件，故一個機器設備的機械體系通常都市由多個不同種類的零件予以組合而成的。 數(shù)控類型的相關(guān)技術(shù)屬于那種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的作業(yè)，特別是在機械零件的基本加工制造中起著十分重要的作用，那么這往往會要求相關(guān)行業(yè)的人員需要有很強的產(chǎn)品在加工方面的工藝知識，數(shù)控編程方的相關(guān)知識以及基本使用的技術(shù)能力。伴隨我們國家的經(jīng)濟的飛速的發(fā)展以及人們的生活水平的不斷提高，人們對其生活中的使用設備和器具的要求也在越來的越高，從而供應公司的基本作業(yè)效率也要大大的提高。數(shù)控機床設備的誕生很大程度上改善了整個行業(yè)的運行狀況，數(shù)控機床設備具有加工的質(zhì)量比較高、加工精度等級比較高、對能源的要求比較少、功率小的消耗比較小的特點，所以目前是整個行業(yè)使用十分普遍的一種加工設備。所以對數(shù)控機床設備的研究對其研究和市場應用具有一定的理論意義以及實踐意義。 1.2 數(shù)控機床機器設備的發(fā)展 二十世紀的中期時候，伴隨電子類型的基本技術(shù)的不斷的發(fā)展，自動類型的基本信息的快速處理、數(shù)據(jù)信息的處理以及電子類型的求解機的慢慢的出現(xiàn)，給自動化作業(yè)的基本技術(shù)帶來了一個全新的基本概念，采用數(shù)字化的基本信號對機床機器設備的基本運動以及其加工作業(yè)的基本歷程予以控制調(diào)節(jié)，驅(qū)動了了機床機器設備自動化類型的快速的一個發(fā)展。 數(shù)控機床設備是自動是結(jié)合機械、電器、液壓三種不同技術(shù)于一體的具有很高的自動化的設備，數(shù)控機床設備具有整體的基本結(jié)構(gòu)比較的簡單、整機的作業(yè)效率十分高，與此之外，它還能夠進行一定的控制調(diào)整之后適應不同的作業(yè)場合和零件的基本特點，因為其有著很大優(yōu)勢，所以廣泛的用在了各個不同的領(lǐng)域。 CNC(數(shù)控機床機器設備)是求解機相關(guān)領(lǐng)域的數(shù)字類型的控制作業(yè)的機床機器設備(Computer?number?control)的總體的一個基本的簡稱，屬于安裝有程序類型的基本控制作業(yè)體系的自動化類型的機床機器設備。這個基本的控制作業(yè)的體系能夠邏輯地有效的處理具有控制作業(yè)的編碼指令或其他類型的基本符號相關(guān)指令規(guī)定的解百納程序，之后驅(qū)動機床機器設備予以動作并制作零件。一九五二年的時候，麻省理工大學在一臺立式結(jié)構(gòu)類型的銑床機器設備，安裝了一套試驗類型的基本數(shù)控體系。從一九六零年開始，其他工業(yè)類型的民族，如德國民族、日本民族都慢慢的開發(fā)研究、生產(chǎn)加工及使用了數(shù)控機床機器設備。 在一九九一年的時候，世界領(lǐng)域的第一臺數(shù)控機床設備是產(chǎn)于美利堅合眾國，他的基本用途在于車輛的零件的加工上面，我們國家的第一臺數(shù)控機床設備是產(chǎn)于一九五六年，因為具有很好的優(yōu)勢，所以應用的十分的廣泛。 機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于求解機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導致了應用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。求解機的出現(xiàn)和應用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著求解機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或求解機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。 近些年，我們國家的數(shù)控類型的基本產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特別的快，在一九九八年到二零零四年的這個期間，我們國家的數(shù)控機床機器設備的基本產(chǎn)量和消費的總量大小依次增長了39.3%和34.9%，但國外的機床機器設備的銷量依然特比的火熱，在二零零二年的時候，我們國家已經(jīng)是三年里面在世界領(lǐng)域的機床機器設備的消費的第一大的國家。