1、对个活塞杆的强度稳定性以及螺栓的强度进行校核，以保证加工中心换刀机械手能够稳定可靠的完成换刀过程。对设计中出现的齿轮轴等重要零部件通过计算确定尺寸后，要进行安全校核。设计出加工中心换刀机械手的控制系统部分，完善设计内容。第章总体方案设计与论证加工中心换刀机构的设计要求设计加工中心换刀机械手，使其实现手指夹紧手臂伸缩手架伸缩以及手架旋转运动，并设计出它的传动控制部分，以保证加工中心换刀机械手能够准确稳定快速可靠的完成换刀过程。初步设计方案旋转臂与夹紧机构由于与机械电力传动相比，液压传动具有体积小质量轻功率大运动平稳的特点，并且因为液压元件有自我润滑作用，使用寿命长，所以在以下几种设计方案中，旋转臂旋转运动及夹紧机构夹紧运动都采用液压的驱动方式。并且由于旋转臂的两臂可旋转，旋转后回转，可避免与刀库中其他刀具干涉，所以，以设计方案中的换刀机械手都两手旋转回转式单臂机械手夹紧机构。结构设计方案Ⅰ在此方案中，加工。

2、主架伸缩液压缸各尺寸数据的确定材料的选择手架伸缩液压缸活塞杆的校核本章小结第章控制部分的设计液压缸的流量流速及压力确定液压泵的流量压力及液压泵的型号各液压缸缓冲装置的设计液压系统回路旋转轴控制线路技术难点本章小结结束语致谢参考文献第章绪论加工中心换刀机构设计的目的及意义本设计主要是在实现手指夹紧手臂伸缩手架伸缩以及手架旋转运动的基础上，为加工中心换刀机械手的研究提供几种新的设计方案，并通过论证分析，选择其中种比较理想可行的方案进行设计计算，以达到准确稳定快速可靠换刀的目的。在满足加工中心换刀机械手各种运动要求的同时，本设计也在定程度上简化了换刀机械手的结构，以方便加工中心换刀机械手的加工制造过程。加工中心换刀机构的发展现状近年来，随着世界制造业向中国转移，我国对机床的需求量大增。同时，经过多年的努力，我国数控机床的开发水平也有了很大进步，数控机床的品种和质量均比以往有所提高，部分机床制造主导厂还开发出具。

3、模拟人手的换刀动作，给机床主轴与弹簧夹头提供相对转动实现夹紧放松刀具的动作。机械手应具备足够的转矩，同时还应使机械手具备结构紧凑占据空间小的特点，以适应不同类型机床的换刀空间。随着机械加工业的发展，制造行业对加工中心换刀机械手的需求量会越来越大。研究的主要内容加工中心换刀机械手的设计是在实现手指夹紧手臂伸缩手架伸缩以及手架旋转运动的基础上，实现其准确快速可靠稳定的换刀。设计得主要内容如下根据目前常用的加工中心换刀机械手的换刀方式，对手臂伸缩与手指夹紧机构手架旋转与手架伸缩机构的设计提出几种新的方案，并通过对所提出方案的论证分析，选择种较为理想的方案进行具体的设计。对所选设计方案中换刀机械手的组成机构及各个自由度运动的实现进行分析。对加工中心换刀机械手的手指夹紧力进行分析与计算，并对其关键部位进行校核，以保证换刀的可靠性。确定各个运动的驱动机构。对设计中所涉及到的液压缸通过计算确定其个部分结构的具体尺寸，。

4、择其中种比较理想可行的方案进行设计计算，以达到准确稳定快速可靠换刀的目的。在满足加工中心换刀机械手各种运动要求的同时，本设计也在定程度上中虽占有半以上，但它们多是些技术水平较低价格相对便宜的普通产品，如数控车床数控铣镗床加工,中心,自动,机构,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论加工中心换刀机构设计的目的及意义加工中心换刀机构的发展现状研究的主要内容第章总体方案设计与论证加工中心换刀机构的设计要求初步设计方案旋转臂与夹紧机构主架回转与臂部旋转机构方案的确定设计结构分析设计参数自由度分析及各自由度的实现加工中心换刀机械手的组成本章小结第章构设计及尺寸计算手指结构设计及计算手指夹紧力的计算手指部分的相关校核手指夹紧液压缸设计手指夹紧液压缸各部分尺寸的确定材料的选择手臂旋转液压缸设计手臂伸缩液压缸各尺寸数据的确定主架旋转机构设计主架架旋转轴的设计手架旋转驱动机构的选择单级圆锥齿轮的设计与校核主架伸缩液压缸的设计。

