分刀架轴的结构设计及计算轴是组成刀架的重要零部件之，在设计当中主要考虑的是轴的刚度，而碳钢与合金钢的弹性模数相差很小，所以通常选用轴的材料和钢，这里选用的是钢，进行调质处理，以改善装配工艺和保证装配的精度。

这次刀架中用到了以下几种固定方式常用的是运用轴肩，其结构简单，定位可靠。

螺母的轴向定位，其定位可靠装拆方便，但是会增加零件的数量，常用双螺母或圆螺母与止动垫圈固定，运用在轴承的固定上。

轴套也是用到比较多的，它的结构简单定位可靠，轴不开槽钻孔等，可以提高轴的强度。

弹性挡圈其结构简单紧凑工艺性好，但是应力集中较大，适合轴向力小的场合，在这里主要用于轴承的固定。

轴端挡圈装拆方便可以承受大的轴向力振动，用于轴端固定零件。

花键的纵向固定，其承载能力高，定心性导向性好，装拆方便，不过制造困难，在这次设计中运动的是矩形花键，主要用在分度机构转盘与刀架轴凸轮的纵向定位中。

其次平键，其承受载荷不大。

紧定螺钉结构简单，不仅可以纵向定位，还能轴向定位，承受不大的轴向力。

由刀架装配图可知，刀架主轴的支承方式为两端游动支承，其端与刀盘固连，另端与液压缸的活塞间隙配合，同时起到左端支承作用。

而轴的中间部位由刀盘至液压缸的方向分别与推力球轴承和从动盘相连，双列圆柱滚子轴承与滚针轴承起左端支承作用。

已知伺服电机的功率为，电机转速，取圆柱凸轮效率为η。

如图先求出刀架主轴上的传递功率转速和转矩η初步确定轴的最小直径由式可初步估算设计轴的最小直径式中为系数，轴的材料不同，则的值会不同为轴传递的功率，单位为为计算截面处轴的直径，单位为为轴的转速，单位为选取轴的材料为钢，调质处理。

根据表，取，于是得从而取轴的最小直径为轴的最大直径为。

图刀架轴示意图液压缸的设计选择液压缸类型液压缸按其结构的形式，可以分为活塞缸柱塞缸和伸缩缸等。

活塞式液压缸双杆活塞缸缸筒固定的双杆活塞缸，活塞两侧的活塞直径相等，它的进出油位于缸筒两端。

当工作压力和输入流量相同时，两个方向上输出的推力和速度是相等的。

这种安装形式，工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍，占地面积大，使用于小型机械。

单杆活塞缸由于只在活塞的端有活塞杆，使两腔的有效工作面积不相等，因此在两腔分别输入相同流量的情况下，活塞的往复运动速度不相等。

他的安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进出口的布置根据安装方式而定但工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。

由于该液压缸主要用于驱动刀架主轴的直线往反运动故选用双作用单杆活塞缸。

液压缸内径和活塞直径的计算计算液压缸的内径和活塞杆直径都必须考虑到设备的类型，例如在金属切削机床中，对于动力较大的机床刨床拉床和组合机床定要满足牵引力的要求，计算时要以力为主对于轻载高速的机床磨床珩磨机和研磨机等定要满足速度的要求，计算时要以速度为主。

由于本刀架的抬起动作是在数控车床脱离切削时完成的，因而在换刀过程中并没有承受切削力的作用，所以进油压力不需要很大，此次设计进油压力确定为低压，然后根据进油压力查表可初步选定速比计算速比主要是为了确定活塞杆的直径和要否设置缓冲装置。

