加工中心16刀盘式刀库设计[毕业论文+CAD图纸]

机械设计毕业论文：加工中心16刀盘式刀库设计含论文，CAD图纸

加工中心16刀盘式刀库设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

刀库是自动换刀装置中最主要的部件之一，其容量、布局以及具体结构对加工中心的设计有很大影响。16刀刀库是在小型加工中心应用最为广泛，根据使用的场合和实际运用的要求，设计了相应的16刀的圆盘式刀库，并且对它的控制进行了一定的研究。

论文首先对16刀刀库总体设计方案进行阐述，阐述其各部件的工作原理，然后就刀库的结构设计与控制分章节对各个部分进行计算与设计。

刀库的结构设计是本文研究的重点，传动部分为蜗杆蜗轮的一种减速装置，对于该装置中的蜗杆、蜗轮以及相关的轴都进行了详细的计算;控制部分为刀库送刀部分，由液压控制和PLC控制完成。

关键词：加工中心，刀库，蜗杆蜗轮，液压，PLC。

ABSTRACT

Tool storage is one of the main components of the automatically-trading-knife installment. Its capacity, position and structure have great influence to the design of the machining centre.
16-tool tool storage is widely used in the machining centre. Based on the situation and requirement the 16-tool used, the disc-style tool storage of the 16-tool is designed and some research about its control is made in this paper.
The paper illustrates the design project of the 16-tool tool storage firstly, and then explains its operation principle, and at last calculates and designs the structure and control of the tool storage separately by chapters.
The design of the structure of the tool storage is the key point of this research. Driving part is a decelerating set of the worm and worm gear. The sizes of the worm, worm gear and axis are calculated. The control parts are tool storage delivering parts, which is completed by the hydraulic pressure and PLC control.

Key words: machining centre, tool storage, worm, worm gear, hydraulic pressure, PLC

目 录

摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 加工中心简介 1
1.2.1 加工中心的发展简史 1
1.2.2 加工中心的结构组成 2
1.2.3 加工中心的分类 3
1.2.4 加工中心的主要优点 4
1.2.5 加工中心的发展趋势 5
1.3 本文研究的主要内容——刀库 7
1.3.1 刀库的类型 7
1.3.2 本文所设计的刀库 9
第二章 刀库驱动电动机的选定 12
2.1 按负载转矩选 12
2.2按加速时的最大转矩选 13
2.3 校验 13
2.4 分配传动比 13
第三章 刀库传动机构的设计 15
3.1初定刀套线速度 15
3.2刀库传动方式以及 15
第四章 传动轴的设计 19
4.1轴的材料 19
4.2蜗杆轴的初步估算 19
4.2.1初步估算轴的最小直径 19
4.2.2选择联轴器 19
4.2.3确定滚动轴承的类型 20
4.2.4初步估计蜗杆轴各段的尺寸 20
4.3 蜗轮轴的初步估算 21
4.3.1初步估算轴的最小直径 21
4.3.2确定轴伸处的最小直径 21
4.3.3确定滚动轴承的类型 21
4.3.4初步估计蜗轮轴的各段尺寸 21
4.4 轴径的设计与校核 22
4.4.1 蜗杆轴 22
4.4.2蜗轮轴的计算 26
第五章 轴承的校核 30
5.1蜗杆轴 30
5.2 蜗轮轴 30
第六章 其它零部件尺寸的设计与计算 31
6.1 回零减速撞块尺寸的计算 31
6.2 刀盘与刀套的设计 31
6.2.1 刀套 31
6.2.2 刀盘 32
6.3 刀具（刀座）识别装置 32
第七章 液压系统的设计 34
7.1 液压缸的载荷组成和计算 34
7.2 液压缸内径以及其它尺寸的确定 34
7.2.1计算液压缸的主要结构尺寸 34
7.2.2 油缸壁厚的计算 35
7.2.3 缸底厚度计算 35
7.3 油缸长度L的确定 36
7.4 液压系统初步设计 36
第八章 PLC控制 37
第九章 结论 39
参 考 文 献 40
致 谢 41

第一章 绪论

本章首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势，再具体到本次设计针对的刀库的任务要求，明确了本设计任务的主要内容。

1.1 引言

1952年世界上出现了第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。1958年第一台加工中心问世，它将多工序（铣、钻、镗、铰、攻丝等）加工集于一身；适应加工多品种和大批量的工件；增加机床功能（自动换刀、动换工件、自动检测等），使自动化程度和加工效率上了一个新台阶；使无人化（或长时间无人操作）加工成为现实。加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。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，受到世界各工业发达国家的高度重视，技术迅速发展，品种和数量大幅度增加，成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。

1.2 加工中心简介

1.2.1 加工中心的发展简史

1952年世界上出现第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。它用易于修改的数控加工程序进行控制，因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性，容易适应加