数控刀架设计-四工位

数控车床四工位电动刀架设设计。并对以上部分运用CAD做图，对电动刀架有更直观的了解。：数控刀架，电动刀架，四工:numericalcontrollathe,willinfuturedevelopment,themiddle-gradehighwhentobysupporting,high-gradenccutterrevisedbybothcutting,dynamictypehydrauliccutter,servocutter,verticalcutteretcvarieties,expectedinrecentyearsonthenccutterdemandwillincreasegreatly.Nccutteristhedevelopmenttrendofthedevelopmentofnumericalcontrollathe,alongwith,nccutterbegantochangecuttersquicklyandelectrohydraulicservodrivercombineddrivinganddirection.Accordingtodifferents,havefourprocessingcutting,hexagonalcutterandeight(ormore)candise-typeaxialoutfitknifeknife,andotherforms.Turnthetoolcarriersepara installsfour,sixormoretools,andpressCNCequipmentinstructionschangeknife.Thispartof4Labourverticalelectricmainlythemechanicaldesignandapplicationofcuttingtherelay-contactcontrolsystemofcontrolpartofthedesign.AndtheabovepartofCADdodiagram,amoreintuitiveelectricknifeunderstanding.Thefinalproposedtotheelectriccutterputsforwardopinionsandmeasures.Keywords:nccutter,electriccutter,four 数控机床是集机械电气气动微电子和信息等多项技术为一体的机电产品是机械制造设备中具有高精度高效率、其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国我国数控车床从20世纪70齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段刀架的设计准的设计过程中，本着以下几条设计准创造性的利用所需要的物理性能和控制需要的物理性判别功能载荷及其意意外载创造有利的载荷条提高合理的应力分布和刚度重量达到最应用基本公式求相称尺寸和最佳尺根据性能组合选择材在储备零件与整体零件之间精心的进行选进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要主要技术参最大许用力矩 100Mx200Ms重复定位精度（mm）<0.005电机功率(w)电机转速数控车床四工位电动刀架设刀架的工作原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传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8逆时针旋转此时由于齿盘4、5处于啮合状态，在丝杆螺母机构8定位齿盘45脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产“”刀架转位当圆套9逆时针转过150°时，齿盘4、5完全脱开，此③刀架定位 当上刀架转到需要到位后（旋转90°、180°或270°，数控装置发出的换刀指令使霍尔开关10中的某一个选通,当磁性板11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7在弹簧力作用下进入反靠盘6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8使上刀架移到齿盘4、5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，当两齿盘增加到一定夹紧力时机由数控装置停止反转，防止电机不图2.1螺旋升降式四方刀步进电机的选传感器并构成闭环系统，才能实现微量进给。在开环系统中，广泛用步进电机作为执行单元。这是因为步进电机具有以下优点●直接采用数字量进行控●转动惯量小，启动、停止方便●成本●无误差积累●定位准确●低频率特性比较好●调速范围较宽n≈0.36r/s=21.6r/min,为便于计算n取蜗杆及蜗轮的选用与校选择传动的类考虑到传递的功率不大，转速较低，选用2A杆，精度8GB10089-选择材料和确定许用应为45～55HRC，蜗轮齿圈用ZCuSn10P1模铸造，为了节约贵重的有色金属仅齿圈用青铜制造而轮芯用灰铸铁HT150制造由表17-6查 ［ð］h=200Ma［ð］f=51Ma按接触强度确定主要参3kT2(ZEZ2H3kT2(ZEZ2Ha(2-T2=T*η*i=3.5382N.M(2-确定载荷系数K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27(2-确定弹性影响系数因选用的铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配，ZE确定接触系数=0.30确定许用应力螺旋齿面硬度＞45HRC，从而可查得蜗轮的基本许用应力[σH][σH]=KHN[σH]‘=0.92×268=246.56≈247MPA(2-计算中心31.273538.231.273538.2160(

(2-a=5dmm1d1=22.4mm1Z

a=0.448，从而可查得接

Z'因为＜Zρ，因此以上计算结果可用蜗杆和蜗轮主要几何尺寸计⑴蜗分度圆导蜗杆轴向齿距：PA=m=3.94mm；(2-蜗杆齿顶圆直径

da1

2h*m32.2mm(2-a蜗杆齿根圆直径df1d12(ha*c*)m24.16mm（2-a蜗杆轴向齿厚：Sa =2.512mm(2-蜗杆轴向齿距pa1m1.6mm5.04mm（2-⑵蜗蜗轮齿数：Z2变位系数验算传动比：i=z2/z1=45/1=45(2-蜗轮分度圆直径：d2=mz2=72mm(2-蜗轮喉圆直径：da2=d2+2ha2=93.5mm(2-蜗轮喉母圆直径：rg2=a-1/2da2=50-1/293.5=3.25(2-蜗轮齿顶圆直径da2d22ha*m75.2mm（2-蜗轮齿根圆直径df2d22(ha*_c*)m68.16mm（2-蜗轮外圆直径：当在z=1de2da22m78.4mm（2-蜗杆轴的设蜗杆轴的材料选择，确定许用应选用45号钢，正火处理，b600MPa按扭转强度初步估算轴的最小直

