XK713数控立式升降台铣床自动换刀装置.doc

本科毕业论文(设计) 论文题目：光机电一体化在数控机床中的应用 学生姓名： 伍文明 学 号： 2007203125 专 业： 光机电一体化工程 班 级： 07-2031 指导教师： 吴新跃 余丽 完成日期： 2011年 3月21日 目 录 摘 要 ………………………………………………………………………………………I Abstract ………………………………………………………………………………………II 第一章 绪论 1 1.1 数控机床知识 1 1.2 数控铣床的分类 2 1.2.1 立式数控铣床 2 1.2.2 卧式数控铣床 2 1.2.3 立、卧式两用数控铣床 3 1.3 数控铣床的结构特征 3 1.3.1 数控铣床的主轴特征 3 1.3.2 控制机床运动的坐标特征 4 1.4 数控铣床的主要功能及加工对象 4 1.4.1 数控铣床的功能 4 1.4.2 自动换刀装置（ATC）及其形式 4 1.4.3 自动换刀装置应当满足的基本要求 7 第二章 总体方案的确定 7 2.1 XK713立式数控床身铣床及其主要参数 7 2.1.1 其主要结构特点 8 2.1.2 其主要规格及技术参数 9 2.2 初定其自动换刀装置的设计参数 10 2.3 确定其自动换刀装置的形式 11 第三章 刀库的设计形式 12 3.1 确定刀库容量 12 3.2 确定刀库形式 13 3.3 刀库结构设计 13 3.4 初估刀库驱动转矩及选定电机 15 3.5 刀库转位机构的设计 16 3.6 确定刀具的选择方式 16 第四章 刀具交换装置的设计形式 18 4.1 确定换刀机械手形式 18 4.2 换刀机械手的工作原理 21 4.3 机械手的自动换刀过程的动作顺序 21 4.4 机械手回转轴4上的齿轮齿条设计 23 4.5 自动换刀装置的相关技术要求 24 4.5.1 主轴准停装置 24 4.5.2 换刀机械手的安装与调试 24 4.6 自动换刀程序的编制 25 第五章 自动换刀装置的控制原理 27 5.1 自动换刀装置的液压系统原理图 27 5.2 自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程 28 致 谢 29 参考文献 31  摘 要 本论文介绍的是XK713立式数控床身铣床自动换刀装置（刀库式）的设计形式.刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置，其整过换刀过程比较复杂。首先把加工过程中需要使用的全部刀具安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸预调后，按一定的方式装入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具,采用盘形结构,安装在机床的左侧立柱上。 刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错。加工时按顺序调刀。适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。 两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XK713立式数控床身铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。 关键词：数控铣床；自动换刀装置；刀库；换刀机械手  Abstract This thesis introduction is the design that the XK713 number