數(shù)控鉆銑床臥式六軸轉塔頭刀架機構設計.rar
數(shù)控鉆銑床臥式六軸轉塔頭刀架機構設計,摘要臥式六軸轉塔頭是一種自動換刀裝置。它帶有六根完全相同的主軸，采用液壓抬起、分度和夾緊，轉塔的定位采用鼠齒盤結構。轉塔頭的動作順序為主軸停轉，傳動主軸的滑動齒輪脫開，轉塔頭抬起，然后轉位、下降、定位和夾緊，傳動主軸的滑動齒輪進入嚙合，主軸轉動，即可開始加工。一般可以完成鉆、擴、鉸、...
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數(shù)控鉆銑床臥式六軸轉塔頭刀架機構設計
摘要
臥式六軸轉塔頭是一種自動換刀裝置。它帶有六根完全相同的主軸，采用液壓抬起、分度和夾緊，轉塔的定位采用鼠齒盤結構。轉塔頭的動作順序為主軸停轉，傳動主軸的滑動齒輪脫開，轉塔頭抬起，然后轉位、下降、定位和夾緊，傳動主軸的滑動齒輪進入嚙合，主軸轉動，即可開始加工。一般可以完成鉆、擴、鉸、攻絲、鏜孔、車端面和銑削等工藝內容。從而大大提高了生產(chǎn)效率，在中小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。
本次設計的臥式六軸轉塔頭包含了主要的機械零部件，因此涉及了主軸、齒輪、軸承、鍵、聯(lián)接件、液壓缸等等零件的結構設計和校核，在設計過程中運用了類比的設計方法和大膽的組合設計創(chuàng)新方法，改善了主軸夾緊刀具裝置。由于近兩年開發(fā)的伺服電機驅動刀架和采用模塊化設計帶銑削功能的動力刀架，使國內數(shù)控刀架技術向高速化、復合化方向發(fā)展。相信數(shù)控轉塔刀架技術的應用將更能有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質量。
關鍵詞：臥式；轉塔頭；自動換刀；刀架
Six-axis Horizontal CNC Drilling and Milling Machine Turret Head Turret Mechanism Design
ABSTRACT
The horizontal six shafts turret-head is an automatic equipment which can change tools by order. It is made up of six same shafts and can do a series of movement, include slitting, turning, clamping by hydraulic pressure, and locating by dentate disc. The turret-head can realize a series of movements in order as follows, stopping spindle, the sliding gear divided from spindle driving, turret-head rising, and then locomotion, descend, positioning and clamping. After spindle sliding into gear meshing, spindle will start working. Generally it can carry out drilling, expansion joints, tapping, boring, milling etc. Thus it greatly improves the efficiency of production, and it is widely used in small and medium-sized manufacturing.
The design of horizontal six shafts turret-head is composed of many mechanical components. So this paper refers to the check of main shaft gear, bearing, hydraulic cylinder, key and bolt etc. With the combination of analogy and innovation throughout, we have improved the spindle clamping device and have come up with the idea that the two coordinate’s hydraulic movable fork enables the wear to be zero. With the exploitation of the servo motor-driven carrier and milling carrier designed with modular method in last two years, domestic CNC technology developed toward the direction of high speed and complexity. We believe that the application of tool carrier will improve producing efficiency and the quality of products.
Keywords: Horizontal; Turret-head; Automatic Tool Changing; Tool Carrier
目 錄
第1 章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 轉塔頭在數(shù)控機床上應用的歷史與現(xiàn)狀 1
1.2.1 數(shù)控刀架技術發(fā)展演變 1
1.2.2 數(shù)控刀架的基本結構及技術的發(fā)展演變 2
1.2.3 國內外數(shù)控刀架最新技術發(fā)展狀況 3
1.3 選擇數(shù)控機床轉塔頭設計課題的目的和意義 7
第2 章 轉塔頭的結構設計 7
2.1 方案論證 7
2.1.1自動換刀方式的選擇 7
2.1.2主傳動系統(tǒng)的選擇 8
2.1.3 回轉與分度方式的選擇 9
2.2 主軸切削力和最大扭矩的計算 13
2.2.1主軸鉆削功率和扭矩的計算 13
2.2.2主軸銑削速度和功率的計算 14
2.2.3 主軸傳動系統(tǒng)設計 17
2.3 齒輪的結構設計 20
2.3.1 I級齒輪結構設計 20
2.3.2 II級齒輪結構設計 24
2.3.3 III 級齒輪結構設計 24
2.4軸的結構設計及校核 28
2.4.1 軸的分類及特點 28
2.4.2 軸的材料及熱處理 29
2.4.3 II軸的結構設計 29
2.4.4 傳動軸的結構設計 31
2.4.5 主軸的結構設計 32
2.4.6 主軸的校核 34
2.5 軸承的設計和校核 35
2.5.1．傳動軸軸承選擇 35
2.6 鍵的設計與校核 37
2.6.1 Ⅱ軸齒輪鍵的選擇與校核 37
2.6.2 Ⅲ軸齒輪鍵I的選擇與校核 38
2.6.3 Ⅲ軸齒輪鍵II的選擇與校核 38
2.6.4 Ⅳ軸齒輪鍵的選擇與校核 39
第3 章 中心液壓缸的設計 40
3.1 中心液壓缸的工作過程 40
3.2 中心壓力缸的結構設計 40
3.2.1 壓力缸的結構選擇 40
3.2.2 壓力缸主要參數(shù)計算 41
