摘要：本毕业设计是设计卧式加工中心自动换刀装置。自动换刀装置是加工中心中的重要功能部件，影响着加工中心的可靠性和加工效率，是目前加工中心研究发展的重要方向。 

设计思路是机械手采用回转式可伸缩双臂机械手，机械手的转动和伸缩由回转液压缸的运动来实现，机械手的拔刀、插刀动作由双作用单活塞杆油缸动作完成。刀库采用圆盘刀库，选刀方式为任意选刀中的计算机记忆方式。

在设计中主要对机械手手部进行设计，完成手爪各参数的计算，以及液压传动系统中各种参数的计算，驱动装置里轴的计算，此外还设计了专门的PLC控制程序。

关键词：卧式加工中心；自动换刀装置；液压传动；

 

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2自动换刀装置的研究现状及国内外发展-1

2机械手总体方案设计-3

2.1已知参数-3

2.2加工中心总体布局设计-3

2.3换刀机械手总体设计-4

2.3.1换刀机械手的各种形式-4

2.3.2机械手换刀动作-7

3部件设计-8

3.1刀库部件设计-8

3.1.1刀库形式的选择-8

3.1.2刀库的基本结构及传动方式-8

3.1.3刀库选刀驱动电机的选择计算-9

3.1.4刀库传动机构-11

3.1.5刀库的防尘设施-12

3.1.6刀库的选刀方式-12

3.2机械手爪部件设计-13

3.2.1手爪形式的选择-13

3.2.2夹持方式-14

3.2.3手爪的整体设计-15

3.2.4弹簧的设计计算-16

3.3驱动装置的设计-22

3.3.1 手臂的伸缩运动-22

3.3.2抓刀手的开合运动-22

3.3.3 旋转运动-23

3.3.4 直线运动-23

3.4换刀时间的计算-23

4液压系统的设计-26

4.1液压系统简介-26

4.2液压系统的组成-26

4.3液压系统的优缺点-26

4.4系统设计-27

4.4.1 初选系统工作压力-27

4.4.2 拟定液压系统原理图-28

4.4.3液压元件的选择-29

5其它零件的设计-47

5.1齿轮的设计-47

5.1.1设计需求：-47

5.1.2设计过程：-47

5.2花键轴的计算-52

5.2.1轴的材料选择-52

5.2.2轴直径的计算-52

5.2.4花键轴的结构-53

5.2.5受力分析-53

5.2.6轴上支反力的计算-53

5.2.7弯矩和扭矩图-54

5.2.8强度校核-55

5.3轴承的选择设计-55

5.3.1轴承的型号-55

5.3.2径向载荷的计算-56

5.3.3 轴向载荷的计算-56

5.3.4轴承的当量动载荷的计算-56

5.3.5验算轴承寿命-56

5.4联轴器-56

6PLC控制设计-58

6.1 PLC选型-58

6.2 I/O点的分配-58

6.3 PLC编程-59

6.3.1 PLC程序设计-59

6.3.2 PLC梯形图和程序-59

结论-65

致谢-66

参考文献-67