床品种日益增多，有车床铣床镗床钻床磨床齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀次装卡进行多工序加工的加工中心车削中心等。数控机床主要由数控装置伺服机构和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。随着微电子技术计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能可靠性也大大提高数控系统本身将普遍实现自动编程。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。数控铣床的分类立式数控铣床立式数控铣床是数控铣床中数量最多的种，应用范围也最为广泛。小型数控铣床般都采用工作台移动升降及主伸缩动作液压缸图中未标出带动手臂托架沿主轴轴向移动。回转动作液压缸中的齿条轮通过齿轮带动回转轴转动。从而实现手臂正向和反向的旋转运动。抓刀松刀动作机械手对刀具的夹紧和松开是通过液压缸。碟形弹簧及拉杆杠杆活动爪来实现。碟形弹簧实现夹紧，液压缸实现松开。在活动爪中有两个销子，当夹紧刀具时，插入刀柄凸缘的孔内，确保安全可靠。机械手的自动换刀过程的动作顺序图换刀机械手的换刀过程自动换刀装置的换刀过程由选刀和换刀两部分组成。选刀即刀库按照选刀命令或信息自动将要用的刀具移动到换刀位置，完成选刀过程，为下面换刀做好准备，换刀即是机械手把主轴上用过的刀具取下，将选好的刀具安装在主轴之上。换刀动作的大致过程为主轴箱回到最高处坐标零点，同时实现主轴准停。即主轴停止回转并准确停止在个固定不变的角度方位上，保证主轴端面的键也在个固定的方位，使刀柄上的键槽能恰好对正端面键。机械手抓住主轴和刀库上的刀具。如图所示。把卡紧在主轴和发库上的刀具松开活塞杆推动机械手下行，从主轴和刀库上取出刀具机械手回转，交换刀具位置，将更换后的刀具装入主轴和刀库分别夹紧主轴和刀库上的刀具机械手松开主轴和刀库上的刀具当机械手松开具后，限位开关发出换刀完毕的信号，主轴自由，可以开始加工或其他程序动作。在自动换刀的整个过程中，各项运动均由限位开关控制，只有前个动作完成后，才能进行下个动作，从而保证了运动的可靠性。机械手回转轴上的齿轮齿条设计回转轴上齿轮采用渐开线标准直齿圆柱齿轮形式取模数初取齿数下表为齿轮几何尺寸设计的基本参数名称代号计算公式模数压力角分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径齿距齿厚顶隙齿条的基本尺寸，按外齿轮几何尺寸的计算公式进行计算。自动换刀装置的相关技术要求主轴准停装置为了传递扭矩，在主轴的前端装有端键，当刀具刀柄装入锥孔时，刀柄上的键槽位置必须与该键对准才能装入。当机械手从刀库取刀时，为了确保刀具其后能顺利地装入主轴锥孔中，必须使主轴准确地停在刀具交换位置上。同时，由于工艺上的需要，也必须使主轴准停在固定位置上。这种使主轴端在定位键停在固定位置的技术要求称为主轴准停。立式数控铣床的自动换刀装置，在每次自动装卸刀具时，都必须要求主轴准确地停止在固定的周向位置上。因此，可在主轴上安装电气控制的主轴准停装置以实现主轴准停功能。换刀机械手的安装与调试换刀机械手安装在主轴箱的左侧面，加工零件时，换刀机械手随主轴箱起上下运动。当初装上换刀机械手后，必须进行调试用手动操纵主式调整换刀机械手相对于主轴的位置，使用调整心棒，有误差时可调整机械手行程刀库位置机械手支座修正主轴坐标原点等。安装最大重量刀具时，要进行多次刀库到主轴位置的自动交换，使机械手换刀时做到准确无误，无撞击。自动换刀程序的编制换刀动作指令选刀换刀选刀和换刀通常分开进行。为提高机床利用率，选刀动作与机床加工动作重合。换刀指令必须在用新刀具进行切削加工的程序段之前，而下个选刀指令常紧跟在这次换刀指令之后。换刀点多数加工中心规定在机床轴零点，要求在换刀前用准备功能指令使主轴自动返回点。换刀过程接到指令后立即自动选刀，并使选中的刀具处于换刀位置，接到指令后机械手动作，方面将主轴上的刀具取下送回刀库，另方面又将换刀位置的刀具取出装到主轴上，实现换刀。换刀程序编制方法主轴返回参考点和刀库选刀同时进行，选好刀具后进行换刀。„轴回零，选号刀换上号刀„缺点选刀时间大于回零时间时，需要占机选刀。在轴回零换刀前就选好刀„直线插补，选号刀轴回零，换号刀„直线插补，选号刀顺圆弧插补有的加工中心换刀程序与上略不同„直线插补，选号刀„轴回零，换号刀，选号刀圆弧插补„注对卧式加工中心，上面程序的应为。第五章自动换刀装置的控制原理自动换刀装置的液压系统原理图液压系统由液压油箱管路控制阀等组成。控制阀采用分散布局就近安装原则，分别装在刀库和立柱上。电磁阀上贴有磁号码如，便于用户进行检测与维修。自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程在自动换刀装置的整个换刀过程中，换刀动作的控制由刀库控制部分换刀机械手控制部分以及主轴相控制部分三部分组成，它们组成是个互相联系的系统，以下根据该自动换刀装置的液压系统原理图对其控制程作下简要说明。