四工位的自动回转刀架课程设计
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摘 要
设计一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一。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，该技术在今后一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，同样面临进一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
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