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数控车床自动回转刀架机电系统设计数控车床自动回转刀架是一种经常用于车削加工中的设备，其主要作用是在切削过程中快速更换刀具。
为了实现自动化操作，我们可以设计一个机电系统来控制刀架的回转动作。
下面是一个关于数控车床自动回转刀架机电系统设计的概述，其中包括系统的组成、工作原理以及关键技术。
一、机电系统组成1.电机：用于驱动刀架的转动，一般采用步进电机或伺服电机；2.传动装置：将电机的旋转运动转化为刀架的回转运动；3.可编程控制器（PLC）：控制刀架的回转运动以及实现自动化操作；4.感应装置：用于检测刀架的位置，一般采用光电开关或接近开关；5.人机界面：用于人机交互的显示屏和按键。
二、工作原理1.工件加工：数控车床自动回转刀架机电系统安装在数控车床上，工作时根据加工工艺确定刀具的种类和数量，并将刀具安装在刀架上。
2.刀具选择：根据加工过程中所需的刀具类型，PLC通过人机界面接收到相关指令后，控制电机将刀架旋转至相应的刀具位置，光电开关或接近开关检测刀架是否到位。
3.切削过程：数控系统控制数控车床进行切削加工，当需要更换刀具时，PLC发送指令，电机带动刀架旋转至指定刀具位置，完成刀具的更换。
然后PLC再次发送指令，使数控车床继续进行切削加工。
4.刀具回收：加工结束后，刀架需要回到回收位置，等待下一次的切削操作。
三、关键技术1.传动装置设计：根据转速和转动力矩的要求，选择合适的传动方式（如齿轮传动、皮带传动等）来实现电机和刀架之间的动力传递及转动控制。
2.位置检测技术：光电开关或接近开关能够实现对刀架位置的准确检测，确保刀架到位后才能进行切削加工，提高工件加工的精度。
3.控制系统设计：PLC控制系统需要根据刀具种类和数量，编写相应的控制程序，实现自动化操作。
同时，可以根据需要增加串口或网络通信功能，方便与上位系统进行数据交互。
4.人机界面设计：人机界面需要简洁、直观、易用，使操作人员能够方便地进行刀具的选择和刀架的控制等操作。
经济型数控车床电动刀架PLC控制电路设计近年来，数控技术在机械加工行业中得到了广泛的应用。
数控（Numerical Control）简称NC，是利用数字信息进行工控的一种技术。
在数控设备中，电动刀架是重要的组成部分之一，其用于自动更换刀具，提高机床的加工效率。
在本篇文章中，我将介绍一种经济型数控车床电动刀架PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制电路的设计。
该设计采用的是简单且成本较低的电路结构，适用于小型工厂或个人车间的数控车床。
首先，我们来介绍电动刀架的原理。
电动刀架由电机、传动装置和刀架组成。
传动装置可以使刀架在机床的X、Z轴上进行移动，并且只有在传动装置工作时，电动刀架才能进行刀具的更换。
刀具的选择通常通过对刀片的转动角度进行控制，采用PLC进行控制可以实现刀具的自动选择。
PLC控制电路设计如下：1.电机控制电路为了控制电动刀架的移动，我们需要使用一个电机来驱动传动装置。
这里我们选择步进电机，因为步进电机具有高效、低功率、低噪音等优点。
电机控制电路可以使用L298N驱动芯片，该芯片具有良好的防抖动能力，能够实现步进电机的准确控制。
2.传感器控制电路传感器用于检测刀架的位置。
我们可以使用限位开关或光电开关作为传感器，当刀架到达预定的位置时，传感器将发送信号给PLC，PLC根据信号来控制电机的停止或移动。
在电路设计中，需要考虑传感器输出信号的电平转换和防抖动电路的设计。
3.PLC控制电路PLC控制电路是整个系统的关键部分。
我们可以选择适当的PLC型号，如三菱、台达或西门子等。
PLC具有良好的可靠性和强大的功能，能够实现复杂的逻辑控制。
在这个设计中，PLC负责接收传感器信号，并根据预设的程序控制电机的运动和刀具的选择。
4.电源电路电源电路主要为整个系统提供电能。
由于PLC和电机需要较高的电流，我们需要选择合适的电源输出电压和电流。
除了上述的四个主要电路，我们还需要考虑设备的保护电路和信号补偿电路的设计。
第一章绪论1.1课题的目的及意义目前，我国机械制造业拥有相当数量的普通机床，其突出的矛盾是生产效率低、劳动强度大、加工精度低、适应性差，不能加工复杂的零件，为了节约资金，降低成本，对原有普通机床进行数控化改造，是提高普通机床数控化率，解决上述矛盾的一种有效途径。
数控车床的刀架是机床的重要组成部分。
刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
对普通车床进行数控化改造，换刀装置的设计是一个必须解决的问题，在大多数普通车床的数控改造中，电动刀架控制系统的设计往往采用PLC提供控制信号，然后通过继电器和专门电路实现换刀控制，或者采用单片机和继电器实现换刀控制。
上述方案，要么控制电路复杂，要么成本提高。
本文介绍了以PLC为控制核心，以电动刀架为控制对象的经济型数控车床系统中电动刀架控制系统的软硬件设计与实现方法，设计的电动刀架控制系统电路简单、可靠性高，为车床系统改造中的自动换刀问题提供了一种有效的解决途径。
在设计过程中，会涉及多门专业课程的知识，通过这次课程设计，基本达到以下几点目的：1.巩固和深化已学的理论知识，掌握电动刀架PLC控制一般方法和步骤；2.熟悉并会用有关国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料；3.对所学理论知识的进一步巩固掌握；能综合运用所学知识解决相应的实际工程问题，达到学以致用；4.锻炼学生的实践操作能力，培养学生树立独立思考问题和处理问题的能力;5.培养学生的文献检索能力与科技文献写作能力。