速度不宜过大或过小，以免产生过大的背压或造成因活塞杆太细导致稳定性不好。

可按下式初步选取值根据活塞杆侧公式式中液压缸的理论拉力供油压力缸筒内径活塞杆直径。

根据式和式得，查液压设计手册表选，再根据表中选得缸筒外径，根据表选出。

碟形弹簧的计算及选用碟形弹簧是用钢板冲压成形的截锥形压缩弹簧。

它有四个特点刚度大能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。

具有变刚度的性质碟形弹簧压平变形量和厚度的比值不同，其特性曲线也不同。

根据液压缸内径，查机械设计手册表碟形弹簧的系列尺寸和参数选出弹簧，，。

弹簧外径弹簧内径厚度压平时变形量自由高度已知上述选用的碟形弹簧参数，采用对合组合形式弹簧组合，抬起时需要承受载荷。

如图。

求由弹簧的直径比，从表查得，，。

碟簧是无支承面的，。

计算得到弹簧压平时载荷计算系数，根据和由图查得由此变形量，总变形量。

疲劳破坏的关键部位由和从图查得疲劳破坏的关键部位在Ⅱ点。

计算应力当时图碟形弹簧示意图轴承求出和根据得取整得中心距同理得验证传动比符合要求。

轴承的选用正确把握轴承在机械装置的使用部位及使用条件与环境条件是选择适宜轴承的前提。

其深沟球轴承特点转速高精度高噪声振动小主要承受径向载荷也能承受定轴向载荷制造简单，成本低根据上述深沟球的特点，本次自驱动力刀具系统中，采用深沟球轴承来承载径向力和定的轴向力。

总结本次设计的内容刀架抬起和夹紧采用了液压系统来实现，抬起通过单作用液压缸，夹紧通过碟形弹簧复位。

这样密封性好，使动力刀架的可靠性有了很大程度的提高。

刀架转位通过圆柱凸轮分度机构来实现，传动可靠，平稳，适应高转速要求。

通过霍尔开关来检测刀位信号，这样可使刀架转位更加的精确。

自驱动力刀具系统采用齿轮传动机构，传动效率高。

毕业设计的不足本次采用液压系统来驱动刀架抬起，这样使成本大大提高了。

本次设计的动力刀架工作使每把动力刀具都起旋转，这样造成了安全问题，里面缺少种装置来实现各把刀具的自琐功能。

发展展望车削加工中心是目前国际上比较前端的种数控机床，可以进行多工序加工，如车削钻削铣削等。

有关人士指出，数控机床附件及其配套功能附件是我国机床工具制造业十五计划重点发展产品。

虽然我国数控机床产品附件的研制由无到有，取得了显著成绩，但与国外先进水平相比还是有定差距的。

为确保国产数控机床的大发展，就必须把数控机床附件尽快搞上去。

为此他们建议国家有关部门，尽快制定有关鼓励扶持国产数控机床附件发展的相关政策，加大数控机床附件行业科研和技术改进投入，使国产数控机床附件行业有个大发展。

而且动力刀架是数控机床附件中尤为重要的个部件，把这技术提高是我们义不容辞的事情致谢在这次毕业设计中得到了很多老师和同学的热心帮助，在这里我要向他们表示感谢。

首先我要感谢我们的指导老师周明虎和关芳芳。

从毕业设计开始到期末答辩，关老师直严格要求我们，为我们安排了理合的作息时间，避免了由于作息时间无序而出现的懒散现象的发生。

为了能使我们按时顺利的完成毕业设计任务，关老师多次带领我们小组的同学实地进行集体讨论，争取最佳方案，加深了我们对车削中心的理性认识。

有的同学设计的课题可查阅的相关资料较少，关老师就亲自通过不同途径为这些同学找到相关的资料，保证了这些同学的进度。

正是在关老师有效的指导下，使得我们小组每个同学的进度都达到了学院的要求。

在学院组织的几次中期检查中，我们组的同学没有个因为进度跟不上而遭到检查老师的批评。

我很欣赏关老师严谨的治学态度，敬佩她的为人感谢她对我们的耐心指导。

我相信这三个月来她对我的教诲定会使我终身受益。

其次我要感谢我们小组的所有同学，在设计过程中他们给了我无私的帮助。

我们互相交流，互相帮助，争取最佳方案。

再次我要感谢我们系部的所有老师以及曾在数控机床操作方面给予我们帮助的学长们。

尽管他们不是我们的指导老师，但是还是很乐于帮助我们解决问题，感谢他们为我们提供了毕业设计的场所以及无私的帮助。

最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文的专家教授。

参考文献冯辛安机械制造装备设计北京机械工业出版社，王爱玲，白恩远等现代数控机床北京国防工业出版社，陈婵娟数控车床设计北京化学工业出版社，陈心昭，权义鲁现代实用机床设计手册北京机械工业出版社，韩鸿鸾，荣维芝数控机床结构与维修北京机械工业出版社，盛晓敏，邓朝晖先进制造技术北京机械工业出版社，李洪实用机床设计手册沈阳辽宁科学技术出版社，孙恒，陈作模机械原理北京高等教育出版社，陈立德机械设计基础北京高等教育出版社，重印机械设计手册编委会，机械设计手册北京机械工业出版社，王积伟，章宏甲等液压与气动传动北京机械工业出版社，成大先机械设计手册单行本轴承北京化学工业出版社，，