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弧面蜗杆加工专用数控机床及控制系统设计 论文编号：JX389 包括说明书，设计图纸，论文字数：17894.页数：34 摘 要 本论文介绍的是XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置（刀库式）的设计。
刀库式的自动换刀装置是由刀库和刀具交换装置（换刀机械手）组成。它是多工序数控机床上应用最广泛的换刀装置，其整过换刀过程比较复杂。
首先把加工过程中需要使用的全部刀具安装在标准的刀柄上，在机床外进行尺寸预调后，按一定的方式装入刀库。换刀时，先在刀库中进行选刀，由机械手从刀库和主轴上取出刀具，然后交换位置，把新刀插入主轴，旧刀放回刀库。
存放刀具的刀库具有较大的容量，其容量为六把刀具，采用盘形结构，安装在机床的左侧立柱上。因为XKA5032A/C数控立式升降台铣床外形及其他性能参数等均与THK6363型自动换刀数控镗铣床相似，所以本机床的自动换刀装置的设计将仿效THK6363型自动换刀数控镗铣床换刀装置，设计成采用轴向放置的鼓盘式刀库形式和回转式双臂机械手组成。
刀具按预定工序的先后顺序插入刀库的刀座中，使用时按顺序转到取刀位置。用过的刀具放回原来的刀座内，也可以按加工顺序放入下一个刀座内。
该法不需要刀具识别装置，驱动控制也比较简单，工作可靠。但刀库中每一把刀具在不同工序中不能重复使用，为了满足加工需要只有增加刀具的数量和刀库的容量，这就降低了刀具和刀库的利用率。
此外，装刀时必须十分谨慎，如果刀具不按顺序装在刀库中，将会产生严重的后果。顺序选刀是在加工之前，将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，顺序不能有差错。
加工时按顺序调刀。适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。
可知数控铣床用4把刀就可完成大多数的铣削加工。所以这个容量为6把刀的刀库，几乎不存在加工过程中需要重复利用刀具的情况，所以刀具的选择方式确定为顺序选择刀具。
两手互相垂直的回转式单臂双手机械手的优点是换刀动作可靠，换好时间短，缺点是刀柄精度要求高，结构复杂，联机调整的相关精度要求高，机械手离加工区较近。一般来说，这种机械手用于刀库刀座轴线与机床主轴轴线垂直，刀库为径向存取刀具形式的自动换刀装置，因此，在XKA5032A/C数控立式升降铣床的自动换刀装置中可采用这种机械手形式。
关键词：数控铣床；自动换刀装置；刀库；换刀机械手 目 录 摘要………………………………………………………… 1前言…………………………………………………………………………。. 2第一章 绪论……………………………………………………………………31.1数控机床的知识………………………………………………………… 3第二章 毛坯的设计 ……………………………………………………………42.1 确定零件的生产类型和生产纲领 ……………………………………42.2.1 毛坯的种类 ……………………………………………………42.2.2 毛坯种类的选择 ………………………………………………42.2.3毛坯的形状与尺寸的选择 ……………………………………4 第三章 零件工艺规程的设计 ………………………………………………63.1 定位基准的的选择 ……………………………………………………63.1.1 精基准的选择 ……………………………………………………63.1.2 粗基准的选择 ……………………………………………………63.2 零件表面加工方法的选择 ……………………………………………73.3 加工顺序的安排 ………………………………………………………73.3.1 加工阶段的划分 …………………………………………………73.3.2 工序的合理组合 …………………………………………………73.3.3 加工顺序的安排 ………………………………………………… 83.4 工艺的制定 ……………………………………………………………93.4.1 工序基准的制定 …………………………………………………93.4.2 确定工序尺寸的方法 ……………………………………………93.4.3 加工余量的确定 …………………………………………………103.4.4 机床的选择 ………………………………………………………103.4.5 工艺装备的选择 ………………………………………………103.4.6 切削用量的选择 ………………………………………………10 第3章 刀库的设计………………………………………………………………113.1 确定刀库容量…………………………………………………………… 113.2 确定刀库形式…………………………………………………………… 113.3 刀库结构设计…………………………………………………………… 113.4 初估刀库驱动转距及选定电机………………………………………… 133.4.1初选电动机与降速传动装置……………………………………… 133.4.2初估刀库驱动转距……………………………………………………133.5刀库转位机构的普通圆柱蜗杆传动的设计………………………………133.6刀库驱动转矩的校核………………………………………………………173.7花键联接的强度计算………………………………。
2.机械论文
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。
它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。
图 轴的种类a）光轴 b）空心轴 c）半轴 d）阶梯轴 e）花键轴 f）十字轴 g）偏心轴h）曲轴 i） 凸轮轴1 轴类零件的功用、结构特点轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。
按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。1.1轴类零件的毛坯和材料1.1.1轴类零件的毛坯轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。
毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。
中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。1.1.2轴类零件的材料 轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45~52HRC。40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50~58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。
这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。
2 轴类零件一般加工要求及方法2.1 轴类零件加工工艺规程注意点在学校机械加工实习课中，轴类零件的加工是学生练习车削技能的最基本也最重要的项目，但学生最后完工工件的质量总是很不理想，经过分析主要是学生对轴类零件的工艺分析工艺规程制订不够合理。轴类零件中工艺规程的制订，直接关系到工件质量、劳动生产率和经济效益。
一零件可以有几种不同的加工方法，但只有某一种较合理，在制订机械加工工艺规程中，须注意以下几点。1.零件图工艺分析中，需理解零件结构特点、精度、材质、热处理等技术要求，且要研究产品装配图，部件装配图及验收标准。
2.渗碳件加工工艺路线一般为：下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→渗碳→去碳加工（对不需提高硬度部分）→淬火→车螺纹、钻孔或铣槽→粗磨→低温时效→半精磨→低温时效→精磨。3.粗基准选择：有非加工表面，应选非加工表面作为粗基准。
对所有表面都需加工的铸件轴，根据加工余量最小表面找正。且选择平整光滑表面，让开浇口处。
选牢固可靠表面为粗基准，同时，粗基准不可重复使用。4.精基准选择：要符合基准重合原则，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准。
符合基准统一原则。尽可能在多数工序中用同一个定位基准。
尽可能使定位基准与测量基准重合。选择精度高、安装稳定可靠表面为精基准。
工艺规程制订得是否合理，直接影响工件的质量、劳动生产率和经济效益。一个零件可以用几种不同的加工方法制造，但在一定的条件下，只有某一种方法是较合理的。
因此，在制订工艺规程时，必须从实际出发，根据设备条件、生产类型等具体情况，尽量采用先进加工方法，制订出合理的工艺规程。2.2 轴类零件加工的技术要求1 尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类，一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6~IT9。
2 几何形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。
3 相互位置精度包括内、外表面，重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。4 表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。
2.3 轴类零件的热处理1锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。2调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。
3表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正。
3.怎么铣带圆弧的渐开线花键
这个比较很难说，如果按功能去取舍应该更合理些。
硬要说精度的话，对于内花键由于基本都是花键拉刀拉出来的，精度决定于拉刀，可以说他们的精度是一样的。
外花键一般是滚齿的，单讲滚齿后精度，他们也应没区别，因为都决定于刀具和机床的精度。但矩形花键一般要用于有滑动的场合，所以外花键要磨齿，而渐开线花键一般只是用于传递扭矩，不需磨齿，实际上也不好磨齿，相比时精度就显得低了点。但实际上是因为要求不同、加工手段不同造成的。所以不能单纯的说那种花键的精度高。
这个问题怎么铣带圆弧的渐开线花键，好难啊，辛辛苦苦回答了，给我个满意答案把