基于XK5040数控立式铣床及控制系统设计

摘 要

随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。

ABSTRACT

Along with the numerical control technolo...

Keywords: numerically controlled lathe; machining centers ; cut database ;

mechanical hand

目 录

摘要…………………………………………………………………………… 1

前言………………………………………………………………………….... 2

绪论……………………………………………………………………… 3

1.1数控机床的知识………………………………………………………… 3

1.2 数控铣床的分类………………………………………………………… 3

1.2.1 数控立式铣床……………………………………………………… 3

1.2.2 数控卧式铣床……………………………………………………… 4

1.3 数控铣床的结构特征…………………………………………………… 4

1.3.1 数控铣床的主轴特征……………………………………………… 5

1.3.2 控制机床的坐标特征……………………………………………… 5

1.4 数控铣床的主要功能及加工对象……………………………………… 5

1.4.1 数控铣床的功能…………………………………………………… 5

1.4.2 自动换刀装置及其形式…………………………………………… 5

1.4.3 自动装置应当满足的基本要求…………………………………… 6

第2 章 总体方案的设计……………………………………………………… 8

2.1 运动方案的设计………………………………………………………9

2.1.1 运动数目的确定……………………………………………………11

2.1.2 运动方案的确定……………………………………………………13

2.2 功能部件的设计方案…………………………………………………14

2.2.2 进给伺服系统………………………………………………………18

2.2.3 自动换刀系统………………………………………………………20

2.2.4 基础部件……………………………………………………………23

2.2.5 数控系统……………………………………………………………24

2.2.6 辅助装置……………………………………………………………24

2.3 总体布局………………………………………………………………24

2.4 主要技术参数…………………………………………………………24

2.5 小结…………………………………………………………………..25

第3章 刀库的设计………………………………………………………………26

3.1 确定刀库容量…………………………………………………………… 26

3.2 确定刀库形式…………………………………………………………… 28

3.3 刀库结构设计…………………………………………………………… 28

3.4 初估刀库驱动转距及选定电机………………………………………… 28

3.4.1初选电动机与降速传动装置………………………………………  29

3.4.2初估刀库驱动转距……………………………………………………29

3.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计………………………………30

3.6刀库驱动转矩的校核………………………………………………………30

3.7花键联接的强度计算………………………………………………………30

3.8夹紧机构插销剪切强度的校核……………………………………………31

3.9确定刀具的选择方式………………………………………………………31

3.10刀库的定位与刀具的松夹……………………………………………… 31

第4章 刀具交换装置的设计…………………………………………………… 31

4.1确定换刀机械手形式………………………………………………………31

4.2换刀机械手的工作原理……………………………………………………32

4.3机械手的自动换刀过程的动作顺序………………………………………32

4.4机械手回转轴4上的齿轮齿条设计………………………………………33

4.5自动换刀装置的相关技术要求……………………………………………33

4.5.1主轴准停装置…………………………………………………………33

4.5.2换刀机械手的安装与调试……………………………………………33

4.6自动换刀程序的编制………………………………………………………33

第5章 自动换刀装置的控制原理…………………………………………………34

5.1自动换刀装置的液压系统原理图…………………………………………35

5.2自动换刀装置换刀动作的顺序控制过程…………………………………35

第六章  数控加工程序的编制  …………………………………………………35

6.1 数控加工的特点    ……………………………………………………35

6.2 数控编程方法及特点  …………………………………………………35

6.2.1 数控编程的分类    …………………………………………………35

6.2.2 编程零点及坐标系的选择  …………………………………………36

6.2.3 对刀点的选择    ……………………………………………………37

6.2.4 加工路线的确定  ……………………………………………………37

6.3 数控加工程序的内容  …………………………………………………38

6.3.1车床程序     …………………………………………………………38

结论……………………………………………………………………………39

致谢……………………………………………………………………………40

参考文献………………………………………………………………………41