四工位的自動回轉刀架課程設計
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摘 要
設計一臺四工位的自動回轉刀架，適用于C618經濟型數控車床。要求繪制自動回轉刀架的機械結構圖，設計控制刀架自動轉位的硬件電路，編寫刀架的控制軟件，推薦刀架所用的電動機的額定功率為1100W，額定轉速為1440 r/min，換刀時要求刀架轉動的速度為50 r/min。
經濟型數控是我國80年代科技發展的產物。這種數控系統由于功能適宜，價格便宜，用它來改造車床，投資少、見效快，成為我國“七五”、“八五”重點推廣的新技術之一。十幾年來，隨著科學技術的發展，經濟型數控技術也在不斷進步，數控系統產品不斷改進完善，并且有了階段性的突破，使新的經濟型數控系統功能更強，可靠性更穩定，功率增大，結構簡單，維修方便。由于這項技術的發展增強了經濟型數控的活力，根據我國國情，該技術在今后一段時間內還將是我國機械行業老設備改造的很好途徑。對于原有老的經濟型數控車床，特別是80年代末期改造的設備，由于種種原因閑置的很多，浪費很大；在用的設備使用至今也十幾年了，同樣面臨進一步改造的問題通過改造可以提高原有裝備的技術水平，大大提高生產效率，創造更大的經濟效益。
關鍵字：數控車床，自動回轉，刀架，單片機。
目 錄
1 設計任務
1.1 設計總體任務•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.2 設計參數•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.3 設計內容•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.4 設計任務•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2 概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
3 總體設計方案•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.1 減速傳動機構的設計••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2 上刀鎖緊與精定位機構的設計••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.3 刀架抬起機構的設••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
4 自動回轉刀架的工作原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
4.1自動回轉刀架的換刀流程••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
4.2換刀過程中有關銷的位置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
4.3回轉刀架換刀••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
5 數控車床回轉刀架機械部分設計••••••••••••••••••••••••••••9
5.1 蝸桿副的設計計算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.1蝸桿的選型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.2蝸桿副的材料•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.3按齒面接觸疲勞強度進行設計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
5.2蝸桿軸的設計••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
5.3 蝸輪螺紋聯接部分的設計計算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.1 螺距的確定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.2其他參數的確定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.3自鎖性能校核••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4滾動軸承的選項••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4.1概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4.2滾動軸承的選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
5.4.3滾動軸承的配合••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
5.4.4滾動軸承的密封••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
6 電氣控制部分設計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
6.1 控制芯片及I/O接口芯片的選型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
6.1.1 8051單片機介紹•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
6.1.2 可編程I/O芯片8255A介紹••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
6.2 傳感器選型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
6.2.1 霍爾效應及霍爾元件•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
6.3 硬件電路設計••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
6.3.1 發信電路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
6.3.2 收信電路••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
6.3.3 延時鎖緊電路••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
6.3.4 復位電路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
6.4 控制軟件設計•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
7 總結••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
8 參考文獻•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33
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