3.3 螺栓強度的校核 45
第4章 轉塔刀架三維裝配與動作過程 46
4.1 轉塔刀架的PROE造型 46
4.2 轉塔刀架動作過程 47
4.2.1 齒輪傳動系統(tǒng)總圖 47
4.2.2 轉塔頭動作過程 48
總結 49
參考文獻 50
致謝 51
附錄 52
摘要
臥式六軸轉塔頭是一種自動換刀裝置。它帶有六根完全相同的主軸，采用液壓抬起、分度和夾緊，轉塔的定位采用鼠齒盤結構。轉塔頭的動作順序為主軸停轉，傳動主軸的滑動齒輪脫開，轉塔頭抬起，然后轉位、下降、定位和夾緊，傳動主軸的滑動齒輪進入嚙合，主軸轉動，即可開始加工。一般可以完成鉆、擴、鉸、攻絲、鏜孔、車端面和銑削等工藝內容。從而大大提高了生產(chǎn)效率，在中小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。
本次設計的臥式六軸轉塔頭包含了主要的機械零部件，因此涉及了主軸、齒輪、軸承、鍵、聯(lián)接件、液壓缸等等零件的結構設計和校核，在設計過程中運用了類比的設計方法和大膽的組合設計創(chuàng)新方法，改善了主軸夾緊刀具裝置。由于近兩年開發(fā)的伺服電機驅動刀架和采用模塊化設計帶銑削功能的動力刀架，使國內數(shù)控刀架技術向高速化、復合化方向發(fā)展。相信數(shù)控轉塔刀架技術的應用將更能有效提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質量。
關鍵詞：臥式；轉塔頭；自動換刀；刀架
Six-axis Horizontal CNC Drilling and Milling Machine Turret Head Turret Mechanism Design
ABSTRACT
The horizontal six shafts turret-head is an automatic equipment which can change tools by order. It is made up of six same shafts and can do a series of movement, include slitting, turning, clamping by hydraulic pressure, and locating by dentate disc. The turret-head can realize a series of movements in order as follows, stopping spindle, the sliding gear divided from spindle driving, turret-head rising, and then locomotion, descend, positioning and clamping. After spindle sliding into gear meshing, spindle will start working. Generally it can carry out drilling, expansion joints, tapping, boring, milling etc. Thus it greatly improves the efficiency of production, and it is widely used in small and medium-sized manufacturing.
The design of horizontal six shafts turret-head is composed of many mechanical components. So this paper refers to the check of main shaft gear, bearing, hydraulic cylinder, key and bolt etc. With the combination of analogy and innovation throughout, we have improved the spindle clamping device and have come up with the idea that the two coordinate’s hydraulic movable fork enables the wear to be zero. With the exploitation of the servo motor-driven carrier and milling carrier designed with modular method in last two years, domestic CNC technology developed toward the direction of high speed and complexity. We believe that the application of tool carrier will improve producing efficiency and the quality of products.
Keywords: Horizontal; Turret-head; Automatic Tool Changing; Tool Carrier
目 錄
第1 章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 轉塔頭在數(shù)控機床上應用的歷史與現(xiàn)狀 1
1.2.1 數(shù)控刀架技術發(fā)展演變 1
1.2.2 數(shù)控刀架的基本結構及技術的發(fā)展演變 2
1.2.3 國內外數(shù)控刀架最新技術發(fā)展狀況 3
1.3 選擇數(shù)控機床轉塔頭設計課題的目的和意義 7
第2 章 轉塔頭的結構設計 7
2.1 方案論證 7
2.1.1自動換刀方式的選擇 7
2.1.2主傳動系統(tǒng)的選擇 8
2.1.3 回轉與分度方式的選擇 9
2.2 主軸切削力和最大扭矩的計算 13
2.2.1主軸鉆削功率和扭矩的計算 13
2.2.2主軸銑削速度和功率的計算 14
2.2.3 主軸傳動系統(tǒng)設計 17
2.3 齒輪的結構設計 20
2.3.1 I級齒輪結構設計 20
2.3.2 II級齒輪結構設計 24
2.3.3 III 級齒輪結構設計 24
2.4軸的結構設計及校核 28
2.4.1 軸的分類及特點 28
2.4.2 軸的材料及熱處理 29
2.4.3 II軸的結構設計 29
2.4.4 傳動軸的結構設計 31
2.4.5 主軸的結構設計 32
2.4.6 主軸的校核 34
2.5 軸承的設計和校核 35
2.5.1．傳動軸軸承選擇 35
2.6 鍵的設計與校核 37
2.6.1 Ⅱ軸齒輪鍵的選擇與校核 37
2.6.2 Ⅲ軸齒輪鍵I的選擇與校核 38
2.6.3 Ⅲ軸齒輪鍵II的選擇與校核 38
2.6.4 Ⅳ軸齒輪鍵的選擇與校核 39
第3 章 中心液壓缸的設計 40
3.1 中心液壓缸的工作過程 40
3.2 中心壓力缸的結構設計 40
3.2.1 壓力缸的結構選擇 40
3.2.2 壓力缸主要參數(shù)計算 41
3.3 螺栓強度的校核 45
第4章 轉塔刀架三維裝配與動作過程 46
4.1 轉塔刀架的PROE造型 46
4.2 轉塔刀架動作過程 47
4.2.1 齒輪傳動系統(tǒng)總圖 47
4.2.2 轉塔頭動作過程 48
總結 49
參考文獻 50
致謝 51
附錄 52
