径刀具重量换刀时间选刀方式任选总体布局我们设计的加工中心的总体布局如图所示图卧式加工中心的总体布局卧式加工中心的机械结构主轴组件对加工中心主轴组件的基本要求是具有足够的刚度，精度，传递足够的功率和转矩，以及高速运转和适应自动换刀的条件。主轴轴承多采用高精度，高刚度，高速滚动轴承。卧式加工中心的主轴组件按进给功能分有镗轴进给，滑枕进给及非进给主轴等类型，大多数采用非进给型主轴。立柱立柱有侧面导轨型与正面导轨型。侧面导轨型立柱便于机床的总体设计，制造成本也较低，并抑易于与非数控卧式镗铣床建立模块化系列关系，但这类立柱在机床工作时受力状况较差，且热变形的对称性差，因而对机床加工精度影响较大。正面导轨型立柱多采用门式结构，有较好的热对称结构和受力条件，多数加工中心采用这种立柱形式。工作台卧式加工中心可采用自动分度工作台，数控回转工作台。换刀机械手的设计刀具的交换装置自动换刀装置加工中心区别于镗铣床的主要特点就在于它具有根据工艺要求自动更换所需刀具的功能，即自动换刀机能。机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。加工中心的自动换刀形式，可分为有机械手换刀方式和无机械手换刀方式两类。无机械手换刀方式，适用于采用号以下刀柄的小型加工中心或换刀次数少的用量型刀具的重型机床，这种换刀方式没有机械手，因而结构简单。另外，刀库回转是在工步与工步之间，即非切削时进行的。因此，虽然刀库设置在立柱顶面，却免去了刀库回转时的震动对加工精度的影响。无机械手换刀方式中，刀库可以是圆盘型直线排列式，也可以是格子箱式等。无机械手换刀方式中特别需要注意的是刀库转位定位的准确度，为保证转位准确，就要尽力消除刀库驱动传动链的间隙，为此可采用双导程蜗杆蜗轮副，或采用可以相互错位的两片齿轮结构形式，或采用插销定位反靠定位等方法来准确定位。圆盘型刀库可设在立柱顶上立柱主轴箱的侧面，也可设在横梁端，或设在主轴箱上，由主轴箱和刀库配合运动完成自动换刀动作。直线排列式刀库可设在工作台上方，也可设在工作台的端或两端，由主轴箱或工作台配合运动完成自动换刀动作。格子箱式刀库可设在双工动生产线种板供给机械手重庆高等专科学校学报，顾永生现代汽车发动机制造工艺的发展动向柴油机设计与制造，陈奎生液压与气压传动武汉武汉理工大学出版社，冯辛安机械制造装备设计北京机械工业出版社，刘德忠，费仁员，德，装配自动化北京机械出版社，徐杜，蒋永平，张宪民柔性自动化系统原理与实践北京机械工业出版社，目录摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„加工中心的总体布局„„„„„„„„„„„„„„盘式刀库的卧式加工中心„„„„„„„„„„„„„技术条件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总体布局„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„卧式加工中心的机械结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„换刀机械手的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„刀具的交换装置„„„„„„„„„„„„„„„„„„自动换刀装置„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的种类„„„„„„„„„„„手爪的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„刀具的夹持„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机械手的驱动装置手臂的伸缩运动手爪的开合回转运动直线运动设计计算手指夹紧力的计算齿轮的设计齿轮传动主要特点二设计原则三设计步骤轴的设计轴承的设计弹簧的设计总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„摘要机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。设计思路是用机械手的动作来实现对加工中心的换刀，机械手的转动有回转，引言本次设计的题目是加工中心的自动换刀装置中的核心部件机械手的设计。机械手是自动换刀装置中交换刀具的主要工具，它担负着把刀库上的刀具送到主轴上，再把主轴上已用过的刀具返回刀库上的任务。设计此机械手的目的是为了使加工中心能够更快的的工作，使加工中心能够得到更加充分的利用，以实现其的价值所在再者，由于使用了机械手，减少由于人工换刀带来的生产效率低，并且容易出事故的弊端。本次设计的内容主要有回转液压缸装置和机械运动的驱动系统，对于其中动作的实现则由电气控制来实现。