毕业设计任务书-数控加工中心的自动换刀装置

加工中心的换刀形式以及刀库种类介绍数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间传递和装卸刀具的装置称为刀具交换装置。

本文讲解了加工中心的换刀形式以及刀库种类相关内容。

自动换刀数控机床多采用刀库式自动换刀装置。

带刀库的自动换刀系统由刀库和刀具交换机构组成，它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀方法。

换刀过程较为复杂，首先把加工过程中需要使用的全部刀具分别安装在标准的刀柄上，在机外进行尺寸预调整之后，按一定的方式放入刀库，换刀时先在刀库中进行选刀，并由刀具交换装置从刀库和主轴上取出刀具。

在进行刀具交换之后，将新刀具装入主轴，把旧刀具放回刀库。

存放刀具的刀库具有较大的容量，它既可安装在主轴箱的侧面或上方，也可作为单独部件安装到机床以外。

1、刀库的种类刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中的主要部件之一。

根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成不同类型。

图7.1所示为常见的几种刀库的形式。

(1)直线刀库。

如图7.1(a)所示，刀具在刀库中直线排列、结构简单，存放刀具数量有限(一般8把-12把)，较少使用。

(2)圆盘刀库。

如图7.1(b)-(g)所示，存刀量少则6把-8把，多则50把-60把，有多种形式。

图7.1(b)所示刀库，刀具径向布置，占有较大空间，一般置于机床立柱上端。

图7.1(c)所示刀库，刀具轴向布置，常置于主轴侧面，刀库轴心线可垂直放置，也可以水平放置，较多使用。

图7.1(d)所示刀库，刀具为伞状布置，多斜放于立柱上端。

为进一步扩充存刀量，有的机床使用多圈分布刀具的圆盘刀库(图7.1(e))，多层圆盘刀库(图7.1(f))和多排圆盘刀库(图7.1(g))。

多排圆盘刀库每排4把刀，可整排更换。

后三种刀库形式使用较少。

(3)链式刀库。

链式刀库是较常使用的形式(图7.1(h),(i))，常用的有单排链式刀库(图7.1(h))和加长链条的链式刀库(图7.1(i))。

(4)其他刀库。

格子箱式刀库，如图7.1(j)、k，刀库容量较大。

数控车配合件毕业设计【篇一：数控车配合件工艺与编程】配合件的工艺与编程【摘要】数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不但发展和应用领域的扩大他对归计民生的一些重要行业(it、汽车、医疗、轻工等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势.在我国加入wto和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证.数控加工与编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用,同时使对本专业有较完整的系统的认识,从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的,培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。

