【正文】 7。2π) = JΣ2πnmax10173。(2πηZ2247。32023(1－)247。cm 由上面計算可以看出, M 起、M 快和 M 切三種工況下，以快速空載起動所需力矩最大，故以此項作為選擇步進電機的依據(jù)。60δp =1000247。當(dāng)機床快速起動和切削進給時，則完全滿足運行矩頻要求。液壓氣動技術(shù)具有獨特的優(yōu)點，如:液壓技術(shù)具有功率重量比大，體積小，頻響高，壓力、流量可控性好，可柔性傳送動力，易實現(xiàn)直線運動等優(yōu)點；氣動傳動具有節(jié)能、無污染、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，并易與微電子、電氣技術(shù)相結(jié)合，形成自動控制系統(tǒng)。 在這樣一種背景下，我的課題選擇為數(shù)控臥式車床 C6140 液壓尾座的設(shè)計，用以提24 / 40高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動強度及降低企業(yè)成本。據(jù)統(tǒng)計，世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占機械工業(yè)產(chǎn)值的 2%%，而我國只占 1%左右，這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低，努力擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，將有廣闊的發(fā)展前景。嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的污染，發(fā)展封閉式系統(tǒng)，防止外部污染物侵入系統(tǒng)；應(yīng)改進元件和系統(tǒng)設(shè)計，使之具有更大的耐污染能力。 新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。 C6140 數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)。從整體上來看，該尾座主要包括尾座體、套筒、頂尖、液壓缸、導(dǎo)軌，其中尾座27 / 40體設(shè)計時主要參看其他機床的尾座體和根據(jù)制造業(yè)在生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗，稍加改造而成的。尾座整體變形小，抗振性能好，滿足數(shù)控臥式車床精度檢驗標(biāo)準(zhǔn)的要求。尾座體的壁厚要盡量均勻，拐角處要設(shè)計成圓角以減少集中應(yīng)力。套筒的作用就是安裝尾座活塞軸和頂尖，利用液壓缸提供的壓力和莫氏錐度本身的結(jié)構(gòu)特性頂緊頂尖，使頂尖在頂著工件加工時不會隨工件一起轉(zhuǎn)動。頂尖是機械加工中的機床的重要部件，它可對端面復(fù)雜的零件和不允許打中心孔的零件進行支承。在錐柄上好后，鉆頭可以將工件鉆出需要的孔，而錐柄處不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。其中以鑄鐵應(yīng)用最為普遍，因為鑄鐵是一種成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。常用于較精密的機床導(dǎo)軌。綜以上一些因素我選擇三角形導(dǎo)軌。 孔和鍵的設(shè)計由于尾座體孔和套筒的配合精度較高，為了減輕滑鍵在套筒滑鍵槽內(nèi)的磨損,需要對兩者的表面進行潤滑，減少摩擦，防止產(chǎn)生磨粒磨損。在套筒上開設(shè)鍵槽，將滑鍵通過在尾座上方鉆通孔來將滑鍵固定在尾座上,這樣套筒只能在滑鍵尾座的套筒孔內(nèi)軸向移動,只需要在套筒上銑出較長的鍵槽，在將滑鍵固定好以后要采用一定的防轉(zhuǎn)動措施,既是在兩者的結(jié)合縫隙處鉆孔攻絲安裝上一個螺釘?？紤]到頂尖套筒與尾座孔在不同的接觸部位其接觸部位的不同，因此可以采用不同的配合等級。 密封及偏心軸的設(shè)計尾座主軸與活塞的密封尾座主軸與活塞的密封采用的是橡膠密封圈，螺塞缸與活塞也是采用的橡膠密封圈，此密封圈的特點是耐油、耐熱、耐磨、耐老化，質(zhì)優(yōu)價廉。壓板的作用是連接尾座和導(dǎo)軌，并通過連接螺栓的緊固或松開來確定尾座在導(dǎo)軌上的位置。?Fd?=現(xiàn)螺栓直徑為 20mm，故螺栓選擇合理。因此為保證機械零件的使用性能，在對其進行精度設(shè)計時，必須提出合理的表面粗糙度要求。因此在進行尾座的設(shè)計中，不僅要考慮到各設(shè)計要素之間的相互配合關(guān)系，還要考慮到在實際的安裝過程中與機床其它部件的各安裝要素之間的相互配合關(guān)系。并對撓度、轉(zhuǎn)角進行計算；對液壓缸內(nèi)徑及壓板處螺栓直徑進行了校核。36 / 40結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計題目是數(shù)控臥式車床 C6140 液壓尾座的設(shè)計，目的是實現(xiàn)尾座的快速穩(wěn)定前進和快退，保證機床的加工精度和質(zhì)量，以使其達(dá)到預(yù)想的目的。