数控车削自驱动刀架

造型，实体造型是数控加工的基础，只有了解关键词：数控车削工艺分析刀架设计methodtocontrolmachinetoolofeachpowertoolontheNCmachining.IntherestoftheCNCTurningCenterdynamicmodeling,mainlycompletesthewholedesignofpowertool,selectionanddesignoftypicalparts.AtthesameofNCturningoftheftoolfixtureselectionanalKeywords:CNCturning第一章绪论1.2数控车削中心自驱动刀架概述专业化开发生产，对动力刀架的研究开发及应用已引起数控车削中心行业的重视采用端齿盘作为分度定位元件，分度工位由二进制绝对值编码器识别。结构简单性能第二章刀架总体方案设计性能及其使用场合的综合比较，并结合现有数控车削中心刀架系统实例，本次设计的数控车削中心刀架选定为8工位，可同时安装4把车刀和4把钻削刀具进行加工。刀架系统拟采用液压驱动的动力转塔刀，该刀架的换刀动作分为刀簧复位来实现，而刀盘的分度转位是由圆柱凸轮分度机构来实现的，由伺服凸轮轴实现分度。刀架采用端齿盘分度定位，转位由交由伺服电机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹，如图2-1所示。(1)刀盘抬起：数控系统发出刀盘抬起命令→液压系统启动→(1)先求出刀架主轴上的传递功率P、转速n和转矩T(2)初步确定轴的最小直径Ao为系数，轴的材料不同，则A0的值会不同；P为轴传递的功率，单位为kW;d为计算截面处轴的直径，单位为mm;n为轴的转速，单位为r/min。选取轴的材料为45#钢，调质处理，根据机械手册查取A0=105。从而取轴的最小直径为dmin=36mm;轴的最大直径为dmax=149mm,设计结构如图2-2所示。(3)校核轴强度已知轴承和从动盘间支撑距离分别为L1=76mm,L2=168mm,C点处转子直径d=117mm,最大压力角αm=20°,由于轴为两端游动支承，轴向力可忽略不记，计算如下：1)求圆周力和径向力2)求轴在两个平面内的支承反力水平面内，由对B点的力矩平衡条件得FRAn+FRBH—F=0解得垂直平面内，由对A点的力矩平衡条件得F+FRay-FRBy=02.2.2凸轮机构的设计和选用圆柱凸轮机构有着良好的运动和动力性能，在各种动力机械中得到了广泛的应用。这种凸轮机构可以通过调整凸轮与转盘中心距来消除滚子与凸轮突脊接触的间隙，传动可靠、平稳，转盘可以实现任何运动规律，以适应高转速要求。圆柱凸轮机构可以改变凸轮曲线槽所对应的β角，改变转动与停歇时间比值，转盘停歇时，一般就依靠凸轮棱进行定位，不需要附加定位装置，但凸轮加工要求精度高，其分度结构如图2-3所示。图2-3圆柱凸轮分度机构具体参数对比及设计选用如表2-1所示。表2-1圆柱凸轮分度机构参数选定对照参数名称计算公式及选定原则参数确定滚子数z₂Z2=4~100,z<6时凸轮加工困难，一般取z=6~48凸轮分度角Φm60°~180°,凸轮连续转动，常用120°180°~270°,凸轮间歇回转，常用240°中m=240最大压力角αm从动盘分度圆半根据允许的结构尺寸和凸轮所承受的载荷等确定，R₂大有利于提高分度精度以及机构的强度和刚度=58.5凸轮升程p(mm)p=44.75半径R1(mm)滚子半径r(mm)初选r=(0.2~0.3)p,如用轴承，r需选用标准尺寸滚子宽度b(mm)准尺寸b=10滚子至槽间隙△2.2.3齿轮传动设计此次设计的动力刀具部分主轴最高转速n₃=3000r/min,初步传动链初选定数据心距a₂3=165mm,带动动力刀具的齿轮z1最高转速设定n₁=4500r/min,电机转速(1)液压缸的结构设计液压缸主要用于驱动刀架主轴的直线往返运动。由于(2)碟形弹簧的设计选用碟形弹簧是用钢板冲压成形的截锥形压缩弹簧。它d=180mm,齿数z=72,齿长F=10mm,齿盘厚度H/2+m=21.24mm,齿距t=7.85mm,第三章数控车削加工工艺分析3.1数控车削加工工艺内容选择并确定零件的数控车削加工内容；(二)对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；(三)工具、夹具的选择和调整设计；(四)工序、工步的设计；(五)加工轨迹的计算和优化；(六)数控车削加工程序的编写、校验与修改；(七)首件试加工与现场问题的处理；(八)编制数控加工工艺技术文件；总之，数控加工工艺内容3.2数控车削加工工艺分析3.2.1零件图分析几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理1.尺寸标注方法分析零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以3.精度和技术要求分析对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分好的专用夹具。实际操作时应合理选择。2.刀具选择(2)圆弧形车刀。除可车削内外圆表面外,特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。其特征为：构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓3.2.3切削用量选择数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度U)及进给速度F(或进给量f)。切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度u(1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装(2)提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应2.确定加工顺序制定加工顺序一般遵循下列原则：(2)先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。(3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的(4)基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高3.3本章小结控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高精度和高参考文献1李华.机械制造技术.机械工业出版社，1997:5~93朱晓春，先进制造技术.机械工业出版社，2004.2~54毕承恩，现代数控机床.机械工业出版社，1991:3~76王爱玲，曾志强.数控机床结构及应用.机械工业出版社，2006:16~417宋天麟.数控机床及其使用与维修.东南大学出版社，2005:85~9610郭永环.数控车床用转塔动力刀架的发展方向.机床与液压，2002:24~2611柳玉民.数控转塔刀架的技术现状及发展趋势.WMEM,2004:57~5912卢金鼎，刘满银.数控转塔刀架的开发应用.机械制造，1998:32~3413文广，马宏伟.数控技术的现状与发展趋势.机械工程师.2003.01:9~