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（图纸+论文）数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计（全套完整）

择液压缸压力油工作压力根据表.，选取液压缸内径为则活塞杆内径为，选取机械手手抓夹持精度的分析计算机械手的精度设计要求工件定位准确，抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取决于机械手的定位精度由臂部和腕部等运动部件来决定，而且也于机械手夹持误差大小有关。特别是在多品种的中小批量生产中，为了适应工件尺寸在定范围内变化，定进行机械手的夹持误差。该设计以棒料来分析机械手的夹持误差精度。机械手的夹持范围为般夹持误差不超过分析如下工件的平均半径手指长，取型夹角偏转角按最佳偏转角确定计算当时带入有.夹持误差满足设计要求。弹簧的设计计算选择弹簧是压缩条件，选择圆柱压缩弹簧。计算过程如下。.选择硅锰弹簧钢，查取许用切应力.选择旋绕比，则.根据安装空间选择弹簧中径估算弹簧丝直径.试算弹簧丝直径.根据变形情况确定弹簧圈的有效圈数选择标准为，弹簧的总圈数.圈.最后确定.对于压缩弹簧稳定性的验算对于压缩弹簧如果长度较大时,则受力后容易失去稳定性，这在工作中是不允许的。为了避免这种现象压缩弹簧的长细比，本设计弹簧是端自由，根据下列选取当两端固定时，.，当端固定端自由时当两端自由转动时，.。结论本设计弹簧，因此弹簧稳定性合适。.疲劳强度和应力强度的验算对于循环次数多在变应力下工作的弹簧，还应该进步对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算，如果变载荷的作用次数，或者载荷变化幅度不大时可只进行静应力强度验算。现在由于本设计是在恒定载荷情况下，所以只进行静应力强度验算。计算公式选取力学性精确能高结论经过校核，弹簧适应。.机械手腕部结构的设计腕部的结构以及选择.典型的腕部结构具有个自由度的回转驱动的腕部结构。装卸刀手手臂伸缩行程手指夹持刀柄的直径位置检测与定位方式滑座伸缩手架会装和装卸刀手手臂伸缩运动采用行程开关进行位置检测，有挡块或活塞与端盖定位。手架升降运动采用无触电行程开关进行位置检测，并控制三位四通阀适时“关闭”来定位。缓冲方式滑座伸缩装卸刀手手臂伸缩运动采用油缸端部节流缓冲，手架回转运动采用转换不同尺寸的出油口增加背压减速缓冲，手架升降运动采用无触点行程开关发信，切断油路缓速缓冲。驱动方式液压控制方式数字控制.机械手手部的结构的设计机械手手抓的设计计算.手抓的力学分析手指销轴杠杆图.滑槽杠杆式手部结构受力分析在杠杆的作用下,销轴向上的拉力为,并通过销轴中心点,两手指的滑槽对销轴的反作用力为和其力的方向垂直于滑槽的中心线和并指向点,交和的延长线于及。由得得由，.式中手指的回转支点到对称中心的距离工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角。由分析可知当驱动力定时，角增大，则握力也随之增大，但角过大会导致拉杆行程过大,以及手部结构增大，因此最好。夹紧力及驱动力的计算手指加在工件上的夹紧力,是设计手部的主要依据。必须对大小方向和作用点进行分析计算。般来说,需要克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化的惯性力产生的载荷,以便工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力可按公式计算式中安全系数,通常工作情况系数,主要考虑惯性力的影响。可近似按下式估，其中，重力方向的最大上升加速度运载时工件最大上升速度响系统达到最高速度的时间,般选取方位系数,根据手指与工件位置不同进行选择。被抓取工件所受重力。表.液压缸的工作压力作用在活塞上外力液压缸工作压力作用在活塞上外力液压缸工作压力小于.以上计算设机械手达到最高响应时间为.，求夹紧力和驱动设计增加自动换刀装置后的数控卧式镗铣床的外观图如图.所示。图.数控卧式镗铣床的外观图机械手.机械手的组成机械手主要由执行机构驱动机构和控制系统三大部分组成。其组成及相互关系如下图执行机构.手部手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动伸屈手腕，开闭手指。本课所指的机械手仅需开闭手指。机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指三指和四指等，其中以二指用的最多。可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。本课所做的机械手采用二指形状。.手臂手臂有无关节和有关节手臂之分。本课所做的机械手的手臂采用无关节臂。手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。本课题所做的机械手在手臂的上升下降前伸后退左转右转三个方向的定位均采用行程开关控制，以保证定位的精度。总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸摆动油缸电液脉冲马达伺服油马达直流伺服马达和步进马达等。躯干是安装手臂动力源和执行机构的支架。驱动机构驱动机构主要有四种，液压驱动气压驱动电气驱动和机械驱动。其中以液压气，动用的最多，占以上，电动机械驱动用的较少。液压驱动主要是通过油缸阀油泵和油箱等实现传动。