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目录第1章设计任务 (3)1.1 设计总体任务 (3)1.2 设计参数 (3)1.3 设计内容 (3)1.4 设计任务 (3)第2章概述 (4)第3章总体设计方案 (5)3.1 减速传动机构的设计 (5)3.2 上刀锁紧与精定位机构的设计 (5)3.3 刀架抬起机构的设 (5)3.4自动回转刀架的工作原理 (5)第4章数控车床回转刀架机械部分设计 (8)4.1 蜗杆副的设计计算 (8)4.1.1蜗杆的选型 (8)4.1.2蜗杆副的材料 (8)4.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (8)4.2滚动轴承的选项 (10)4.2.1概述 (10)4.2.2滚动轴承的选型 (11)4.2.3滚动轴承的配合 (11)4.2.4滚动轴承的密封 (11)第5章电气控制部分设计 (12)5.1 中央处理单元MS-89C51 (12)5.1.1 MCS-51单片机的结构和工作原理 (12)5.1.2 MCS-51单片机的工作方式 (15)5.2端口扩展单元8255的介绍 (17)5.3 键盘显示接口8279介绍 (24)5.4 硬件电路设计 (25)5.5 控制软件设计 (27)第6章总结 (29)第7章参考文献 (30)第1章设计任务一．设计任务题目：数控车床自动回转刀架机电系统设计任务：设计一台四工位的卧式自动回转刀架，适用于C616或C6132经济型数控车床。
二．设计参数推荐刀架所用电机的额定功率为90W，额定转速为1440r/min, 换刀时要求刀架转动的速度为30r/min。
三．设计内容1.总体结构设计2.主要传动部件的设计计算3.电气控制部分设计1）硬件电路设计2）控制软件设计4.编写设计说明书四．设计任务1.模拟整体设计方案2.机械结构装配图一张（A0图）3.控制系统设计要求完成一张A1图纸的硬件电路设计工作，设计控制系统的主要软件流程，对RAM 和I/O接口芯片进行详细编程。
4.设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容，包括总体方案的分析，比较和确定机械系统的结构设计，主要零部件的计算与选型，控制系统的电路原理分析，软件设计的流程图以及相关程序等。
四工位电动刀架工作原理电动刀架是一种用于切割、雕刻、刻字和其他精细加工的设备，通常用于木工、石工、金属工和其他工业领域。
四工位电动刀架是一种具有四个工作区域的设备，可以同时进行多个加工操作，提高工作效率和生产率。
下面将详细介绍四工位电动刀架的工作原理。
1.结构组成四工位电动刀架由机架、主轴、电机、控制系统、刀具和工作台等组成。
主轴安装在机架上，主轴上装有不同种类的刀具，通过电机的驱动使主轴旋转，刀具进行切割、雕刻等操作。
工作台上有四个工作区域，可以同时进行加工操作。
2.工作原理(1)设定加工参数。
在控制系统中设定加工参数，包括刀具转速、进给速度、切削深度等。
(2)放置工件。
将待加工的工件放置在工作台上，在四个工作区域分别安排好不同的加工任务。
(3)启动设备。
按下启动按钮，电机开始工作，驱动主轴转动，刀具开始进行切削操作。
(4)加工过程控制。
控制系统监控加工过程中的各项参数，根据设定的加工参数控制主轴的转速、进给速度和切削深度，确保加工质量和稳定性。
(5)完成加工。
待所有加工任务完成后，停止设备，取下加工好的工件，进行后续处理。
3.特点优势(1)高效节能：四工位电动刀架可以同时进行多个加工操作，提高了工作效率和生产率，节约了人力和时间成本。
(2)精密加工：通过控制系统精确控制刀具的运动和切削深度，可以实现对工件的高精度加工，保证加工质量。
(3)多功能性：四工位电动刀架适用于多种工件的加工，可用于木工、石工、金属工等领域，具有很强的适用性和通用性。
(4)操作简便：控制系统操作简单方便，可通过触摸屏或电脑进行操作，无需复杂的操作步骤，提高了操作的便捷性和灵活性。
总之，四工位电动刀架是一种先进的自动化加工设备，具有高效节能、精密加工、多功能性和操作简便等优势，广泛应用于各种工业领域，为生产制造业的发展提供了有力支持。
数控车床四工位自动回转刀架的工作原理引言：数控车床是一种高精度加工设备，广泛应用于机械加工行业。
四工位自动回转刀架是数控车床的重要组成部分，它能够实现在加工过程中刀具的自动更换，提高生产效率和加工精度。
本文将详细介绍数控车床四工位自动回转刀架的工作原理。
一、工作原理概述四工位自动回转刀架主要由刀架本体、伺服电机、刀杆、刀具等部分组成。
刀架本体安装在数控车床主轴箱上，通过伺服电机驱动刀杆进行回转。
刀杆上装有多个刀具，可在加工过程中根据加工要求自动更换刀具。
下面将详细介绍其工作原理。
二、刀架本体和伺服电机刀架本体是四工位自动回转刀架的核心部分，它通常由高强度铸铁材料制成，具有良好的刚性和稳定性。
伺服电机则用于驱动刀架的回转运动。
通过数控系统对伺服电机进行控制，可以实现刀架的精确定位和回转速度的调节。
三、刀杆和刀具刀杆是连接刀架本体和刀具的重要部分，通常由高强度合金钢制成。
刀杆上安装有多个刀具座，刀具座上则安装有不同类型的刀具。
刀具根据加工要求的不同，可以选择不同的刀具进行自动更换。
这样，数控车床在加工过程中可以根据需要灵活选择刀具，提高加工效率和精度。
四、工作原理详解1. 初始位置设定：在加工前，数控系统会根据加工程序设定初始位置，确定刀架的起始位置和工作方向。
2. 伺服电机驱动：根据加工要求，数控系统通过控制伺服电机的运动，使刀架进行回转。
回转的速度和方向可以通过数控系统进行调节。
3. 刀具选择：在加工过程中，数控系统会根据加工程序的要求，从刀具库中选择合适的刀具。
