卧式数控车床刀架结构与驱动系统设计gtcx.docx

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1、南京航空空航天大大学毕业设计计（论文文）开题题报告题目卧式数控控车床刀刀架结构构及驱动动系统设设计系部机电工程程系专业机械工程程及自动动化学生姓名名崔美学号2007701111022指导教师师杨雪职称助教毕设地点点南京航空空航天大大学20111年3月10日填写要求求1开题题报告只只需填写写“文献综述”、“研究或或解决的的问题和和拟采用用的方法法”两部分分内容，其其他信息息由系统统自动生生成，不不需要手手工填写写。2为了了与网上上任务书书兼容及及最终打打印格式式一致，开开题报告告采用固固定格式式，如有有不适请请调整内内容以适适应表格格大小并并保持整整体美观观，切勿勿轻易改改变格式式。3任务务书须

2、用用A4纸，小4号字，黑黑色宋体体，行距距1.5倍。4使用用此开题题报告模模板填写写完毕，可可直接粘粘接复制制相应的的内容到到毕业设设计网络络系统。1. 结合毕业业设计（论论文）课课题任务务情况，根根据所查查阅的文文献资料料，撰写写1500020000字左右右的文献献综述：数控机床床是多品品种小批批量生产产的高效效自动化化的技术术群体,它是把把多工序序加工、切切削处理理、刀具具磨损和和测量等等各种功功能集为为一体的的自动化化机床。随随着科学学技术的的迅猛发发展,数控机机床已是是衡量一一个国家家机械制制造工业业水平的的重要标标志。其中数控控回转刀刀架是数数控车床床的重要要部件之之一,刀架用用于夹

3、持持切削用用的刀具具，因此此其结构构直接影影响机床床的切削削性能和和切削效效率。目目前，国国内外都都在不断断地提高高数控回回转刀架架的重复复定位精精度和转转位速度度,以适应应高质量量、高效效率生产产的要求求。1.1 自动回回转刀架架的发展展和应用用目前国内内数控刀刀架以电电动为主主，分为为立式和和卧式两两种，主主要用于于简易数数控车床床。卧式式刀架有有八、十十、十二二等工位位，可正正、反方方向旋转转，就近近选刀，用用于全功功能数控控车床。另另外卧式式刀架还还有液动动刀架和和伺服驱驱动刀架架。电动动回转刀刀架是数数控车床床重要的的传统结结构，合合理地选选配电动动回转刀刀架，并并正确实实施控制制，

4、能够够有效的的提高劳劳动生产产率，缩缩短生产产准备时时间，消消除人为为误差，提提高加工工精度等等等。另另外，加加工工艺艺适应性性和连续续稳定的的工作能能力也明明显提高高，尤其其是在加加工几何何形状较较复杂的的零件时时，除了了控制系系统能提提供相应应的控制制指令外外，很重重要的一一点是数数控车床床配备了易于控控制的电电动回转转刀架，以以便一次次装夹所所需的各各种刀具具，灵活活、方便地地完成各各种几何何形状的的加工。1.2自自动回转转刀架的的现实意意义数控机床床以其高高效率在在工业发发展上发发挥了重重要的作作用，数数控回转转刀架是是数控车车床重要要部件之之一,刀架用用于夹持持切削用用的刀具具，因此

5、此其结构构直接影影响机床床的切削削性能和和切削效效率。它它在一定定程度上上标志着着数控车车床的技技术水平平,并且与与加工精精度和生生产效率率密切相相关。因因此,国内外外都在不不断地提提高数控控回转刀刀架的重重复定位位精度和和换刀速速度,以适应应高质量量、高效效率生产产的要求求。目前前具有世世界先进进水平的的数控车车床,其换刀刀速度已已达到1s以内,重复定定位精度度可保证证小于0.0002mmm。1.3数数控回转转刀架的的展望随着数控控车床的的发展，数数控刀架架开始向向快速换换刀、电电液组合合驱动和和伺服驱驱动方向向发展。德国Saauteer（肖特特）公司司的产品品的性能能指标较较高,代表数数控

