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(全套CAD)加工中心自动换刀机构设计 (全套CAD)加工中心自动换刀机构设计

格式:RAR 上传:2022-06-25 08:12:30

《(全套CAD)加工中心自动换刀机构设计》修改意见稿

1、“.....对手臂伸缩与手指夹紧机构手架旋转与手架伸缩机构的设计提出几种新的方案,并通过对所提出方案的论证分析,选择种较为理想的方案进行具体的设计。对所选设计方案中换刀机械手的组成机构及各个自由度运动的实现进行分析。对加工中心换刀机械手的手指夹紧力进行分析与计算,并对其关键部位进行校核,以保证换刀的可靠性。确定各个运动的驱动机构。对设计中所涉及到的液压缸通过计算确定其个部分结构的具体尺寸,并对个活塞杆的强度稳定性以及螺栓的强度进行校核,以保证加工中心换刀机械手能够稳定可靠的完成换刀过程。对设计中出现的齿轮轴等重要零部件通过计算确定尺寸后,要进行安全校核。设计出加工中心换刀机械手的控制系统部分,完善设计内容。第章总体方案设计与论证.加工中心换刀机构的设计要求设计加工中心换刀机械手,使其实现手指夹紧手臂伸缩手架伸缩以及手架旋转运动,并设计出它的传动控制部分,以保证加工中心换刀机械手能够准确稳定快速可靠的完成换刀过程。......”

2、“.....液压传动具有体积小质量轻功率大运动平稳的特点,并且因为液压元件有自我润滑作用,使用寿命长,所以在以下几种设计方案中,旋转臂旋转运动及夹紧机构夹紧运动都采用液压的驱动方式。并且由于旋转臂的两臂可旋转,旋转后回转,可避免与刀库中其他刀具干涉,所以,以设计方案中的换刀机械手都两手旋转回转式单臂机械手夹紧机构。结构设计方案Ⅰ在此方案中,加工中心换刀机械手两个手指的运动由个液压缸单独控制,这使得它运动的灵活性很强,其结构如图.所示。图.手指夹紧机构工作原理当手架旋转到指定位置后,发出手臂伸出指令,手臂伸缩液压缸工作,当液压缸的进油腔油压力升高,压力继电器开关动作,并发出手指夹紧指令,手手指开始夹紧。手架在插刀动作结束后,发出手指松开指令,此时手指夹紧液压缸反行程运动,手指松开。主架回转与臂部旋转机构结构设计方案此方案的主要特点是采用圆锥齿轮机构实现加工中心换刀机械手的拔刀和插刀动作,其结构如图.所示。图......”

3、“.....电动机启动,通过单级圆锥齿轮带加工,中心,自动,机构,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.加工中心换刀机构设计的目的及意义.加工中心换刀机构的发展现状.研究的主要内容第章总体方案设计与论证.加工中心换刀机构的设计要求.初步设计方案旋转臂与夹紧机构主架回转与臂部旋转机构.方案的确定.设计结构分析设计参数自由度分析及各自由度的实现加工中心换刀机械手的组成.本章小结第章构设计及尺寸计算.手指结构设计及计算手指夹紧力的计算手指部分的相关校核.手指夹紧液压缸设计手指夹紧液压缸各部分尺寸的确定材料的选择.手臂旋转液压缸设计手臂伸缩液压缸各尺寸数据的确定.主架旋转机构设计主架架旋转轴的设计手架旋转驱动机构的选择单级圆锥齿轮的设计与校核.主架伸缩液压缸的设计主架伸缩液压缸各尺寸数据的确定材料的选择手架伸缩液压缸活塞杆的校核.本章小结第章控制部分的设计.液压缸的流量流速及压力.确定液压泵的流量压力及液压泵的型号......”

4、“.....液压系统回路.旋转轴控制线路.技术难点.本章小结结束语致谢参考文献第章绪论.加工中心换刀机构设计的目的及意义本设计主要是在实现手指夹紧手臂伸缩手架伸缩以及手架旋转运动的基础上,为加工中心换刀机械手的研究提供几种新的设计方案,并通过论证分析,选择其中种比较理想可行的方案进行设计计算,以达到准确稳定快速可靠换刀的目的。在满足加工中心换刀机械手各种运动要求的同时,本设计也在定程度上简化了换刀机械手的结构,以方便加工中心换刀机械手的加工制造过程。.加工中心换刀机构的发展现状近年来,随着世界制造业向中国转移,我国对机床的需求量大增。同时,经过多年的努力,我国数控机床的开发水平也有了很大进步,数控机床的品种和质量均比以往有所提高,部分机床制造主导厂还开发出具有相当水平的数控设备。但是,通过有关部门给出的资料,只要作进步的分析与了解,我们就会发现,国产数控机床在消费量的台数中虽占有半以上......”

5、“.....如数控车床数控铣镗床和线切数机床等,高中档数控产品则较少,而且这些产品的核心技术或功能部件,如加工中心换刀机械手全功能的数控伺服系统,高速电主轴,数控刀架乃至高速安全防护装置等,还多是由中外合资企业提供或是从国外进口的。这也说明由于技术发展的不平衡,在多种条件制约下,目前我国数控机床的整件技术水平与国际先进水平相比还有定距离,部分高性能高速高精度的数控机床仍需要依靠海外进口。功能部件技术水平的高低性能的优劣以及整体的社会配套水平,都直接决定和影响着数控机床整机的技术水平和性能,也制约着主机的发展速度。而换刀机械手则是加工中心稳定可靠运行的关键功能部件。它的快速准确的换刀程序是影响加工中心发挥高效可靠的加工性能的重要因素。没有换刀机械手,就不可能有集中工序进行加工的加工中心。因.和,故可取.工作硬化系数因大小齿轮均为硬齿面,故取接触计算时的尺寸系数般取计算齿轮的接触疲劳极限应力由公式.接触计算安全系数因大小齿轮材料和硬度均相同......”