我們應該有效的認清相關(guān)的形式，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)的機床機器設備的不足點，并予以改進，有效的降低和國外的相關(guān)技術(shù)的差距。 現(xiàn)在我們中國比較承認的四個基本的體系：德國民族的VDI相關(guān)的基本標準、日本民族的JIS相關(guān)的基本標準、國際民族的標準ISO相關(guān)的基本標準、國標GB相關(guān)的基本標準。了解機床機器設備的總體的基本水平的作業(yè)高低，需要有效的看它的重復作業(yè)的基本定位性能的精度等級，一臺機床機器設備的重復作業(yè)的定位性能的精度等級當能達到0.005毫米(ISO類型的基本標準.、統(tǒng)計作業(yè)法),那么是一臺高精度等級的機床即誒設備，在0.005毫米(ISO類型的基本標準.、統(tǒng)計作業(yè)法)之下的，屬于超高類型的精度等級的機床機器設備。 2000年的時候，世界領(lǐng)域的最大的專業(yè)類型的機床機器設備的加工廠家馬扎克（MAZAK）企業(yè)在寧夏的銀川位置投資建了機床機器設備的企業(yè)，加工數(shù)控類型的車床機器設備、立式類型的加工作業(yè)中心和車銑作業(yè)的比較的復合作業(yè)中心。 為了能夠有效的達到我們國家的對整個基本的市場的經(jīng)濟方面的需求，西門子的相關(guān)的自動化類型的企業(yè)展示了他們的數(shù)控類型的高端技術(shù)的設備產(chǎn)品，并結(jié)合中國的基本市場有效的研發(fā)了對應的CNC控制體系。 所以，機床機器設備在世界的基本領(lǐng)域里面的需求只會越來越多，而且其高性能、高精度、高自動化的機床機器設備總體的需求會越來越大。 1.3刀庫的基本類型 結(jié)合刀庫設備的基本容量大小以及存取刀具工具的基本方式，刀庫結(jié)構(gòu)設備能夠有效的設計成多種不同的基本形式。一般比較常見的刀庫設備的類型如下： （1） 盤式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置 圖1.1 盤式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置 這個刀庫裝置的總體的基本結(jié)構(gòu)較為的簡單，使用的比較的多。如圖上面的1.1所示，因為刀庫裝置呈環(huán)形的基本形式予以排列作業(yè)，整體的基本空間的利用效率比較的低，所以出現(xiàn)了刀具工具在盤里面存在雙環(huán)作業(yè)和多環(huán)作業(yè)的基本排列模式，從而有效的來增加作業(yè)的基本空間的利用效率的來予以設計。所以，盤式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置往往適合刀具工具的基本容量大小比較小的刀庫裝置。 （2） 鏈式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置 這種類型的刀庫裝置的整體的基本結(jié)構(gòu)比較的緊湊，刀庫裝置的總體的容量大小比較的大，鏈環(huán)類型的基本形狀能夠結(jié)合機床設備的總體的基本布局模式來予以制成不同的基本形狀，也能夠把換刀的基本位置進行突出作業(yè)從而有利于換刀操作，但是他的基本位置作業(yè)的基本精度等級較低，整體的基本成本也比較的高。 圖1.2 鏈式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置 （3）格子箱式結(jié)構(gòu)類型的刀庫裝置 1.4 本文最后完成的內(nèi)容 本文的基本課題是結(jié)合實踐予以開發(fā)的，是針對其中某一個加工作業(yè)的中心自動作業(yè)換刀操作的刀庫裝置的設計，從而提高作業(yè)的基本效率，降低勞動力。 研究的基本內(nèi)容：八位通用圓盤刀庫設計 作業(yè)量：關(guān)鍵零件的零件二維圖，刀庫裝置的整體裝配圖。設計的相關(guān)說明書1份。 第二章八位通用圓盤刀庫裝置的總體設計方案 2.1 設計的基本思路 本設計是八位通用圓盤刀庫裝置的設計。需要有效的能夠滿足刀庫裝置的水平方向的移動作業(yè)和旋轉(zhuǎn)作業(yè)移動。 