刀具库中存储了各种类型的刀具，根据加工要求可灵活选择。
4. 刀具更换：当需要更换刀具时，数控系统会通过控制伺服电机，使刀架停在合适的位置。
然后，利用机械装置将当前使用的刀具卸下，并安装新的刀具。
5. 加工过程：在刀具更换完成后，刀架会继续回转，数控车床进行加工作业。
在加工过程中，数控系统可以根据需要调整刀具的进给速度和切削深度，以实现不同形状和精度的加工要求。
毕业设计（论文）任务书摘要数控车床的发展与应用，大大降低了零件加工的辅助时间，极大的提高了生产效率。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀，电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
根据加工对象不同，有四方刀架，六角刀架和八或更多工位的圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。
回转刀架上分别安装四把，六把或更多刀具，并按数控装置的指令换刀。
自动换刀装置应当满足换刀时间短、安全可靠等基本要求。
本课题主要对四工位立式自动回转刀架的机械设计和用PLC编程对控制部分的设计。
并对以上部分运用ATUOCAD作图，对自动回转刀架有更直观的了解。
目录第一章引言1.1概述1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势1.3 刀架的设计准则第二章数控车床自动回转刀架的设计2.1 数控车床刀架应满足的要求2.1.1 动力刀架的整体方案设计2.1.2 数控机床刀架的类型选择2.2 刀架的工作原理2.3 步进电机的选用2.4 蜗杆及蜗轮的选用与校核2.4.1 选择传动的类型2.4.2 选择材料和确定许用应力2.4.3 按接触强度确定主要参数2.5蜗杆轴的设计2.5.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用应力2.5.2按扭转强度初步估算轴的最小直径2.5.3确定各轴段的直径和长度2.5.4蜗杆轴的校核2.5.5键的选取与校核2.6 蜗轮轴的设计2.6.1蜗轮轴材料的选择，确定需用应力2.6.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径2.6.3确定各轴段的直径和长度2.7中心轴的设计2.7.1刀架轴的结构设计及计算2.7.2确定各轴段的直径和长度2.7.3轴的校核2.8齿盘的设计2.8.1齿盘的材料选择和精度等级2.8.2确定齿盘参数2.8.3按接触疲劳强度进行计算2.9轴承的选择2.9.1轴承内部结构2.9.2轴承分类与特点2.9.3滚动轴承的配合2.9.4滚动轴承的润滑2.9.5滚动轴承的密封装置第三章PLC控制单元设计3.1 PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DSC）的比较3.1.2 刀架换刀控制方式的选定3.2 控制电路硬件接线图3.3 PLC控制流程图总结参考文献第一章引言1.1 概述数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
四工位立式刀架机械设计四工位立式刀架是一种在数控机床上常用的自动换刀装置。
它的主要作用是在加工过程中实现刀具的自动更换，以提高生产效率。
以下是对四工位立式刀架机械设计的简要介绍：1. 结构设计：四工位立式刀架通常由刀架本体、传动装置、控制系统、刀具安装部位等组成。
刀架本体通常为立式结构，具有四个刀位，可以安装不同类型的刀具。
传动装置负责实现刀架转体时无需抬起，解决刀架密封问题。
2. 传动方式：四工位立式刀架的传动方式有多种，例如蜗轮蜗杆传动、齿轮传动、丝杠螺母传动等。
蜗轮蜗杆传动具有结构简单、传动比稳定、噪音低等优点；齿轮传动具有传动比准确、承载能力高等优点；丝杠螺母传动具有响应速度快、精度高等优点。
3. 控制系统：四工位立式刀架的控制系统是整个装置的核心部分，负责实现刀架的自动换刀和刀具的保护。
控制系统通常采用数控系统，可以接收来自机床的指令，实现刀架的定位、旋转和锁紧等动作。
此外，控制系统还具有故障诊断和预警功能，有助于确保设备的安全运行。
4. 刀具安装部位：四工位立式刀架的刀具安装部位可根据刀具类型和加工需求进行配置。
常见的刀具类型包括铣刀、钻头、切削刀等。
为了确保刀具的稳定性和加工精度，刀具安装部位需要具有较高的刚性和精度。
5. 安全性设计：在四工位立式刀架的设计中，安全性至关重要。
例如，设置限位开关以防止刀架旋转过位；在刀架升降过程中，采用有限位装置以确保刀架在指定位置停止；此外，还应考虑电缆、气路等元件的防护措施，防止在加工过程中发生意外损坏。
总之，在四工位立式刀架的机械设计中，需要综合考虑结构、传动方式、控制系统、刀具安装部位和安全性等因素，以实现高效、安全、稳定的刀具更换功能。
摘要本文主要对数控加工中心自动换刀系统及控制系统进行设计。
传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率效率低，不能适应现代化生产的需要。
因此。
本文对普通机床的换刀装置进行改进，对一台四工位的立式自动回转刀架进行数控化设计，该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。
新的数控换刀装置功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。
