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（图纸+论文）数控卧式镗铣床刀库机械手升降机构设计与分析（全套完整）

输入功率，再选择台额定功率为.的电机即可。图.恒定负载短时工作的负载图及温升图升降电机的选择电动机所需的输出功率为η.为工作机械所要求的输入功率η为电动机至工作机的总效率。由于机械手升降机的电动机是通过间连接直接传递到工作机的，所以η于是.工作机要求输入功率根据机械设计手册可查到计算公式η.为工作机的阻力为升降机构的上升速度η为工作机的效率。查表知，根据受力分析图.知工作机的传动机构中包括对球轴承运动副和个滚珠丝杠副，查机械手册可知球轴承的传动效率η.滚珠丝杠副的传动效率η选择η.则ηηη.把数据带入式.可得工作机要求输入功率为η.根据式.电机的理论输出功率.根据式.选用电机的额定功率.即可。由于滚珠丝杠的导程选择为根据导程公式.按照机械手册表，取可推算出.由以上分析可选择个功率大于.，同步转速为的三相异步电机。按机械设计手册表，选取型号为的三相异步电动机。基本参数如表所示。表.型号额定功率同步转速满载时额定电流转速效率功率因数.电机调速三相异步电机的调速方法有调压调速转子电路串电阻调速改变极对数调速和变频调速。变频调速的机械特性如图所示。异步电动机的转速正比于定子电源的频率，若连续的调节定子电源频率，即可实现连续地改变电动机的转速。图.三相异步电机变频调速认为机械特性变频调速原理所谓变频调速，就是通过改变电动机定子供电频率以改变同步转速来实现调速的。在调速过程中，从高速刀低速都可以保持有限的转差功率，因而，具有高效率宽范围和高精度的调速性能。可以认为，变频调速是异步电动机调速最有发展前途的种方法。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另频率的电能控制装由于四排刀套链中，每排刀套动在排内选刀。升降机构的作用是在给定的程序指令下，完成手架的升降，位置对应，因此找刀是由两部分运动来实现，即手架升降找刀排，刀链转使得手架在四个换刀位置准确的换刀。图.自动换刀装置手架升降机构的运动当接受使手架升降找刀排指今后，升降电机带动滚珠丝杠转动，滑座就作升降运动，使其上的手架带动装刀手和卸刀手同作升降运动。因刀库有四排刀排，所以滑座应上下移动毫米的距离。手架上下运动到接近所选刀徘位置时，其上带的悬臂感应块，使无触点行程开关发信号，控制滑座升降的电机减速，使滑座减速。当到达所选刀排所要求谁确定位时，装在减速齿轮传动轴上的感应块使无触点行程开关发信号，切断滑座升降电机电源，电磁离合器吸合，电机停转，滑座即手架停在所规定的位置上。导向柱除起导向作用外，还使滚珠丝杠在传动小，免受滑座及手架装卸刀手等的重量所造成的偏重力矩的作用，使升降运动平稳可靠。滚珠丝杠和螺母间的间隙，可修磨调整垫的厚度进行调节.升降电机的选择升降电机的理论分析电机拖动机构受力分析如图.所示图.机械手升降电机受力分析表示机械手自重，表示爪重当手抓接到上升找刀排的指令后，电动机带动滚珠丝杠向使手抓上升的方向转动，带动手抓上升到接近所选刀排位置时，手臂支架上的感应块，使刀库上与刀排位置相应的无触点开关发出讯号，电动机变速，手架随之减速，装在讯号盘上的定位块转到使讯号开关同时发出讯号时，电动机停转，摩擦片式离合器吸合，丝杠制动，手抓准确地停在预定的换刀位置上。手架下降找刀排过程与上升情况基本相同，只是电动机带动丝杠时旋转的方向相反。分析电机的运行过程可知，电机工作时间比较短，而停机时间比较长，属于短时工作制的电机。所以机械手升降机构的电机工作特点是工作时温升达不到最高值，而停车时可完全冷却到周围环境温度，如图.所示。