（毕业设计图纸全套）MC无机械手换刀刀库设计（含说明书）

因此要求床身设计具有很高的精度和精度保持性在床身上有安装立柱和工作台的加工面，这些面本身精度和相互位置精度要求很高。

具有足够的动静刚度机床在切削加工时静动载荷往往都传到床身上，所以床身上受力比较复杂。

较好的热稳定性抗热变形性抗振性在设计上要做到使整机热变形较小振动小。

或使热变形对加工精度影响最小。

床身的设计要受到加工中心总体设计的制约，在满足总体设计的前提下，尽可能做到床身外形结构合理，肋板布置恰当，保证良好的冷热加工性，减少机床重量，节省材料，提高整个机床的刚度。

.工作台向工作台有两种方案种是选用南京工艺装备制造厂制造生产的两轴精密数控工作台，数控工作台的上下两层运动台向向结构相同。

另种是自行设计，横向向滚动导轨和滚珠丝杠安装在横向导轨滑座上。

后种方案各部分均需设计或选择，且床身制造麻烦，周期长，不易实现系列化，单件生产成本也高。

而前种采用已系列化的精密数控工作台，此工作台已经过许多用户使用后的验证，精度较高，而且可根据不同的加工要求，选用不同的精度等级。

不仅制造周期短精度易保证，且可根据用户的不同需要选择不同的型号。

故采用前种方案。

数控系统数控系统由装置可编程控制器伺服驱动装置等部分组成。

由它来完成对加工中心各部分的控制工作。

伺服驱动装置采用公司生产的系列交流伺服电机驱动器。

其他部分的设计方案根据用户需要选择。

辅助装置辅助装置包括润滑冷却排屑防护液压气动和检测系统和平衡装置等部分。

这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率加工精度和可靠性起着保障作用。

.总体布局经过对以上运动方案和各部件的设计方案的定性分析比较可确定该小型立式加工中心刀库的总体设计方案为自动换刀系统采用无机械手换刀，且刀库置于立柱侧面的横梁上。

刀库在横梁上的移动采用滚珠丝杠传动和交流伺服电机采用盘形刀库，由槽轮机构实现回转分度和转位，由交流伺服电机驱动。

总体结构布局图如图所示。

.主要技术参数根据已知条件，在满足设计要求的前提下，尽量使设计出来的加工中心结构紧凑，占地面积小，确定该加工中心的主要技术性能参数如下行程向快速移动速度向快速移动速度工作台尺寸长宽主轴转速范围主轴电机功率刀库容量把定位精度.重复定位精度.主轴锥孔换刀时间次机床总重量外形尺寸长宽高最大工作进给速度工作台允许载荷钻孔能力铣削能力图总体结构布局示意图.小结本章对刀库的设计方案进行了分析比较，确定了较合理的总体设计方案。

还确定了主要技术参。

刀库的设计刀库是加工中心的象征，是加工中心区别于镗床和铣床的本质所在，因此来说，刀库的设计是加工中心设计的核心。

由于作者所要设计的加工中心是个主要用来加工中小批量电子元件等小型零件的小型加工中心，无机械手换刀刀库设计摘要。

生产效率高加工中心带有刀库，在台机床上能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹测量和机床的调整时间，减少工件半成品的周转搬运和存放时间，机床的切削利用率切削时间和开动时间之比高。

经济效益好加工中心加工零件时，虽分摊在每个零件上的设备费用较昂贵，但在单件小批量生产的情况下，可以节省许多其他方面的费用。

由于是数控加工，加工中心不必准备专用钻模等工艺装备，加工之前节省了划线工时，零件安装到机床上之后可以减少调整加工和检验时间。

另外，由于加工中心的加工稳定，减少了废品率，使生产成本进步下降。

自动化程度高，劳动强度低加工中心的加工零件是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘装卸零件进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度可大为减轻。

有利于生产的现代化管理用加工中心加工零件，能够准确地计算零件的加工工时，并有效地简化检验和工夹具半成品的管理工作。

这些特点有利于使生产管理现代化。

自动换刀系统产品化的意义和前景自动换刀系统是数控机床的重要组成部分。

刀具夹持元件的结构特性及它与机床主轴的联结方式，将直接影响机床的加工性能。

刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响机床的换刀效率。

自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度，又会对整机的成本造价产生直接影响。

随着机械加工业的发展，制造行业对于带有自动换刀系统的高效高性能加工中心的需求量越来越大。

在现有的各种类型的加工中心中，传统结构的自动换刀系统的造价在机床整机造价中总是占着很大比重，这是加工中心价格居高不下应用不普遍的重要原因。

如果把自动换刀系统的设计制造从现有加工中心的制造模式中分离出来，把它作为加工中心的标准件或附件组织专门化的生产，同时由于该项技术的应用简化了机床主轴结构采用弹簧夹头和外驱动机械手等关键技术采用圆柱柄刀具和辅具，这不仅使数控机床工作性能有所提高，而且使得由它配套构成的加工中心的总体造价大幅度下降。

低造价高性能的加工中心将会被中小厂广泛接收，这样必将给自动换刀系统生产厂商和加工中心制造厂商带来巨大的经济效益。

.本论文研究的目的和意义本课题开发设计的小型加工中心刀库。

随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。

为进步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在台机床次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心镗铣加工中心钻削中心等等。

这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。

自动换刀装置应当具备换刀时间短刀具重复定位精度高足够的刀具储备量占地面积小安全可靠等特性。

.本论文完成的主要工作本论文是开发设计出种体积小结构紧凑价格较低生产周期短的小型立式加工中心无机械手换刀刀库。

主要完成以下工作.通过深入各种类型的企业高工专学校中专技校现场调查，通过查阅相关的资料，对国内外同类产品进行市场调研技术调研和社会环境调研，了解该产品的发展现状和发展方向，从而确定本课题的可行性和必要性。

.通过对不同的结构原理方案和各部件的结构设计方案的分析对比，确定加工中心刀库的总体技术设计方案和主要技术性能参数。

.通过对加工中心的自动换刀系统不同设计方案的对比分析，确定刀库的设计方案，并进行相关设计和计算。

.用软件绘制总体装配图各部件组件装配图及主要非标准零件的零件图。

总体方案的设计加工中心刀库的总体方案设计是根据其功能和设计要求，从全局的角度，以系统的观点，进行自动换刀装置刀库整体方面的设计，主要包括运动功能方案设计基本参数设计传动系统设计总体结构布局设计等内容。

.运动方案的设计加工中心主要用来加工小型板类盘类模具类多孔类零件上的小孔和平面。

主要是钻削和铣削加工。

运动数目的确定要实现以上各种零件表面的钻削和铣削加工功能，机床必须具有以下运动个是主运动即主轴带动刀具回转另个是三个方向的进给运动，包括实现切入工件定深度方向的进给运动实现在水平面内两个方向方向的进给运动。

此外，还必须有换刀功能，因此还必须有非成形运动，如换刀需要刀库转位移动等运动。

运动方案的确定加工中心加工工件所需的这些运动，必须由对应的执