基于单片机的数控车床4刀位刀架的自动换刀装置的设计.pdf
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毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目基于单片机的数控车床4刀位刀架的自动换刀装置的设计学生姓名学号班级主要任务实现基于单片机的数控车床的4刀位刀架的自动换刀装置的机械及目机构和电气控制的设计标主要内容:一、基于单片机的4刀位数控车床刀架的机械结构的设计1、刀架的形式主要2、刀位的分布形式内容3、刀柄的规格与基二、基于单片机的4刀位数控车床自动换刀装置的电气控制的设计本要1、控制原理及电路图求或2、所用到的电气元件的选用技术3、单片机的控制程序数据基本要求:(1)机械结构的设计要有设计方法和设计的图样;(2)电气控制部分,要有电路图、电器元件的选用方法和必要的说明;(3)软件控制部分,要有控制程序及对应的文字说明序各阶段起止号工作安排日期1查找准备相关的书籍、资料9月27日至10月8日进度2整理所要用的相关资料,列出提纲10月9日至10月10日安排3设计机械结构10月11日至10月20日4设计电气电路10月21日至10月31日5编写控制程序11月1日至11月10日6进行修改,完成毕业设计11月11日至11月20日指导教师签字:年月日系主管领导签字:年月日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3.1PLC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3.3PLC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。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