2.2 驅(qū)動方案的確認 設備的驅(qū)動模式有液壓類型的驅(qū)動機構(gòu)、氣動類型的驅(qū)動機構(gòu)、和電動類型的驅(qū)動機構(gòu)。下面予以分析和比較。 2.2.1 液壓類型的驅(qū)動機構(gòu) 整機設備的驅(qū)動作業(yè)體系運用液壓類型的驅(qū)動機構(gòu)，有下面的一些優(yōu)勢： (1)液壓類型的基本傳動比較容易的達到較高的壓力載荷大小，整體的基本體積比較的小，能夠有效的獲得比較大的推力載荷或轉(zhuǎn)矩載荷； (2)液壓體系的基本介質(zhì)的能夠壓縮性比較的，作業(yè)起來比較平穩(wěn)而且可靠，能夠得到比較高的位置方面的精度等級； (3)液壓類型的基本傳動作業(yè)里面中，力、速度大小和方向比較容易的滿足自動方面的基本控制調(diào)節(jié)； (4)液壓體系一般運用油液作他的基本介質(zhì)，往往擁有防銹的基本性能和自潤滑的基本性能，能夠有效的提高機械作業(yè)的基本效率，使用的基本壽命比較的長。 液壓類型的傳動作業(yè)體系的劣勢是： (1)油液基本介質(zhì)的粘度大小伴隨溫度大小會存在變化，影響作業(yè)的基本性能； (2)液體介質(zhì)的泄漏是個很難解決的問題； (3)需要對應的供油作業(yè)體系。 液壓液壓類型的驅(qū)動機構(gòu)一般使用在比較大型的機器設備的驅(qū)動。 2.2.2 氣壓類型的驅(qū)動機構(gòu) 與液壓類型的驅(qū)動機構(gòu)相比，氣壓類型的驅(qū)動機構(gòu)的特點是： (1)壓縮作業(yè)的基本空氣介質(zhì)的粘度參數(shù)小，比較容易達到高速的狀態(tài)； (2)運用工廠的基本集中的空氣介質(zhì)的壓縮站予以供氣，不需要添加動力作業(yè)的相關(guān)的設備； (3)空氣基本介質(zhì)針對環(huán)境是沒有污染的，使用起來比較的安全，能夠用在高溫下面； (4)氣動類型的基本元件作業(yè)的基本壓力載荷大小比較的低。 它的劣勢是： (1)壓縮類型的空氣介質(zhì)一般使用壓力載荷為0.4～0.6MPa，當需要的載荷大小比較大的時候，他的基本結(jié)構(gòu)就要增大； (2)空氣基本俄機制的壓縮的基本性能大，作業(yè)的是平穩(wěn)的性能比較的差，速度大小控制調(diào)節(jié)比較的困難； (3)壓縮類型的空氣介質(zhì)的基本除水作業(yè)很難解決。 氣動類型的驅(qū)動機構(gòu)一般用在點位的基本控制、抓取作業(yè)、開關(guān)類型的控制和順序類型的控制的設備。 2.2.3 電動機類型的驅(qū)動機構(gòu) 電動機類型的驅(qū)動機構(gòu)能夠分為普通類型的交、直流形式的電動機結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動，交、直流形式的伺服類型的電動機結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動和步進類型的電動機結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動。 普通類型的交、直流形式的電動機結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動往往需加減速作業(yè)的裝置，輸出作業(yè)的基本力矩載荷大，但總體的基本控制作業(yè)的性能比較的差，慣性參數(shù)比較的大，比較適合中型類型或重型類型的機器設備。伺服類型的電動機結(jié)構(gòu)部件和步進類型的輸出作業(yè)的力矩參數(shù)相對比較的小，控制作業(yè)的基本性能比較的好，能夠有效的實現(xiàn)速度大小和位置大小的精確作業(yè)的控制，比較的適合中小型類型的設備。交、直類型的伺服結(jié)構(gòu)的電動機結(jié)構(gòu)部件一般使用閉環(huán)類型的基本控制體系，而步進類型的電動機結(jié)構(gòu)部件一般用于開環(huán)類型的控制作業(yè)的基本體系。 2.2.4 總體的基本方案的確認 結(jié)合上面的基本分析，本文的研究運用一個氣缸結(jié)構(gòu)部件實現(xiàn)刀庫裝置的水平方向的基本運動和伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件實現(xiàn)刀庫裝置的回轉(zhuǎn)作業(yè)的轉(zhuǎn)動，伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件經(jīng)不完全類型齒輪機構(gòu)驅(qū)動圓盤部件的予以轉(zhuǎn)動，氣缸結(jié)構(gòu)部件帶動整個圓盤形式的刀庫裝置的實現(xiàn)水平方向的運動。 