1.2国内外发展及状况目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
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粘度的一致性等等。
西京学院本科毕业设计(论文) 题目：数控车床电动刀架PLC控制的设计教学单位：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学号： 0811050502姓名：吴启龙指导教师：徐开良2012年5月摘要数控车床今后将向中高当发展，经济型数控刀架配套，采用电动刀架，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和伺服驱动方向发展。
本部分主要对常州宏达公司生产的LD4B电动刀架四工位立式电动刀架的PLC车床控制设计，并对电动刀架的电路设计，从刀架的结构和工作原理深刻分析，着重研究了数控机床刀架的机械结构以及电气控制原理，PLC控制，霍尔元件的原理机应用。
回转刀架的换刀动作分为刀盘抬起、刀盘转位和刀架锁紧三个动作，刀盘转位则由普通三相异步电动机来驱动。
刀盘转位动作的实现经以下步骤：数控系统发出刀盘转位的命令→三相异步电动机启动→涡轮蜗杆转动→刀架主轴转动→实现刀盘转位。
关键词：经济型数控车床；车床刀架；PLC控制电动刀架AbstractNumerical control lathe, will in the future high when to development, economic l, in recent years on the nc tool is expected to demand will increase greatly. Nc tool is the development trend of: along with the development of the CNC lathe, CNC tool began to change cutters quickly and servo drive direction. The main part of changzhou HTC company produces the LD4B electric tool 4 Labour vertical electric tool PLC lathe control design, and the electric tool circuit design, tool from the structure and working principle of profound analysis, this paper studies the numerical control machine tool and mechanical structure of the electric control principle, PLC control, the principle of the hall element machine applications.Rotary tool for knife actions are divided into the knife dish up the, the knife dish inversion and tool carrier lock three movements, the knife dish inversion is by ordinary three-phase asynchronous motor to drive. The knife dish inversion of the following steps to achieve the action: the numerical control system knife dish out the command of the inversion three-phase asynchronous motor starting rotation axis rotation worm turbine enough to realize the knife dish inversion.Keywords: economic numerical control lathe, Lathe tool; PLC control electric tool1 绪论1.1课题的研究背景梳子程序控制机床一般简称为数控机床。
目录摘要 (4)ABSTACT (5)第一章引言 (6)第一节概述 (6)第二节数控车床自动回转刀架的发展趋势 (6)第三节本设计的主要内容 (7)第二章回转刀架方案选择 (8)第一节数控车床回转刀架的基本要求 (8)第二节数控车床立式回转刀架的结构特点 (8)第三节刀架参数的确定 (9)第四节动力源的选择及方案选择结果 (9)第三章回转刀架的工作原理及过程 (11)第一节回转刀架的构成 (11)第二节回转刀架的工作过程 (11)第四章传动机构的设计和标准件的选取 (13)第一节初拟传动方案 (13)第二节选择步进电动机 (13)第三节蜗杆蜗轮的设计 (14)第四节蜗杆轴的设计 (17)第五节中心轴的设计 (22)第六节齿盘的设计 (23)第七节联轴器的选择 (26)第五章安装调试和精度检验 (27)第一节安装调试 (27)第二节精度检验 (27)第三节维护与保养 (29)第四节故障及排除 (29)第六章总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)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。