由于发热情况与长期连续工作方式的电机不同，所以，电动机的选择也不样，即可选择专用短时工作的电机，也可选择连续工作制的普通电机。通过传动过程的受力分析可知，如图.。电机的负载为恒定负载，电机的输出功率分为两部分，部分通过齿轮减速传递给制动器。另外部分通过丝杠传递给手抓。忽略导向柱摩擦力引起的功率损失可用公如下公式表达电制手抓.电为电机理论输出功率。手抓为手抓理论输入功率。制为制动器理论输入功率。由于制动器的输入功率相比手抓理论输入功率很小，所以可忽略不记。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。升降机的发展阶段升降机的发展阶段升降机的发展阶段升降机的发展阶段对垂直运送的需求与人类的文明样久远，最早的升降机使用人力畜力和水力来提升重量。升降装置直到工业革命前都直依靠这些基本的动力方式。古希腊时，阿基米德开发了经过改进的用绳子和滑轮操作的升降装置，它用绞盘和杠杆把提升绳缠绕在绕线柱上。公元年，角斗士和野生动物乘坐原始的升降机到达罗马大剧场中竞技场的高度。中世纪的纪录包括无数拉升升降装置的人和为孤立地点进行供给的图案。其中最著名的是位于希腊的圣巴拉姆修道院的升降机。这个修道院位于距离地面大约米高的山顶上，提升机使用篮子或者货物网，运送人员与货物上下。年，位于法国海岸边的座修道院的升降机安装于使用个巨大的踏轮，由毛驴提供提升的动力，通过把绳子缠绕在个巨大的柱子上，负重就被提升了起来。世纪，机械力开始被用于升降机的发展。年，法国路易十五授权在凡尔赛的私人宫殿安装使用平衡物的人员升降机。年，种使用往复杆的系统在德国哈尔茨山脉地区升降矿工。年，种被称为“绞盘机”的用皮带牵引的升降机安装在英国的家工厂。年，第部工业用水压式升降机出现。然后其他动力的升降装置紧跟着很快出现了。年，美国技工奥蒂斯发明了个棘轮机械装置，在纽约贸易展览会上展示了安全升降机。年，埃菲尔铁塔建塔时安装了以蒸汽为动力的升降机，后改用电梯。年，智利阿斯蒂列罗山的升降设备建成，直到现在，台升降机仍然使用着多年前的机械设备。液压升降机广泛适用于大型机械设备汽车集装箱模具制造，木材加工，化工灌装等各类工业企业及生产流水线，满足不同作业高度的升降需求，同时可配装各类台面形式如滚珠滚筒转盘转向倾翻伸缩，配合各种控制方式分动联动防爆，具有升降平稳准确频繁启动载重量大等特点，有效解决工业企业中各类升降作业难点，使生产作业轻松自如。.数控机床的发展趋势数控,卧式,铣床,机械手,升降,机构,设计,分析,毕业设计,全套,图纸本科毕业设计论文题目数控卧式镗铣床刀库机械手升降机构设计与分析系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级学生学号指导教师年月数控卧式镗铣床刀库机械手升降机构设计与分析摘要数控卧式机床的发展与应用，大大降低了零件的加工辅助时间，提高了生产效率。随着数控机床的普及应用，机械加工的自动化程度大大提高，数控机床发展成了当今普遍应用的种更新更先进的制造设备。加工中心带有刀库和自动换刀装置，可以实现按照预定程序对工件进行多工序加工。数控卧式镗铣床是种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床，工件在次装夹后能自动完成几个侧面的的多种工序的加工。数控卧式镗铣床刀库机械手升降机构由液动机滚珠丝杠副减速齿轮摩擦片式电磁离合器等构成。了解刀库机械手升降机构的性能要求了解刀库机械手升降机构的工作原理，进行结构设计和计算分析液动机带动滚珠丝杠转动，带动手架运动，通过减速和离合器吸合，丝杠制动，使手架准确停在换刀位置，良好的结构设计能够实现刀库中刀具的快速更换，提高机床的加工效率。关键词升降机构数控镗铣床液动机滚珠丝杠手架离合器的选用.转矩特性.动作特性.散热特性与寿命.