5、形式可分为无机械手换刀方式和有机械手换刀方式两大类。无机械手换刀方式般是采用把刀库放在主轴箱可以运动到的位置，同时，刀库中刀具的存放方向般与主轴上的装刀方向致。无机械手换刀方式是由刀库和机床主轴的相对运动实现刀具的交换的，这种方式结构简单，但换刀时间要长。目前，加工中心的自动换刀装置大都采用有机械手换刀方式，因为有机械手换刀装置在刀库的配置与主轴的相对位置及刀具数量确定上都比较灵活，机械手数量和换刀形式比较随意，换刀时间比较短，应用广泛。换刀机械手的形式有单臂式双臂式回转式和轨道式等，而常用双臂式机械手的手爪结构形式又分为钩手抱手伸缩手和叉手等。加工中心换刀机械手作为数控机床的个重要的功能部件，它在国内外的数控机床制造领域中已受到广泛的重视。目前，在国外的换刀时间已达到秒，的换刀时间也达到了秒左右，国内也出现了立卧两用凸轮式换刀机械手和用于五轴联动的换刀机械手的研究。加工中心换刀机械手的主要任务是，完全。

6、心换刀机械手两个手指的运动由个液压缸单独控制，这使得它运动的灵活性很强，其结构如图所示。图手指夹紧机构工作原理当手架旋转到指定位置后，发出手臂伸出指令，手臂伸缩液压缸工作，当液压缸的进油腔油压力升高，压力继电器开关动作，并发出手指夹紧指令，手手指开始夹紧。手架在插刀动作结束后，发出手指松开指令，此时手指夹紧液压缸反行程运动，手指松开。主架回转与臂部旋转机构结构设计方案此方案的主要特点是采用圆锥齿轮机构实现加工中心换刀机械手的拔刀和插刀动作，其结构如图所示。图锥齿轮机构工作原理当加工中心发出换刀信号后，电动机启动，通过单级圆锥齿轮带动手架旋转轴旋转。在旋转轴旋转到达工作位置后，电动机停止工作，并发出手臂旋转和手指夹紧信号。当手臂旋转和手指夹紧动作完成后，准备拔刀，此时，支撑液压缸开始运动，整个摆臂上升，拔刀动作开始，摆臂运动到指定位置时，支撑液压缸停止工作。电动机开始工作，摆臂架旋转后停止，开始插刀动作过。

7、相当水平的数控设备。但是，通过有关部门给出的资料，只要作进步的分析与了解，我们就会发现，国产数控机床在消费量的台数中虽占有半以上，但它们多是些技术水平较低价格相对便宜的普通产品，如数控车床数控铣镗床和线切数机床等，高中档数控产品则较少，而且这些产品的核心技术或功能部件，如加工中心换刀机械手全功能的数控伺服系统，高速电主轴，数控刀架乃至高速安全防护装置等，还多是由中外合资企业提供或是从国外进口的。这也说明由于技术发展的不平衡，在多种条件制约下，目前我国数控机床的整件技术水平与国际先进水平相比还有定距离，部分高性能高速高精度的数控机床仍需要依靠海外进口。功能部件技术水平的高低性能的优劣以及整体的社会配套水平，都直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能，也制约着主机的发展速度。而换刀机械手则是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。它的快速准确的换刀程序是影响加工中心发挥高效可靠的加工性能的重要因素。没有换刀。

8、件的动作。手臂部分手臂是支撑被抓物体以及手指部分的重要部件，起调整和改变工件方位的作用。本设计中手臂的主要作用是带动手指去抓取物件。主架部分用于承受手部以及手臂部分的总体重量，在本设计中它还用于通过旋转运动实现加工中心主轴刀具和刀库刀具的互换运动。驱动机构驱动机构是用来为各个部件的运动提供动力，是实现切运动的动力源，有气动液动电动和机械式四种形式。本设计中的各个运动主要是直线旋转往复运动。由于电动机输出的是旋转运动，若采用电动机传动，则必须加入齿轮齿条等机械机构，将电动机输出的旋转运动转变为直线往复运动，而液压缸或气缸般都是直线往复运动的，可直接带动负载作直线往复运动，使得结构简单。同时，由于液压驱动的抗冲击能力比电气驱动的抗冲击能力要强，而且在产生相同驱动力力矩的条件下，与其他驱动方式相比，液压驱动系统还具有体积小惯性小工作平稳可靠以及可实现较高位置精度的特点。故本设计中的驱动方式以液压驱动为主，用液。