2.3 刀庫裝置的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)的間歇運動機構(gòu)選擇 2.3.1 槽輪機構(gòu) 槽輪相關(guān)的機構(gòu)如圖2.1所示。整體的基本結(jié)構(gòu)較為簡單，外形的基本的尺寸大小比較的小，他的基本效率比較的高，并能進行平穩(wěn)地，間歇類型的地予以轉(zhuǎn)位，但由于傳動作業(yè)的時候存在柔性的基本沖擊現(xiàn)象，一般使用在速度大小不太大的場合。 圖2.1 槽輪機構(gòu) 2.3.2 不完全類型的齒輪機構(gòu) 不完全類型的齒輪作業(yè)機構(gòu)如圖2.2所示。設計起來比較的靈活，很容易滿足一周里面的多次不同的基本運動，停時間的間歇類型的基本運動。但是進入嚙合作業(yè)和退出嚙合作業(yè)的時候時使速度大小有突變的情況，比較容易產(chǎn)生一定的沖擊，不適合高速類型的基本傳動。 圖2.2 不完全類型的齒輪機構(gòu) 2.3.3 凸輪式結(jié)構(gòu)間歇類型運動機構(gòu) 凸輪形式的間歇類型的基本運動機構(gòu)如圖2.3所示。通常由帶有特殊類型的廓線的主動類型的凸輪結(jié)構(gòu)部件和做簡諧類型的基本運動的從動零件予以組成。他的傳動作業(yè)的基本結(jié)構(gòu)整體的較為簡單，適應高速類型的基本運動作業(yè)的需求。 圖2.3 凸輪形式的間歇類型運動機構(gòu) 2.3.3 運動作業(yè)的基本機構(gòu)方案確定 綜合分析加工作業(yè)的基本成本以及設計作業(yè)的靈活性能，本文的基本設計我們選用不完全類型的齒輪結(jié)構(gòu)作為這次的基本設計的間隙類型的運動作業(yè)機構(gòu)。 2.4 總體的基本方案擬定 圖2.4 整體方案 如圖2-1所示，水平基本方向的運動形式我么采用氣缸結(jié)構(gòu)部件和導軌結(jié)構(gòu)部件的結(jié)構(gòu)，確保了運動作業(yè)的基本精度等級，回轉(zhuǎn)作業(yè)我們采用不完全類型的齒輪部件間隙結(jié)構(gòu)。 第三章 八位通用圓盤刀庫裝置整體結(jié)構(gòu)的設計求解 3.1 擬定設計的基本參數(shù)大小 刀庫裝置的左右位置的基本行程大?。?30毫米 刀庫裝置的上下位置的基本行程大小 ：75毫米 工作的基本氣壓大?。?.3MPA 3.2 水平作業(yè)的移動氣缸結(jié)構(gòu)部件的設計求解 3.2.1 負載大小分析 圖3-1 氣缸結(jié)構(gòu)部件作業(yè)原理簡圖 氣缸結(jié)構(gòu)部件實際的推力載荷函數(shù)表達式： F= Fw + +Fa (3-1) 式中Fw-----工作的基本負載大?。? Fa------運動零件的速度大小變化時的慣性類型的負載大小; ------導軌結(jié)構(gòu)部件摩擦作業(yè)阻力負載大小，啟動作業(yè)時候為靜摩擦類型的阻力載荷。 摩擦負載求解函數(shù)表達式： = f( G + FRn ) (3-2) 式中G------重力大小， 50KG ----垂直于導軌的基本方向的的作業(yè)負載大小，本體系里面為零； f-------導軌結(jié)構(gòu)部件摩擦作業(yè)的系數(shù)大小，靜摩擦作業(yè)的系數(shù)大小取0.2，動摩擦作業(yè)的基本系數(shù)大小為0.1。 慣性的基本負載求解函數(shù)表達式： (3-3) 式中 —重力的加速度大小 —加速或減速的基本時間大小，取0.1s—0.5s —時間里面的速度大小變化量暫定0.8。 求的： = = =81.6N 求的 F= Fw + +Fa≈581.6N 3.2.2 氣缸結(jié)構(gòu)部件的效率大小分析 氣缸結(jié)構(gòu)部件的效率大小由以下三種不哦同的基本效率予以組成： A.機械類型的效率大小，可取=0.9 B.容器類型的效率大小，容積類型的效率大小為： 裝彈性體的密封圈結(jié)構(gòu)部件時 1 裝活塞環(huán)結(jié)構(gòu)部件時 0.98 C.作用載荷的基本效率大小。 一般取=0.9 所以 =0.9 =1 =0.9 總效率大小為。 