TOP18【毕业设计】数控车床自动回转刀架设计.doc文档免费在线阅读

七主要尺寸计算蜗杆分度圆直径齿顶圆直径创齿根圆直径蜗轮分度圆直径齿顶圆直径安装尺寸Ⅱ型步进电动机明显优越于后者，故综合考虑选择Ⅱ型步进电动机比较合适，查参考文献表选取Ⅱ型步进电动机配用的驱动电源型号为。

第三节蜗杆蜗轮的设计选择蜗杆传动类型精度虑到步进电动机与联轴器的配合及合理的安装尺寸，在其满足功率的前提下优先选择尺寸较小便于安装拆卸清理维护的型号，比较三个型号的功率如下Ⅱ考虑三者的外径和要指标，如下表所示。

表电动机主要技术指标型号主要技术数据外型尺寸重量齿距角最大静转矩最高空载启动频率步秒运行频率步秒相数电压电流外径长度轴径Ⅱ考动。

第二节选择步进电动机电动机所需要的功率查参考文献表的电动回转刀架的电动机功率，转速。

二确定步进电动机由可查参考文献表，可得以下几种型号电动机的主第四章传动机构的设计和标准件的选取第节初拟传动方案参考烟台机床附件厂生产的电动回转刀架的刀架转速，电动机的转速为，初步确定传动比。

故选用具有较大传动比的蜗轮蜗杆传架移到齿盘重新啮合，实现精确定位。

刀架压紧刀架精确定位后，电机及许反转，夹紧刀架，当两齿盘增加到定夹紧力时，电机由数控装置停止反转，防止电机不停反转而过载毁坏，从而完成次换刀过程。

图回转刀架开关中的个选通，当磁性板与被选通的霍尔开关对齐后，霍尔开关反馈信号使电机反转，插销在弹簧力作用下进入反靠盘地槽中进行粗定位，上刀架体停止转动，电机继续反转，使其在该位置落下，通过螺母丝杆机构使上刀和齿盘产生上台动作。

刀架转位当圆套逆时针转过时，齿盘完全脱开，此时销钉准确进入圆套中的凹槽中，带动刀架体转位。

刀架定位当上刀架转到需要到位后旋转或，数控装置发出的换刀指令使霍尔经传动装置驱动蜗杆蜗轮机构蜗轮带动丝杆螺母机构逆时针旋转，此时由于齿盘处于啮合状态，在丝杆螺母机构转动时，使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起，直至两定位齿盘脱离啮合状态，从而带动上刀架作过程本设计回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。

工作过程可分为刀架抬起刀架转位刀架定位并压紧等几个步骤，如图所示，其工作过程如下刀架抬起当数控系统发出换刀指令后，通过接口电路使电机正转，第三章回转刀架的工作原理及过程第节回转刀架的构成立式数控车床回转刀架由固定部分刀架基座或下刀体，转动部分刀架座或上刀体和驱动电动机三部分组成，并采用了卧轴外露式电动机布局。

第二节回转刀架的工可以得出回转刀架的设计方案如下立式简易型伺服电动机直接驱动刀尖高为，工位数为外形尺寸为长宽高采用霍尔开关作为信号传输控制元件转位时刀架需要抬起，高度为。

压传动两大类。

般情况下只在卧式数控机床回转刀架中使用液压传动，而其余均为电动刀架，故对在选用时应取电动机作为回转刀架的动力源。

通过对数控车床回转刀架的基本要求，结构特点，动力源及基本参数的分析，工位时间刀架转速最大切力矩电动机功率电动机转速最大载重重复定位精度外形尺寸创第四节动力源的选择及方案选择结果驱动回转刀架的动力可分为电动机传动和液车床回转刀架的中心高般有共计八个规格具体参见参考文献表。

因此，参照烟台机床附件厂生产的型回转刀架，初选刀尖高为。

其型号及具体规格如表表刀架参数型号中心高工位数单无触点霍尔元件作信号传输控制，避免了机械接触，延长了使用寿命可以借助双重粗定位机构，使刀架回转平稳具有防水防滑作用。

第三节刀架参数的确定刀尖高是数控车床回转刀架的主要参数。

国内生产的立式数控式简易型四工位电动机回转刀架，采用蜗杆传动，上下齿盘啮合，机械螺母升降转位式的工作原理。

第二节数控车床立式回转刀架的结构特点数控车床立式回转刀架的结构特点设置端齿盘作精定位元件采用霍尔开关无式简易型四工位电动机回转刀架，采用蜗杆传动，上下齿盘啮合，机械螺母升降转位式的工作原理。

第二节数控车床立式回转刀架的结构特点数控车床立式回转刀架的结构特点设置端齿盘作精定位元件采用霍尔开关无触点霍尔元件作信号传输控制，避免了机械接触，延长了使用寿命可以借助双重粗定位机构，使刀架回转平稳具有防水防滑作用。

第三节刀架参数的确定刀尖高是数控车床回转刀架的主要参数。

国内生产的立式数控车床回转刀架的中心高般有共计八个规格具体参见参考文献表。

因此，参照烟台机床附件厂生产的型回转刀架，初选刀尖高为。

其型号及具体规格如表表刀架参数型号中心高工位数单工位时间刀架转速最大切力矩电动机功率电动机转速最大载重重复定位精度外形尺寸创第四节动力源的选择及方案选择结果驱动回转刀架的动力可分为电动机传动和液压传动两大类。

般情况下只在卧式数控机床回转刀架中使用液压传动，而其余均为电动刀架，故对在选用时应取电动机作为回转刀架的动力源。

通过对数控车床回转刀架的基本要求，结构特点，动力源及基本参数的分析，可以得出回转刀架的设计方案如下立式简易型伺服电动机直接驱动刀尖高为，工位数为外形尺寸为长宽高采用霍尔开关作为信号传输控制元件转位时刀架需要抬起，高度为。

