数控机床换刀系统设计.doc

数控机床换刀系统设计数控机床换刀系统设计摘要 2第一章、概述 2第一节、数控机床发展现状 31、国际数控机床的发展状况 32、国内控机床的发展状况 43、数控机床技术的发展趋势 5第二节、加工中心 61、加工中心的组成 72、加工中心的特点 8第二章加工中心自动换刀系统方案确定 10第一节、加工中心自动换刀系统概述 10第二节、自动换刀系统方案确定 101、刀库方案的确定 102、换刀机械手方案的确定 14第三章刀库的设计 19第一节、刀库容量的确定 20第二节、刀库的转位 20第三节、刀库的夹刀机构 21第四章、换刀机械手的设计 21第一节、机械手的各种运动的分析 221、手臂的伸缩运动 222、手爪的开合运动 223、回转运动 234、直线运动 24第二节、设计计算 241、手爪夹紧力的计算 242、齿轮的设计 253、轴的设计 28致谢 32参考文献 33摘要本设计的题目是数控机床换刀系统设计。以加工中心为对象,通过分析加工中心的整体结构和自动换刀系统的特点、应用条件,设计要求等,并结合在数控机床上对刀库和换刀机械手的需要——能在数控程序的控制下灵活的实现换刀过程。设计的刀库为盘式刀库,驱动装置采用电机液压驱动;设计的换刀机械手为回转式单臂双手机械手,手指采用弹簧销压紧式,驱动装置采用液压双作用缸。结合工厂实际,该自动换刀系统在数控的控制下能灵活的完成换刀程序,节省了时间、提高了效率、安全可靠。关键词:刀库、机械手、加工中心AbstractThesubjectistodesignnumericallycontrolledtool—changingmanipulatorandnumericallycontrolledtool—,theprojectsynthesizesthecharacteristicandutilityconditionofnumericallycontrolledtool—changingmanipulatorandnumericallycontrolledtool——changingmanipulatoradoptsrotarysinglearmandspringpin;numericallycontrolledtool—magazineadoptsverticaltool—,thetool—magazineandthemanipulatorcandoefficiently、:Tool—magazine,Tool—changingmanipulator,、概述数控技术是先进制造技术的核心,是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。数控装备的整体水平标志着一个国家工业现代化水平和综合国力的强弱。机床是发展机械制造业乃至整个工业必不可少的复杂生产工具,既是生产要素,又是重要的商品。而数控机床是机电一体化现代机床,对复杂件、难削件的加工起到重要作用,又特别适合于中小批多品种柔性生产。在大批大量生产自动化实现之后,必须要努力发展中小批多品种柔性生产自动化,以适应社会产品多样化的需求。数控机床的发展在很大程度上取决于数控系统的性能和水平,而数控系统的发展及其技术基础离不开微电子技术和计算机技术。随着计算机及其软硬件技术的飞速发展,数控系统的硬件平台趋于一致化,而控制系统软件的竞争日益加剧。第一节、数控机床发展现状1、国际数控机床的发展状况随着商品市场的国际化,各国数控机床市场的联系越来越紧密,相互之间的影响越来越大。下面列举德国、日本、和韩国等三个国家的数控机床发展状况,从中可一窥国际数控机床的发展状况。德国:创历史新高2006年,德国机床业界的生产与服务总值高达108亿欧元,增长4%。在出口方面,截至2006年,德国机床制造业已连续4年取得上好成绩,仅2006年前9月的出口增幅便高达13%。来自中国市场的需求超过了美国市场,再度成为德国机床出口的最大海外市场。与此同时,德国对韩国与印度的机床出口也有出色表现。这标志着亚洲市场的繁荣及其各个行业工业标准的提高。日本用户也在增加对德国机床与技术的订购,2006年日本首次跃居德国15大出口市场之一。进口方面,亚洲的机床生产企业正不断提升技术标准,着力强化其在德国市场中的地位。2006年前3个季度,德国的机床进口增长率高达15%,主要增量来自中国、韩国、中国台湾与日本。2007年该国机床生产与服务总值还将继续攀升,达115亿欧元。如此一来,德国机床制造业将取得历史以来的最好成绩,并有望打破行业在2001年所创