由于尾座體孔與尾座主軸的配合性質(zhì)要求較高，對尾座體孔表面粗糙度要求也是較高的，要求在加工的過程中基本上看不出加工的痕跡。表面粗糙度的大小對部件的使用性能和使用壽命有很大的影響，兩相對運動的表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，磨損也就越快。 ,取摩擦系數(shù)為 。 撓度、轉(zhuǎn)角、鎖緊力的計算及校核 根據(jù)工件最大長度和最大旋轉(zhuǎn)外徑假設(shè)工件最大重量 Q=2760 N頂尖和三爪卡盤支撐工件可簡化為簡支梁，因此尾座負(fù)重 Q/2=1380 尾座主軸伸出尾座體最大長度 120m尾座套筒直徑 85鋼的彈性模量 E ??斷面慣性矩　 I =256104mm464D?頂尖伸出套筒長 70m根據(jù)公式 (31)NfaKFpc)(?查表可知單位切削力 =33 / 40故切削力 =2489NcF機床加工如此重的工件時，尾座主軸一般緊縮在尾座體內(nèi)，現(xiàn)在假設(shè)尾座主軸伸出為尾座主軸伸出尾座體最大長度的 1/2，即伸出 60 ，懸臂 60 +109 =169 。套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合要求較高，配合間隙很小。因此，滑鍵槽的長度取 L=155。因而潤滑油或潤滑脂的供應(yīng)方法在設(shè)計中很重要。 主軸孔的設(shè)計通常情況下頂尖和中心孔的錐度必須相同，并且多數(shù)為錐度為 60176。導(dǎo)軌的形狀：直線運動滑動導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并且可以相互組合。在較好的潤滑與防護條件下，具有一定的耐磨性。 尾座導(dǎo)軌的設(shè)計導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)機床運動部件作直線或圓周運動，并承受運動部件包括工件的重力和切削力等載荷。由于數(shù)控臥式車床 C6140 是中小型機械加工設(shè)備，尾座總體尺寸并不是很大所以選擇莫氏 4 號的頂尖。由于頂尖是利用氏錐度本身的結(jié)構(gòu)特性卡緊的，但是在工作中需要拆卸頂尖，因此需要在尾座體的后面設(shè)計了螺塞，當(dāng)向內(nèi)擰動螺塞時，螺塞推動頂桿向前運動將頂尖頂出，此方法簡單使用。在尾座體得設(shè)計中，我設(shè)計了以下幾個方面，首先明細(xì)欄標(biāo)注的 13（以下直接寫的序號以明細(xì)欄標(biāo)注為主）油杯選擇為直徑為10，此油杯為壓配式壓注油杯，此油杯使用比較方面，當(dāng)潤滑主軸時只需將油口對準(zhǔn)油杯口即可往里注油，不用拆裝尾座即可起到潤滑的作用。尾座活塞軸、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一個液壓缸，并且分成兩個腔。第 3 章 尾座部分的設(shè)計尾座是臥式車床的重要附件，其主要作用是為軸類零件定心，同時具有輔助支撐和夾緊的功能。它的功用是用頂尖支承長工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進行孔加工。 搜集和分析資料，包括液壓技術(shù)和液壓傳動系統(tǒng)的基本資料；同等機床液壓尾座的圖紙和資料等。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強專家系統(tǒng)的開發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫，并利用計算機和知識庫中的知識，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。泄漏控制 泄漏控制包括：防止液體泄漏到外部造成環(huán)境污染和外部環(huán)境對系統(tǒng)的侵害兩個方面。基于以上一系列優(yōu)點，液壓技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機床、工程機械、農(nóng)業(yè)機械和其它國民經(jīng)濟方面。為此，必須努力發(fā)揮液壓氣動技術(shù)的優(yōu)點，克服缺點，注意和電子技術(shù)相結(jié)合，不斷擴大應(yīng)用領(lǐng)域，同時降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，提高可靠性，這些都是液壓氣動技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓氣動產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進行傳動和控制的一種傳動形式。