数控加工中心刀库传动系统设计
数控机床的机械结构与传动
第二节 数控机床的典型机械结构
第二章 数控机床的机械结构与传动
2.1 滚珠丝杠螺母结构
滚珠丝杠螺母副的选用
滚珠丝杠螺母副的选择包括其精度、尺寸规格、支 撑方式等几个方面。
根据机床精度选用丝杠副的精度，根据机床载荷来 选定丝杠直径，对细长而又承受轴向压缩载荷的滚珠丝 杠，需核算压杆稳定性；对转速高，支撑距离大的滚珠 丝杠副需校核临界转速；对精度要求高的滚珠丝杠需校 核刚度。 1）精度等级的选择； 2）结构尺寸的选择； 3）验算。
主传动在中、高速 段为恒功率传动， 在低速段为恒转矩 传动。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.2 主轴部件的结构
主轴部件的支撑与润滑
机床主轴带动刀具或夹具在支撑中做回转运动，应能传递切削转矩、受 切削抗力，并保证必要的旋转精度。
常用卡盘结构
数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘或弹簧夹 头等。
第四节 数控机床的进给传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
4.2 数控机床进给传动系统的基本形式
实现直线进给运动主要有三种形式： 1）通过丝杠螺母副，将伺服电动机的旋 转运动变成直线运动。 2）通过齿轮、齿条副，将伺服电动机的 旋转运动变成直线运动。 3）直接采用直线电动机进行驱动。
减少传动件。 4）在加工中心上，还必须具有安装刀具和刀具交换所需的自动夹
紧装置，以及主轴定向准停装置，以保证刀具和主轴、刀库、 机械手的正确位置。 5）有C轴功能要求时，主轴还需要安装位置检测装置，以便实现对 主轴位置的控制。
第三节 数控机床的主传动系统
第二章 数控机床的机械结构与传动
3.1 主传动的基本要求和变速方式
数控加工中心刀库传动系统设计
浙江xx学院毕业设计题目数控加工中心刀库传动系统设计姓名学号专业班级系别指导教师2010年x月x日数控加工中心刀库传动系统设计摘要：本文设计了数控加工中心刀库传动系统，工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能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机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。
并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
在参考了学校里的数控加工中心基础上，对加工中心的气动换刀系统进行分析，阐述了其刀库选刀控制方式及换刀动作过程介绍，该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作，并通过CAXA软件画出换刀系统的过程，来更清楚的描绘出气动换刀系统。
关键词：加工中心；气动；换刀目录1绪论 (1)1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述 (1)1.2 课题的内容及意义 (1)2气动换刀系统的组成 (2)2.1刀库 (2)2.1.1盘式刀库 (2)2.1.2链式刀库 (3)2.1.3格子式刀库 (4)2.2刀具交换机构 (4)3数控加工中心气动换刀系统原理 (6)4刀库选刀控制与换刀流程 (8)4.1刀具的选择方式 (8)4.1.1顺序选择方式 (8)4.1.2任意选择方式 (8)4.2利用PLC程序来实现随机换刀 (8)4.3换刀动作流程 (10)5数控加工中心换刀时间的评定方法 (15)5.1快速换刀技术 (15)5.2换刀速度指标 (15)5.3提高换刀速度的基本原则 (15)5.4如何合理评定自动换刀装置的换刀时间 (15)6数控加工中心气动换刀系统关键部位设计 (17)6.1弹簧夹头设计 (17)6.2刀柄设计 (18)7结论 (19)8谢辞 (20)9参考文献 (20)附录 (21)1绪论1.1 数控加工中心气动换刀系统的概述带有刀库和气动换刀装置的加工中心是一种高度自动化的多功能数控机床。
数控加工中心—主传动系统设计
1前言1.1数控加工中心概述数控加工中心是带有刀库和换到系统的数控机床。
其特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续的对工件各个加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削的多种工序的加工。
概括有以下几点：1．全封闭防护；2．工序集中，加工连续进行；3．使用多把道具，自动进行道具交换；4．使用多个多个工作台，自动进行工作台交换；5．功能强大，趋向复合加工；6．高自动化、高精度、高效率、高投入；7．在适当的条件下才能发挥最佳效益。
数控加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。
例如，箱体类工件，复杂曲面类工件，异形件，盘、套、板类工件等。
数控加工中心分为立式加工中心，卧式加工中心和龙门式加工中心三大类。
图1.1为大型立式数控加工中心尽管现在出现了各种类型加工中心，外形结构各异，但总体来看大体有以下几部分组成：1—数控柜；2—刀库工作台；3—主轴箱；4—操作面板；5—驱动电源；6—工作台装置；7—滑枕；8—床身；9—进给伺服电机；10—换刀机械手图1.1大型立式加工中心1．基础部件由床身、立柱和工作台等组成，基础部件要承受加工中心的静载荷和加工时的动载荷。
