【正文】 32 位微機處理機、標準總線及軟件模塊和硬件模塊結構，內(nèi)存容量擴大到 1MB 以上，機床分辨率可達 微米，高速進給可達 100m/min,控制軸數(shù)可達 16 個，并采用先進的電裝工藝。我國是擁有 300 多萬臺機床的國家。它是建立在微電子現(xiàn)代技術與傳統(tǒng)技術相結合的基礎上。因此，我國提出從大力推廣經(jīng)濟型數(shù)控這一中間技術的基礎上，再逐步推廣全功能數(shù)控這條道路，適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設備技術改造主要方向之一。本次改造設計要求就是根據(jù)這一原則提出的。同時，為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預加負荷的結構。為了提高支承剛度，采用向心推力球軸承對加止推軸承支承方式。這樣可減少改裝工作量，并由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，且外徑比原先的大，從而使縱向進給整體剛度只可能增大。當負載大時，彈簧彈力顯小，起不到消除間隙之目的；當負載小時，彈簧彈力又顯大，則加速齒輪的磨損。 進給伺服機構機械部分的設計計算此機床進給伺服系統(tǒng)運動及動力計算如下： 進擇脈沖當量根據(jù)機床精度要求確定脈沖當量，縱向:，橫向:(半徑)。結構類型確定之后，再計算和確定其他技術參數(shù)，包括：公稱直徑 d0（絲杠外徑d） 、導程 L0、滾珠的工作圈數(shù) j、列數(shù) K、精度等級等。在通孔口設有擋珠器，引導滾珠進入通孔。滾珠絲杠副的預緊方法有：雙螺母墊片式預緊、雙螺母螺紋式預緊、雙螺母齒差式預緊、單螺母變導程預緊以及過盈滾珠預緊等。39。 NFfLCTnrvmws ????（3）滾珠絲杠螺母副的選型和校核可采用外循環(huán)螺紋調(diào)整預緊的雙螺母滾珠絲杠副，1 列 圈，其額定動負載為11 / 4016400N，精度等級選 3 級。1042()(????tgt??（4）剛度驗算一般滾珠絲杠比較細長，它的剛度應該給與充分重視。 圖 4縱向進給系統(tǒng)計算簡圖 （）絲杠的拉伸或壓縮變形量 δ 1根據(jù) Pm=2530N,Do=40mm, 查資料可查出 δL/L=﹡lO 5，可算出:δ 1=δ L/L1500=1051500=102(mm)由于兩端均采用向心推力球軸承，且絲杠又進行了預拉伸，故其拉壓剛度可以提高 4倍。2(39。 ??????????（2）計算最大動負載 c mFfLcTnvmws 39。圖（21 ）計算如下:()、絲杠的拉伸或壓縮變形量 δ 1 (mm)查圖 46，根據(jù) F39。重新計算如下: NGFfFxzym 15)601722680()39。 ????????從資料查出，當 Fm’=1155N 時，δ L/L=??L?δ 2 和 δ 3 不變，則 δ＝δ 1＋δ 2＋δ 3＝＋＋＝ 定位精度為177。 4441kmkZKnFn NLIEf cmdI??? ??????（一般[n k]=～4）此滾珠絲杠不會產(chǎn)生失穩(wěn)。33’?鋼球直徑(㎜) 滾道法面半徑 ?偏心距 ?sin)/(?螺紋升角 3176。相關參數(shù)如下表：齒數(shù)32 40 24 40 20 25分度圓zd?64 80 48 80 40 50齒頂圓ma2?68 84 52 84 44 54齒根圓df *??59 75 43 75 35 4517 / 40第三章 C6140 車床進給部分電機的選擇 縱向進給步進電機計算 等效傳動慣量計算方法計算如下表示。2π)2〕式中：Jm —步進電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量(kg?cm2)J1，J2—齒輪 ZZ2 的轉(zhuǎn)動慣量(kg?cm2)Js—滾珠絲杠傳動慣量(kg?cm2)參考同類型機床，初選反應式步進電機 150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 Jm=10(kg?cm2)J1=10－3d14g(L0247。2π)2〕= kg?cm2考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題。 電機力矩計算機床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面分別按各階段計算： M 起在快速空載起動階段，加速力矩占的比例較大，具體計算公式如下： M 起=Mamax+Mf+Ma Mamax=JΣδpδp2/(60)=(2πη Z2247。3FtL0(1－η 02)247。( 2π) ==cm19 / 40C．快速切削負載時所需力矩 M 切M 切=Mf+M0+Mt=Mf+M0+ FOL0247。