6、车床床用转塔塔刀架的的发展前前沿,具体表表现在:（1）刀刀架转位位时间最最短,且转位位准确。数数控刀架架作为数数控机床床必需的的功能部部件，直直接影响响机床的的性能和和可靠性性，是机机床的故故障高发发点。这这就要求求设计的的刀架具具有转位位快，定定位精度度高，切切向扭矩矩大的特特点。它它采用蜗蜗杆传动动，上下下齿盘啮啮合，螺螺杆夹紧紧的工作作原理。（2）刀刀架定位位精度高高、动作作迅速、稳稳定可靠靠。因为为数控机机床的切切削加工工精度在在很大程程度上取取决于刀刀尖位置置。由于于在加工工过程中中刀尖位位置不进进行人工工调整,因此,转塔刀刀架在结结构上必必须有足足够的强强度和刚刚性,以及合合理的定

7、定位结构构,以保证证转塔刀刀架在每每一次转转位之后后,都具有有尽可能能高的重重复定位位精度。Sauuterr公司产产品正是是满足了了这一要要求,才使其其能够承承受粗加加工时的的切削抗抗力同时时满足各各种精密密加工的的要求。（3）可可多刀夹夹持,双向转转位和任任意刀位位就近选选刀。（4）应应用范围围广,维修方方便等特特点。1.4数数控回转转刀架的的设计数控车床床为了能能在工作作的一次次装夹中中完成多多工序加加工，缩缩短辅助助时间，减减少多次次安装所所引起的的工作误误差，必必须带有有自动回回转刀架架。根据据当今数数控车床床的发展展现状与与未来发发展趋势势，数控控回转刀刀架发展展方向是是多学科科知识

8、交交叉。拥拥有位置置检测装装置以及及闭环控控制系统统以期达达到最理理想的设设计要求求与应用用要求。综综合上述述,可以看看出数控控回转刀刀架是一一个机电电一体化化的产品品。它使使用蜗轮轮蜗杆机机构、丝丝杆螺母母机构抬抬起旋转转刀架,用霍尔尔开关检检测刀位位并通过过数控系系统控制制回转电电机正反反转。利利用多齿齿盘的高高精度精精确定位位。自动动回转刀刀架控制制精确、定定位准确确,是数控控车床理理想的自自动换刀刀装置。设计步骤骤：一、主要要机械结构构设计（1）减减速传动动机构的的设计蜗杆副副的设计计计算1.1蜗蜗杆的选选型1.2蜗蜗杆副的的材料1.3按按齿面接接触疲劳劳强度进进行设计计1.4蜗蜗杆和

9、蜗蜗轮的主主要计算算参数和和几何尺尺寸1.5校校核蜗轮轮齿根弯弯曲疲劳劳强度（2）刀刀架抬起起机构设设计（3）上上刀体锁锁紧与精精定位机机构的设设计螺杆的的设计计计算3.1螺螺距的确确定3.2其其它参数数的确定定3.3自自锁性能能校核二、电气气控制部部分设计计（1）控控制芯片片及I/O接口芯芯片的选选型1.1 80551单片机机介绍（2）传传感器的的选型（3）硬硬件电路路设计（4）控控制软件件设计参考文献献1王王韧.基于微微控制器器的机床床数控系系统的设设计.工业控控制计算算机,220033年,166卷第8期.2 陈水生生.数控车车床转塔塔型电动动刀架控控制系统统设计.制造技技术与机机床,22