所以必须选择刚度很高的材料做基础组件，同时它也是整个加工中心质量和体积最大的组件。
2．控制系统加工中心的控制系统由CNC装置、伺服驱动装置、可编程控制器以及电机等组成。
它是加工中心的控制中心。
3．主轴组件它由主轴电机、主轴箱、主轴和轴承等零件组成。
数控系统控制它的运动、停止和转动等动作。
是切削加工的功率输出部件。
4．自动换刀装置由刀库、机械手和驱动机构等部件组成，数控装置控制换刀过程，由电机和液压驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。
5．伺服系统伺服系统的功能是把数控装置的信号转为数控加工中心移动部件的移动，其性能的好坏影响加工中心的加工精度、表面质量和生产效率。
6．辅助系统由润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机监测系统等部分组成。
数控加工中心盘式刀库设计
摘要90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，高速加工中心作为新时代数控机床的代表，已在机床领域广泛使用。
自动换刀刀库的发展俨然已超越其为数控加工中心配套的角色，在其特有的技术领域中发展出符合机床高精度、高效率、高可靠度及多任务复合等概念的独特产品。
刀库作为加工中心最重要的部分之一，它的发展也直接决定了加工中心的发展。
本论文完成的是盘式刀库的总体设计、传动设计、结构设计，在确定了整体设计方案后，运用UG对整个盘式刀库进行了实体建模和运动仿真分析。
分析结果显示，整个系统无干涉，且整体运行平稳。
运用 ANSYS 对系统的关键部件进行了受力和变形分析。
结果显示：系统关键部件设计合理，变形量在设计范围之内。
这种刀库在数控加工中心上应用非常广泛，其换刀过程简单，换刀时间短，定位精度高；总体结构简单、紧凑，动作准确可靠；维护方便，成本低。
本刀库传动部分分两级减速，一级传动部分采用直齿轮减速装置，二级传动部分采用蜗轮蜗杆减速装置，此种设计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。
本刀库满载装刀24把，采用单环排列方式排放。
关键词：加工中心；刀库；数控加工AbstractSince the 1990s, CNC machining technology has been rapidly gaining popularity and development. As a new era of high-speed machining center CNC machine tools represent, have been widely used in the field of machine tools. Automatic tool changer magazine seems to have gone beyond the development of CNC machining centers supporting its role in the field of its unique technology developed to meet the machine precision, high efficiency, high reliability and multi-task complex concepts such unique products. Magazine as a processing center one of the most important parts, and its development is also directly determines the machining center.In this thesis, completed the disc magazine's overall design, transmission design, structural design, in determining the overall design, the use of UG to the entire disc magazine conducted a physical modeling and motion simulation analysis. The results showed that the system without interference and the overall smooth operation. Using ANSYS on the system key components of stress and deformation analysis. The results showed that: the system key component design is reasonable, the amount of deformation in the design range. This magazine in CNC machining center is widely used, its tool change process is simple, tool change time is short, high positioning accuracy; overall structure is