摩擦片式电磁离合器的测试方法静力矩的测定动力矩的测定空转力矩的测定残留力矩及力矩消灭时间的测定.选用电磁离合器的注意事项滚珠丝杠副的选用.滚珠丝杠副的工作原理.滚珠丝杠副的类型外循环内循环.滚珠丝杠副的传动特点.滚珠丝杠的选用指标.滚珠丝杠副的设计计算.滚珠丝杠的保护控制系统.模拟式.数字式行程开关接近开关总结参考文献致谢绪论在车床镗床铣床插拉床磨床数控加工中心齿轮加工中心切断机床特种加工机床组合机床柔性制造系统等众多机械加工设备中，镗铣床加工特点加工过程中工件不动，让刀具移动，并使刀具转动主运动，在实践中具有“万能机床”的称号。镗铣床主要是刀具在工件上加工已有预制孔的机床。通常，刀具旋转为主运动，刀具或工件的移动为进给运动。它主要是用来加工高精度孔或次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。.数控镗铣床的结构组成如图.所示，数控机床主要由机床本体自动换刀装置数控转台液压油箱数控电柜主轴驱动调速控制柜机床电气柜主轴箱润滑冷却用自动油温调节器和空气干燥器等组成。电动机换刀机械手数控柜刀库主轴箱操作面板电源柜工作台滑座床身图.数控机床示意图.机床本体机床的本体是用来支撑机床的工作已达到加工生产目的。主要由床身和立柱组成。.主轴结构主轴部件既要满足精加工精度较高的要求，又要满足粗加工时高效切削的能力。因此在旋转精度刚度抗振性和热变形等方面，都有很高的要求。在布局结构方面，对于具有自动换刀功能的数控镗铣床，其主轴部件除主轴主轴轴承和传动件等般组成部分外，还有道具自动加紧主轴自动准停和主轴装刀口吹净等装置。.数控转台数控转台可以进行任意角度定位，它的功能有两个是使工作台进行圆周进给运动，二是使工作台进行分度运动。.换刀装置数控镗铣床为了能在工件次装夹中完成多种甚至所有加工工序，以缩减辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差，必须具有自动换刀装置。其主要有刀库横梁升降机构滑座伸缩机构手架回转机构装刀手和卸刀手组成。.机床导轨导轨主要用来支撑和引导运动部件沿定的轨道运动。在导轨副中，运动的方叫运动导轨，不运动的方叫支撑导轨。运动导轨相对于支撑导轨的运动，通常是直线运动或回转运动。.国内外数控机床的发展随着数控技术的发展，带有自动换刀系统的加工中心在现代制造业种起着越来越重要的作用，它能缩短产品的制造周期，提高产品的加工精度，适合柔性加工。刀库的功能是储存刀具并把下把即将要用的道具准确地送到换刀位置，供换刀机械手完成新旧刀具的交换。完成此功能的机械包括送刀臂摆刀站和换刀臂，总称为机械手。具体来说，它的功能是完成刀具的装卸和在主轴头与刀库之间的传递。驱动装置则是使刀库和机械手实现其功能的装置，般由步进电机或液压或气液机构或凸轮机构组成。机械手完成刀库里的刀与主轴上的刀的交换工作。由于数控加工中心的刀库容量换刀可靠性及换刀速度直接影响到加工中心的效率，而自动换刀就是进步压缩非切削时间，提高成产效率，改善劳动条件。所以数控机床为了能在工件次装夹中完成多道加工工序，缩短辅助时间，减小多次安装工件所引起的误差，必须带有自动换刀装置。国内外数控卧式镗铣床的现状当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电体化高精度自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧美亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成条无形战线，特别是随着电子计算机技术的进步。国外数控卧式镗床和卧式加工中心均有突飞猛进的发展。其表现在于机床的结构精度和寿命，以及自动化水平生