10、0088年,第5期3 阙师鹏鹏.一种经经济型自自动回转转刀架原原理与控控制分析析.江西有有色金属属.,119988年,122月第122卷第4期. 4 黄振雄.转塔型型自动回回转刀架架原理与与故障维维修.设备管管理与维维修,119999年,第1卷.5 郭永环环.数控车车床用转转塔动力力刀架的的发展方方向.机床与与液压,20002年,第1卷.6 刘金声声,刘芳.一种数数控回转转刀架的的结构与与性能.制造技技术与机机床,119988 年,第5 期.7 阳彦雄雄. CCA61140普普通车床床数控化化改造.太原：电子科科技大学学,20008年年:8 Zinn Eii Eii Wiin, Thaan N

11、Nainng WWin, Jrr, aand Seiine Leii Wiinn. Deesiggn oof HHydrraullic Cirrcuiit ffor CNCC LaatheeMacchinne CConvvertted froom CConvventtionnal LattheMMachhinee. Prooceeedinngs Of Worrld Acaademmy OOf Scieencee, EEngiineeerinng AAnd TTechhnollogyy Vollumee.20008 .9 J. Braaz,Socc. MMechh. SSci, Riio dde

12、 JJaneeiroo. Annalyysiss off oppen CNCC arrchiiteccturre ffor macchinne ttoolls.JJourrnall off thhe BBrazziliian Soccietty oof MMechhaniicall Sccienncess Prrintt ISSSN 01000-773866. 20002.10 Frredeericck WW.Tuurneer,OOscaar EE.Peerriigo Howwardd P.Faiirfiieldd.Tuurreet LLathhes .Maachiine Shoop WWor

13、kk.11 DuumittruCtriina,Adrriann Ghhionnea,Geoorgee Coonsttanttin,Ionnughiioneea, Horrtennsiaa Beezaiila.Archiiteccturre OOf Thee CNNC HHoriizonntall Latthess.Innterrnattionnal Connferrencce oon EEconnomiic EEngiineeerinng aand Mannufaactuurinng SSysttemss.Braasovv, 220077:2526 12徐峰，李李庆祥.精密机机械设计计社.北京

14、：清华大大学出版版社,220055.122:1668-1180,3077-3222.2. 毕业设计计任务要要研究或或解决的的问题和和拟采用用的方法法：一、毕业业设计任任务要研研究或解解决的问问题（1）研研究卧式式数控车车床刀架架的机械械结构问题题，要求求阅读数数控自动动回转刀刀架相关关的论文文和书籍籍，系统统地了解解数控自自动回转转刀架相相关知识识和原理理。减速传传动机构构的设计计中，查查阅资料料了解蜗蜗杆及蜗蜗轮副的的优缺点点及使用用场所，选选择最合合适的机机械结构构。（2）研研究卧式式数控车车床刀架架的驱动动系统问问题，要要求掌握单单片机和和步进电电机驱动动系统的的基本原原理和常常用解决决

15、方面。掌握AAutoo CAAD等软软件平台台的应用用和操作作。二、拟采采用的研研究方法法通过对对数控回回转刀架架的机械械结构以以及电气气控制进进行研究究，探索索数控回回转刀架架的组成成和工作作原理。通过所所学专业业知识，通过查阅相关资料和有关标准，查阅工具书和参考书，合理的选择设计计算公式，正确计算，并辅以图纸完成数控回转刀架机械部分。电气控控制部分分的设计计，通过过单片机机编制数数控回转转刀架的的控制部部分。三、预期期成果本课题所所设计的的数控回回转刀架架的减速速传动机机构采用用蜗杆副副减速，在在结构上上具有良良好的强强度和刚刚性，可可以承受受粗加工工时的切切削力，并并且具有有自锁功功能、结结构紧凑凑，可以以实现整整个刀架架装置的的小型化化。上刀刀体锁紧紧和精定定位采用用端面齿齿盘，可可以保证证转位之之后具有有较高的的重复定定位精度度。指导教师师意见（对对课题的的深度、广广度及工工作量的的意见和和对毕业业设计（论论文）结结果的预预测）：指导教师师签字：年月日上级审查查意见：负责人签签字：年月日