simple, compact, accurate and reliable; easy maintenance, and low cost. The magazine drive part of two deceleration, a transmission part adopts straight gear reduction, two transmission part adopts worm gear unit, such a design can improve the output shaft of the transmission smooth performance, that is, raising the cutter smooth operation sex. The magazine full loaded knife 24, the use of single-ring arrangement emissions.Keywords: machining centers; magazine; CNC machining目录摘要 .............................................................................................. 错误！未定义书签。
基于PLC的数控加工中心自动换刀系统的研究
盘式刀库自动换刀控制系统的优势主要体现在以下几个方面。首先，自动换刀 控制系统可以显著提高加工效率，避免了手动更换刀具的繁琐过程，节省了大 量时间。其次，自动换刀控制系统可以降低工人的劳动强度，减少错误操作的 可能性，提高生产安全性。最后，自动换刀控制系统有利于实现工厂的自动化 和智能化，提升整体竞争力。
目前，加工中心自动换刀装置的研究主要集中在换刀方式、刀库设计、夹持机 构和控制系统等方面。其中，换刀方式是自动换刀装置的核心技术之一，直接 影响到换刀的效率和精度。按照换刀过程中是否有旋转动作，换刀方式可以分 为旋转式和非旋转式两种。旋转式换刀方式又可以分为刀具旋转和主轴旋转两 种，而非旋转式换刀方式则可以分为直插式和伸缩式两种。
盘式刀库自动换刀控制系统的工作原理基于计算机数值控制（CNC）技术，通 过接收加工中心的指令，控制机械手臂进行刀具的更换。首先，机械手臂在盘 式刀库中选择需要更换的刀具，然后将其抓取并移动到加工区域。接下来，机 械手臂将旧的刀具从主轴中取出，并将新的刀具安装到主轴上。最后，机械手 臂将更换下来的刀具放回盘式刀库的正确位置。
近年来，随着人工智能、机器学习和计算机视觉等技术的不断发展，加工中心 自动换刀装置的研究也在不断深入。这些技术的应用，可以实现更加智能化和 高效的换刀控制，从而提高加工中心的生产效率和加工质量。
在应用前景方面，加工中心自动换刀装置将会在更多领域得到应用。例如，在 航空航天、汽车制造、模具制造和医疗器械等领域，由于对加工精度和效率的 要求较高，因此对自动换刀装置的需求也将会不断增加。此外，在智能制造和 数字化工厂的建设中，加工中心自动换刀装置也将会成为其重要组成部分之一。
加工中心自动换刀装置的发展历程可以追溯到20世纪80年代，当时该技术还处 于研究和实验阶段。随着计算机技术、机械制造技术和液压气动技术的发展， 自动换刀装置的可靠性、稳定性和效率得到了不断提高。进入21世纪以来，随 着数控技术的快速发展和制造业的不断升级，加工中心自动换刀装置的应用范 围和需求量也不断增加。
加工中心刀刀库(链式刀库)机械毕业设计方案
第一章绪论本章首先从数控机床的发展历程引出加工中心的发展趋势，再具体到本次设计针对的刀库的任务要求，明确了本设计任务的主要内容。
引言1952年世界上出现了第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
1958年第一台加工中心问世，它将多工序<铣、钻、镗、铰、攻丝等）加工集于一身；适应加工多品种和大批量的工件；增加机床功能<自动换刀、自动换工件、自动检测等），使自动化程度和加工效率上了一个新台阶；使无人化<或长时间无人操作）加工成为现实。
90年代以来，数控加工技术得到迅速的普及及发展，数控加工中心在制造业得到越来越广泛的应用。
目前国内企业生产制造的加工中心主要是面向生产领域，其结构复杂、精度高、封闭性强，价格昂贵。
加工中心已成为柔性制造系统、计算机集成制造系统和自动化工厂的基本单元。
加工中心是数控机床的代表，是高新技术集成度高的典型机电一体化机械加工设备，受到世界各工业发达国家的高度重视，技术迅速发展，品种和数量大幅度增加，成为当今世界机械加工设备中最引人注目的一类产品。
加工中心简介加工中心的发展简史1952年世界上出现第一台数控机床，使多品种、中小批量的机械加工设备在柔性、自动化和效率上产生了巨大变革。
它用易于修改的数控加工程序进行控制，因而比大批量生产重使用组合机床生产线和凸轮、开关控制的专用机床有更大的柔性，容易适应加工件品种的变化，进行多品种加工。
它用数控系统对机床的工艺功能、几何图形运动功能和辅助功能实行全自动的数字控制，因为有更高的自动化程度和加工效率，大大改变了中小批量生产中普通机床占整个机械加工70%~80%的状况。
数控机床能实现两坐标以上联动的功能，其效率和精度比用手工和样板控制加工复杂零件要高得多。
1958年第一台加工中心在美国卡尼、特雷克<Kearney&Trecker）公司问世。