第三章回转刀架的工作原理及过程第节回转刀架的构成立式数控车床回转刀架由固定部分刀架基座或下刀体，转动部分刀架座或上刀体和驱动电动机三部分组成，并采用了卧轴外露式电动机布局。

第二节回转刀架的工作过程本设计回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。

工作过程可分为刀架抬起刀架转位刀架定位并压紧等几个步骤，如图所示，其工作过程如下刀架抬起当数控系统发出换刀指令后，通过接口电路使电机正转，经传动装置驱动蜗杆蜗轮机构蜗轮带动丝杆螺母机构逆时针旋转，此时由于齿盘处于啮合状态，在丝杆螺母机构转动时，使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起，直至两定位齿盘脱离啮合状态，从而带动上刀架和齿盘产生上台动作。

刀架转位当圆套逆时针转过时，齿盘完全脱开，此时销钉准确进入圆套中的凹槽中，带动刀架体转位。

刀架定位当上刀架转到需要到位后旋转或，数控装置发出的换刀指令使霍尔开关中的个选通，当磁性板与被选通的霍尔开关对齐后，霍尔开关反馈信号使电机反转，插销在弹簧力作用下进入反靠盘地槽中进行粗定位，上刀架体停止转动，电机继续反转，使其在该位置落下，通过螺母丝杆机构使上刀架移到齿盘重新啮合，实现精确定位。

刀架压紧刀架精确定位后，电机及许反转，夹紧刀架，当两齿盘增加到定夹紧力时，电机由数控装置停止反转，防止电机不停反转而过载毁坏，从而完成次换刀过程。

图回转刀架第四章传动机构的设计和标准件的选取第节初拟传动方案参考烟台机床附件厂生产的电动回转刀架的刀架转速，电动机的转速为，初步确定传动比。

故选用具有较大传动比的蜗轮蜗杆传动。

第二节选择步进电动机电动机所需要的功率查参考文献表的电动回转刀架的电动机功率，转速。

二确定步进电动机由可查参考文献表，可得以下几种型号电动机的主要指标，如下表所示。

表电动机主要技术指标型号主要技术数据外型尺寸重量齿距角最大静转矩最高空载启动频率步秒运行频率步秒相数电压电流外径长度轴径Ⅱ考虑到步进电动机与联轴器的配合及合理的安装尺寸，在其满足功率的前提下优先选择尺寸较小便于安装拆卸清理维护的型号，比较三个型号的功率如下Ⅱ考虑三者的外径和安装尺寸Ⅱ型步进电动机明显优越于后者，故综合考虑选择Ⅱ型步进电动机比较合适，查参考文献表选取Ⅱ型步进电动机配用的驱动电源型号为。

第三节蜗杆蜗轮的设计选择蜗杆传动类型精度等级由于传动的功率不大，速度也不高，故选用阿基米德圆柱蜗杆传动，精度为。

二选择蜗杆蜗轮材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度中等，故蜗杆用号钢表面淬火，硬度为，蜗轮边缘采用，金属模铸造。

三初选几何参数查参考文献表，初定中心距，传动比时四确定许用接触应力查参考文献表知，当蜗轮材料为铸青铜时，鬃由表查得滑动速度创采用浸油润滑，由参考文献图查得根据参考文献表设计工作寿命小时，求得创根据，由图查得，许用接触应力为鬃创五计算蜗轮输出转矩估算传动效率创六确定模数和蜗杆分度圆直径由公式可得骣琪琪桫因载荷较平稳，取载荷系数，则骣骣琪琪创琪琪桫桫查参考文献表得取。

七主要尺寸计算蜗杆分度圆直径齿顶圆直径创齿根圆直径蜗轮分度圆直径齿顶圆直径创齿根圆直径蜗轮外圆直径，取蜗轮齿宽轴承，型号为，。

因此。

段取，。

段段与轴承配合，其直径由轴承内径决定，结合实际工作情况，选择推力球轴承，型号为，。

因此。

第六节齿盘的设计齿盘的材料选择和精度等级上下齿盘均选用号钢，淬火初选级精度等级。

二确定齿盘参数考虑齿盘主要用于精确定位和夹紧，齿形选用三角齿形，上下齿盘需相互啮合，可选相同参数。

当蜗轮轴旋转时，上刀架上升，齿盘的齿高取。

由公式得取则取标准值齿盘齿全高齿盘内圆直径，齿盘外圆直径。

齿顶高齿根高齿数齿宽齿厚齿盘高为三校核齿根弯曲疲劳强度校核公式为确定有关计算参数和许用应力取载荷系数齿形系数查参考文献表，取应力修正系数查参考文献表，取弯曲疲劳强度极限查参考文献图，得弯曲疲劳强度寿命系数查参考文献图查得弯曲疲劳强度安全系数取弯曲疲劳强度最小安全系数计算许用弯曲应力校核齿根弯曲疲劳强度创创满足弯曲疲劳强度要求。

第七节联轴器的选择常用联轴器已标准化，在选用时可以根据载荷特点工作情况和条件合适的类型，再根据轴传递的转矩及参数选择。

由参考文献公式得式中联轴器公称转矩轴传递理论转矩驱动功率η工作转速工作系数，取由于联轴器是连接步进电动机和蜗杆的，在工作过程中可能有轻微振动，且频繁启动，故选用弹性套柱销联轴器，如型。

查参考文献表选择型弹性套柱销联轴器，其标记为第五章安装调试和精度检