3.2.3 氣缸結(jié)構(gòu)部件的基本缸徑大小的確認 (3-4) =55毫米 d/D 為0.3 ， 故 得d≈16.5毫米 表3-1 氣缸結(jié)構(gòu)部件內(nèi)徑尺寸大小系列（GB2348-80） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 表3-2 活塞桿結(jié)構(gòu)部件的基本直徑大小系列（GB2348-80） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 氣缸有：D=63毫米 和活塞d=20毫米 3.2.4活塞結(jié)構(gòu)部件寬度大小的確定 活塞結(jié)構(gòu)部件寬度大小一般取=（0.3-0.6） 即=（0.3-0.6）×63=（18.9-37.8）毫米 取=20毫米 3.2.5 缸體結(jié)構(gòu)部件的長度大小的確定 即：缸體結(jié)構(gòu)部件里面的長度大小150+20=170毫米 3.2.6缸筒結(jié)構(gòu)部件的壁厚大小的求解 當時，稱為薄壁類型的缸筒結(jié)構(gòu)部件，函數(shù)表達式求解，求解函數(shù)表達式為 （3-5） 式中，—缸筒結(jié)構(gòu)部件里面的最高壓力載荷大?。? —缸筒結(jié)構(gòu)部件材料的許用類型的壓力載荷大小。=, 為材質(zhì)的抗拉作業(yè)的基本強度，n為安全作業(yè)的基本系數(shù)大小，當時，一般取。 當時，按式（3-6）求解 （3-6） 結(jié)合缸徑大小查手冊預取=30 此時 最高能夠有效的允許壓力載荷大小通常是額定時候的壓力載荷的1.5倍， P=0.3MPA，所以： =0.61.5=0.9MP []=100～110，取[]=100，其壁厚按函數(shù)表達式（3-6）求解為 滿足要求，就取壁厚大小為2毫米。 3.3不完全類型的齒輪結(jié)構(gòu)傳動機構(gòu)的設計與求解 3.3.1選定齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)，類型及精度的基本等級 1）結(jié)合間歇類型的基本機構(gòu)的運動作業(yè)的基本需要，選用直齒類型的圓柱形式的不完全類型齒輪傳動； 2）齒輪結(jié)構(gòu)部件的旋轉(zhuǎn)作業(yè) 的基本速度大小并不高，故選用7級類型的基本精度等級; 3）齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)的選擇，大齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)為35SiMn，調(diào)制的熱處理模式,小齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本材質(zhì)為40Cr，調(diào)制的熱處理模式。 4）齒輪結(jié)構(gòu)部件的使用的基本壽命大小為15年，設每年作業(yè)300天，每天作業(yè)8小時。 3.3.2 按齒根位置的基本彎曲作業(yè)的強度大小設計 設計函數(shù)表達式為 （3-7） （1）先試求解大齒輪結(jié)構(gòu)部件的直徑大小， 其求解函數(shù)表達式為 （3-8） 1）試選載荷作業(yè)的基本系數(shù)大小=1.2; 2）大齒輪結(jié)構(gòu)部件傳遞的基本轉(zhuǎn)矩大小 == 3）由于小齒輪結(jié)構(gòu)部件做懸臂類型的布置，齒寬的基本系數(shù)大小為=0.6； 4）材質(zhì)的彈性類型的影響指數(shù)大小=188.9MPa； 5）結(jié)合齒輪位置的齒面位置的基本硬度大小查得大小齒輪結(jié)構(gòu)部件的接觸作業(yè)的疲勞強度極限大小依次=510Mpa ，=560Mpa; 6）小齒輪結(jié)構(gòu)部件和大齒輪結(jié)構(gòu)部件的應力載荷的循環(huán)作業(yè)次數(shù) =60=60*2*1*（2*8*300*15）=8.64* == 7）大齒輪結(jié)構(gòu)部件和小齒輪結(jié)構(gòu)部件的接觸作業(yè)的疲勞方面的壽命指數(shù)大小分別為。 8）取齒輪結(jié)構(gòu)部件對安全方面的系數(shù)大小S=1.1，則接觸作業(yè)的基本疲勞方面的許用類型的應力 9）將中較小的值代入求解函數(shù)表達式得 10）大齒輪結(jié)構(gòu)部件的圓周方向的速度大小 11）齒輪結(jié)構(gòu)部件的寬度大小 模數(shù) 大小 齒高大小 則小齒輪結(jié)構(gòu)部件齒寬大小與齒高大小比為 （2）.