现代加工中心的内容是什么？第一，它是在数控镗床或数控铣床的基础上增加自动换刀装置，可使工件在一次装卡中，能够自动更换刀具，自动完成工件上的铣削、钻孔、镗孔、铰孔、攻丝等工序的数控机床。
加工中心盘式刀库自动换刀控制系统设计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｕ ｏｍａ ｉ ｏ ｌ ｈ ｎ ｅ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏｒ ｓｇ ｎａ ｔ ｔ ｔ ｏ ａ ｇ ｒ ｎ ｒ Ｉ ｓ ｅ ｆ ｃ ｉｅ ｃ ｎ ｅ ｃ ｃ ｃ ｓ ｍａ ｈ ｎ ｅ ｔ ｒ
第５ 期 ２ １ 年 ５月 ０１
文章编号 ：０ １３ ９ （０ ）５ ０ ３— ３ １０ — ９ ７ ２ １ ０ — １ ７ ０ １
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉ ｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ １７ ３
加 工 中心盘 式刀库 自动换 刀控 制 系统设计 米
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中图分 类号 ： Ｈ１ ， Ｐ ７ ＋４ 文献标 识码 ： Ｔ ６Ｔ ２ １． Ａ
１ 引言
．
工中心几乎是空 白， 而机械加工业 、 小型模具的制造 、 工科 院校 、 技工学校等对小型加工 中心存在着大量的需求目 。为了填补市场 的空白， 台自主研发制作 的微型立式加工中心应运而生 。加工 本 中心工作 台采用 — ｙ双向精密数控工作台 ； 以进行 Ｘ、 Ｚ三 可 Ｙ、 个方向的进给； 配装 自动换 刀系统 ， 可以完成铣 、 、 、 、 、 钻 扩 铰 锪 攻 丝等多种加工工序 ， 体积小 、 紧凑 ， 结构 不但可满足本科实验教学 的需要 ， 还能进行小型板类、 盘类 、 叉架类和箱体类等复杂零件 的 多品种 中小批量加工。 整体结构 ， 如图 １ 所示 。 加工中心的关键技 术在于 自动换刀系统装置 。 针对 自主研发制作的微型立式加工 中
卧式加工中心主传动系统设计说明书
烟台南山学院毕业设计（论文）卧式加工中心主传动系统设计卧式加工中心主传动系统设计摘要加工中心它是一种既具备刀库还能够自动的去更换一些刀具用来多工序加工工件的数控机床。
它把电子技术、气动技术、现代控制的理论、机械技术、计算机软件技术、拖动技术、测量和传感技术、应用编程和通讯诊断等很多高技术集于一身。
加工中心更适合精度要求很高的、加工程序多的、形状复杂的、很多工艺装备和要用很多种类型普通的机床。
要多次调整多次装夹才能够加工完成的零件。
数控加工中心主传动系统是由主轴组件、主轴电动机、转动系统组成。
这篇文章简单的去论述了关于加工中心的发展趋势和功能，通过加工中心项目的开发，全面论述和总体方案的设计方法和拟定过程。
参考了国内外的加工中心的机床的布局、实施的课行性、市场的竞争力、经济因素、机床的参数等因素，然后在结合实际设计的方案。
主要内容有确定传感的方案、电动机选择、齿轮的校核和设计、拟定的转速图、主轴设计各种动轴刚度的校核和动轴的设计。
论文对卧式加工中心主转系统进行了计算与分析，包括有齿轮的齿轮弯曲应用的计算和接触应用的计算，轴的饶度计算和弯曲应用的计算，还有轴承寿命的计算。
本文的研究应用了很多先进的手段来更好的完成卧式加工中心的设计，以及机床外观初步的方案。
这样可以使得产品设计的过程可视，同样也大大的提高了设计的效率。
关键词：传动系统，加工中心Horizontal Machining Center TransmissionDesignAbstractThe machining center it is not only with a knife but also can automatically to replace t he CNC machine tool for machining some workpieces. The electronic technology, pneuma tic technology, modern control theory, mechanical technology, computer software technolo gy,drive technology, measurement and sensor technology, application programming and co mmunication diagnosis etc. many high technology in a body. Complex shape machining ce nter is more suitable for high precision processing, program, process equipment and manyt o many types of ordinary machine tool. To repeatedly adjust multiple clamping processin g tofinished parts. The main drive system of CNC machining center is composed of spindle, spindle motor, rotation system. This article simply to discuss the development trend of the