MM2(aT

1

（2-取确定各轴段的直径和长根据各个零件在轴上的定位和装拆方案确定轴的形状及直径和长度 d5轴上有一个键槽，故槽径增大d1=d5=d1′×(1+5%)=15.89mm,圆整所选轴承类型为深沟球轴承型号为L3为蜗杆部分长度圆整L3取两轴承的中心跨度为128mm，轴的总长为蜗杆轴的校作用在蜗杆轴上的圆周

F

(2-1T9550000P955000010.56N.mm2.16105 其中则

tF2T3td

22.0710

N1.29104径向力 Ft

(2-切向

1.29104

(2- Ft/

cos

10

cos30

2.1轴向受力分cos601.37104cos304.69103cos601.42104(2-

sin304.69103sin601.37104sin302.79103(2-23)求水平方向上的支承反2.2水平方向支承FBHL2FAH(L1L2)FAH

1.42104294.5

N5.4103

1.421045.41038.8103(N)

(2-求水平弯矩,并绘制弯矩 L5.4103294.5103Nm1.59103N AH水平弯矩2.3水平弯矩求垂直方向的支承反yFy

ap

fYFyvZFyFyF

(2-y查文献[9]表2.2—4，y

142，XF0.73

0.67，ZF y其中ap6mmf0.6mmrv100m yyFy

ap

fYFyvZFy

9.8114260730.6067NFyF(2- 切2.4垂直方向支承反FBVL2F切L3FAV(L1L2FAV

2.791031813.66103294.5

N1.99103

2.791031.991033.661032.86103(N)求垂直方向弯矩，绘制弯矩M

FAV

1.99103294.5103586.1N

03

垂直弯矩M2M22.5垂直弯矩图M2M2MB

(1.59103)2586.12Nm1.69103NMC

(2-计算轴的直

图2.6弯矩MMd (2-查文献[915—1，材料为38CrM0AIA调质的许用弯曲应力[175，0.1dB所以该轴符合要求

mm键的选取与校考虑到d5=105%×15.14=15.89mm,实际直径为17mm，所由GB1095-79查得尺寸b×h=5×5，l=20mm的A型普通平键按公式

2T103进行校T2070Nmk0.5h0.514mm7mml110mmd92mm。查文献[96—2，取[p130MPa则 2T

27110

58.44MPa

(2-该键符合要求由普通平键标准查得轴槽深t=30mm,毂槽深蜗轮轴的设蜗轮轴材料的选择，确定需用应选用45钢，正火处理，b600MPa，［ðь］-1=55MPa按扭转强度，初步估计轴的最小直MMd则3dB3dC

查文献[9]表15—1，取45号调质刚的许用弯曲应力[1600.10.10.1由于轴的平均直径为34mm，因此该轴安全确定各轴段的直径和长根据各个零件在轴上的定位和装拆方案确定轴的形状及直径和长d1即蜗轮轮芯为d2为蜗轮轴轴径最小部分取d3轴段与上刀架体有螺纹联接，牙形选梯形螺纹，根据文献表8-取公称直径为d3=44mm，螺距查表8-46得，外螺纹小径为内、外螺纹中径为内螺纹大径为45mm内螺纹小径为32mm旋合长度取55mmL2尺寸长度为34mm，蜗轮齿宽b2当z13时，b2取中心轴的设中轴的材料选择,确定许用应选用45号钢，正火处理，b600MPa，［ðь］-确定各轴段的直径和长根据各个零件在轴上的定位和装拆方案确定轴的形状及直径和长d2与轴承配合，轴承类型为推力球轴承，型号为51203所以d3轴承配合，轴承类型为推力球轴承，型号为51204，分配各轴段的长度轴的校轴横截面的惯性I

(D4d4)车床切削力

21036210103

(2-y

(4la)

(4195145)8.4410

24(2-因B＜［B中心轴满足刚度条齿盘的设齿盘的材料选择和精度等上下齿盘均选用45号钢，淬火初选7级精度等确定齿盘参当蜗轮轴旋转150°时，上刀架上升5mm，齿盘的齿高取由h(2ha*得算式标准值ha*=1.0,

(2-求出m=1.78mm,取标准值故齿盘齿全高取齿盘内圆直径d120mm，外圆直径为140mm齿顶高ha=ha*m=1×2=2m齿根高hf=(ha*+c*)m=2.5mm齿数z=38齿宽齿厚sm2齿盘高为按接触疲劳强度进行计⑴确定有关计算参数和许用应T

660103

17906.25N(2-⑵取载荷系数⑶由文献表9-12取齿宽系数⑷由表9-10查得材料的弹性影响系数Ze=189.8 取ａ=20°，故ZH=2.5⑸查图9-34取取⑺由图9-35查得接触疲劳系数ZN1=1.1⑻计算接触疲劳需用应取安全系数SH=1，由式（9-44）H

ZN1Hlin1S

(2-H

ZN1Hlin1SH按齿根抗弯强度设由式（9-46）得抗弯强度的设计公式2kT1Y2kT1Y3FadZ21F

确定公式内的各参数数⑴由文献图9-37查得，抗弯疲劳强度极Flim1Flim2⑵由文献图9-38查得，抗弯疲劳系数⑶查图⑷计算抗弯疲劳许用应力，取抗弯疲劳安全系数由式（9-47）

F

YN1FLIM1S

(2-F⑸弯曲疲劳强度验

F

21.517906.252.631