此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写、机床的熟练操作。

关键词：数控车、工艺分析、加工方案、abstract: numerical control technique is to use the technique that the figure information carries on a control vs machinery running and the operate process, count control an equipage is with the number control technique for the representatives new technique make the machine electricity integral whole that domain and newly arisen manufacturing permeate forming to turn a product to the tradition, namely the so-called digitize equips. the number controled technical application to not only bring traditional manufacturing business revolution change, make the manufacturing business become the symbol of industrialization, but also along with number control technical not only expanding of shape and application realm his someshapes of important crafts(it, autocar, medical treatment and light work etc.) in returning to account peoples livelihoods contain more and more important action, because these crafts is already the big trend of modern shape the digitize that need to be equiped. deveolp an our country number under the new surrounding that our country building - out wto with outward open to deepen further control technique and equipage is exaltation our country importance assurance of the manufacturing business information-based horizontal and international competitive power. the number controls transform and plait distance to graduate a design is number control to constitute number to control the important composition of processing technology professional knowledge and professional skill fraction in the professional teaching system, the design of passing the graduation makes the basic theory that we learned vs related academics basic knowledge progress synthesis usage, make at the same time the understanding to have more complete system to this profession, thus hit consolidation and expand, deepen the purpose of learning the knowledge, development and exaltation comprehensive analysis problem and problem-solving capability and development the search and innovation capability of science.this time graduations designing the problem of main settle is the packing of kit clip, tool angel of for establishing knife, craft route, the sequence tread with work of the select of curtate, tool angel, slice to pare dosage to really settle, the well-trained operation of writing of truning job program, engine bed.key words: cnc lathe、process analysis、processing scheme 目录1 数控机床的发展简介 ....................................................................................................... .. (5)2 数控加工工艺的基本知识 ....................................................................................................... (7)2.1 数控加工工艺的概念 ....................................................................................................... . (7)2.2 数控加工工艺过程 ....................................................................................................... .. (7)2.3 数控加工的特点 ....................................................................................................... (7)3 零件数控加工前的简单分析 (8)3.1 零件的基本情况简介 ....................................................................................................... . (8)3.2 零件的技术要求 ....................................................................................................... (9)3.3 加工设备的选择 ....................................................................................................... (9)3.4 零件的工艺分析 ....................................................................................................... (9)3.5 基准的选择原则 ....................................................................................................... . (10)4 零件数控加工工艺分析 ....................................................................................................... .. (13)4.1 加工方案的确定 ....................................................................................................... . (13)4.2 工步的划分 ....................................................................................................... (13)4.3 加工顺序及进给路线的确定 (13)4.3.1 零件加工时需遵守的原则 (13)4.3.2 进给路线的确定 ....................................................................................................... (14)4.4 切削液的选择 ....................................................................................................... .. (17)4.5 刀具的选择 ....................................................................................................... (17)4.6 主要工序的安排 ....................................................................................................... . (18)4.7 工艺过程卡及其工序卡片的编写 (21)5 数控加工程序的编写 ....................................................................................................... (25)5.1 数控加工简介 ....................................................................................................... .. (25)5.2 数控机床的工作过程 ....................................................................................................... .. 255.3 数控加工的特点 ....................................................................................................... . (25)5.4 按工序编写数控加工程序 (26)5.5 模拟运行 ....................................................................................................... . (33)5.6零件加工 ....................................................................................................... .. (33)5.7 精度自检 ....................................................................................................... . (33)总结 ....................................................................................................... . (34)谢辞 ....................................................................................................... . (35)参考文献 ....................................................................................................... .. (36)1 数控机床的发展简介20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。

立式加工中心换刀机械手Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】毕业设计（论文）题目：基于pro/e的加工中心换刀机械手的设计学生姓名：黄玉鹏学号：学部（系）：机械与电气工程专业年级：12级机械设计制造及其自动化（3）班指导教师：樊珊职称或学位：本科2016 年 5 月 1 日加工中心换刀机械手设计【摘要】本论文介绍的是小型加工中心换刀机械手的设计。

机械手的种类很多，在本次设计中机械手选用回转式双臂机械手。

它的主要动作是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀─新旧刀具交换─装刀。

回转式双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、所需空间小动作灵活可靠等.应用最为广泛。

数控系统是加工中心的控制中心，它主要由（CNC）、可编程控制系统(PLC)、伺服系统构成。

关键词:加工中心换刀机械手Vertical machining center for knife manipulatordesign[Abstract]:This paper introduces the design of the tool changing-manipulator of the small machines centertool changing-manipulator is one of the main components of the automatically-trading-knife installment. There are a lot of types of tool changing-manipulators. The tool changing-manipulator of this design adopts the two arms manipulator of turn-over type in this design。

数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构设计摘要数控卧式镗铣床是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床，工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的多种工序的加工。

