数控加工中心盘式刀库设计毕业论文Word文档下载推荐.docx
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总体结构简单、紧凑,动作准确可靠;
维护方便,成本低。
本刀库减速传动部分分两级减速,一级采用齿轮减速装置,二级采用蜗轮蜗杆减速装置,此方案可提高输出轴的传动平稳性能,即提高刀盘的运转平稳性。
关键词:
加工中心;
盘式刀库;
机械手;
自动换刀装置
ABSTRACT
CNCmachiningtechnologyisrapidlygainingpopularityanddevelopmentofhighspeedmachiningcenterasarepresentativeoftheneweraofCNCmachinetools,widelyusedinthemachinetoolfield.AutomatictoolchangertoollibrarydevelopmentseemstohavegonebeyondtheroleofCNCmachiningcenterssupportingitsuniquetechnologydevelopedtomeettheuniqueproductofhigh-precisionmachinetools,high-efficiency,highreliabilityandmulti-taskcomplextoolmagazineoneofthemostimportantpartasaprocessingcenter,itsdevelopmentalsodirectlydeterminesthedevelopmentoftheprocessingcenter.Thecompletionofthisthesisistheoveralldesignofthedisctoolstorage,transmissiondesign,structuraldesign,toolmagazine,outknifefailureanalysisandprocessing,andtransmissionpartofthemovementanddynamicextensivelibraryofthisknifeonaCNCmachiningcenter,toolchangeprocessissimple,timeisshort,highpositioningaccuracy;
theoverallstructureissimple,compact,accurateandreliable;
easymaintenanceandlowpartsoftwoofthemagazinedownshiftagearreduction,twowormdecelerationdevice,thisprogramcanimprovetheoutputshaftofthetransmissionsmoothperformance,istoenhancethesmoothoperationofthecutter.
Keywords:
Machiningcenters;
Discknifelibrary;
manipulator;
Automaticallychangetheknife
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前言
本论文是根据数控技术应用专业技能型紧缺人才培养方案。
随着机电一体化技术的迅猛发展,数控机床已日趋普及,我国现已成为世界上数控机床的消费大国和生产大国,国民经济各行各业需要大量的数控机床的开发人才和应用人才。
为了适应我国职业技术发展以及应用型人才培养的需要,编者结合实践经验,并吸取了先进教学方法,本着“实际、实用、实践”的原则,编写了本论文。
本轮文选用了技术先进、占市场份额最大的FANUC(法那科)、SIEMENS(西门子)以及国产华中(HNC21/22M)系统的数控铣床与加工中心为背景,系统讲述了数控铣床与加工中心的基本知识、数控加工工艺、数控基本编程指令、宏程序、数控机床操作以及典型零件数控加工实训课题。
本轮文尽可能使理论教学与实际操作同步,在教学顺序上相互衔接,配合部分例题,由浅入深,由易到难,力求使学者能够较好地学习和巩固编程与实际操作知识,提高编程技术和实际操作技能,使学者达到中、高级数控专业技能型人才的水平。
在编程实践和应用方面,采用课题形式,理论与实践相结合,把数控加工工艺知识融入编程中。
课题中融合了典型零件加工编程、刀具的选择、切削用量的选择、有关理论计算、操作步骤及注意事项,力求前后知识融会贯通。
最后配合数控加工知识和技能考核模拟题,使学者得到综合的训练。
因此该论文既具有较强的理论性、实践性,又具有较强的综合性。
本论文力求把学习理论知识和培养实践能力有机结合起来,培养学者的实际操作和应用能力。
第一章数控加工中心刀库概述
数控加工中心概述
数字控制是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术,是用数字化信号进行控制的一种方法[16]。
采用数控技术进行控制的机床,称为数控机床[8]。
加工中心(MachiningCenter,简称MC)是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。
它是适应省力、省时和节能的时代要求而发展起来的,它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现在控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品,将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上,且增设有自动换刀装置和刀库,可以在一次安装工件后,数控系统控制机床按不同工序自动选择和更换刀具,自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能;