关键词:数控车床自动回转 PLC AUTOCADAbstractWith the development of CNC lathes,the automatic tool changer system is more and more important in the modern advanced manufacture；because the automatically circumrotating tool can shorten the cycle time of product manufacturing，improve the precision of product machining。
目录第一章引言 (1)1.1概述 (1)1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势 (1)1.3刀架的设计准则 (2)第二章数控车床自动回转刀架的设计 (3)2.1数控车床刀架应满足的要求 (3)2.2刀架的工作原理 (6)2.3步进电机的选用 (7)2.4蜗杆及蜗轮的选用与校核 (8)2.5蜗杆轴的设计 (10)2.6蜗轮轴的设计 (17)2.7中心轴的设计 (18)2.8齿盘的设计 (20)2.9轴承的选择 (23)第三章PLC控制单元设计 (26)3.1PLC与工业控制计算机（IPC）和集散控制系统（DSC）的比较 (26)3.2控制电路硬件接线图 (27)3.3PLC控制流程图 (31)总结 (32)参考文献 (33)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。
刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
其中，带刀库的数控加工中心自动换刀装置自1958年研制成功以来，其机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置时加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势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。
目前国内数控刀架以电动为主，分为立式（如图1-1）和卧式（如图1-2）两种。
立式主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外，卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
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。
目录1、引言 (2)2、主要工作过程 (2)3、总体结构设计 (3)3.1 电动机的选择 (3)3.2 减速传动机构的设计 (3)3.3 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (3)3.4 刀架抬起机构的设计 (4)4、自动回转刀架的工作原理 (4)5、主要传动部件的设计计算 (6)5.1 蜗杆副的设计计算 (6)5.1.1 蜗杆的选型 (6)5.1.2 蜗杆的材料 (7)5.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (7)5.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 (8)5.1.5 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 (9)5.1.6 验算效率 (10)5.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 (10)5.1.8 蜗杆的结构设计 (10)5.2 螺杆的设计计算 (13)5.2.1 螺距的确定 (13)5.2.2 其他参数的确定 (13)5.2.3 自锁性能校核 (14)6、电气控制部分设计 (14)6.1 硬件电路设计 (14)6.1.1 收信电路 (14)6.1.2 发信号电路 (14)6.2 控制软件的设计 (15)数控车床自动回转刀架机电系统设计摘要：本设计以 C616 或 C6132 经济型数控车床的四位的卧式自动回转刀架为研究对象，从该刀架的总体结构、主要传动机构、主要传动部件、硬件电路和控制程序等方面进行了设计。
并在文中给出了详细的关于传动零件的设计计算。
关键词：数控、四工位、卧式刀架、自动回转、定位1、引言数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，必须带有自动回转刀架，数控车床上的回转刀架是一种简单的自动换刀装置。
传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。
而目前我国有大量多年积累使用的通用的机床，要在几年内更新换代，不论是在资金上还是经济效益上都是不可行的，所以对其进行半自动化改造显得重要和迫切。
而普通车床的数控改造既经济又快捷，是符合我国国情的。
毕业设计（论文）任务书指导教师签字：院长（系主任）签字：毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）开题报告摘要自动回转刀架是数控机床的重要组成部分，它有效地提高了劳动生产率，缩短了生产准备时间，消除人工误差提高加工精度和加工精度的一致性等。
