【正文】 設(shè)計(jì)包括 C6140 數(shù)控車床外觀及主要功能、主要技術(shù)參數(shù)、總體設(shè)計(jì)及要求、尾座的簡介。 尾座與機(jī)床形位公差的確定設(shè)計(jì)的過程中不僅要保證尾座體內(nèi)部各部件的相互配合關(guān)系和配合精度,確保尾座體套筒頂尖的準(zhǔn)確定心,還要確保尾座體與機(jī)床其它部件的配合關(guān)系,使尾座體各部件與溜板,主軸的形位精度達(dá)到一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),減少設(shè)計(jì)失誤。對于間隙配合，相對運(yùn)動的表面因粗糙不平而迅速磨損，導(dǎo)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。 ??F因?yàn)閴喊迮c導(dǎo)軌之間的連接形式為松連接，由公式 (34)][439。ly01.?5.?yl 轉(zhuǎn)角的計(jì)算 (33)EIPl2?? = 許用轉(zhuǎn)角[ ] ～ ， 在[ ]范圍內(nèi)。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(zhǔn)確性、迅速性。 配合套筒在工作中主要有兩種配合要求。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(shè)計(jì)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(guān)系即可。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。選擇三角形導(dǎo)軌的原因是它的導(dǎo)向性和精度保持性都比較高，當(dāng)導(dǎo)軌有了磨損時會自動下沉補(bǔ)償磨損量，矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進(jìn)行調(diào)整。孕育鑄鐵常用的牌號是 HT300。導(dǎo)軌的材料：對導(dǎo)軌材料的主要要求是耐磨性好、工藝性好、成本低。由于錐度很小，可以傳遞一定的扭距，又因?yàn)橛绣F度，又便于拆卸?？梢酝ㄟ^液壓油的流入與流出在孔內(nèi)來回移動，當(dāng)液壓有流入時主軸向后縮回，當(dāng)液壓油流出時主軸向前運(yùn)動，主軸內(nèi)有活塞，因?yàn)榛钊c主軸內(nèi)壁接觸，密封性較好，保證主軸運(yùn)動靈敏性較好。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。反之，當(dāng)液壓油通過油路進(jìn)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。套筒和尾座的移動均為機(jī)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(jī)動夾緊、放松結(jié)構(gòu)，夾緊力足夠大，安全可靠，工人操作簡單、方便、效率高。尾座導(dǎo)軌 W H 為：95 40mm，尾座套筒直徑 85mm，套筒錐孔 MT4。 尾座部分的設(shè)計(jì)及計(jì)算，包括尾座頂尖、套筒、尾座體的設(shè)計(jì)，尾座孔系、尾座導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，撓度、轉(zhuǎn)角及壓板處螺栓直徑以及鎖緊力的計(jì)算及校核。 液壓 CAD 技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計(jì)制造銷售使用設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。它的推廣應(yīng)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(shù)落后的狀況起著極為重要的作用。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(dāng)落后的，標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)備起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上。相對于電力拖動和機(jī)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(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械，建筑機(jī)械和機(jī)床等設(shè)備上。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(shí)現(xiàn)） 。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。2πηi =+1072247。(2πηZ2247。2πηi=f 185。360 =1200247。ε= JΣnnax10－2247。2π)2〕} =++(24247。2π)2}式中各符號意義同前，其中J1=10－3d14cm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動力矩（782N從下表查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為三相六拍時 λ=Mq247。( 2π) ==(2πη Z2247。δp 電機(jī)力矩計(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)算公式如下： M 起=Mamax+Mf+Ma Mamax=JΣg(L0247。相關(guān)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(jìn)給部分電機(jī)的選擇 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算 等效傳動慣量計(jì)算方法計(jì)算如下表示。 