【正文】 0 / 40 蘭州理工大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目：C6140 型臥式車床的數(shù)控化改造及液壓尾座設(shè)計(jì)院 （系）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 起止時(shí)間： 1 / 40目 錄摘要 ………………………………………………………………………………………2Abstract …………………………………………………………………………………3緒論 ………………………………………………………………………………………4第一章 C6140 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)改造方案的擬訂………………………………………6 總體方案確定 …………………………………………………………………6 C6140 車床的設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………… 7第二章 C6140 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………8 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的改造方案……………………………………………………8 進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………9 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型、校核……………………………………………… 9 縱向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)………………………………………………14 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算……………………………………………………………………… 15第三章 C6140 車床進(jìn)給部分電機(jī)的選擇……………………………………16 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算 ………………………………………………………………16 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算……………………………………………………………… 19第四章 液壓尾座部分設(shè)計(jì)………………………………………………………23 液壓尾座研究背景和意義……………………………………………………………… 23 液壓尾座研究背景和意義……………………………………………………………… 23 液壓尾座的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 23 尾座精度設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 23總結(jié)………………………………………………………………………………………25參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………26致謝………………………………………………………………………………………27外文資料及中文翻譯……………………………………………………………………282 / 40摘 要 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用,但數(shù)控機(jī)床一次性投資較大,對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造不失為一良策。C6140 車床主軸轉(zhuǎn)速部分保留原車床的手動(dòng)變速功能,改造簡(jiǎn)單易行,可降低勞動(dòng)強(qiáng)度,提高生產(chǎn)效率。主要介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給(縱向)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。闡述了 C6140 普通數(shù)控車床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)及機(jī)床控制系統(tǒng)的改造。 本課題的目的在于設(shè)計(jì)出與數(shù)控臥式車床C6140相匹配的液壓尾座系統(tǒng)。本課題將以數(shù)控臥式車床C6140的液壓尾座為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出符合數(shù)控臥式車床C6140的液壓尾座。 為了完成本課題的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)之前的準(zhǔn)備工作必須做好，首先是搜集和分析資料，包括國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)；液壓技術(shù)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本資料；同等機(jī)床液壓尾座的圖紙和資料等。其次是初步確定液壓尾座的總體布局，包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的配套元件等。最后主要是關(guān)于尾座的設(shè)計(jì)。C6140 數(shù)控機(jī)床液壓尾座設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是尾座體、套筒、頂尖、尾座孔系、尾座導(dǎo)軌，撓度、轉(zhuǎn)角、液壓缸內(nèi)徑及壓板處螺栓直徑、鎖緊力的計(jì)算及校核。其中選擇莫氏4 號(hào)錐度的尾座頂尖，是利用莫氏錐度自身的結(jié)構(gòu)特性來(lái)卡緊尾座頂尖的，它解決了頂尖在工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。在套筒中設(shè)計(jì)了滑鍵槽和頂尖頂出孔，解決了頂尖在工作時(shí)會(huì)隨套筒轉(zhuǎn)動(dòng)從而影響工件的加工精度；還在套筒中設(shè)計(jì)了頂卸的裝置，便于頂尖的拆卸。關(guān)鍵詞：C6140 車床 數(shù)控改造 滾珠絲杠 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 尾座 液壓系統(tǒng) 液壓缸 設(shè)計(jì) 校核3 / 40Numerical Control Transform of C6140Common LatheAnd Design of C6140 CNC Machine Tailstock Hydraulic System AbstractThe NC machine plays a verygreat role in mechanical engineering. Although the investment needs a great deal of money, it is a good way to try digital modification for ordinary lathe. The spindle speed of C6140 remains the manual function of shifting gears. The alteration is easy and it can reduce labor intensity and improve productive efficiency. Introduces the design calculation of servo system on economic NC machine tools. It also tells us howto improve the spindle and the control system of C6140 NC lathe. The main purpose of the research is based on C6140 CNC machine tools to design requirements, designed to match its hydraulic Tailstock to meet the rotation accuracy, rigidity, temperature rise, and so on seismic requirements, to enhance the overall performance of machine tools. To acplish this design, I collected and analysed the information before the design, including domestic and international development of CNC machine tools。 hydraulic system of hydraulic technology and the basic information。 