1、開題報告題目名稱加工中心自動換刀系統設計（盤式）刀庫設計一、 選題的目的和意義：加工中心（Machining Center,MC）是適應省力、省時和節能的時代要求而迅速發展起來的自動換刀數控機床，它是綜合了機械技術、電子技術、計算機軟件技術、拖動技術、現代控制理論、測量及傳感技術以及通信診斷、刀具和編程技術的高科技產品。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和調整時間，減少工件周轉、搬運存放時間，使機床的切削利用率高于通用機床3倍4倍，所以說，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數控機床中生產率和自動化程度最高的綜合性機床。1958年，美國卡尼，特雷克（Kearney&T

2、recker）公司首次把銑、鉆、鏜等多種工序集中于一臺數控機床上，通過換刀方式實現連續加工，成為世界上第一臺加工中心。該產品出現后，銷路驚人，引起了日、德、美、英、法、意等先進工業國家的高度重視，競相開發生產，不斷擴大和完善機床的功能，成為數控機床中發展最快、需求量最大的商品之一。如今，世界上出現了立式、臥式、龍門式、落地式等各種加工中心，據不完全統計，大約有1000多個品種規格。未來加工中心的發展動向是高速化、進一步提高精度和愈發完善的機能。加工中心是數控機床的代表，是高新技術集成度高的典型機電一體化機械加工設備，我國的加工中心從70年代開始，已有很大發展，但技術、品種和數量上都還遠不能適應

3、我國經濟、技術發展的需要。隨著我國工業的不斷發展，推動了模具制造業、機械加工業的巨大發展，使得數控機床的使用越來越普遍，而加工中心更是以其高自動化程度得到廣泛應用。然而，目前市場上生產和銷售的都是以大、中型的加工中心為主，小型加工中心幾乎是空白，而機械加工業、小型模具的制造、工科院校、技工學校等對小型加工中心存在著大量的需求。為加速我國加工中心的發展，需進一步加強對加工中心的研究、設計、制造和應用。二、 國內外研究綜述：在加工中心中，刀庫和機械手組成自動換刀裝置（Automatic Tool Changer,簡稱ATC），而自動換刀裝置的好壞，將直接影響加工中心的好壞，從目前情況看，加工中心的

4、主機部分基本定型，變化不大，但自動換刀裝置種類繁多，五花八門，是最難搞好的部分。它是加工中心的象征，又是加工中心成敗的關鍵環節。因此各加工中心制造廠家都在下大力研制動作迅速、可靠性高的自動換刀裝置，以求在激烈的競爭中取得好效益，正因為自動換刀裝置是加工中心的核心內容，各廠家都在保密，極少公開有關資料，尤其機械手這部分更是如此。刀庫的形式和容量主要是為滿足機床的工藝范圍，目前常見的刀庫類型如下：（1） 盤式刀庫 此刀庫結構簡單，應用較多。此換刀裝置的優點是結構簡單，成本較低，換刀可靠性較好，缺點是換刀時間長，適用于刀庫容量較小的加工中心上采用。（2） 鏈式刀庫 此刀庫結構緊湊，刀庫容量較大，鏈環

5、的形狀可根據機床的布局制成各種形狀，也可將換刀位突出以便于換刀，能充分利用機床的占地空間，通常為軸向取刀，位置精度較低，造價也較高。（3） 格子箱式刀庫 結構緊湊，刀庫空間利用率高，換刀時間較長。布局不靈活，通常刀庫安裝在工作臺上，應用者較少。（4） 直線式刀庫 刀庫容量少，一般在十幾把左右，多用于自動換刀數控車床，鉆床上也有采用。目前常見的換刀機械手類型有：單臂單手式機械手 結構較簡單，換刀各動作均需順序進行，時間不能重合，故換刀時間較長。雙手式機械手 向刀庫還回用完的刀具和選取新刀，均可在主軸正在加工時進行，故換刀時間可較短。回轉式單臂雙手機械手 這類機械手可以同時抓住和拔、插位于主軸和刀

6、庫里的刀具。與單臂單手式機械手相比，可以縮短換刀時間。應用最廣泛，形式也較多。多手式機械手 使用者較少。三、 畢業設計（論文）所用的主要技術與方法：1、咨詢導師，查閱有關文獻和資料，掌握加工中心的基本結構、工作原理。2，總體方案確定。3、換刀機械手的結構設計。4、傳動部分設計。5、機械手換刀過程。6、繪制裝配圖、零件圖，完成設計說明書。四、 主要參考文獻與資料獲得情況：1 機床設計手冊編寫組.機床設計手冊（第三冊）.北京：機械工業出版社，19862 廉元國，張永洪編.加工中心設計與應用.北京：機械工業出版社，19953 依蘭歐克拉，比京克.數控平面加工中心輪式刀庫自動換刀裝置的設計.成都紡織高

7、等專科學校學報，20004 沙杰編.加工中心結構、調試與維護.北京：機械工業出版社，20035 王愛玲主編.現代數控機床.北京：國防工業出版社，20036 林宋，田建君編.現代數控機床.北京：化學工業出版社，20037 曹秋霞，馬國亮.小型立式加工中心圓盤式刀庫的設計.機電產品開發與創新，20058 向金林.TH7130立式加工中心自動換刀系統的設計.裝備制造技術，20069 黃澤正，劉沖，陳志輝.加工中心自動換刀裝置的設計.機械工程與自動化，200710 陳芳，李繼中.盤式刀庫加工中心自動換刀系統控制.機械設計與制造，200711蔡厚道.數控機床構造.北京：北京理工大學出版社，2007五、 畢業設計（論文）進