关键字：四工位立式刀架自动回转主传动部件电气控制目录第一章引言 (3)1.1数控车床自动回转刀架概述 (3)1.2设计研究内容 (3)1.3研究实际社会意义和应用效果 (3)1.4小结 (4)第二章总体机构设计 (4)2.1减速传动机构的设计 (4)2.2上刀体锁紧与精定位机构的设计 (5)2.3刀架抬起机构的设计 (5)第三章主要传动部件的设计计算 (7)3.1蜗杆副的设计计算 (6)3.2 蜗杆的设计计算 (13)第四章电气控制部分的设计 (15)4.1 硬件电路的设计 (15)4.2 控制软件的设计 (15)第五章刀架常规故障分析和排除 (18)5.1 刀架不能启动 (19)5.2 刀架连续转动到位不停 (19)5.3 刀架越位过冲或转不到位 (19)5.4 刀架不能正常夹紧 (19)第六章结论 (20)参考文献 (21)第一章引言1.1数控车床自动回转刀架的概述。
数控车床主要由主轴箱、床鞍、尾架、刀架、对刀仪、液压系统、润滑系统、气动系统及数控装置组成。
数控车床的出现对提高生产率改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用。
传统的车床例如CA6140的刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率效率低，不能适应现代化生产的需要，因此有必要对机床的换刀装置进行改进，为了能在工件的一次装夹中完成多个工序加工，缩短加工辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，充分发挥数控机床的效率，采用“工序集中”的原则，采用自动回转刀架。
数控车床上使用的自动回转刀架是一种最简单的换刀装置，自动回转刀架是在一定的空间范围内，能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。
数控四工位刀架拆装 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】数控四方刀架拆装调试目录第1章机械结构刀架总述数控刀架安装在数控车床的滑板上。
它上面可以装夹多把刀具，在加工中实现自动换刀刀架的作用是装夹车刀，孔加工刀具及螺纹刀具并能准确迅速的选择刀具进行对工件的切削。
刀架滑板由纵向（Z轴）滑板和横向（X轴）滑板组成，Z轴滑板安装在床身导轨上，可以沿床身纵向运动，横向滑板安装在纵向滑板上，能沿纵向滑板的导轨进行横向运动，刀架滑板的作用是安装在其上的刀架刀具在加工中实现纵向和横向的进给运动。
数控车床的刀架分类1.排刀式刀架一般用于小规格的数控车床，以加工棒料或盘类零件为主。
在排刀式刀架中，夹持着各种不同用途的刀具沿着机床X坐标方向排列在横向滑板上。
刀具的典型布置方式如图1-1，所示：图1-1常见排刀式刀架这种刀架在刀具布置和机床调整等方面都较为方便，可以根据具体工件的车削工艺要求，任意组合各种不同用途的刀具，一把刀具完成车削任务后，横向滑板只要按程序沿X轴移动预先设定的距离，第二把刀就到达加工位置，这样就完成了机床的换刀动作。
这样换刀方式迅速省时，有利于提高机床的效率。
2.回转刀架回转刀架是数控车床最常用的一种典型换刀刀架，是一种最简单的自动换刀装置。
回转刀架上回转头各刀座用于安装或支持各种不同用途的刀具，通过回转头的旋转、分度和定位，实现机床的自动换刀。
回转刀架分度准确、定位可靠、重复定位精度高、转位速度快、夹紧性好，可以保障数控车床的高精度和高效率。
回转刀架必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工的切削力：同时要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。
数控机床使用的回转刀架是比较简单的自动换刀装置，常用的类型有四方刀架、六角刀架，即在其上装有四把、六把或更多的刀具。
回转刀架根据刀架回转轴与安装地面的相对位置，又分为立式刀架和卧式刀架两种，立式回转轴垂直于机床主轴，多用于经济型数控车床，卧式回转刀架的回转轴平行于机床主轴，可径向与轴向安装刀具。
数控车床四⼯位电动⼑架设计数控车床四⼯位电动⼑架设计摘要：数控车床今后将向中⾼当发展，中档采⽤普及型数控⼑架配套，⾼档采⽤动⼒型⼑架，兼有液压⼑架、伺服⼑架、⽴式⼑架等品种，预计近年来对数控⼑架需求量将⼤⼤增加。
数控⼑架的发展趋势是：随着数控车床的发展，数控⼑架开始向快速换⼑、电液组合驱动和伺服驱动⽅向发展。
根据加⼯对象不同，有四⽅⼑架、六⾓⼑架和⼋（或更多）⼯位的圆盘式轴向装⼑⼑架等多种形式。
回转⼑架上分别安装四把、六把或更多⼑具，并按数控装置的指令换⼑。
本部分主要对四⼯位⽴式电动⼑架的机械设计和应⽤继电-接触控制系统控制部分的设计。
并对以上部分运⽤CAD做图，对电动⼑架有更直观的了解。
最后的提出了对电动⼑架提出了意见和措施。
关键词：数控⼑架，电动⼑架，四⼯位Abstract:numerical control lathe, will in future development, the middle-grade high when to by supporting, high-grade nc cutter revised by both cutting, dynamic type hydraulic cutter, servo cutter, vertical cutter etc varieties, expected in recent years on the nc cutter demand will increase greatly. Nc cutter is the development trend of the development of numerical control lathe, along with, nc cutter began to change