求解齒輪結(jié)構(gòu)部件對模數(shù)大小 1）大小齒輪結(jié)構(gòu)部件的彎曲作業(yè)的疲勞方面的強度極限，，； 2）彎曲作業(yè)的疲勞方面壽命系數(shù)大小; 3）取彎曲作業(yè)的疲勞方面安全系數(shù)大小S=1.3許用應力 4)結(jié)合小齒輪結(jié)構(gòu)部件的圓周位置的基本速度大小v=0.01632m/s,齒輪結(jié)構(gòu)部件基本精度等級為7級精度，動載系數(shù)大小對于直齒輪結(jié)構(gòu)部件，;使用的基本系數(shù)大小;小齒輪結(jié)構(gòu)部件進行懸臂作業(yè)布置時；由齒寬大小與齒高大小比，查手冊得; 可得載荷的基本系數(shù)大小 5)齒形系; 應力載荷的基本校正作業(yè)的系數(shù)大小。 6)大齒輪結(jié)構(gòu)部件的 小齒輪結(jié)構(gòu)部件的 所以大齒輪結(jié)構(gòu)部件的數(shù)值比較的大 7）代入設計求解函數(shù)表達式得 將求解所得的模數(shù)大小就近圓整作業(yè)為標準值m=4毫米,大齒輪結(jié)構(gòu)部件的的分度圓位置的基本直徑大小189.57毫米，算出大齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本齒數(shù)大小 則小齒輪結(jié)構(gòu)部件的基本齒數(shù)的大小 3.3.3 求解大小齒輪結(jié)構(gòu)部件的幾何結(jié)構(gòu)的尺寸大小參數(shù) （1）分度圓位置的基本直徑大小 （2）齒頂圓位置的基本直徑大小和齒根圓位置的基本直徑大小 （3）中心距 （4）齒輪結(jié)構(gòu)部件寬度大小取 3.3.4不完全齒輪的周節(jié)數(shù)值與首末齒齒頂高系數(shù)的確定 從動輪結(jié)構(gòu)部件的齒頂位置的壓力角大小 則 從動輪結(jié)構(gòu)部件齒頂位置高系數(shù)大小時從動輪結(jié)構(gòu)部件齒頂圓位置齒槽所對中心角大小 假定，得從動輪結(jié)構(gòu)部件具有標準類型的齒頂高大小，主動輪結(jié)構(gòu)部件為修正齒 頂高大小時， 為， 則從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過的角度大小范圍內(nèi)包括了的周節(jié)數(shù) 由于K為整數(shù)，所以取， 時，不產(chǎn)生齒頂位置的基本干涉的主 動輪結(jié)構(gòu)部件末齒的齒頂高位置的系數(shù)大小 在理論上，可使， ，取因此取 3.3.5 鎖止弧結(jié)構(gòu)的設計 1）從動輪結(jié)構(gòu)部件鎖止弧結(jié)構(gòu)的設計（如下圖3-2所示） 鎖止凹弧結(jié)構(gòu)要留有0.5模數(shù)的齒頂厚，才能確保開始嚙合作業(yè)點不會由于磨損情況而有所變動，凹弧所對的中心角為 當凹弧圓心在主動輪結(jié)構(gòu)部件圓心時，凹弧位置的基本半徑大小為 圖3-2 從動鎖止弧 2)主動輪結(jié)構(gòu)部件鎖止作業(yè)凸弧結(jié)構(gòu)的設計 主動輪結(jié)構(gòu)部件上鎖止凸弧的終點位置S落在兩齒輪結(jié)構(gòu)部件的連心線位置上（如圖3-3所示），主動輪結(jié)構(gòu)部件上鎖止凸弧的起點T也落在兩齒輪結(jié)構(gòu)部件的連心線位置上，鎖止凸弧結(jié)構(gòu)的基本半徑大小，其圓心位置在。 圖3-3主動鎖止弧 ①確定鎖止凸弧終點S，即確定通過S點的向徑與剛開始的那個齒的中線之間的夾角，如圖3-4所示 由于 所以，，則開始嚙合點E與點重合，落在段上（如下圖示）。 圖3-4 鎖止凸弧終點 從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過的角度大小，而動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過的角度，則 ②確定鎖止凸弧起點T：即確定通過T點的向徑與最后一個齒的中線之間的夾角，如圖1所示 兩輪在F點嚙合時，主動輪上向徑與之間的夾角 主動輪結(jié)構(gòu) 部件上齒頂圓位置的基本齒厚大小所對中心角的一半為 ， 主動輪結(jié)構(gòu)部件最后一個齒的齒頂圓位置的壓力角大小 則 那么 3.3.6主動輪結(jié)構(gòu)部件在相鄰兩鎖止弧之間的齒數(shù) ①當從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過時，則在一次的基本間歇類型的運動中，從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過的基本角度大小里面包含的周節(jié)數(shù)； ②當從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過時，則。 