4441kmkZKnFn NLIEf cmdI??? ??????（一般[n k]=～4）此滾珠絲杠不會產(chǎn)生失穩(wěn)。重新計(jì)算如下: NGFfFxzym 15)601722680()39。 ??????????（2）計(jì)算最大動負(fù)載 c mFfLcTnvmws 39。 圖 4縱向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)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(jìn)行了預(yù)拉伸，故其拉壓剛度可以提高 4倍。 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(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，1 列 圈，其額定動負(fù)載為11 / 4016400N，精度等級選 3 級。滾珠絲杠副的預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊、雙螺母螺紋式預(yù)緊、雙螺母齒差式預(yù)緊、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊以及過盈滾珠預(yù)緊等。結(jié)構(gòu)類型確定之后，再計(jì)算和確定其他技術(shù)參數(shù)，包括：公稱直徑 d0（絲杠外徑d） 、導(dǎo)程 L0、滾珠的工作圈數(shù) j、列數(shù) K、精度等級等。當(dāng)負(fù)載大時，彈簧彈力顯小，起不到消除間隙之目的；當(dāng)負(fù)載小時，彈簧彈力又顯大，則加速齒輪的磨損。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。本次改造設(shè)計(jì)要求就是根據(jù)這一原則提出的。它是建立在微電子現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上。它們的數(shù)控系統(tǒng)都采用了 16 位和 32 位微機(jī)處理機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)總線及軟件模塊和硬件模塊結(jié)構(gòu)，內(nèi)存容量擴(kuò)大到 1MB 以上，機(jī)床分辨率可達(dá) 微米，高速進(jìn)給可達(dá) 100m/min,控制軸數(shù)可達(dá) 16 個，并采用先進(jìn)的電裝工藝。從 80 年代初開始，隨著我國開放政策的實(shí)施，先后從日本、美國、德國等國家引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。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，價格逐年下降，可靠性顯著提高，功能也更加完善。第二代數(shù)控：從 1959 年開始采用晶體管電路的 NC 系統(tǒng)。并于 1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)性樣機(jī)。hydraulic cylinder inside diameter。 hydraulic system of hydraulic technology and the basic information。本課題將以數(shù)控臥式車床C6140的液壓尾座為研究對象，設(shè)計(jì)出符合數(shù)控臥式車床C6140的液壓尾座。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。其中選擇莫氏4 號錐度的尾座頂尖，是利用莫氏錐度自身的結(jié)構(gòu)特性來卡緊尾座頂尖的，它解決了頂尖在工作時會出現(xiàn)松動或轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。 stepping motor； machine。一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床最早是從美國開始研制的。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。它采用微型處理器及大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，具有很強(qiáng)的程序存儲能力和控制功能。與此同時，還開展了數(shù)控加工平面零件自動編程的研究。四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢從數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自動化是數(shù)控機(jī)床的重要發(fā)展趨勢。而這些機(jī)床又大多是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，不論資金和我國機(jī)床制造廠的能力都是辦不到的。同時，它還可以作為全功能數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，為今后使用全功能數(shù)控機(jī)床，培養(yǎng)人才，積累維護(hù)、使用經(jīng)驗(yàn)，而且也是實(shí)現(xiàn)我國傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)朝機(jī)電一體化的方向過渡的主要內(nèi)容之一第一章 C6140 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)改造方案的擬訂 總體方案確定C6140 車床數(shù)控改造方案本文改造后的結(jié)構(gòu)是一種非常典型臥式車床的數(shù)控改造結(jié)構(gòu)，改造時拆除原機(jī)床的縱向和橫向絲杠光杠、溜板箱、掛輪箱的掛輪、原手動刀架及手柄等部件，用滾珠絲杠替換原有普通絲杠、用電動刀架替換原有的普通刀架。