本课题基于凸轮机构设计理论对数控加工中心立卧两用换刀机械手进行研究和设计;以Siemens NX6.0软件为开发平台进行虚拟样机的设计。　　 在课题研究中,通过对三种方案的比较选择了较为合理的设计方案,针对此方案进行详细的设计和计算。主要包括:　　 1.机械手的手爪结构设计　　 确定了立卧两用换刀机械手的手爪类型,并对其进行了结构设计。　　 2.驱动部分的设计　　 该机械手采用3个伺服电机驱动,分别完成机械手带动刀具180度旋转、机械手进行立卧转换、带动凸轮轴完成插刀和拔刀运动。在设计时首先确定了各电动机的类型,然后通过计算确定了伺服电动机的功率和型号。机械手卡爪动作由气缸控制,实现夹紧及松开。　　 3.立卧转换机构的设计　　 立卧转换机构主要由传动轴、联轴器和箱体等组成,由伺服电动机带动轴转动使机械手转过90度以实现机械手的立卧转换。　　 4.凸轮机构的设计　　 采用平面凸轮机构实现机械手插刀和拔刀运动,由伺服电机驱动。在设计时,根据总体设计中提出的要求,确定出从动件的运动规律,并根据从动件的运动规律,得出平面凸轮的理论廓线和实际廓线,继而设计出凸轮机构。　　 5.虚拟样机的设计　　 在上述设计和计算的基础上,利用Siemens NX6.0软件进行了立卧两用平面凸轮式换刀机械手的虚拟样机设计。　　 本课题的创新之处主要有:　　 1.驱动部分采用了三个伺服电机的设计方案,简化了换刀机械手传动部分的设计和加工,适用于定制或生产批量较小的情况;同时由于传动链很短,最大程度的减小了传动过程中引入的误差、也有效地降低了传动链的故障率。　　 2.在产品开发过程中,将传统设计方法和虚拟产品开发技术综合运用,在Siemens NX6.0平台上进行了虚拟样机的研究和开发,加快了产品的开发速度,提高了产品的设计水平。