盤式刀庫設(shè)計-加工中心自動換刀畢業(yè)系統(tǒng)設(shè)計【含CAD圖紙+文檔資料】
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本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目名稱
加工中心自動換刀系統(tǒng)設(shè)計(盤式)——刀庫設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)班級
學(xué)號
一、 選題的目的和意義:
加工中心(Machining Center,MC)是適應(yīng)省力、省時和節(jié)能的時代要求而迅速發(fā)展起來的自動換刀數(shù)控機床,它是綜合了機械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機軟件技術(shù)、拖動技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測量及傳感技術(shù)以及通信診斷、刀具和編程技術(shù)的高科技產(chǎn)品。由于加工中心能集中完成多種工序,因而可減少工件裝夾、測量和調(diào)整時間,減少工件周轉(zhuǎn)、搬運存放時間,使機床的切削利用率高于通用機床3倍~4倍,所以說,加工中心不僅提高了工件的加工精度,而且是數(shù)控機床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機床。
1958年,美國卡尼,特雷克(Kearney&Trecker)公司首次把銑、鉆、鏜等多種工序集中于一臺數(shù)控機床上,通過換刀方式實現(xiàn)連續(xù)加工,成為世界上第一臺加工中心。該產(chǎn)品出現(xiàn)后,銷路驚人,引起了日、德、美、英、法、意等先進工業(yè)國家的高度重視,競相開發(fā)生產(chǎn),不斷擴大和完善機床的功能,成為數(shù)控機床中發(fā)展最快、需求量最大的商品之一。如今,世界上出現(xiàn)了立式、臥式、龍門式、落地式等各種加工中心,據(jù)不完全統(tǒng)計,大約有1000多個品種規(guī)格。
未來加工中心的發(fā)展動向是高速化、進一步提高精度和愈發(fā)完善的機能。加工中心是數(shù)控機床的代表,是高新技術(shù)集成度高的典型機電一體化機械加工設(shè)備,我國的加工中心從70年代開始,已有很大發(fā)展,但技術(shù)、品種和數(shù)量上都還遠不能適應(yīng)我國經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展的需要。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展,推動了模具制造業(yè)、機械加工業(yè)的巨大發(fā)展,使得數(shù)控機床的使用越來越普遍,而加工中心更是以其高自動化程度得到廣泛應(yīng)用。然而,目前市場上生產(chǎn)和銷售的都是以大、中型的加工中心為主,小型加工中心幾乎是空白,而機械加工業(yè)、小型模具的制造、工科院校、技工學(xué)校等對小型加工中心存在著大量的需求。為加速我國加工中心的發(fā)展,需進一步加強對加工中心的研究、設(shè)計、制造和應(yīng)用。
二、 國內(nèi)外研究綜述:
在加工中心中,刀庫和機械手組成自動換刀裝置(Automatic Tool Changer,簡稱ATC),而自動換刀裝置的好壞,將直接影響加工中心的好壞,從目前情況看,加工中心的主機部分基本定型,變化不大,但自動換刀裝置種類繁多,五花八門,是最難搞好的部分。它是加工中心的象征,又是加工中心成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此各加工中心制造廠家都在下大力研制動作迅速、可靠性高的自動換刀裝置,以求在激烈的競爭中取得好效益,正因為自動換刀裝置是加工中心的核心內(nèi)容,各廠家都在保密,極少公開有關(guān)資料,尤其機械手這部分更是如此。
刀庫的形式和容量主要是為滿足機床的工藝范圍,目前常見的刀庫類型如下:
(1) 盤式刀庫 此刀庫結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用較多。此換刀裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,換刀可靠性較好,缺點是換刀時間長,適用于刀庫容量較小的加工中心上采用。
(2) 鏈?zhǔn)降稁? 此刀庫結(jié)構(gòu)緊湊,刀庫容量較大,鏈環(huán)的形狀可根據(jù)機床的布局制成各種形狀,也可將換刀位突出以便于換刀,能充分利用機床的占地空間,通常為軸向取刀,位置精度較低,造價也較高。
(3) 格子箱式刀庫 結(jié)構(gòu)緊湊,刀庫空間利用率高,換刀時間較長。布局不靈活,通常刀庫安裝在工作臺上,應(yīng)用者較少。
(4) 直線式刀庫 刀庫容量少,一般在十幾把左右,多用于自動換刀數(shù)控車床,鉆床上也有采用。
目前常見的換刀機械手類型有:①單臂單手式機械手 結(jié)構(gòu)較簡單,換刀各動作均需順序進行,時間不能重合,故換刀時間較長。
②雙手式機械手 向刀庫還回用完的刀具和選取新刀,均可在主軸正在加工時進行,故換刀時間可較短。
③回轉(zhuǎn)式單臂雙手機械手 這類機械手可以同時抓住和拔、插位于主軸和刀庫里的刀具。與單臂單手式機械手相比,可以縮短換刀時間。應(yīng)用最廣泛,形式也較多。
④多手式機械手 使用者較少。
三、 畢業(yè)設(shè)計(論文)所用的主要技術(shù)與方法:
1、咨詢導(dǎo)師,查閱有關(guān)文獻和資料,掌握加工中心的基本結(jié)構(gòu)、工作原理。
2,總體方案確定。
3、換刀機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
4、傳動部分設(shè)計。
5、機械手換刀過程。
6、繪制裝配圖、零件圖,完成設(shè)計說明書。
四、 主要參考文獻與資料獲得情況:
[1] 機床設(shè)計手冊編寫組.機床設(shè)計手冊(第三冊).北京:機械工業(yè)出版社,1986
[2] 廉元國,張永洪編.加工中心設(shè)計與應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社,1995
[3] 依蘭歐克拉,比京克.數(shù)控平面加工中心輪式刀庫自動換刀裝置的設(shè)計.成都紡織高等??茖W(xué)校學(xué)報,2000
[4] 沙杰編.加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)試與維護.北京:機械工業(yè)出版社,2003
[5] 王愛玲主編.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京:國防工業(yè)出版社,2003
[6] 林宋,田建君編.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003
[7] 曹秋霞,馬國亮.小型立式加工中心圓盤式刀庫的設(shè)計.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2005
[8] 向金林.TH7130立式加工中心自動換刀系統(tǒng)的設(shè)計.裝備制造技術(shù),2006
[9] 黃澤正,劉沖,陳志輝.加工中心自動換刀裝置的設(shè)計.機械工程與自動化,2007
[10] 陳芳,李繼中.盤式刀庫加工中心自動換刀系統(tǒng)控制.機械設(shè)計與制造,2007
[11]蔡厚道.數(shù)控機床構(gòu)造.北京:北京理工大學(xué)出版社,2007
五、 畢業(yè)設(shè)計(論文)進度安排(按周說明)
第1~4周 畢業(yè)實習(xí),收集資料,完成開題報告。
第5~8周 完成實習(xí)報告,總體方案設(shè)計,初步完成設(shè)計計算,外文翻譯。
第9~13周 完成總裝圖和零件圖的繪制和設(shè)計說明書。
第14~15周 修改和完善,準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
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