刀库控制部分采用该自动换刀装置的个优点就是，在加工工件的同时，下个工序所需用到的刀具可随刀库转到位置等候，这样可以减少整个换刀时间，提高生产效率。刀库自动换刀时，由个位通电磁阀控制，当在右位接通时，换刀松开，而当在左位接通时，则实现换刀锁紧动作。机械手控制部份机械手自动换刀时，在换上新刀前，首先进行的是拔刀动作，然是的回转动作，接着是插刀动作，最后是机械手的手爪退出换刀位置完成整个换刀过程，机械手拔刀插刀动作是由个位通电磁阀控制，当在右位接通时，进行插刀动作，而当在左位接通时，则实现拔刀动作机械手的回转是由个回转液压缸来完成，它由个位通的电磁阀来控制机械手的换刀锁紧与换刀松开也是由个位通的是电磁阀控制，当在右位接通时，实现换刀松开动作，而当在左位接通时，则实现换刀锁紧动作。主轴箱控制部分主轴准停后，主轴箱内的刀具自动卡紧装置实现松开与锁刀功能，基其松刀锁刀动作也是由个位通电磁阀控制，当在右位接通时，实现松刀动作，而当在左侠接通时，则实现锁刀动作。致谢毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的个重要的教学环节是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面有较大提高。通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进步的了解。融汇贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识。综合运用所学专业理论知识和技能提高分析问题和解决实际问题的能力。培养和提高与设计群体合作相互配合的工作能力。历时几个月，我的设计也基本上圆满完成了。此时回想过去设计的日子，体会多多，感慨也不少。我基本上按照我初定的三阶段计划认真做我的毕业设计的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。在查阅资料学习阶段，我不仅在大学图书馆和市内新华书店翻阅了数控立式床身铣床的说明书及有关数控机床自动换刀加工中心的图书资料和部分液压电气控制方面的书籍，还重新温习了我们以前所学过的机电体化系统设计机械设计基础仪器制造技术。经过这阶段的学习，我对数控机床自动换刀装置的类别工作原理及其电液控制方面有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。设计完成以后，接下来的主要任务就是准备答辩。这是决定毕业设计成败的关键阶段，我必须在再次认真检查设计的基础上，认真论证我设计的自动换刀装置的工作原理可行性可靠性以及不足之处等等，为答辩作好充分的准备。通过整个设计阶段的自己努力，老师的指导和同学们的帮助，我有信心顺利通过毕业设计答辩。最后，在此对在整个设计过程中，我要特别感谢我的指导老师吴新跃教授和余丽老师的热情关怀和悉心指导，他们对工作认真负责的态度也是我学习的好榜样，使我受益匪浅，在此表示衷心的感谢,参考文献黄华梁,彭文生机械设计基础北京高等教育出版社,董景新,赵长德机电体化系统设计北京机械工业出版社,耿国卿数控铣床及加工中心北京化学工业出版社,李峻勤,费仁元数控机床及其使用与维修北京国防工业出版社,张柱银,陈思义,明兴祖数控原理与数控机床北京化学工业出版社,天津大学曲兴华仪器制造技术北京机械工业出版社,王爱玲,白思远现代数控机床北京国防工业出版社,赵晓明数控机床的新技术应用与发展设备管理与维修，何存兴,张铁华液压传动与气压传动第二版湖北华中科技大学出版社,朱龙根简明机械零件设计手册北京机械工业出版社,王可实用机床设计手册辽宁辽宁科学技术出版社,机床设计手册编写组，机应设计手册北京机械工业出版社，范俊广数控机床及其应用。北京机械工业出版社，卢小平，数控机床加工与编程，成都电子科技大学出版社，李佳，数控机床及应用。北京清华大学出版社，本科毕业论文设计论文题目学生姓名伍文明学号专业光机电体化工程班级指导教师吴新跃余丽完成日期年月日目录摘要第章绪论数控机床知识数控铣床的分类立式数控铣床卧式数控铣床立卧式两用数控铣床数控铣床的结构特征数控铣床的主轴特征控制机床运动的坐标特征数控铣床的主要功能及加工对象数控铣床的功能自动换刀装置及其形式自动换刀装置应当满足的基本要求第二章总体方案的确定立式数控床身铣床及其主要参数其主要结构特点其主要规格及技术参数初定其自动换刀装置的设计参数确定其自动换刀装置的形式第三章刀库的设计形式确定刀库容量确定刀库形式刀库结构设计初估刀库驱动转矩及选定电机刀库转位机构的设计确定刀具的选择方式第四章刀具交换装置的设计形式确定换刀机械手形式换刀机械手的工作原理机械手的自动换刀过程的动作顺序机械手回转轴上的齿轮齿条设计自动换刀装置的相关技术要求主轴准停装置换刀机械手的安装与调试自动换刀程序的编制第五章自动换刀装置的控制原理自动换刀装置的液压系统原理图自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程致谢参考文献摘要本论文介绍的是立式数控床身铣床自动换