從下表查出，當步進電機為三相六拍時 λ=Mq247。m。cm,遠遠不能滿足此機床所要求的空載起動力矩（782N 橫向進給步進電機計算 等效傳動慣量計算橫向傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 J 可由下式計算 JΣ=Jm+J1+（Z 1247。2π)2}式中各符號意義同前，其中J1=10－3d14L4= 10－3542= kg?cm221 / 40Js=10－ 32445=?cm2G=600nJm= （初選反應式步進電機為 110BF）代入上式為： JΣ=Jm+J1+（Z 1247。2π)2〕} =++(24247。2π)2]} =ε= JΣnnax10－2247。2247。360 =1200247。(60ta)=2π 50010173。2πηi=f 185。(2π)=(2πηZ2247。cm上述三項合計： M 起=Mamax+Mf+Ma=147++=2πηi =+1072247。 Mjmax=最大靜力矩 Mjmax=247。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性。60δp =1000247。cm ） ，直接使用會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采用升降速控制（用軟件實現(xiàn)） 。液壓傳動技術在數(shù)控自動化機床上的應用也越來越廣泛，而且也為機床工業(yè)的自動化程度的提高上起到了重要的力量。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點，因而廣泛應用于工程機械，建筑機械和機床等設備上。但是近年來，液壓氣動技術面臨與機械傳動和電氣傳動的競爭，如：數(shù)控機床、中小型塑機已采用電控伺服系統(tǒng)取代或部分取代液壓傳動。與世界上主要的工業(yè)國家相比，我國的液壓工業(yè)還是相當落后的，標準化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢，智能化的工作則剛剛在準備起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上。 液壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新興的技術。它的推廣應用對提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，改變我國制造技術落后的狀況起著極為重要的作用。 表 國內(nèi)外液壓發(fā)展方向國 外 國 內(nèi)高集成化、高功率、高密度 高性能、高質(zhì)量、高可靠性、系統(tǒng)成套機電一體化集成元件和系統(tǒng) 低能耗、低噪聲、低振動、智能化自動控制元件和系統(tǒng) 集成化、輕小型微型、多樣化水基介質(zhì)傳動與控制技術 機電一體化、液壓產(chǎn)品技術發(fā)展趨勢：減少損耗，充分利用能量 液壓技術在將機械能轉(zhuǎn)換成壓力能及反轉(zhuǎn)換過程中，總存在能量損耗。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。研究對污染的在線測量；開發(fā)油水分離凈化裝置和分離元件，以及開發(fā)能清除油中的氣體、水分、化學物質(zhì)和微生物的過濾元件及檢測裝置。 液壓 CAD 技術 充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設計軟件，進行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構成設計制造銷售使用設計的閉環(huán)系統(tǒng)。鑄造工藝的發(fā)展，將促進液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動，減少壓力損失和降低噪聲，實現(xiàn)元件小型化。 尾座部分的設計及計算，包括尾座頂尖、套筒、尾座體的設計，尾座孔系、尾座導軌的設計，撓度、轉(zhuǎn)角及壓板處螺栓直徑以及鎖緊力的計算及校核。根據(jù)用戶需求也可提供可程控尾座、內(nèi)置旋轉(zhuǎn)活絡頂尖等（特殊配置） 。尾座導軌 W H 為：95 40mm，尾座套筒直徑 85mm，套筒錐孔 MT4。車床的尾座頂尖，在車床的使用中經(jīng)常用到的定位元件，它可以幫助主軸一起限制的工件的自由度，并起到定心的作用。套筒和尾座的移動均為機動，套筒和尾座的夾緊、放松均采用碟形彈簧夾緊，液壓放松的機動夾緊、放松結構，夾緊力足夠大，安全可靠，工人操作簡單、方便、效率高。我設計的尾座的工作原理是尾座套筒、尾座油壓后座上都有油孔,尾座套筒和尾座活塞固定座通過螺釘連接在一起，可以移動。