齒輪傳動也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)都采用了一級齒輪減速。 計(jì)算切削力（1）縱車外圓主切削力 Fz(N)按經(jīng)驗(yàn)公式估算:Fz== x =5360按切削力各分力比例: F z:Fx:Fy=l:: Fx = 5360 x = 1340Fy = 5360 x = 2144（2）橫切端面 主切削力 F’z(N)可取縱切的 1/2: 2680139。擋珠器用圓鋼彎成弧形桿，并焊上螺栓，用螺帽固定在螺10 / 40母上。f G 溜板及刀架重力: G = 800N。先畫出此縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖。4. 39。m＝2023N，D。故此變形量仍不能滿足，如果將滾珠絲杠再經(jīng)過預(yù)拉伸，剛度還可提高四倍，則變形量可控制在要求的范圍之內(nèi)。7’ 4176。L1= 10－32= kg?cm2J2=10－3d24Jm247。360將前面數(shù)據(jù)代入，式中各符號意義同前。cm 折算到電機(jī)軸上的摩擦力距 Mf： Mf=FOL0247。(2πηZ 2247。2πηi =94++1340247。大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但還需進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。Z2）2{(J2+J3)+Z3247。Z2）2{(J2+J3)+Z3247。cm2考慮到步進(jìn)電機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量的匹配問題Jm247。(60 ta)式中： nmax=νmax2247。cm22 / 40附加摩擦力矩 M0 MO=FPOL0(1－η02)247。cmB．快速移動時所需力矩 M 快。=213N60=1000Hz由 110BF003 型步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)可知其最高空載起動頻率為 1500Hz，運(yùn)行頻率為7000Hz。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。其主要原因是液壓技術(shù)存在滲漏、維護(hù)性差等缺點(diǎn)。液壓技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如:功率重量比大；可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級變速；體積??；頻響高；壓力、流量可控性好；可柔性傳送動力；易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動等優(yōu)點(diǎn)；并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng) [4]。為減少能量的損失，必須解決下面幾個問題：減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，以減少功率損失；減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失，盡量減少非安全需要的溢流量；采用靜壓技術(shù)和新型密封材料，減少摩擦損失；改善液壓系統(tǒng)性能，采用負(fù)荷傳感系統(tǒng)、二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和蓄能器25 / 40回路。 主動維護(hù) 開展液壓系統(tǒng)的故障預(yù)測，實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)。 論文的主要研究內(nèi)容 根據(jù)數(shù)控臥式車床 C6140 的整體要求，設(shè)計(jì)出與其相對應(yīng)的液壓尾座，使其滿足諸如旋轉(zhuǎn)精度等眾多要求，以使其達(dá)到預(yù)想的目的。尾座單元安裝在床身導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌縱向調(diào)整其位置。導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)機(jī)床運(yùn)動部件作直線或圓周運(yùn)動，并承受運(yùn)動部件包括工件的重力和切削力等載荷。尾座油壓后座、尾座體和尾座活塞軸連接在一起，固定不動。在數(shù)控臥式車床 C6140 的尾座設(shè)計(jì)中，首先設(shè)計(jì)出尾座殼體并設(shè)計(jì)出尾座臺，使其兩者結(jié)合固定在導(dǎo)軌上，這樣才能使尾座工作。從而提高了套筒的使用壽命。頂尖一般由專門的工廠生產(chǎn)，我們只要根據(jù)自己的需要買產(chǎn)品。每種缸的工作原理幾乎都是相似的,拿一個手動千斤頂來說它的工作原理吧,(液壓手動泵)使液壓油經(jīng)過一個單向閥進(jìn)入油缸,這時進(jìn)入油缸的液壓油因?yàn)閱蜗蜷y的原因不能再倒退回來,逼迫缸桿向上,然后在做工繼續(xù)使液壓油不斷進(jìn)入液壓缸,就這樣不斷上上升,要降的時候就打開液壓閥,尾座的螺塞缸是安裝螺塞的，當(dāng)擰動螺塞時，螺塞再推動頂桿向前運(yùn)動，進(jìn)而退出頂尖，螺塞缸還有一個作用就是固定活塞，使活塞不動主軸來回運(yùn)動，起支撐主軸的作用?；诣T鐵常用的牌號是 HT200。通過對材料的類比，由于我設(shè)計(jì)的是 C6140 液壓尾座,考慮價格等原因，選用灰鑄鐵作為導(dǎo)軌材料。根據(jù)技術(shù)參數(shù)的要求，確定套筒直徑為 85mm。采用潤滑油來潤滑時,潤滑油膜可起到緩沖，吸熱的功能；而采用膏狀的潤滑脂，即可防止內(nèi)部的潤滑劑的外泄，又可阻止雜質(zhì)侵入，避免加劇零件的