摘要：加工中心的作用性，随着世界上的数控机床技术的进步和普及，变得更加至关重要，作为数控技术的核心的加工中心，其发展极其有利于数控机床提高加工效率。因为数控机床为了能够更好地提高加工效率，对于机床通过一次装夹就可以完成工件加工的几道工序，甚至所有需要的工序的工作方式极其受到关注，从而出现了更多的各种各样的加工中心机床，就例如车削中心、钻削中心等，因此这种加工中心越来越是机械制造行业的重心。具有多道工序的加工的数控机床则需要装备多把不同种的刀具，从而出现了能够储备多把刀具的刀库，也可以称之为自动换刀装置，也就是此次设计中的核心。对于自动换刀装置，为了可以完成换取不同种的刀具，用于加工的多道甚至所有工序，它就要具有换刀时间短暂、高的刀具的重复定位精度、刀具储备量充足、占有的面积小、安全、性能稳定等特点。此次设计论文，主要方向是设计出一种具有总体体积和占地面积小、机械结构布局紧凑、价格和成本比较低、生产周期短的特点的小型立式加工中心刀库。首先是阐述国内外的数控机床研究和发展情况，和加工中心的特点及发展意义，自动换刀装置的意义及其本次设计主要工作；其次对刀库进行总体设计和各部件的设计，及其对主要的机构（刀库转动定位机构）和主要零件（轴、刀盘）的机械设计；最后对刀库进行三维建模、有限元分析轴的强度情况。

关键词  数控系统；加工中心；刀库；三维建模

目录

摘要

Abstract

1 绪 论-1

1.1 国内外的研究现状和发展趋势-1

1.1.1 当前世界数控机床的研究现状-1

1.1.2我国数控机床的发展现状-2

1.1.3我国数控机床产业的展望-2

1.2加工中心-3

1.2.1加工中心概论-3

1.2.2 加工中心的基本结构-4

1.2.3自动换刀系统产品化-5

1.3本论文研究的目的和意义-6

1.4本论文的主要工作-6

2 总体方案的设计-7

2.1运动方案的设计-7

2.1.1运动数目的确定-7

2.1.2运动方案的确定-7

2.2功能部件的设计方案-8

2.2.1主传动系统-8

2.2.2基础部件-8

2.2.3自动换刀系统-9

2.2.4进给伺服系统-10

2.2.5数控系统-11

2.3总体布局-11

2.4主要技术参数-12

2.5 小结-12

3 刀库的设计-13

3.1 刀库的结构设计-13

3.1.1 刀库主要参数的确定-13

3.1.2 刀盘部分的设计-13

3.1.3刀库转动定位机构的设计-13

3.1.4 轴的设计-16

3.1.5滚动轴承、键的选择-19

3.2 刀库移动部分的设计-19

3.2.1 刀库支承横梁和导轨的设计-19

3.2.2 刀库移动丝杠和电机的选择-20

3.2.3 刀库的支承部分的设计-20

3.3 刀库、横梁的安装-21

3.4 小结-21

4 三维图的绘制和装配-22

4.1零件的绘制-22

4.1.1槽轮的绘制-22

4.1.2槽轮机构部件的绘制-23

4.1.3轴的绘制-24

4.1.4箱体上盖的绘制-25

4.1.5箱体底盖的绘制-26

4.1.6刀盘的绘制-27

4.2零件的装配-29

4.2.1刀库转动定位系统的装配-29

4.2.2刀库的装配-30

5 有限元分析-31

5.1 有限元分析的概况-31

5.2 有限元分析的作用-31

5.3 有限元分析-31

5.3.1 有限元分析的步骤-31

5.3.2有限元分析的结果-36

结论-37

参考文献-38

致谢-39