但是传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。
所以为了提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件必须对自动回转刀架进行改进。
本文对数控车床自动回转刀架的机电系统的相关内容进行分析，研究数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。
此次主要完成自动回转刀架的机械部分和电气部分的设计。
机械部分为对其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件。
设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位，可以提高数控车床的效率，缩短加工时间；同时其可靠性更稳定，结抅简单。
关键词: 自动回转刀架，换刀装置，机电系统，电气控制Design of automatic turret mechanical and electrical system ofCNC lathesAbstractThe automatic turret is an important part of CNC lathe. It improved labor productivity and shorten the production time, eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of precision. Though conventional ordinary lathe tool change slowly, low accuracy, low productivity. It cannot adapt to the needs of modern production. Therefore, we must be improved the automatic turret in order to increase productivity, improve product quality and improve working.This rotary tool holder for CNC lathe electrical and mechanical systems related content study, study the composition and working principle of CNC lathes turret and improve the tool changerthe of general machine tools, so that the device has an automatic release, transfer, precision positioning and other functions. This time we should completion of the design of automatic turret’sthe mechanical parts and electrical parts. Mechanical part is composed of various mechanical calculation and selection of parts, electrical parts is preparation of the turret automatically transfer of the control software, automatic indexing turret. Design of more powerful CNC tool changer, tool changer quickly through the automatic positioning tool can improve the efficiency of CNC lathes and shorten the processing time; while its reliability is more stable, the structure is simpler.Keywords: Automatic turret Tool changer Electro-Mechanical Systems Electrical control目录1绪论 (1)1.1自动回转刀架的设计背景 (1)1.2自动回转刀架的市场分析 (2)1.3设计自动回转刀架的意义 (2)2自动回转刀架总体设计 (3)2.1总体方案的确定 (3)2.2减速机传动机构的确定 (6)2.3刀体锁紧与精定位机构的确定 (7)2.4抬起机构的确定 (7)3自动回转刀架机械部分设计 (8)3.1自动回转刀架的工作原理 (8)3.2蜗轮及蜗杆的设计及校核 (11)3.2.1蜗杆的选型 (11)3.2.2蜗杆副的材料 (13)3.2.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (14)3.3蜗轮及蜗杆的主要参数与几何尺寸 (16)3.4螺杆的主要参数与几何尺寸 (18)3.4.1螺杆的设计计算 (18)3.5蜗杆轴的设计 (18)3.5.1蜗杆轴的材料选择，确定许用应力 (18)3.5.2按扭转强度初步估算轴的最小直径 (19)3.5.3确定各轴段的直径和长度 (20)3.5.4蜗杆轴的校核 (21)3.6蜗杆轴的轴承选用 (25)4自动回转刀架电气部分设计 (26)4.1硬件电路设计 (26)4.2控制软件设计 (30)4.2.180C31单片机及其引脚说明 (32)4.2.2 静态存储器6264的特性 (34)4.2.3 2764只读存储器的特性 (36)4.2.4 可编程并行I/O接口芯片8255的特性 (37)5结论 (42)6致谢 (43)7参考文献 (45)附录：转配图A0图纸一张、零件图A1、A2各五张（上刀体图、下刀体图上圆盘图、下圆盘图、刀架电气图、蜗轮、蜗杆图、螺杆图、空心轴图、发信盘图）1绪论1.1自动回转刀架的设计背景经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
