數控車床自動回轉刀架結構設計數控說明書
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- 題目：數控車床自動回轉刀架結構設計
任務：設計一臺四工位立式回轉刀架，適用于C616或C6132經濟型數空車床。要求繪制自動回轉刀架的機械結構圖。推薦刀架所用電動機的額定功率為
90W，額定轉速1480r/min，換刀時要求刀架轉動的速度為40r/min，減速裝置的傳動比為i=37。
總體結構設計
1、減速傳動機構的設計
普通的三項異步電動機因轉速太快，不能直接驅動刀架進行換刀，必須經過適當的減速。根據立式轉位刀架的結構特點，采用蝸桿副減速時最佳選擇。蝸桿副傳動可以改變運動的方向，獲得較大的傳動比，保證傳動精度和平穩性，并且具有自鎖功能，還可以實現整個裝置的小型化。
2、上刀體鎖緊與精定位機構的設計
由于刀具直接安裝在上刀體上，所以上刀體要承受全部的切削力，其鎖緊與定位的精度將直接影響工件的加工精度。本設計上刀體的鎖進玉定位機構選用端面齒盤，將上刀體和下刀體的配合面加工成梯形端面齒。當刀架處于鎖緊狀態時，上下端面齒相互嚙合，這時上刀體不能繞刀架的中心軸旋轉；換刀時電動機正轉，抬起機構使上刀體抬起，等上下端面齒脫開后，上刀體才可以繞刀架中心軸轉動，完成轉位動作。
3、刀架抬起機構的設計
要想使上、下刀體的兩個端面齒脫離，就必須設計適合的機構使上刀體抬起。本設計選用螺桿-螺母副，在上刀體內部加工出內螺紋，當電動機通過蝸桿-渦輪帶動蝸桿繞中心軸轉動時，作為螺母的上刀體要么轉動，要么上下移動。當刀架處于鎖緊狀態時，上刀體與下刀體的端面齒相互嚙合，因為這時上刀體不能與螺桿一起轉動，所以螺桿的轉動會使上刀體向上移動。當端面齒脫離嚙合時，上刀體就與螺桿一起轉動。
設計螺桿時要求選擇適當的螺距，以便當螺桿轉動一定的角度時，使得上刀梯與下刀體的端面齒能夠完全脫離嚙合狀態。
下圖為自動回轉刀架的傳動機構示意圖，詳細的裝配圖在一號圖紙上。
三、自動回轉刀架的工作原理
自動回轉刀架的換刀流程如下圖。
圖上表示自動回轉刀架在換刀過程中有關銷的位置。其中上部的圓柱銷2和下部的反靠銷6起著重要作用。
當刀架處于鎖緊狀態時，兩銷的情況如圖A所示，此時反靠銷6落在圓盤7的十字槽內，上刀體4的端面齒和下刀體的端面齒處于嚙合狀態（上下端面齒在圖中未畫出）。
需要換刀時，控制系統發出刀架轉位信號，三項異步電動機正向旋轉，通過蝸桿副帶動蝸桿正向轉動，與螺桿配合的上刀體4逐漸抬起，上刀體4與下刀體之間的端面齒慢慢脫開；與此同時，上蓋圓盤1也隨著螺桿正向轉動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿聯接），當轉過約時，上蓋圓盤1直槽的另一端轉到圓柱銷2的正上方，由于彈簧3的作用，圓柱銷2落入直槽內，于是上蓋圓盤1就通過圓柱銷2使得上刀體4轉動起來（此時端面齒已完全脫開）。
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