3.3.7 不完全齒輪結(jié)構(gòu)靜止方面的時間和運動時間的確 ①當從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過時， ②當從動輪結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)過時， 3.3.8 繪制工作圖 圖3-5 工作圖 3.4 電動機結(jié)構(gòu)部件的選擇 刀具工具最大的基本重量大小為8Kg； 分度盤結(jié)構(gòu)部件與刀庫裝置輪轂零件質(zhì)量大小估計為15Kg； 刀盤結(jié)構(gòu)部件及圓盤罩蓋結(jié)構(gòu)部件等總質(zhì)量大小估計為7Kg； 故刀庫裝置旋轉(zhuǎn)部件結(jié)構(gòu)部件的總質(zhì)量大小M=30Kg； 估算最高的基本轉(zhuǎn)速大小為80RPM 其轉(zhuǎn)動慣量 J = 0.5MR2 = 0.3 Kg·m2； T = J×α=0.3×54.8Nm ≈ 16.88 Nm 所需電動機結(jié)構(gòu)部件的基本功率大小可用如下函數(shù)表達式求解： Pd為工作機的實際的基本電動機結(jié)構(gòu)部件輸出作業(yè)的功率大小KW， Pw為工作機的實際的基本電動機結(jié)構(gòu)部件輸入作業(yè)的功率大小KW， n為電動機結(jié)構(gòu)部件只工作機之間的總的效率大小。 因此，選擇額定的基本功率大小為400W的電動機結(jié)構(gòu)部件 3.5軸承結(jié)構(gòu)部件的基本選擇以及驗算 因為軸承結(jié)構(gòu)部件承受的徑向方向的載荷和軸向方向的基本載荷都比較到，那么我們選用圓錐類型的滾子軸承結(jié)構(gòu)部件。軸承結(jié)構(gòu)部件承受的基本軸向方向的載荷大小P=300N，裝軸承處結(jié)構(gòu)部件的軸頸的為25 毫米，求解壽命。軸承結(jié)構(gòu)部件的基本型號為：30205 一、求比值 因為，承受的軸向的基本方向的載荷大小很小。 所以，，取X=1。 二、初步求解當量類型的動載荷大小 ，取 三、起軸承結(jié)構(gòu)部件應有的基本額定時候?qū)虞d荷值大小 式中: —— 為指數(shù)。對于球軸承結(jié)構(gòu)部件=3，對于滾子軸承結(jié)構(gòu)部件=10/3。 五、驗算軸承結(jié)構(gòu)部件的壽命 經(jīng)驗算軸承結(jié)構(gòu)部件的壽命足夠 3.6 轉(zhuǎn)盤軸結(jié)構(gòu)部件的設計及強度校核求解 3.6.1 軸結(jié)構(gòu)部件校核安全系數(shù) 圖3-6 受力分析 彎矩圖，在上面，＝46743.2Nm 旋轉(zhuǎn)軸的校核函數(shù)表達式 ， []=1.3~1.5 式中 ——為材料的彎曲作業(yè)疲勞極限 MPa 根據(jù)調(diào)質(zhì) 40 d=25毫米 可以知道： =335N/毫米， =685N/毫米 M——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面上的基本彎矩大小 N.毫米 T——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面位置上的基本轉(zhuǎn)矩的大小 N.毫米 W——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面位置上的基本轉(zhuǎn)矩的大小 W——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面位置上的基本轉(zhuǎn)矩的大小 W= W= ——彎曲作業(yè)和剪切作業(yè)的疲勞極限的綜合影響系數(shù)大小，由=685N/毫米， 標準化為700，由配合H7/m6 選=3.39 =2.44 則==2.133>[s]＝1.5 滿足要求。 