直驱电机集成的转塔刀架结构设计-开题材料.doc

直驱电机集成的转塔刀架结构设计 开题报告 班级：机械1006 学号：2010010163 姓名：赵启明 指导教师：王科社 综述 1.课题背景意义 数控机床是机电工业的重要基础装备，是汽车、摩托车、航空航天、模具、机床、电子等支柱产业生产现代化的手段，是世界第三次产业革命的一个重要内容。数控机床产业本身的产值远不如汽车、航空航天等产业，但高效能的数控机床给制造业带来了高倍效益增长和现代化的生产方式，才是促进国民经济发展的巨大源动力。特别是数控技术在制造业的扩展与延伸，所产生的辐射作用和波及效果泛以对机械制造业的产业结构产品结构，专业化分工方式，机械加工方式及管理模式社会的生产分工，企业的运行机制等都带来深刻的变化。以它为基础的相关产业是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其技术水平高低已成为衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。 总之，数控技术给机械制造业带来了革命性的变化。数控技术集成了传统的机械制造技术,计算机技术,成组技术与现代控制技术,传感检测技术 ,信息处理技术,网络通讯技术,液压气动技术,光机电技术于一体,是现代先进制造技术的基础和核心。发展数控技术、数控机床对国家、对社会以及对全人类的发展有着极其重要的作用。 数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件，是数控车床上的核心功能部件之一，尤其适用全功能数控车床。当前，数控机床发展迅猛，一方面向高速、高效、高精度方面发展，同时，在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。作为关键附件，高性能的数控转塔刀架对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义，数控转塔刀架是由数控系统来控制的，因此，在转塔刀架本身性能提高的情况下，如何实现控制任务就显得十分重要了。国内数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖先进国家的，而且产品的性能方面跟国外还有一定的差距，期待开发设计一种性能最优，最有实用价值的转塔刀架，来适应市场，替代进口产品低价位的数控车床用转塔刀架，占领国内市场，并达到国际领先水平，为国产机床工业的发展作出贡献。 对于一般的数控车床刀架设计的基本要求是转位准确可靠，工作平稳安全；转位时间短；转位以后重复定位精度高；防水防屑，密封性能优良；夹紧刚性高，适宜重负荷切削。现有的数控刀架有数控转塔式（立式和卧式）和直排式刀架。刀架换刀可分为排刀式刀架，经济型数控车床方刀架，一般转塔回转刀架，电动机传动的转塔刀架（本次为直驱电机集成的转塔刀架），液压驱动的转塔刀架，车削中心的动力刀具。立式数控转塔刀架是回转轴线与安装基面垂直，可装夹多把刀具或工具，采用数字信息指令控制转位的刀架，它常采用4和6两种工位，按性能可分为驱动，通过减速机构，行星机构，马氏机构或凸轮机构来完成刀架的松开、抬起、转位和夹紧等动作；它可按主机的编程要求完成刀架的自动换刀动作，以实现数控机床加工程序的自动化和高效化。而卧式数控转塔刀架为一种回转轴线与安装基面平行的，可装夹多把刀具或工具，采用数字信息指令控制的刀架。它利用装夹于刀盘上的非动力刀夹和动力刀夹来夹持各种不同用途的刀具或工具，刀盘根据机床编程的指令转过若干个工位（本次制作为12工位），来实现主机的自动换刀动作；车削中心的动力刀架可安装各种非动力辅助刀夹和动力刀夹进行切削，刀架采用端齿分度，转位由三相异步电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由交流伺服电动机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹。 (a)回转刀架 (b)排式刀架 2.研究现状 2.1国内对转塔刀架的研究 数控转塔刀架是数控车床上的核心功能部件之一。尽管我国数控车床起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代初期，数控车床制造行业兴起，当时国内只有极少数机床制造企业能生产数控车床，而且当时没有自己真正的数控转塔刀架和其他功能部件，只有刚刚起步、还处于试制阶段的、很不成熟的产品。特别是数控转塔刀架更像是婴儿学步，产品没有定型，稳定性、可靠性、精度等都很差，没有标准、没有自主知识产权，各个企业闭门造车，定位机构还是采用插销形式，品种单一，电气信号只有触点方式，很不可靠。可想而知，当时的数控车床是一种处于什么样水平的产品。 但是，国家对数控机床制造业给予充分肯定和大力支持，出台一系列鼓励政策，大力发展数控机床行业、功能部件行业，给数控转塔刀架行业带来了生机和活力。相关部门及行业组织国内几家数控转塔刀架制造企业进行联合设计，对数控转塔刀架的定位机构