根據(jù) 110BF003 型電機的起動距頻特性和運行矩頻特性曲線可以看出，當(dāng)步進電機起動時 F=1500Hz，M=98Ncm查 BF 反應(yīng)式步進電機技術(shù)參數(shù)得， 110BF003 型步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩為 M 快=Mf+M0=+=2πηi=1247。(60)=147Nθb247。JΣ=247。Z ф〔(Jφ+Jξ)+G247。Z ф〔(Jφ+Jξ)+G247。 計算步進電機空載起動頻率和切削時的工作頻率 = = =4000 HZkfpv??= = =1000 從表中查出 150BF002 型步進電機允許的最高空載起動頻率為 2800Hz 運行頻率為8000Hz,再從下表中查出 130BF001 型步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性曲線如圖 23，24 所示。(2π) =94++=Z1) =1247。2πηi=f185。 nmax=νmaxJΣ=10247。L2= 10－3822= kg?cm2Js=10－ 344150= kg?cm2G=800N代入上式： JΣ=Jm+J1+（Z 1247。33’?0dLarctg??螺桿外徑 34 )25.~(0??螺桿內(nèi)徑 Re1?螺桿紋接觸直徑 ?cos0qZd16 / 40螺母螺紋直徑 ???螺母內(nèi)徑 qd)5.~(1 齒輪傳動比計算 縱向進給齒輪箱傳動比計算已確定縱向進給脈沖當(dāng)量 δ p＝ 滾珠絲杠導(dǎo)程 L0=6mm，初選步進電機步距角。 ????????從上面計算過程可以看出，設(shè)計的過程要經(jīng)過反復(fù)修改參數(shù)，反復(fù)計算才能達(dá)到滿意的結(jié)果。=2Omm，查出 δ L /L=5lO5，可算出mL251 . ??????? 圖 4橫向進給系統(tǒng)計算簡圖 ()、滾珠與螺紋滾道間接觸變形 δ 2查資料： mQ???14 / 40因進行了預(yù)緊 δ 2=1/2δ Q=*=()、支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形 δ 3采用 8102 推力球軸承，d Q=,z=12，d=l5mm )(.39。39。最大牽引力為 2530N。（2） 計算最大動負(fù)載 c:mwFfLc3?610Tn?0Lvs?式中:L 0 ——滾珠絲杠導(dǎo)程，初選 L0=6mm。它的優(yōu)點是：工藝簡單，螺母外徑尺寸較小。 ?z 此時走刀抗力為 F’y(N)，吃刀抗力為 F’x(N)。雙片齒輪間沒有加彈簧自動消除間隙。 C6140 車床的設(shè)計參數(shù)根據(jù)型普通原始數(shù)據(jù)及數(shù)控改造設(shè)計要求，確定主要如下： 最大加工直徑： 車床身上： 400mm 車床鞍上： 210mm 最大加工長度： 1000mm 快進速度： 縱向 橫向 最大切削進給速度： 縱向 橫向 脈沖當(dāng)量：8 / 40 縱向 橫向 脈沖分配方式： 逐點比較法 控制坐標(biāo)數(shù)： 2 機床定位精度： 177。縱向和橫向7 / 40進給采用步進電動機及減速器驅(qū)動，橫向步進電動機及減速器裝置安裝在機床床鞍的后部，縱向的步進電動機減速器裝置安裝在機床的右端。因此，盡快將我國現(xiàn)有一部分普通機床實現(xiàn)自動化和精密化改裝，是我國現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求解決的課題。對單臺主機不僅要求提高其柔性和自動化程度，還要求具有進入更高層次的柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的適應(yīng)能力。19721979 年是數(shù)控機床的生產(chǎn)和使用階段。這些控制功能是由一系列控制程序來實現(xiàn)的。二、數(shù)控機床的發(fā)展自 1952 年，美國研制成功第一臺數(shù)控機床以來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制和精密測量等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。1948 年，美國帕森斯公司在研制加工直升機槳葉輪廓用檢查樣板的加工機床任務(wù)時，提出了研制數(shù)控機床的初始設(shè)想。tailstock。在套筒中設(shè)計了滑鍵槽和頂尖頂出孔，解決了頂尖在工作時會隨套筒轉(zhuǎn)動從而影響工件的加工精度；還在套筒中設(shè)計了頂卸的裝置，便于頂尖的拆卸。闡述了 C6140 普通數(shù)控車床的主軸系統(tǒng)的改進及機床控制系統(tǒng)的改造。 本課題的目的在于設(shè)計出與數(shù)控臥式車床C6140相匹配的液壓尾座系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：C6140 車床 數(shù)控改造 滾珠絲杠 步進電動機 尾座 液壓系統(tǒng) 液壓缸 設(shè)計 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 engineer