由于本人能力及学识有限，在设计中存在有很多缺陷，望老师们能多加指导。加工中心的总体布局盘式刀库的卧式加工中心卧式加工中心的主轴是水平设置的，卧式加工中心刀库容量般较大，有的刀库可存放几百把刀具，卧式加工中心的结构较立式加工中心复杂，占地面积大，价格也较高，卧式加工中心较适用于加工箱体之类的零件，特别对箱体零件上的些孔和孔系，以及孔和型腔与基准面有严格要求的箱体，容易压缸运来实现，其动力则由驱动系统实现。加工中心的自动换刀装置，通常是由刀库和机械手组成，它是加工中心的象征，又是加工中心成败的关键环节。因此各加工中心制造厂家都在下大力研制动作迅速可靠性高的自动换刀装置，以求在激烈的竞争中取得好效益，自动换刀装置是加工中心的核心内容，各厂家都在保密，极少公开有关资料，尤其机械手部分更是如此。这种机械手的拔刀插刀动作，大都由油缸动作来完成。根据结构要求，可以采用油缸动，活塞固定或活塞动，油缸固定的结构形式。整个机械手由机械臂伸缩机构，机械爪开合机构，回转机构及装卸刀具直线运动机构组成。铅垂面图和水平面图两个平面力系。其中图的是通过另加转矩而平移到的，指向轴线，由分析可知⒉求两轴承的计算轴向力和对于型轴承，按机械设计第七版表，轴承派生轴向力则按式得⒊求轴承当量动载荷和，则，则⒋验算轴承寿命因为，所以按轴承的受力大小验算ε故所选轴承可满足寿命要求。另外，在回转液压缸中转轴的支承我们选用推力球轴承，型号为，其基本尺寸为，基本额定载荷为，极限转速脂润滑时为，油润滑时为，回转液压缸的转轴的支承我们选用滚针轴承，其设计及验算过程与角接触球轴承相似，这里就不再重复。弹簧的设计弹簧是种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的弹性变形。弹簧在机械中的应用十分广泛，主要用于控制机构的运动，如制动器离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。减振和缓冲，如汽车，火车车厢下的减振弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等。储存及输出能量，如钟表弹簧等。④测量力的大小，如测力器和弹簧称中的弹簧等。弹簧的分类按照所承受的载荷的不同，弹簧可以分为拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧和弯曲弹簧等四种而按照弹簧的形状不同，又可分为螺旋弹簧环形弹簧碟形弹簧板簧和平面涡卷弹簧等。螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕而成的，由于制造简便，所以应用最广。在般的机械中，最为常用的是圆柱螺旋弹簧。弹簧材料的许用应力及б必须按照负荷性质来确定。弹簧按载荷性质分为三类Ⅰ类受变负荷作用，次数在次以上的弹簧Ⅱ类受变载荷作用，次数在次或冲击负荷的弹簧Ⅲ类受变载荷作用，次数在次以下的弹簧。弹簧材料是根据弹簧丝直径选择的，当时，用碳素弹簧钢丝Ⅱ组或Ⅱ组，当时，用最大工作负荷，Ⅱ类弹簧按б计算。节距是近似值，按表计算出的自由高度应圆整至尺寸参数系部分时，要结合考虑到其它因素的影响和限制，要把部分和整体有机地结合起来，寻找适当的设计方案和办法，让我们认识到将来无论认识什么事都要系统地全面地认识它。通过毕业设计，让我认识到整体协作的重要性，无论到任何时候，单独的个人都不可能去开发设计个较大规模的系统。只有具有团队精神具有集体主义观只有群策群力才能有新发展新成就。通过这次设计，我基本上掌握了机械手结构设计的方法和步骤提高了分析问题的能力和查阅手册的能力，为我今后的设计工作打下了个良好的基础。由于能力有限，设计中肯定有许多不足之处，恳请各位老师批评指正。最后，再次对徐老师热心帮助和指导表示衷心地感谢。致谢毕业设计是大学学习期间最重要的个环节，它不但是对大学所学知识的系统总结，而且为我们走向工作岗位奠定了定的基础。在这次设计中，我受益非且，第，对机械设计有了更加全面的巩固和加深第二在设计中提高了我的耐心和细心第三通过这次设计提高了我的自学能力，并积累了丰富的设计创新经验这些都为我今后在公司搞设计提供了必备的客观条件。在此我衷心感谢我的指导老师徐芸老师。本设计的完成离不开徐老师的精心指导和全力支持，她以丰富的经验和严谨的态度对我的毕业设计提出了很多宝贵意见，对不足之处也给予了指正，尤其是在些细节问题上。这些意见和帮助对我的设计和绘图的完成起到了关键性的作用。在每次的答疑时间里，徐老师都会给我们的设计提出新的要求和建议，并帮助我们查阅些相关资料，确保了我们设计的进度和质量，在此，特别感谢徐老师给予我的无微不至的关心和帮助。再次表示诚挚的谢意和敬意,也感谢学校领导对我的严格要求，给我了个这么好的学习机会，使我又学到了很多知识。参考文献张书桥汽车发动机制造业新趋势汽车制造技术，天津大学工业机械手