目录摘要 (4)ABSTACT (5)第一章引言 (6)第一节概述 (6)第二节数控车床自动回转刀架的发展趋势 (6)第三节本设计的主要内容 (7)第二章回转刀架方案选择 (8)第一节数控车床回转刀架的基本要求 (8)第二节数控车床立式回转刀架的结构特点 (8)第三节刀架参数的确定 (9)第四节动力源的选择及方案选择结果 (9)第三章回转刀架的工作原理及过程 (11)第一节回转刀架的构成 (11)第二节回转刀架的工作过程 (11)第四章传动机构的设计和标准件的选取 (13)第一节初拟传动方案 (13)第二节选择步进电动机 (13)第三节蜗杆蜗轮的设计 (14)第四节蜗杆轴的设计 (17)第五节中心轴的设计 (22)第六节齿盘的设计 (23)第七节联轴器的选择 (26)第五章安装调试和精度检验 (27)第一节安装调试 (27)第二节精度检验 (27)第三节维护与保养 (29)第四节故障及排除 (29)第六章总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)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。
关键词:数控车床自动回转 PLC AUTOCADAbstractWith the development of CNC lathes,the automatic tool changer system is more and more important in the modern advanced manufacture;because the automatically circumrotating tool can shorten the cycle time of product manufacturing,improve the precision of product C turret began to fasten tool change,electro-hydraulic combination of drive and servo drive direction.According to processing,there are four knife,hexagonal turret,and eight or more station of the disc cutter knife and other forms of axial loading.Were installed on the rotary turret 4,6 or more tools,numerical control device in according with ATC instructions.Automatic tool changer in order to meet the changing time should be short,safe and reliable basic requirements.This issue mainly four-station vertical automatically circumrotating turret for mechanical design and application of relay-access control system for the design of control section.Some of the above as well as the use of AUTOCAD to do maps.electric tool has a more intuitive understanding.Keywords:CNC lathe automatically circumrotating PLC AutoCAD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。
刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。
随着数控车床的不断发展，刀架结构形式也在不断翻新。
其中按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。
其中，带刀库的数控加工中心自动换刀装置自1958年研制成功以来，其机械结构和控制方式不断得到改进和完善。
自动换刀装置时加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有更换主轴头换刀以及带刀库的自动换刀系统。
1.2 数控车床自动回转刀架的发展趋势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。
目前国内数控刀架以电动为主，分为立式（如图1-1）和卧式（如图1-2）两种。
立式主要用于简易数控车床；卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外，卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