processing center and function, through the development of the processing center project,di scusses the design method and the overall scheme and the process of drafting. With referen ce to the processing center at home and abroad, the layout of the machine classimplementat ion, market competitiveness, economic factors, machine parameters, and in combination wi th the actual design scheme. The main contents are to determine the sensingscheme, motor selection, design and verification, the proposed gear speed diagram, spindle design dynami c check shaft stiffness and dynamic shaft design. The horizontal machining center main tra nsfer system was calculated and analyzed, including the calculation of the gear bending ap plication of gear and contact applications, calculation calculation of shaft and bending curv ature of the application, and the bearing life calculation.Design of horizontal machining ce nter in the completion of this study on the application of many advanced techniques to bett er, and the appearance of the preliminary design of machine tool. This makes the process o f product design and visual, also greatly improve the efficiency of the design.Key words: horizontal machining center, transmission Systerm目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.3 加工中心的定义 (3)1.4 加工中心的特点 (3)1.5卧式的主要加工对象 (5)1.6 加工中心的机构构成 (6)1.6.1 基础部件 (6)1.6.2 主轴部件 (6)1.6.3 数控系统 (7)1.6.4 自动换刀系统 (7)1.6.5 辅助装置 (7)1.7加工中心的工作原理 (7)第2章总体设计 (8)2.1概述 (8)2.2 主传动系统的设计要求 (8)3.1 加工中心主传动系统的要求 (8)3.1.1 调速功能 (9)3.1.2动态响应性能 (9)3.1.3 精度和刚度要求 (9)3.1.4 抗振性和热稳定性要求 (9)3.1.5 具有刀具自动夹紧的功能 (10)3.1.6 功率要求 (10)3.1.7 主轴定位功能要求 (10)3.2主传动系统主要技术参数 (10)3.2.1 主运动变速系统主要参数 (10)3.2.2 主传动功率 (11)3.2.3 选择电动机型号 (11)3.3主传动变速系统设计 (11)3.3.1主轴箱传动系统图 (12)3.3.2 转速图的拟定 (13)3.3.3各轴计算转速 (14)第 4章主传动系统设计 (14)4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (15)4.2齿轮齿数的确定 (15)4.3齿轮模数的估算 (15)4.4按齿面接触疲劳强度校核齿轮模数 (17)4.5估算各传动轴直径与各轴的材料选取 (19)4.6 传动轴的弯曲刚度验算 (20)4.7花键键侧挤压应力计算 (24)4.8联轴器的选择 (25)4.9 键的选择 (25)第5章主轴及其重要组件的设计 (26)5.1主轴的要求 (26)5.1.1回转精度 (26)5.1.2 静刚度 (26)5.1.3 抗振性 (26)5.1.4 升温和热变形 (26)5.1.5 耐磨性 (27)5.1.6 材料和热处理 (27)5.1.7 主轴的结构 (27)5.1.8主轴轴承的选择 (27)5.2主轴的结构尺寸设计 (27)5.2.1主轴直径的确定 (28)5.2.2主轴的结构尺寸设计 (28)5.2.3主轴内孔直径 (28)5.2.4主轴轴端结构 (29)第6章绘制总装配图及其重要零件图 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第1章绪论1.1 课题背景装备制造业是为国防建设以及国民经济的发展提供一些技术装备基础性的产业，带动着相关产业发展也为国民各个部门提供了工作母机。