依次完成多面和多工序的端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工[4]。
随着电子技术的迅速发展,以及各种性能良好的传感器的出现和运用,加工中心的功能日趋完善,这些功能包括:
刀具寿命的监视功能,刀具磨损和损伤的监视功能,切削状态的监视功能,切削异常的监视、报警和自动停机功能,自动检测和自我诊断功能及自适应控制功能等[1]。
加工中心还与载有随行夹具的自动托板进行有机连接,并能进行切屑自动处理,使得加工中心成为柔性制造系统、计算机集成制造系统合自动化工厂的关键设备和基本单元。
数控加工中心的分类
按照机床形态分类
(1)卧式加工中心指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。
卧式加工中心一般具有3-5个运动坐标。
常见的有三个直线运动坐标(沿X、Y、Z轴方向)加一个回转坐标(工作台),它能够使工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工。
卧式加工中心较立式加工中心应用范围广,适宜复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。
但卧式加工中心占地面积大,重量大;
结构复杂,价格较高。
(2)立式加工中心指主轴轴心线为垂直状态设置的加工中心。
立式加工中心一般具有三个直线运动坐标,工作台具有分度和旋转功能,可在工作台上安装—个水平轴的数控转台用以加工螺旋线零件。
立式加工中心多用于加工筒单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮的加工。
立式加工中心具有结构简单、占地面积小、价格低的优点。
(3)龙门加工中心与龙门铣床类似,适应于大型或形状复杂的工件加工。
(4)万能加工中心万能加工中心也称五面加工中心小工件装夹能完成除安装面外的所有面的加工;
具有立式和卧式加工中心的功能。
常见的万能加工中心有两种形式:
一种是主轴可以旋转900既可象立式加工中心一样,也可象卧式加工中心一样;
另一种是主轴不改变方向,而工作台带着工件旋转900完成对工件五个面的加工。
在万能加工中心安装工件避免了由于二次装夹带来的安装误差,所以效率和精度高,但结构复杂、造价也高。
(1)带刀库机械手的加工中心加工中心换刀装置由刀库、机械手级组成,换刀动作由机械手完成。
(2)机械手的加工中心这种加工中心的换刀通过刀库和主轴箱配合动作来完成换刀过程。
(3)转塔刀库式加工中心一般应用于小型加工中心,主要以加工孔为主。
加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心,加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心,主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。
主轴可作垂直和水平转换的,称为立卧式加工中心或五面加工中心,也称复合加工中心。
按加工中心立柱的数量分;
有单柱式和双柱式(龙门式)。
加工中心根据数控系统控制功能的不同分:
有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。
三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数,联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数,从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。
有单工作台加工中心、双工作台加工中心,和多工作台加工中心。
(1)普通加工中心普通加工中心,分辨率为1μm,最大进给速度15~25m/min,定位精度l0μm左右。
(2)高精度加工中心高精度加工中心,分辨率为μm,最大进给速度为15~100m/min,定位精度为2μm左右。
介于2~l0μm之间的,以±
5μm较多,可称精密级。
加工中心的主要加工对象
加工中心适宜于加工复杂、工序多、要求较高、需用多种类型的普通机床和众多刀具夹具,且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。
其加工的主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件和特殊加工等五类。
箱体类零件一般是指具有一个以上孔系,内部有型腔,在长、宽、高方向有一定比例的零件。
这类零件在机床、汽车、飞机制造等行业用的较多。
箱体类零件一般都需要进行多工位孔系及平面加工,公差要求较高,特别是形位公差要求较为严格,通常要经过铣、钻、扩、镗、铰、锪,攻丝等工序,需要刀具较多,在普通机床上加工难度大,工装套数多,费用高,加工周期长,需多次装夹、找正,手工测量次数多,加工时必须频繁地更换刀具,工艺难以制定,更重要的是精度难以保证。
加工箱体类零件的加工中心,当加工工位较多,需工作台多次旋转角度才能完成的零件,一般选卧式镗铣类加工中心。
当加工的工位较少,且跨距不大时,可选立式加工中心,从一端进行加工。
复杂曲面在机械制造业,特别是航天航空工业中占有特殊重要的地位。
复杂曲面采用普通机加工方法是难以甚至无法完成的。
在我国,传统的方法是采用精密铸造,可想而知其精度是低的。
复杂曲面类零件如:
各种叶轮,导风轮,球面,各种曲面成形模具,螺旋桨以及水下航行器的推进器,以及一些其它形状的自由曲面。
这类零件均可用加工中心进行加工。
铣刀作包络面来逼近球面。
复杂曲面用加工中心加工时,编程工作量较大,大多数要有自动编程技术。
异形件是外形不规则的零件,大都需要点、线、面多工位混合加工。
异形件的刚性一般较差,夹压变形难以控制,加工精度也难以保证,甚
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