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。
另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的电动刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。
数控刀架的市场分析：国产数控车床将向中高档发展，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。
图 1-1 立式回转刀架图1-2 卧式回转刀架1.3 刀架的设计准则我们设计主过程，本着一下几条设计准则：1）创造性的利用所需要的物理性能和控制；2）预测意外载荷；3）创造有利的载荷条件；4）提高合理的应力分布和刚度面；5）辨别功能载荷及其意义；6）重量尽量轻；7）应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸；8）根据性能组合选择材料；9）在储备零件与整体零件之间进行选择；10）进行功能设计以适应制造工艺和降低成本的要求。
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1）满足工艺过程所提出的要求。
机床依靠刀具和工件间相对运动形成工件表面，而工件的表面形状和表面位置的不同，要求刀架能够布置足够多的刀具，而且能够方便而正确地加工各工件表面，为了实现在工件的一次安装中完成多工序加工，所以要求刀架可以方便地转位。
2）在刀架以要能牢固地安装刀具，在刀架上安装刀具进还应能精确地调整刀具的位置，采用自动交换刀具时，应能保证刀具交换前后都能处于正确位置。
以保证刀具和工件间准确的相对位置。
刀架的运动精度将直接反映到加工工件的几何形状精度和表面粗糙度上，为此，刀架的运动轨迹必须准确，运动应平稳，刀架运转的终点到位应准确。
面且这种精度保持性要好，以便长期保持刀具的正确位置。
3）刀架应具有足够的刚度。
由于刀具的类型、尺寸各异，重量相差很大，刀具在自动转换过程中方向变换较复杂，而且有些刀架还直接承受切削力。
考虑到采用新型刀具材料和先进的切削用量，所以刀架必须具有足够的刚度，以使切削过程和换刀过程平稳。
4）可靠性高。
由于刀架在机床工作过程中，使用次数很多，而且使用频率也高，所以必须充分重视它的可靠性。
5）刀架是为了提高机床自动化而出现的，因而它的换刀时间应尽可能缩短，以利于提高生产率。
目前自动换刀装置的换刀时间在0.8—6秒之间不等。
而且还在进一步缩短。
6）操作方便和安全。
刀架是工人经常操作的机床部件之一，因此它的操作是否方便和安全，往往是评价刀架设计好坏的指标。
刀架上应便于工人装刀和调刀，切屑流出方向不能朝向工人，而且操作调整刀架的手柄（或手轮）要省力，应尽量设置在便于操作的地方。
2.1.1 动力刀架的整体方案设计刀架是车床的重要组成部分，加工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加工，用于夹持加工用的刀具,因此其结构直接影响到车床的加工性能和加工效率。
刀架采用端齿分度，转位由步进电动机驱动，刀位由二进制绝对编码器识别，动力刀具由变频电机驱动，通过同步齿形带等将动力传递到刀夹。
各类数控机床的自动换到装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀具种类和数量。
数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围见表1-1第三节刀架参数的确定刀尖高是数控车床回转刀架的主要参数。
国内生产的立式数控车床回转刀架的中心高一般有51～245mm共计八个规格（具体参见参考文献[1]表3.15-4）。
因此，参照烟台机床附件厂生产的AK21110-4M型回转刀架，初选刀尖高为110mm。
其型号及具体规格如表2-1：表2-1 刀架参数型号中心高mm 工位数单工位时间s刀架转速r/min最大切力矩N·m电动机功率W电动机转速r/min最大载重Kg重复定位精度mm外形尺寸mmAK21110-4M 110 4 2.5 25.4 450 120 1400 28 ±2″367200230创第四节动力源的选择及方案选择结果驱动回转刀架的动力可分为电动机传动和液压传动两大类。
一般情况下只在卧式数控机床回转刀架中使用液压传动，而其余均为电动刀架，故对CK6140在选用时应取电动机作为回转刀架的动力源。
通过对数控车床回转刀架的基本要求，结构特点，动力源及基本参数的分析，可以得出CK6140回转刀架的设计方案如下：⑴立式简易型；⑵伺服电动机直接驱动；⑶刀尖高为110mm，工位数为4；⑷外形尺寸为200×200×252（长×宽×高）；⑸采用霍尔开关作为信号传输控制元件；⑹转位时刀架需要抬起，高度为5mm。
第三章回转刀架的工作原理及过程第一节回转刀架的构成立式数控车床回转刀架由固定部分（刀架基座或下刀体），转动部分（刀架座或上刀体）和驱动电动机三部分组成，并采用了卧轴外露式电动机布局。
第二节回转刀架的工作过程本设计回转刀架的工作原理为机械螺母升降转位式。
工作过程可分为刀架抬起、刀架转位、刀架定位并压紧等几个步骤，如图3-1所示，其工作过程如下：⑴刀架抬起当数控系统发出换刀指令后, 通过接口电路使电机正转, 经传动装置2、驱动蜗杆蜗轮机构1、蜗轮带动丝杆螺母机构8逆时针旋转 ,此时由于齿盘3、4处于啮合状态，在丝杆螺母机构8转动时，使上刀架体产生向上的轴向力将齿盘松开并抬起,直至两定位齿盘3、4 脱离啮合状态,从而带动上刀架和齿盘产生“上台”动作。