反之，當液壓油通過油路進入尾座活塞軸上的另一個腔，此時向后退的壓力增大，套筒帶動頂尖向后移動。在尾座體的設計過程中考慮到加工工藝，需要設計出工藝凸臺和工藝孔。此尾座殼體的前面有防塵罩，此防塵罩的作用是防止主軸伸出時有雜質(zhì)粘在上面，也防止雜質(zhì)滲入影響主軸伸出的速度及穩(wěn)定性。尾座工作時滑鍵在滑鍵槽中滑動，這樣套筒就不會跟著轉(zhuǎn)了，同時，頂尖在頂著工件加工時也不會隨工件一起轉(zhuǎn)動了?？梢酝ㄟ^液壓油的流入與流出在孔內(nèi)來回移動，當液壓有流入時主軸向后縮回，當液壓油流出時主軸向前運動，主軸內(nèi)有活塞，因為活塞與主軸內(nèi)壁接觸，密封性較好，保證主軸運動靈敏性較好。頂尖的鎖緊主要是靠頂緊力和液壓缸提供的壓力，加工時一般緊縮在尾座套筒內(nèi)。由于錐度很小，可以傳遞一定的扭距，又因為有錐度，又便于拆卸。 螺塞缸的設計液壓缸的工作原理 ：它的最基本 5 個部件,1缸筒和缸蓋 2活塞和活塞桿 3密封裝置4緩沖裝置 5排氣裝置 。導軌的材料：對導軌材料的主要要求是耐磨性好、工藝性好、成本低。如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。孕育鑄鐵常用的牌號是 HT300。與孕育鑄鐵相比，其耐磨性提高 1～2 倍，但成本較高，常用于精密機床導軌。選擇三角形導軌的原因是它的導向性和精度保持性都比較高，當導軌有了磨損時會自動下沉補償磨損量，矩形導軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進行調(diào)整。為了保證尾座體在裝配精度，還要求有較高的相互位置精度。但在本課題中，所使用的頂尖是莫氏錐度 4 號的頂尖，因此，套筒前端的套筒孔的錐度也為莫氏錐度 4 號錐度。而在摩擦面加入潤滑劑不僅可以減低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭腐蝕，而且能起到散熱降溫的作用。由于對注油孔的加工精度要求不是很高，因此在對注油孔的設計及加工中不需要考慮過多的形位精度要求,僅保持與滑鍵孔的位置關系即可。滑鍵槽的長度在設計時應該滿足以下兩個條件：(1)使頂尖伸出套筒長度達到設計要求的長度，即 L=70 mm。 配合套筒在工作中主要有兩種配合要求。套筒與尾座體的配合根據(jù)有關資料和實際的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，套筒與尾座體的配合采用基孔制，間隙配合，但間隙很小，防止在工作中產(chǎn)生較大的跳動，影響加工工件的直線度和圓柱度。尾座活塞軸的作用是推動頂尖，使其在套筒中伸縮，因此，與套筒的配合也用間隙配合，并且表面粗糙度值要求也要小，以減小摩擦力，保證動作的準確性、迅速性。手柄旋轉(zhuǎn)的角度很小，使偏心軸旋轉(zhuǎn)的角度也很小，在偏心軸的最高處達到極限。ly01.?5.?yl 轉(zhuǎn)角的計算 (33)EIPl2?? = 許用轉(zhuǎn)角[ ] ～ ， 在[ ]范圍內(nèi)。選用螺栓的材料為 35 號鋼，則許用抗拉強度〔σ〕=540Mpa，由作用力與反作用力定理可知尾座的上部和下部之間的摩擦力 等于通過頂尖作用在尾座上的軸向力 ，即f F，根據(jù)《金屬切削原理與刀具》切削時產(chǎn)生的軸向分力 (~) ，fF? ?FcF=2489=1493。 ??F因為壓板與導軌之間的連接形式為松連接，由公式 (34)][439。第 4 章 尾座精度的確定 表面粗糙度的確定零件經(jīng)過加工后，其表面因刀痕及切削時金屬的塑性變形等影響，會存在間距較小的輪廓峰谷。對于間隙配合，相對運動的表面因粗糙不平而迅速磨損，導致間隙增大；對于過渡配合來說，因多用壓力及錘敲裝配，表面粗糙度也會使配合變松。一般來說工作表面的表35 / 40面粗糙度數(shù)值應比非工作表面??；承受交變應力的零件，易產(chǎn)生應力集中處，如圓角、溝槽等，其表面粗糙度參數(shù)值應?。慌浜闲再|(zhì)要求穩(wěn)定、小間隙配合和受重載的過盈配合，其配合表面粗糙度參數(shù)值應小。 尾座與機床形位公差的確定設計的過程中不僅要保證尾座體內(nèi)部各部件的相互配合關系和配合精度,確保尾座體套筒頂尖的準確定心,還要確保尾座體與機床其它部件的配合關系,使尾座體各部件與溜板,主軸的形位精度達到一定的設計標準,減少設計失誤。它不僅影響到與主軸中心線的同軸度誤差，而且還會影響到尾座套筒錐孔軸線與溜板的平行度等，因而在實際的設計加工裝配過程中，尾座體底面的平面度為 ，與立導向面的垂直度是 mm。設計包括 C6140 數(shù)控車床外觀及主要功能、主要技術參數(shù)、總體設計及要求、尾座的簡介。在本課題研究的最后并對 C6140 數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)及尾座的工作原理做了相關