9、械手，就不可能有集中工序进行加工的加工中心。有资料显示，刀库和机械手的故障率约占整机故障率的。所以说，换刀机械手的性能质量直接影响着数控机床整机的性能质量和品种的发展。加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的种功能较全的数字控制机床，也是典型的集高新技术于体的机械加工设备，它的发展代表了个国家设计制造的水平，是判断企业技术能力和工艺水平标志的个方面。加工中心中实现刀库和机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为自动换刀装置，它的功能是储备定数量的刀具并完成刀具的自动交换。自动换刀装置可帮助数控机床节省辅助时间，并满足在次安装中完成多工序工步加工要求。它由存放刀具的刀库和换刀机构组成。作为自动换刀装置，它需要满足换刀迅速时间短，重复定位精度高，刀具储存量足够，所占空间位置小，工作稳定可靠等特点。换刀装置中刀具的交换形式及它们的具体结构对机床的工作效率和工作可靠性有着直接影响。加工中心的自动换。

10、由度进行分析，如图所示。分析过程如下手指夹紧运动由手指夹紧液压缸控制实现，通过活塞杆推动或拉动手指部分的连杆机构实现手指的夹紧或松开。手臂旋转运动由伸缩式液压缸控制实现。主架上下伸缩运动由手架伸缩液压缸控制它的伸缩运动，能实现换刀机械手的拔刀和插刀动作。主架旋转运动由电动机带动单级圆锥齿轮来实现，通过控制电动机的启停时间即可实现手架旋转到达工作位置主架旋转完成主轴刀具和刀库刀具互换运动手架反向旋转复位三种运动。加工中心换刀机械手的组成加工中心换刀机械手由执行机构驱动机构，各部分特点如下执行机构执行机构是完成各种动作的部件总称，它由抓取部分手部臂部和主架等运动部件所组成。手指部分即直接与工件接触部分，般是回转型或平移型，手爪多为两指，也有多指根据需要分为内抓式或外抓式也可用负压式或真空式的空气吸盘和电磁吸盘。本设计采用夹持式手部，即由手爪和传力机构组成，它的主要功能是在换刀过程中完成抓住工件握持工件和释放。

11、驱动方式来实现手指夹紧手臂伸缩和手架伸缩的动作。对于手架的旋转运动，由于手架旋转轴要实现旋转到工作位置，旋转交换主轴刀具和刀库刀具和反向旋转实现手架复位三种运动，如采用液压缸和行程开关来控制，要分别实现这三种旋转运动会比较困难，而若采用电动机驱动，则只需控制好电动机的起停时间就可实现预期的运动。所以，本设计中的手架旋转运动由电动机带动单级圆锥齿轮来实现。本章小结本章主要是设计加工中心换刀机械手的主要换刀形式，也给出了三种手臂伸缩与手指夹紧机构和两种手架旋转轴与手架伸缩机构的设计方案，并通过论证分析，确定了最终的设计方案。同时，本章对加工中心换刀机械手的组成及各自由度运动的实现也进行了较为具体的介绍。第章结构设计及尺寸计算前章对机械手的整体结构进行了方案论证，并确定了技工中心换刀机械手的基本结构及工作范围，本章将在上章的基础上对机械手的各部分结构进行具体的设计。手指结构设计及计算手指夹紧力的计算根据文献手。

12、。手架恢复到初始位置，等待下次换到指令。此种机构如果设计出适当的凸轮机构便可是从动件实现预期的运动，而且结构简单紧凑。方案的确定图所示的加工中心换刀机械手手臂伸缩和手指夹紧机构中，手臂伸缩和手指夹紧运动都分别由单独的液压缸进行控制，这使得它们的灵活性都很好。图所示的机构由于采用了锥齿轮机构，为保证准确换刀，就需要精确的计算出锥齿轮轮的旋转速度和锥齿轮的轮廓曲线，同时还要精确的控制电动机的起停时间。故选用此机构会比较理想些。通过以上分析，本设计选由图所示的夹紧机构和图中所示的主架旋转机构组成加工中心换刀机械手进行具体的设计。设计结构分析设计参数主架上下伸缩液压缸最大行程手臂旋转机构液压缸最大行程手指夹紧液压缸最大行程夹持工件质量换刀过程手架旋转角度换刀机械手复位角度自由度分析及各自由度的实现分析自由度的坐标形式有直角坐标式圆柱坐标式球坐标式以及关节坐标式等等，本设计中采用直角坐标式对加工中心换刀机械手的自。

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