加工中心自动换刀系统设计（盘式）——刀库设计开题报告

1、开题报告题目名称加工中心自动换刀系统设计（盘式）刀库设计一、 选题的目的和意义：加工中心（Machining Center,MC）是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术以及通信诊断、刀具和编程技术的高科技产品。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床3倍4倍，所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。1958年，美国卡尼，特雷克（Kearney&T

2、recker）公司首次把铣、钻、镗等多种工序集中于一台数控机床上，通过换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。该产品出现后，销路惊人，引起了日、德、美、英、法、意等先进工业国家的高度重视，竞相开发生产，不断扩大和完善机床的功能，成为数控机床中发展最快、需求量最大的商品之一。如今，世界上出现了立式、卧式、龙门式、落地式等各种加工中心，据不完全统计，大约有1000多个品种规格。未来加工中心的发展动向是高速化、进一步提高精度和愈发完善的机能。加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，我国的加工中心从70年代开始，已有很大发展，但技术、品种和数量上都还远不能适应

3、我国经济、技术发展的需要。随着我国工业的不断发展，推动了模具制造业、机械加工业的巨大发展，使得数控机床的使用越来越普遍，而加工中心更是以其高自动化程度得到广泛应用。然而，目前市场上生产和销售的都是以大、中型的加工中心为主，小型加工中心几乎是空白，而机械加工业、小型模具的制造、工科院校、技工学校等对小型加工中心存在着大量的需求。为加速我国加工中心的发展，需进一步加强对加工中心的研究、设计、制造和应用。二、 国内外研究综述：在加工中心中，刀库和机械手组成自动换刀装置（Automatic Tool Changer,简称ATC），而自动换刀装置的好坏，将直接影响加工中心的好坏，从目前情况看，加工中心的

4、主机部分基本定型，变化不大，但自动换刀装置种类繁多，五花八门，是最难搞好的部分。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，正因为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，尤其机械手这部分更是如此。刀库的形式和容量主要是为满足机床的工艺范围，目前常见的刀库类型如下：（1） 盘式刀库 此刀库结构简单，应用较多。此换刀装置的优点是结构简单，成本较低，换刀可靠性较好，缺点是换刀时间长，适用于刀库容量较小的加工中心上采用。（2） 链式刀库 此刀库结构紧凑，刀库容量较大，链环

5、的形状可根据机床的布局制成各种形状，也可将换刀位突出以便于换刀，能充分利用机床的占地空间，通常为轴向取刀，位置精度较低，造价也较高。（3） 格子箱式刀库 结构紧凑，刀库空间利用率高，换刀时间较长。布局不灵活，通常刀库安装在工作台上，应用者较少。（4） 直线式刀库 刀库容量少，一般在十几把左右，多用于自动换刀数控车床，钻床上也有采用。目前常见的换刀机械手类型有：单臂单手式机械手 结构较简单，换刀各动作均需顺序进行，时间不能重合，故换刀时间较长。双手式机械手 向刀库还回用完的刀具和选取新刀，均可在主轴正在加工时进行，故换刀时间可较短。回转式单臂双手机械手 这类机械手可以同时抓住和拔、插位于主轴和刀

6、库里的刀具。与单臂单手式机械手相比，可以缩短换刀时间。应用最广泛，形式也较多。多手式机械手 使用者较少。三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：1、咨询导师，查阅有关文献和资料，掌握加工中心的基本结构、工作原理。2，总体方案确定。3、换刀机械手的结构设计。4、传动部分设计。5、机械手换刀过程。6、绘制装配图、零件图，完成设计说明书。四、 主要参考文献与资料获得情况：1 机床设计手册编写组.机床设计手册（第三册）.北京：机械工业出版社，19862 廉元国，张永洪编.加工中心设计与应用.北京：机械工业出版社，19953 依兰欧克拉，比京克.数控平面加工中心轮式刀库自动换刀装置的设计.成都纺织高

7、等专科学校学报，20004 沙杰编.加工中心结构、调试与维护.北京：机械工业出版社，20035 王爱玲主编.现代数控机床.北京：国防工业出版社，20036 林宋，田建君编.现代数控机床.北京：化学工业出版社，20037 曹秋霞，马国亮.小型立式加工中心圆盘式刀库的设计.机电产品开发与创新，20058 向金林.TH7130立式加工中心自动换刀系统的设计.装备制造技术，20069 黄泽正，刘冲，陈志辉.加工中心自动换刀装置的设计.机械工程与自动化，200710 陈芳，李继中.盘式刀库加工中心自动换刀系统控制.机械设计与制造，200711蔡厚道.数控机床构造.北京：北京理工大学出版社，2007五、 毕业设计（论文）进