数控加工中心盘式刀库设计+CAD图纸(2)
3.2.1蜗杆校核 24
3.2.2蜗轮轴校核 30
3.3键，轴承设计与校核 36
3.3.1键的校核 36
3.3.2轴承的校核 36
3.4传动系统 38
3.5回零减速撞块尺寸的计算 40
3.6刀盘与刀套的设计 41
3.6.1刀套 41
3.6.2刀盘 42
3.7换刀简介，刀具（刀座）识别装置 44
4结论 47
5致谢 48
6参考文献 49
1绪论
1.1课题背景
从数控换刀系统发展的历史来看，1956 年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国 IBM 公司同期也研制成功了“APT”(刀具过程控制装置)。1958 年美国 K&T公司研制出带 ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。1967 年出现了 FMS(柔性制造系统)。1978 年以后，加工中心迅速发展，带有 ATC 装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983 年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。
目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。在这种模式中，机床主轴常采用空心的带有长拉杆、碟形弹簧组的结构形式，由液压或气动装置提供动力，实现夹紧放松刀柄的动作。利用这种机构夹持刀具进行数控加工的最大问题是，它不能同时获得高的夹持刚度和刀具振摆精度，而且主轴结构复杂，主轴轴向尺寸过大，加上它的液压驱动装置及刀具辅具锥柄的制造成本，使得自动换刀系统的造价在机床整机中占有较大的比重。
据有关数据介绍，在刀具采用锥柄夹头、侧压夹头以及弹簧夹头夹紧性能的对比实验中，采用弹簧夹头夹持刀具是唯一可同时获得高的夹持刚度和振摆精度的理想组件。采用这种夹持组件，刀具或刀具辅具可做成圆柱柄，其制造成本低，精度易保证，这对大容量 刀库降低刀具辅具的制造成本，意义更为显著。
在现代数控机床上亦有采用弹簧夹头作为刀具的夹持组件，但机床的主轴结构、驱动方式仍然采用与上述锥柄刀具完全相同的结构形式。采用这种结构模式，在实际数控加工中，尤其是在需要超高速主轴、主轴的径向、轴向尺寸都很小、没有足够的换刀空间的微细加工场合中实现自动换刀将会是很困难的，如果实施自动换刀那将使机床成本大幅度提高。如在 CNC 控制磨削球面铣刀的数控磨削机床上，直接由高速电机驱动主轴，使用小直径盘形砂轮和指形砂轮加工球面铣刀，换刀空间很小，在这种条件下，将难以实现自动换刀。国外最新研制的内圆磨床上采用的弹簧夹头自动换刀装置售价昂贵。所以研究盘式刀库很有现实意义。
数字控制是20世纪中期发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信号进行控制的一种方法。采用数控技术进行控制的机床，称为数控机床。加工中心 （Machining Center,简称MC）是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。它是适应省力、省时和节能的时代要求而发展起来的，它综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现在控制理论、测量及传感技术以及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品，将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可以在一次安装工件后，数控系统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功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。