数控卧式镗铣床刀库机械手回转与装卸刀机构用于主轴和刀库间的装刀与卸刀操作。

良好的结构设计能够实现刀库与机床主轴之间刀具的快速装卸，提高机床的工作效率。

镗铣床主要是刀具在工件上加工已有预制孔的机床。

通常，刀具旋转为主运动，刀具或工件的移动为进给运动。

它主要是用来加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。

自动换刀装置是数控加工中心在工件的一次装夹中实现多道工序加工不可缺少的装置,主要由刀库、机械手和驱动装置几部分组成。

关键字：卧式镗铣床；自动换刀装置；回转机构；装卸刀装置CNC horizontal boring and milling machine tool storage manipulator rotary knife with loading anddischarging mechanism designAbstractCNC horizontal boring and milling machine is a kind of digital control machine tools, automatic tool changer and arbitrary indexing NC rotary table machining of the workpiece in a fixture can automatically complete the side of a variety of processes. CNC horizontal boring and milling machine magazine robotic swing and handling knife institutions for the loading the knife and unloading knife operation between the spindle and magazine. The good structure designed to achieve rapid loading and unloading of the tool between the magazine and the machine tool spindle to improve the efficiency of the machine. Boring and milling machine is a machine tool on the workpiece processing has been pre-hole. Typically, the rotation of the tool main movement, the movement of the tool or workpiece feed movement. It is mainly used to process high-precision holes or location to complete the finishing of a plurality of apertures, in addition to in the hole finishing machining surface processing. The automatic tool changer CNC machining centers in the workpiece clamping device, multi-channel processes indispensable mainly by the magazine, robots and drives several parts.Keywords：horizontal boring and milling machine；automatic tool changer；rotating mechanism；loading and unloading knife device目录1 绪论 (1)1.1题目背景和意义 (1)1.2数控镗铣床概述和结构组成 (1)1.2.1数控镗铣床的结构组成 (2)1.3国内外研究情况 (2)1.4本课题研究的主要内容 (3)1.4.1本课题研究的主要内容 (3)1.4.2 研究方案 (3)1.4.3 研究方法 (3)2 总体方案的确定 (7)2.1 主要技术参数 (6)2.2 自动换刀装置的设计参数 (6)2.3 确定数控卧式镗铣床自动换刀装置的形式 (6)3 机械手 (8)3.1机械手的组成 (8)3.1.1执行机构 (8)3.1.2驱动机构 (8)3.1.3 控制系统 (9)3.1.4课题工作要求 (9)3.2机械手手部的结构的设计 (10)3.2.2夹紧力及驱动力的计算 (12)3.2.3 机械手手抓夹持精度的分析计算 (13)3.2.4 弹簧的设计计算 (13)3.3机械手腕部结构的设计 (15)3.3.1腕部的结构以及选择 (15)3.3.2腕部的设计计算 (15)3.3.3液压缸盖螺钉的计算 (17)3.4 臂部 (18)3.4.1 臂部结构形式 (19)3.4.2 臂部运动的导向装置 (19)3.5机械手机身的设计计算 (21)3.5.1机身的整体设计 (21)3.5.2 机身回转机构的设计计算 (22)3.6自动换刀机械手的滑座伸缩和手架回转运动机构 (24)4 刀具交换装置的设计 (26)4.1 换刀机械手抓刀部分结构 (26)4.2 机械手传动结构 (27)4.3 自动换刀过程的动作顺序 (28)4.4 自动换刀装置的相关技术要求 (29)4.4.1 主轴准停装置 (29)4.4.2 换刀机械手的安装与调试 (29)5 自动换刀装置的控制原理 (30)5.1刀库的控制 (30)5.2机械手的控制 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)毕业设计（论文）知识产权声明 (34)毕业设计（论文）独创性声明 (35)1 绪论1.1题目背景和意义数控卧式镗铣床是一种具有自动换刀装置和任意分度数控转台的数字控制机床，工件在一次装夹后能自动完成几个侧面的多种工序的加工。

目录第一章数控机床的加工特点 (7)第二章数控加工 (8)（一）数控加工概述 (8)（二）数控加工在机械制造中的地位和作用 (10)第三章零件图的审查分析与技术要求的确定 (11)第四章毛胚的确定 (12)第五章选择机床设备 (13)第六章装夹方法与量具的选择 (14)（一）毛胚及装夹方法 (14)（二）量具的选择 (14)第七章刀具选择和对刀点、换刀点的确定 (15)（一）选择刀具 (15)（二）对刀点、换刀点的确定 (15)第八章工艺过程与工艺路线的确定 (16)（一）工艺路线的确定 (16)（二）工艺路线 (16)（三）零件图 (17)第九章尺寸计算与零件轮廓节点坐标的计算 (18)第十章程序的编制 (19)（一）程序单 (20)（二）工艺卡 (21)结束语 (22)参考文献 (23)前言一．数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面1.高速、高精加工技术及装备的新趋势高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。

