數(shù)控車床自動回轉刀架機電系統(tǒng)設計32431

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1、專業(yè)資料參考目錄設計任務……………………………………………1總體結構設計…………………………………………2自動回轉刀架的工作原理……………………………2主要傳動部件的設計…………………………………3電器控制部分的設計…………………………………13參考文獻………………………………………………20word格式整理專業(yè)資料參考一、設計任務題目：數(shù)控車床自動刀架PLC控制系統(tǒng)設計任務：設計一臺四工位立式回轉刀架，適用于CA6132數(shù)控車床。要求繪制自動回轉刀架的機械結構圖。推薦刀架所用電動機的額定功率為90W，額定轉速1440r/min，換刀時要求刀架轉動的速度

2、為20r/min。二、總體結構設計1、減速傳動機構的設計普通的三項異步電動機因轉速太快，不能直接驅動刀架進行換刀，必須經過適當?shù)臏p速。根據(jù)立式轉位刀架的結構特點，采用蝸桿副減速時最佳選擇。蝸桿副傳動可以改變運動的方向，獲得較大的傳動比，保證傳動精度和平穩(wěn)性，并且具有自鎖功能，還可以實現(xiàn)整個裝置的小型化。2、上刀體鎖緊與精定位機構的設計由于刀具直接安裝在上刀體上，所以上刀體要承受全部的切削力，其鎖緊與定位的精度將直接影響工件的加工精度。本設計上刀體的鎖進玉定位機構選用端面齒盤，將上刀體和下刀體的配合面加工成梯形端面齒。當?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時，上下端面齒相互嚙

3、合，這時上刀體不能繞刀架的中心軸旋轉；換刀時電動機正轉，抬起機構使上刀體抬起，等上下端面齒脫開后，上刀體才可以繞刀架中心軸轉動，完成轉位動作。3、刀架抬起機構的設計要想使上、下刀體的兩個端面齒脫離，就必須設計適合的機構使上刀體抬起。本設計選用螺桿-螺母副，在上刀體內部加工出內螺紋，當電動機通過蝸桿-渦輪帶動蝸桿繞中心軸轉動時，作為螺母的上刀體要么轉動，要么上下移動。當?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時，上刀體與下刀體的端面齒相互嚙合，因為這時上刀體不能與螺桿一起轉動，所以螺桿的轉動會使上刀體向上移動。當端面齒脫離嚙合時，上刀體就與螺桿一起轉動。設計螺桿時要求選擇適當?shù)穆?/p>

4、距，以便當螺桿轉動一定的角度時，使得上刀梯與下刀體的端面齒能夠完全脫離嚙合狀態(tài)。word格式整理專業(yè)資料參考自動回轉刀架的傳動機構示意圖，詳細的裝配圖在圖紙上。三、自動回轉刀架的工作原理自動回轉刀架的換刀流程如下圖。圖上表示自動回轉刀架在換刀過程中有關銷的位置。其中上部的圓柱銷2和下部的反靠銷6起著重要作用。當?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時，兩銷的情況如圖A所示，此時反靠銷6落在圓盤7的十字槽內，上刀體4的端面齒和下刀體的端面齒處于嚙合狀態(tài)（上下端面齒在圖中未畫出）。需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉位信號，三項異步電動機正向旋轉，通過蝸桿副帶動蝸桿正向轉動，與螺桿配合

5、的上刀體4逐漸抬起，上刀體4與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤1也隨著螺桿正向轉動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當轉過約時，上蓋圓盤1直槽的另一端轉到圓柱銷2的正上方，由于彈簧3的作用，圓柱銷2落入直槽內，于是上蓋圓盤1就通過圓柱銷2使得上刀體4轉動起來（此時端面齒已完全脫開）。上蓋圓盤1、圓柱銷2以及上刀體4在正轉的過程中，反靠銷6能夠從反靠圓盤7中十字槽的左側斜坡滑出，而不影響上刀體4尋找刀位時的正向轉動。上刀體4帶動磁鐵轉到需要的刀位時，發(fā)信盤上對應的霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動機反轉，上蓋圓盤1通過

6、圓柱銷2帶動上刀體4開始反轉，反靠銷6馬上就會落入反靠圓盤7的十字槽內，至此，完成粗定位。此時，反靠銷6從反靠圓盤7的十字槽內爬不上來，于是上刀體4停止轉動，開始下降，而上蓋圓盤1繼續(xù)反轉，其直槽的左側斜坡將圓柱銷2的頭部壓入上刀體4的銷空內，之后，上蓋圓盤1是下表面開始與圓柱銷2的頭部滑動。再次期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，經過設定的延時時間后，刀架電動機停轉，整個換刀過程結束。由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可以穩(wěn)定地工作。word格式整理專業(yè)資料參考銷連接蝸桿-渦輪減速刀架電動機正轉螺桿正轉上蓋圓盤旋轉霍爾元件觸發(fā)蝸桿-渦輪減速上刀

7、體抬起端面齒錯開圓柱銷落入上蓋圓盤上刀體旋轉到位回答刀架電動機反轉螺桿反轉反靠銷反靠端面齒嚙合刀架電動機正轉刀架電動機正轉延時鎖緊電動機停轉自動回轉刀架的換刀流程word格式整理專業(yè)資料參考四、主要傳動部件的設計1.蝸桿副的設計計算自動回轉刀架的動力源是三相異步電動機。其中蝸桿與電動機直聯(lián)，刀架轉位時蝸輪與上刀體直聯(lián)。已知電動機額定功率=90W。,額定轉速=1440r/min，上刀體設計轉速=20r/min，則蝸桿副的傳動比i=/=1440/20=72。刀架從轉位到鎖緊時，需要蝸桿反向，工作載荷不均勻，啟動時沖擊較大，今要求蝸桿副的使用壽命=10000h

8、。（1）蝸桿的選型GB/T10085-1988推薦采用漸開線蝸桿和錐面包絡蝸桿。