加工中心圆盘式刀库设计开题报告

1. 研究目的与意义

加工中心是一种备有刀库并能自动换刀对工件进行多工序加工，是能完成铣、钻、扩、铰、攻丝等多种加工工序的机床，体积小、结构紧凑、价格低、生产效率高、精度较高。

刀库是一台加工中心的关键、必不可少的组成部分，刀库的功能是储存加工工序所需的各种刀具，并按程序t指令，把将要用的刀具准确的送到换刀位置，并接受从主轴送来的已用刀具。

刀库的存储量一般在8~64把范围内，多的可达100~200把。

2. 课题关键问题和重难点

加工中心的刀库及换刀装置这些年发展速度很快，技术也比较成熟。

如今对于加工中心刀库的设计目标是提高刀库换刀的速度以及对刀库结构的设计。

所以我认为本课题的关键问题有如下几点： 1、刀库的结构（刀盘、刀架、刀套、挡块等）以及各零部件的设计与装配； 2、刀库的设计计算 包括刀库驱动电机的选择（伺服电机）、刀库传动方式（蜗轮蜗杆传动）及计算； 3、刀库的选刀方式 有刀具号与刀套号随机变换方式、刀具号与刀套号固定对应方式两种，综合对比选用； 4、刀盘转动的准停及准停速度控制 控制好准停速度是减小刀盘震动的一个指标； 5、刀库换刀整个过程的plc程序设计 根据刀库运动的每一步动作变换设计plc程序； 6、绘制刀盘结构图以及plc程序单。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1、引言刀库是数控加工中心的重要组成部分，完善的刀库设计可以减小数控加工中心的实体体积，并且还能通过提高换刀的速度来增加数控加工中心的效率。

目前国内外的数控加工中心的刀库主要有转塔式、圆盘式、链式刀库等形式；而驱动刀库转动的形式主要是基于plc的电机驱动。

针对刀库形式的研究，相对于转塔式刀库的储量6~8把之低，以及仅用于轻便而简单的机型，常见于车削中心和钻削中心的局限；而链式刀库结构设计复杂，取刀的不便捷，选用圆盘式刀库设计则显得相对合适。

4. 研究方案

根据与加工中心的自动换刀装置的配合运行方式不同，本课题加工中心盘式刀库的设计主要有两种：方案一：圆盘式刀库上的刀套刀具由与主轴线垂直位置逆时针旋转90度，成与主轴线平行。

设计工作：（1）刀库装配所需零配件设计：圆盘、刀架、刀套等的尺寸计算、精度选择； （2）刀库设计计算：驱动电机的功率、扭矩等的选择和刀库传动方式的选择及计算； （3）刀库的选刀方式设计； （4）刀库的换刀整个过程的plc程序设计； （5）绘制刀库的结构图、零件图及plc程序单等。

方案二：圆盘式刀库上的刀套刀具在与主轴线垂直的位置不转动，由自动换刀装置的刀夹在选定刀号的正下方顺时针转动90度取刀。

5. 工作计划

3月23日~3月30日 设计计算 3月31日~4月06日 装配草图 4月07日~4月14日 中期检查，在毕业设计管理系统上完成中期检查报告的填写。

4月15日~5月10日 刀库设计总图 5月11日~5月18日 撰写论文 5月19日~5月27日 完成毕业设计报告（论文）的撰写，提交给导师批阅的确认。

5月28日~6月03日 上传毕业设计报告（论文）和附件至毕业设计管理系统。