为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。

近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。

第一章前言数控技术的发展历程回顾数控技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。

第一个阶段叫做NC阶段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。

自1970年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做CNC阶段，成为第四代数控系统：从1974年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。

经过十多年的发展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。

实际上从20世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。

但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统，而第六代——开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。

数控加工中心的基本功能带有自动换刀刀具交换装置（ATC Automatic Tool Change）的数控机床称为加工中心。

它通过刀具的自动交换，可以一次装夹完成多道工序的加工，实现了工序的集中和工艺的复合，从而缩短了辅助加工时间，提高了机床的效率，减少了零件安装、定位次数，提高了加工精度。

加工中心是目前数控机床中产量最大、应用最广的数控机床。

带有刀具自动交换装置、能一次集中完成多种工序加工的数控加工设备。

数控机床实现了中、小批量加工自动化，改善了劳动条件。

此外，它还具有生产率高、加工精度稳定、产品成本低等一系列优点。

为了进一步发挥这些优点，数控机床遂向“工序集中”，即一台数控机床在一次装夹零件后能完成多任务序加工的数控机床(即加工中心)方面发展。

钻、镗、铣、车等单功能数控机床只能分别完成钻、镗、铣、车等作业，而在机械制造工业中，大部分零件都是需要多任务序加工的。

在单功能数控机床的整个加工过程中，真正用于切削的时间只占30％左右，其余的大部分时间都花费在安装、调整刀具、搬运、装卸零件和检查加工精度等辅助工作上。

在零件需要进行多种工序加工的情况下，单功能数控机床的加工效率仍然不高。

加工中心一般都具有刀具自动交换功能，零件装夹后便能一次完成钻、镗、铣、、攻丝等多种工序加工。

自动换刀装置的结构原理与维修8.4.1 自动换刀装置的形式自动换刀装置是加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，目前常见的有以下几种。

1．回转刀架换刀数控机床使用的回转刀架是最简单的自动换刀装置，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。

图8-17为数控车床六角回转刀架，它适用于盘类零件的加工。

在加工轴类零件时，可以用四方回转刀架。

由于两者底部安装尺寸相同，更换刀架十分方便。

图8-17 数控车床六角回转刀架1－活塞 2－刀架体 3、7－齿轮 4－齿圈 5－空套齿轮6－活塞 8－齿条 9－固定插销 10、11－推杆 12－触头回转刀架的全部动作由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，它的动作分为4个步骤：(1)刀架抬起当数控装置发出换刀指令后，压力油由a孔进入压紧液压缸的下腔，活塞1上升，刀架体2抬起，使定位用的活动插销10与固定插销9脱开。

同时，活塞杆下端的端齿离合器与空套齿轮5结合。

(2)刀架转位当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位液压缸左腔，活塞6向右移动，通过联接板带动齿条8移动，使空套齿轮5作逆时针方向转动。

通过端齿离合器使刀架转过60º。

活塞的行程应等于齿轮5分度圆周长的1/6，并由限位开关控制。

(3)刀架压紧刀架转位之后，压力油从b孔进入压紧液压缸上腔，活塞1带动刀架体2下降。

齿轮3的底盘上精确地安装有6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动插销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。

刀架体2下降时，定位活动插销10与另一个固定插销9卡紧，同时齿轮3与齿圈4的锥面接触，刀架在新的位置定位并夹紧。

这时，端齿离合器与空套齿轮5脱开。

(4)转位液压缸复位刀架压紧之后，压力油从d孔进入转位液压缸的右腔，活塞6带动齿条复位，由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮3在轴上空转。