1. 研究目的与意义
采用模块化结构设计、cad,pro/e绘制的方法，进行数控加工中心换刀机构的设计，使我对大学期间所学知识有了一个全新的认识。此次设计的具体目的：
1、通过这次设计，整合大学期间所学的知识，运用有关知识解决实际生产问题；
2、通过查阅大量国内外文献，培养自习、学习、研究的能力，树立科学、严谨的态度，为企业和教学创造出有价值的设计；
2. 国内外研究现状分析
数控加工中心换刀机构是现代化、数控生产中不可缺少的部分。为此设计转塔刀架，转塔上有许多种刀具，他们能根据需要进入操作位置，并在电子装置控制下，对工件进行所需要的机械加工。转台从某一操作位置上脱开，必须沿最短路程按不同方向转动，直至新的刀具进入操作位置上才停止转动并回到锁紧状态。要求必须能够灵活、准确、快速地运动到工作位置。为此，综合研究国内外的数控加工生产，采取自动换刀机构的方式比较合理。不仅因为它具有连续工作的能力，更因为其定位精准，快速，灵活等优点，深受自动化生产线的亲赖。
从换刀机构发展的历史来看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制成功了APT(刀具程序控制装置)。1958年美国KT公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。1967年出现了FMS(柔性制造系统)。1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式。目前国内外数控机床自动换刀系统中，刀具、辅具多采用锥柄结构，刀柄与机床主轴的联结、刀具的夹紧放松机构及驱动方式几乎都采用同一种结构模式。在这种模式中，机床主轴常采用空心的带有长拉杆、碟形弹簧组的结构形式，由液压或气动装置提供动力，实现夹紧放松刀柄的动作。利用这种机构夹持刀具进行数控加工的最大问题是，它不能同时获得高的夹持刚度和刀具振摆精度，而且主轴结构复杂，主轴轴向尺寸过大，加上它的液压驱动装置及刀具辅具锥柄的制造成本，使得自动换刀系统的造价在机床整机中占有较大的比重。据有关资料介绍，在刀具采用锥柄夹头、侧压夹头以及弹簧夹头夹紧性能的对比实验中，采用弹簧夹头夹持刀具是唯一可同时获得高的夹持刚度和振摆精度的理想元件。采用这种夹持元件，刀具或刀具辅具可作成圆柱柄，其制造成本低，精度易保证，这对大容量刀库降低刀具辅具的制造成本，意义更为显著。在现代数控机床上亦有采用弹簧夹头作为刀具的夹持元件，但机床的主轴结构、驱动方式仍然采用与上述锥柄刀具完全相同的结构形式。采用这种结构模式，在实际数控加工中，尤其是在需要超高速主轴、主轴的径向、轴向尺寸都很小、没有足够的换刀空间的微细加工场合中实现自动换刀将会是很困难的，如果实施自动换刀那将使机床成本大幅度提高。如在CNC控制磨削球面铣刀的数控磨削机床上，直接由高速电机驱动主轴，使用小直径盘形砂轮和指形砂轮加工球面铣刀，换刀空间很小，在这种条件下，将难以实现自动换刀。国外最新研制的内圆磨床上采用的弹簧夹头自动换刀装置售价昂贵。
3. 研究的基本内容与计划
数控加工中心换刀机构是现代化、数控生产中不可缺少的部分。为此设计转塔刀架，转塔上有许多种刀具，他们能根据需要进入操作位置，并在电子装置控制下，对工件进行所需要的机械加工。转台从某一操作位置上脱开，必须沿最短路程按不同方向转动，直至新的刀具进入操作位置上才停止转动并回到锁紧状态。要求必须能够灵活、准确、快速地运动到工作位置。为此，综合研究国内外的数控加工生产，采取自动换刀机构的方式比较合理。不仅因为它具有连续工作的能力，更因为其定位精准，快速，灵活等优点，深受自动化生产线的亲赖。
采用模块化结构设计、cad,pro/e绘制的方法，进行数控加工中心换刀机构的设计。采用cad,pro/e设计软件，设计一自动换刀机构，该机构的转塔刀架要求能够灵活、准确、快速地运动到工作位置。
需要研究的内容有：
4. 研究创新点
采用模块化结构设计、CAD绘制的方法，进行数控加工中心换刀机构的设计，为此设计转塔刀架，转塔上有许多种刀具，他们能根据需要进入操作位置，并在电子装置控制下，对工件进行所需要的机械加工。转台从某一操作位置上脱开，必须沿最短路程按不同方向转动，直至新的刀具进入操作位置上才停止转动并回到锁紧状态。要求必须能够灵活、准确、快速地运动到工作位置。
本次自动换刀机构设计采用双转塔头结构，不仅提高了换刀机构的使用效率，节省时间，使整个生产线的设计及布局更加的自动化；更能完成快速，准确的定位作用，为自动化的连续性做出了保证。