cutters quickly and electrohydraulic servo driver combined driving and direction. According to different targets, have four processing cutting, hexagonal cutter and eight (or more) can dise-type axial outfit knife knife, and other forms. Turn the tool carrier separately installs four, six or more tools, and press CNC equipment instructions change knife. This part of 4 Labour vertical electric mainly the mechanical design and application of cutting the relay - contact control system of control part of the design. And the above part of CAD do diagram, a more intuitive electric knife understanding. The final proposed to the electric cutter puts forward opinions and measures.Keywords: nc cutter, electric cutter, four locations引⾔数控机床是集机械、电⽓、液压、⽓动、微电⼦和信息等多项技术为⼀体的机电⼀体化产品。
数控车床自动回转刀架机电系统设计摘要数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。
本设计主要是对立式四工位电动刀架机械传动部分的设计，对关键零部件进行了设计校核，并运用Auto CAD软件，做出了回转刀架装配图，对电动刀架有了更直观的了解。
关键词: 数控车床回转刀架结构设计 Auto CADCNC lathe automatic rotary turret Electro-Mechanical Systems DesignAbstractThe CNC lathe machine frame is the important component. Along with the development of CNC lathe, CNC turret began to rapid change,electro-hydraulic servo driver and combination development direction. Electric turret is an important tradition of CNC lathe, reasonable structure, and the correct selection electric turret control, can improve labor productivity and shorten the production preparation time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of machining precision, etc. This design is mainly to the vertical 4 electric turret mechanical transmission parts design, the design of the key parts. and using Auto CAD software , rotary cutter made assembly, to have more intuitive electric turret .Keywords:CNC lathe rotary cutter structure design Auto CAD目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (4)1.1国内发展情况 (4)1.2国外发展情况 (4)1.3结构组成与动作循环 (5)1.4技术性能和发展趋势 (5)1.5 数控车床背景意义 (7)1.6 数控车床自动回转刀架的概述 (7)1.7 研究的实际社会意义及应用效果 (8)第二章设计任务 (9)第三章总体结构设计 (9)3.1 减速传动机构设计 (9)3.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (9)3.3 刀架抬起机构的设计 (9)第四章自动回转刀架的工作原理 (11)第五章主要传动部件的设计 (14)5.1 蜗杆副的设计计算 (14)5.2 螺杆的设计计算 (19)5.3 轴承的选用 (20)第六章电器控制部分的设计 (21)6.1硬件电路设计 (21)6.1.1 收信电路 (21)6.1.2 发信电路 (22)6.1.3 单片机8031控制系统 (24)6.1.4 I/O接口芯片及其扩展电路设计 (27)6.1.5 8255并行I/O接口芯片 (33)6.2 控制软件设计 (36)第七章总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)一绪论1.1. 国内发展情况我国的刀架生产还处在发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程，远远没有达到成熟。