它利用油缸马达加上齿轮齿条实现直线运动，利用摆动油缸马达与减速器油缸与齿条齿轮或链条链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高体积小出力大运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。数控,卧式,铣床,机械手,回转,装卸,机构,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.题目背景和意义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多种工序的加工。数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构用于主轴和刀库间的装刀与卸刀操作。良好的结构设计能够实现刀库与机床主轴之间刀具的快速装卸，提高机床的工作效率。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。.数控镗铣床概述和结构组成数控镗铣床也称“加工中心”机床，是种新型机床，是种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的点位直线数字控制机床。工件在次装夹后能自动完成几个侧面的钻铣镗铰攻丝等多种工序的加工，有立式和卧式之分。在机械零件中，箱体类零件占相当大的比重，例如变速箱气缸体气缸盖等。这类零件往往重量较大，形状复杂，加工的工序多。如果能在台机床上，次装夹自动地完成大部分工序，对于提高生产率，提高加工质量和自动化程度将有很大的意义。箱体类零件的加工工序，主要是铣端面和钻孔攻螺纹镗孔等孔加工。因此，数控镗铣床集中了钻床铣床和镗床的功能，有下列特点.工序集中集中了铣削和不同直径的孔加工工序。.自动换刀按预定加工程序，自动地把各种刀具换到主轴上去，把用过的刀具换下来。因此，要有刀库换刀机械手等。.精度高各孔的中心距全靠各坐标的精度来保证，不用钻镗模。有的机床，还有自动转位工作台，用来保证各孔各面间的角度。镗孔时，还可先镗这个壁上的孔，然后工作台转度，再镗对面壁上的孔。两孔要保证达到定的同轴度。数控镗铣床的结构组成.机床本体数控镗铣床常按主轴在空间所处的状态，分为立式数控镗铣床和卧式数控镗铣床。机床本体是用来支撑机床的工作以达到加工生产目的，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时精度较高的要求，又要具备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，还有刀具自动加紧主轴自动准停和主轴装刀孔吹净等装置。.数控转台数控转台可以进行任意角度定位，它的功用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，必须带有自动换刀装置。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承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。.国内外研究情况当今世界，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高效自动化先进机床，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，己形成条无形战线，特别是随微电子计算机技术的进步，数控机床在世纪年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早己成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术争夺用户扩大市场的焦点。中国加入后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。随着数控镗铣床的发展，机床附件行业必须有与之相配套的产品，要能跟得上数控镗铣床的步调，数控镗铣床竞争是激烈的，机床附件行业竞争也是激烈的，但恶性的竞争终将给行业带来黑暗，机床附件行业急需公平的良性竞争。我国机床的功能部件虽然从“小件“配套件的地位提升到“关键岗位并受到重视，但直是在“重主机轻配套，“重洋轻土这样的大环境中逆水行舟艰难成长。长期以来我们对功能部件关注不够，在功能部件上无所作为很难使我们的机床产业上个台阶，购买国外的功能部件只能使我们的产业缺乏竞争力。我国滚动功能部件产业是土生土长的民族工业，有着多年的发展历史，行业虽小约多家企业却有批从上世纪年代“精密机床全国会战中成长起来的骨干企业。在生产规模硬件设施等方面与国外同行不相上下。再加上近几年出现的批新生的企业，行业竞争越来越激烈，我们应为机床附件行业提供个好的公平的竞争环境。这才能促进行业更进步发展。最近几年，随着国民经济快速稳定发展，装备制造业的振兴以及整个制造业技术升级和国防现代化需求加大，在固定资产投资较快增长的拉动下，我国机床附件工具市场呈现产需两旺的态势，代表装备制造业先进水平的数控机床生产更是乘势而上。强劲的市场需求拉动，促使国内机床工具行业出现了产销畅旺的局面，机床附件行业在强大的需求之下也是如虎添翼，奋力前进。.本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容.了解刀库机械手回转与装卸刀机构的性能要求.了解刀库机械手回转与装卸刀机构的工作原理，进行结构设计和计算分析.设计指标回转油缸摆动，带动手架回转，实现主轴和刀库间的换刀动作，手臂沿手臂座移动，完成拔刀和插刀动作