3.6.2軸結(jié)構(gòu)部件的靜強度大小安全系數(shù)校核 求解的 =[] 式中： ——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面上的基本最大彎矩和扭矩大小 ——作用于軸上的最大軸向載荷大小 W ——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面上的基本抗彎和抗扭截面系數(shù)大小。 A——軸結(jié)構(gòu)部件危險截面上的基本積 大小 ——屈服作業(yè)的基本極限大小為 =490 []=1.7~2.2 且/=190/685=0.72屬于低塑材料 ==5.354[]＝2.2 也滿足要求。 結(jié)論 本課題“八位通用圓盤刀庫設計”的完成是大學所學的一次綜合性運行體現(xiàn)，也是給教育我的老師以及自己的一份有效答卷，盡管中間遇到過不易，但最終都能在自身的提高和外界的幫助下功而克之，此次的畢業(yè)論文也為本人在今后工作當中的設計進行了一個強有力的鋪墊。圓盤刀庫為屬于應用最多的一種，每一個刀座結(jié)構(gòu)都能能夠存放存放一把的刀具工具。圓盤刀庫設備的種類特別的多，刀庫結(jié)構(gòu)設備的刀具工具的基本軸線位置能夠幾何按不同的基本方向予以配置。單盤結(jié)構(gòu)類型的刀庫設備的基本結(jié)構(gòu)整體的比較簡單，取刀作業(yè)也是比較的方便，所以使用的特比的多。本本文的基本研究是八位通用圓盤刀庫設計。其基本的設計思路為：采用一個氣缸結(jié)構(gòu)部件滿足刀庫設備的水平的基本方向的運動作業(yè)和伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件能夠有效的實現(xiàn)刀庫結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)作業(yè)的基本轉(zhuǎn)動作業(yè)，伺服類型的電機結(jié)構(gòu)部件經(jīng)不完全類型的齒輪結(jié)構(gòu)機構(gòu)驅(qū)動圓盤類型的的轉(zhuǎn)動作業(yè)，氣缸結(jié)構(gòu)部件驅(qū)動整個的圓盤刀庫設備的水平方向的基本運動。 致謝 本次畢業(yè)設計的完成并非本人集一人之力所能完成，這中間包含了外界太多直接以及間接在學習方面和生活方面的幫助，是這些背后的支撐才讓我有信心將本次的畢業(yè)設計完成好。非常感謝我的畢業(yè)論文的指導老師，老師在學術(shù)上有著很深的見解，也是我等的學習之楷模，尤其是在本文的研究課題“八位通用圓盤刀庫設計”方面，老師有著自己十分獨特的認識，也是老師從開始的基本題目選擇，到后來每個設計細節(jié)的及時指導和糾正，才使得我少走了很多的彎路，也有效的減少了畢業(yè)設計中的不足點和缺陷點。老師如師如友，在學習之余老師會開車帶領(lǐng)我們?nèi)テ髽I(yè)里面了解自己課題的機器的實際情況，避免了我們的紙上談兵，通過現(xiàn)實中考察能夠有效的讓我確定好自己的研究重心，老師也能如朋友間的在生活中共餐和日常交流，感受我們的心理變化并能積極的輔導，所以老師的陪伴和指導是本次設計中最為要感謝的對象，老師，謝謝您！ 33 參考文獻 [1] 王科社.楊慶東，孫志永.淺談快速自動換刀裝置 [J].新技術(shù)新工藝2002 [2] 梁楚華.彈簧夾頭自動換刀系統(tǒng)研究[J].機械工藝師，2001 [3] 陳義莊.數(shù)控機床自動換刀裝置的選擇及刀柄的配置[J]. 機床與液壓，2002 [4] 梁楚華.彈簧夾頭自動換刀系統(tǒng)研究[J]. 機械工藝師，2001 [5] 舒宇峰,賴朝安,孫延明.產(chǎn)品的數(shù)字化逆向設計制造研究[J]. 現(xiàn)代制造工程，2008 [6] 邱焜城.刀庫之發(fā)展趨勢與未來展望[J].制造技術(shù)與機床，2007 [7] 王振宇，江崇民，李德秀，快速可靠的自動換刀機構(gòu)[J].機械工程師，2006 [8] 劉煒.數(shù)控加工中心自動換刀系統(tǒng)[J].機床與液壓,2005 [9] 萬會雄,明仁雄.液壓與氣壓傳動[M]. 北京:國防工業(yè)出版社 [10] 向金林.TH7130 立式加工中心自動換刀系統(tǒng)的設計[J].裝備制造技術(shù)，2006 [11] 鄭俊，許明恒，高宏力等.PCB 鉆床自動換刀機械手換刀部分的設計分析[J]. 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