6、“.....接触计算最小安全系数为.,因,故安全。齿根弯曲疲劳强度的校核弯曲计算用单位齿宽上的载荷.式中中点分度圆上的圆周力,.工况系数,动载系数,弯曲计算用的齿向载荷分布系数,取.弯曲计算用的端面载荷分布系数,对直齿圆锥齿轮,般取将各值代入式.可得.变位系数为提高弯曲疲劳强度,采用切向高变位传动,因轴交角,故由,可得小轮的变位系数.,大轮的变位系数.,根据.,取.,.计算应力集中系数当.,时,.,当.,时,.齿形系数.圆柱.根据查得圆柱.,圆柱.根据.,.,查得.,.故由式.可得.圆柱.圆柱弯曲计算应力.当量圆柱齿轮弯曲计算用重合度系数,对般圆锥齿轮中点模数小齿轮弯曲计算应力.大齿轮弯曲计算应力试验齿轮的弯曲疲劳极限应力由于大小齿轮的材料及硬度都相同,并经过渗碳淬火处理,可取试验齿轮弯曲计算用的寿命系数按持久寿命计算,有相对表面状况系数因小齿轮均用,表面经渗碳处理,齿面光洁度为,.故取.相对敏感系数因大小齿轮均用,并经渗碳淬火处理,当,.时......”

7、“.....,当,.时,查得.,试验齿轮的应力集中系数取.弯曲计算用的尺寸系数因为大小齿轮材料和热处理方式都相同所以计算齿轮的弯曲疲劳极限应力弯曲计算安全系数弯曲计算最小安全系数.,因,故安全。.主架伸缩液压缸的设计主架伸缩液压缸各尺寸数据的确定估算手架伸缩液压缸负载如下轴承套筒质量.两轴承质量.旋转轴质量.手架旋转轴所承受的负载为.上述结构的总质量为.设手架伸缩液压缸的活塞杆在达到稳定速度过程中的加速度,则手架伸缩液压缸承受的负载为.考虑到液压缸密封处的摩擦力,取.,则手架伸缩液压缸实际的负载为.液压缸回油腔背压力,由于此液为将上述各值代入式.,得.对手指结构进行受力分析如图.所示,由可得.又由.得即.在本设计,将各值代入式.,得.考虑到运动过程中的能量损失,取.,则手指夹紧液压缸的实际驱动力为.本设计中取由式.可得.由式.可得对手指夹紧力的校核过程如下在手架旋转过程中手指所受的惯性力为.式中工件质量工件到旋转轴线的距离......”

8、“.....初取则由式.可得.因,所以手指夹紧液压缸的实际驱动力取,安全。手指部分的相关校核根据文献对手指部分重要部位的校核过程如下轴和手指的材料都选用号钢,它们的许用剪应力许用挤压应力许用拉应力轴Ⅰ校核,轴Ⅰ安全。轴Ⅱ校核,轴Ⅱ安全。手指强度校核截面的抗弯截面模量公式如下.式中形心轴惯性矩截面图形的形心位置.式中.,将各值代入式.可得.其截面面积为其截面面积为处截面的形心位置为将各值代入式.得.截面处的弯矩.故危险截面处的拉应力为安全。危险截面处的弯矩.,其截面图形形状如图.所示,抗弯截面模量为故危险截面处的拉应力为.安全。.手指夹紧液压缸设计手指夹紧液压缸各部分尺寸的确定根据文献由.得.式中液压缸的工作压力,本设计中初取.液压缸回油腔背压力,对于简单系统和般轻载的节流调速系统,,在本设计中初取估算值.活塞杆直径与液压缸内径之比,因在工作压力时,,本设计中取.工作循环中的最大外负载,本设计中液动手架旋转轴旋转。在旋转轴旋转到达工作位置后......”

9、“.....并发出手臂旋转和手指夹紧信号。当手臂旋转和手指夹紧动作完成后,准备拔刀,此时,支撑液压缸开始运动,整个摆臂上升,拔刀动作开始,摆臂运动到指定位置时,支撑液压缸停止工作。电动机开始工作,摆臂架旋转后停止,开始插刀动作过程。手架恢复到初始位置,等待下次换到指令。此种机构如果设计出适当的凸轮机构便可是从动件实现预期的运动,而且结构简单紧凑。.方案的确定图.所示的加工中心换刀机械手手臂伸缩和手指夹紧机构中,手臂伸缩和手指夹紧运动都分别由单独的液压缸进行控制,这使得它们的灵活性都很好。图.所示的机构由于采用了锥齿轮机构,为保证准确换刀,就需要精确的计算出锥齿轮轮的旋转速度和锥齿轮的轮廓曲线,同时还要精确的控制电动机的起停时间。故选用此机构会比较理想些。通过以上分析,本设计选由图.所示的夹紧机构和图.中所示的主架旋转机构组成加工中心换刀机械手进行具体的设计。......”

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