四工位的自动回转刀架课程设计

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四工位的自动回转刀架课程设计

摘 要
设计-台四工位的自动回转刀架，适用于C618经济型数控车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构图，设计控制刀架自动转位的硬件电路，编写刀架的控制软件，推荐刀架所用的电动机的额定功率为1100W，额定转速为1440 r/min，换刀时要求刀架转动的速度为50 r/min。
经济型数控是我国80年代科技发展的产物。这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国七五”、八五”重点推广的新技术之-。十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后-段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床，特别是80年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进-步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。
关键字：数控车床，自动回转，刀架，单片机。

目 录
1 设计任务
1.1 设计总体任务•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.2 设计参数•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.3 设计内容•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
1.4 设计任务•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2 概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
3 总体设计方案•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.1 减速传动机构的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.2 上刀锁紧与精定位机构的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
3.3 刀架抬起机构的设••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
4 自动回转刀架的工作原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
4.1自动回转刀架的换刀流程••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
4.2换刀过程中有关销的位置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
4.3回转刀架换刀••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
5 数控车床回转刀架机械部分设计••••••••••••••••••••••••••••9
5.1 蜗杆副的设计计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.1蜗杆的选型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.2蜗杆副的材料•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
5.1.3按齿面接触疲劳强度进行设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
5.2蜗杆轴的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
5.3 蜗轮螺纹联接部分的设计计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.1 螺距的确定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.2其他参数的确定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.3.3自锁性能校核••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4滚动轴承的选项••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4.1概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
5.4.2滚动轴承的选型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
5.4.3滚动轴承的配合••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
5.4.4滚动轴承的密封••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
6 电气控制部分设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
6.1 控制芯片及I/O接口芯片的选型•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
6.1.1 8051单片机介绍•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
6.1.2 可编程I/O芯片8255A介绍••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
6.2 传感器选型••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
6.2.1 霍尔效应及霍尔元件•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
6.3 硬件电路设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
6.3.1 发信电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
6.3.2 收信电路••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
6.3.3 延时锁紧电路••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
6.3.4 复位电路•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••25
6.4 控制软件设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••26
7 总结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••32
8 参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33