equal hydraulic machine Tailstock the drawings and information . Then is tentatively determined the overall layout of hydraulic Tailstock, including the allocation of form, layout and the hydraulic system of hydraulic energy, and select the appropriate matching ponents, such as. This was followed by the main Tailstock the design and calculation.The main design of C6140CNC machine tools is that the tailstock, top and the hole, the tailstock, and they are allowed to produce cantilever deflections corner, hydraulic cylinder bore diameter and pressed the bolt in place, the locking force of the school. One of the nuclear option morse the cone at the end of the top and is using its own structure of the cone morse the nature of the top 4 / 40card up its tail, it addresses the top of the work that is ing loose. The turning or pivoting in the design of cylinder and the top of a punch to the top of the work will turn to the influence of the processing of precision 。It was set in the design of the top of the device to the top down.Key words：The C6140 lathe。 digital modification。 ball screw。 stepping motor； machine。tailstock。hydraulicsystem。hydraulic cylinder inside diameter。design。examination緒 論隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型，普通機(jī)床已不能適應(yīng)這些要求，數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。這種新型機(jī)床具有適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是今后機(jī)床控制的發(fā)展方向。一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床最早是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1948 年，美國(guó)帕森斯公司在研制加工直升機(jī)槳葉輪廓用檢查樣板的加工機(jī)床任務(wù)時(shí)，提出了研制數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想。1949 年，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作，開(kāi)始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。并于 1952年試制成功世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)性樣機(jī)。這是一臺(tái)采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床。經(jīng)過(guò)三年改進(jìn)和自動(dòng)編程研究，于 1955 年進(jìn)入實(shí)用階段。一直到 20 世紀(jì) 50 年代末，由于價(jià)格和技術(shù)原因，品種多為連續(xù)控制系統(tǒng)。到了 60 年代，由于晶體管的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)提高了可靠性且價(jià)格開(kāi)始下降，一些民用工業(yè)開(kāi)始發(fā)展數(shù)控機(jī)床，其中多數(shù)是鉆床、沖床等點(diǎn)位控制的機(jī)床。數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到實(shí)際應(yīng)用，而且逐步推廣到焊接機(jī)、火焰切割機(jī)等，使數(shù)控技術(shù)不斷的擴(kuò)展應(yīng)用范圍。二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展自 1952 年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床以來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和精密測(cè)量等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。第一代數(shù)控：19521959 年采用電子管元件構(gòu)成的專用數(shù)控裝置。第二代數(shù)控：從 1959 年開(kāi)始采用晶體管電路的 NC 系統(tǒng)。第三代數(shù)控：從 1965 年開(kāi)始采用小、中規(guī)模集成電路的 NC 系統(tǒng)。第四代數(shù)控：從 1970 年開(kāi)始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)。5 / 40第五代數(shù)控：從 1974 年開(kāi)始采用微型電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)。目前，第五代微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)基本上取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)，形成了現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)。它采用微型處理器及大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，具有很強(qiáng)的程序存儲(chǔ)能力和控制功能。這些控制功能是由一系列控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些數(shù)控系統(tǒng)的通用性很強(qiáng)，幾乎只需改變軟件，就可以適應(yīng)不同類型機(jī)床的控制要求，具有很大的柔性。隨著集成電路規(guī)模的日益擴(kuò)大，光纜通信技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控裝置中，使其體積日益縮小，價(jià)格逐年下降，可靠性顯著提高，功能也更加完善。近年來(lái)，微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，它的成果正在不斷滲透到機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域中，先后出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。所有這些高級(jí)的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)均是以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)，它們代表著數(shù)控機(jī)床今后的發(fā)展趨勢(shì)。三、我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況我國(guó)從 1958 年由北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)等首先研制數(shù)控機(jī)床，并試制成功第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床。從 1965 年開(kāi)始，研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，直到 60 年代末和 70 年代初，研制的劈錐數(shù)控銑床、非圓錐插齒機(jī)等獲得成功。與此同時(shí)，還開(kāi)展了數(shù)控加工平面零件自動(dòng)編程的研究。19721979 年是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和使用階段。例如：清華大學(xué)研制成功集成電路數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控技術(shù)在車、銑、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域開(kāi)始研究與應(yīng)用；數(shù)控加工中心機(jī)床研制成功；數(shù)控升降臺(tái)銑床和數(shù)控齒輪加工機(jī)床開(kāi)始小批生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。從 80 年代初開(kāi)始，隨著我國(guó)開(kāi)放政策的實(shí)施，先后從日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。上海機(jī)床研究所引進(jìn)美國(guó) GE 公司的 MTC1 數(shù)控系統(tǒng)等。在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，北京機(jī)床研究所又開(kāi)發(fā)出 BSO3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和BSO4 全功能數(shù)控系統(tǒng)，航空航天部 706 所研制出 MNC864 數(shù)控系統(tǒng)等。進(jìn)而推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控技