【正文】 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。闡述了 C6140 普通數(shù)控車(chē)床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)及機(jī)床控制系統(tǒng)的改造。tailstock。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。19721979 年是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和使用階段。因此，盡快將我國(guó)現(xiàn)有一部分普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和精密化改裝，是我國(guó)現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求解決的課題。 C6140 車(chē)床的設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)型普通原始數(shù)據(jù)及數(shù)控改造設(shè)計(jì)要求，確定主要如下： 最大加工直徑： 車(chē)床身上： 400mm 車(chē)床鞍上： 210mm 最大加工長(zhǎng)度： 1000mm 快進(jìn)速度： 縱向 橫向 最大切削進(jìn)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(diǎn)比較法 控制坐標(biāo)數(shù)： 2 機(jī)床定位精度： 177。 ?z 此時(shí)走刀抗力為 F’y(N)，吃刀抗力為 F’x(N)。（2） 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載 c:mwFfLc3?610Tn?0Lvs?式中:L 0 ——滾珠絲杠導(dǎo)程，初選 L0=6mm。39。 ????????從上面計(jì)算過(guò)程可以看出，設(shè)計(jì)的過(guò)程要經(jīng)過(guò)反復(fù)修改參數(shù)，反復(fù)計(jì)算才能達(dá)到滿意的結(jié)果。L2= 10－3822= kg?cm2Js=10－ 344150= kg?cm2G=800N代入上式： JΣ=Jm+J1+（Z 1247。 nmax=νmaxZ1) =1247。 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 = = =4000 HZkfpv??= = =1000 從表中查出 150BF002 型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為 2800Hz 運(yùn)行頻率為8000Hz,再?gòu)南卤碇胁槌?130BF001 型步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線如圖 23，24 所示。Z ф〔(Jφ+Jξ)+G247。θb247。2πηi=1247。cm查 BF 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)得， 110BF003 型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為 液壓傳動(dòng)是以流體作為工作介質(zhì)對(duì)能量進(jìn)行傳動(dòng)和控制的一種傳動(dòng)形式?；谝陨弦幌盗袃?yōu)點(diǎn)，液壓技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械和其它國(guó)民經(jīng)濟(jì)方面。必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化，加強(qiáng)專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)和知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，推算出引起故障的原因，提出維修方案和預(yù)防措施。它的功用是用頂尖支承長(zhǎng)工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等孔加工刀具進(jìn)行孔加工。尾座活塞軸、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一個(gè)液壓缸，并且分成兩個(gè)腔。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(jì)了螺塞，當(dāng)向內(nèi)擰動(dòng)螺塞時(shí)，螺塞推動(dòng)頂桿向前運(yùn)動(dòng)將頂尖頂出，此方法簡(jiǎn)單使用。 尾座導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件作直線或圓周運(yùn)動(dòng)，并承受運(yùn)動(dòng)部件包括工件的重力和切削力等載荷。導(dǎo)軌的形狀：直線運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)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。因而潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂的供應(yīng)方法在設(shè)計(jì)中很重要。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。 ,取摩擦系數(shù)為 。由于尾座體孔與尾座主軸的配合性質(zhì)要求較高，對(duì)尾座體孔表面粗糙度要求也是較高的，要求在加工的過(guò)程中基本上看不出加工的痕跡。并對(duì)撓度、轉(zhuǎn)角進(jìn)行計(jì)算；對(duì)液壓缸內(nèi)徑及壓板處螺栓直徑進(jìn)行了校核。因此為保證機(jī)械零件的使用性能，在對(duì)其進(jìn)行精度設(shè)計(jì)時(shí)，必須提出合理的表面粗糙度要求。壓板的作用是連接尾座和導(dǎo)軌，并通過(guò)連接螺栓的緊固或松開(kāi)來(lái)確定尾座在導(dǎo)軌上的位置?？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(jí)。 孔和鍵的設(shè)計(jì)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(duì)兩者的表面進(jìn)行潤(rùn)滑，減少摩擦，防止產(chǎn)生磨粒磨損。常用于較精密的機(jī)床導(dǎo)軌。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(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。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(shí)不會(huì)隨工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。尾座整體變形小，抗振性能好，滿足數(shù)控臥式車(chē)床精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 C6140 數(shù)控車(chē)床的液壓系統(tǒng)。嚴(yán)格控制產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)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(jìn)元件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使之具有更大的耐污染能力。 在這樣一種背景下，我的課題選擇為數(shù)控臥式車(chē)床 C6140 液壓尾座的設(shè)計(jì)，用以提24 / 40高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度及降低企業(yè)成本。當(dāng)機(jī)床快速起動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，則完全滿足運(yùn)行矩頻要求。cm 由上面計(jì)算可以看出, M 起、M 快和 M 切三種工況下，以快速空載起動(dòng)所需力矩最大，故以此項(xiàng)作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。(2πηZ2247。2π) = JΣ2πL2= 10－3842= kg?cm2J3=10－3d24=782N(2π)=94 N nmax10－2/(60 ta)nmax=νmaxZ2）2〔(J2+Js)+ G247。39。 ???? （）滾珠與螺紋滾道間接觸變形 δ 2查資料 W 系列 1 列 圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量 δ QmQ???12 / 40 因進(jìn)行了預(yù)緊， mQ????? ()、支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形 δ 3采用 8107 型推力球軸承，d 1=35mm，滾動(dòng)體直徑 dQ=，滾動(dòng)體數(shù)量 z=18,)( mZFQmc ??????注意，此公式中 Fm 單位應(yīng)為 kgf因施加預(yù)緊力，故 ????根據(jù)以上計(jì)算：定位精度????m015..（5）穩(wěn)定性校核滾珠絲杠兩端推力軸承，不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象不需作穩(wěn)定性校核。 ?????GFfKzxm式中： K－－考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取 K＝。 橫向進(jìn)給機(jī)械結(jié)構(gòu)改造方案 拆除原中拖板絲桿，安裝滾珠絲桿副，為提高橫向進(jìn)給系統(tǒng)剛度，支承方式采用9 / 40兩端裝止推軸承?？紤]到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。交流傳動(dòng)已由模擬式向數(shù)字式方向發(fā)展，以運(yùn)算放大器等模擬器件為主的控制器正在被以微處理器為主的數(shù)字集成元件所取代，從而克服了零點(diǎn)漂移、溫度漂移等弱點(diǎn)。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)。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。It was set in the design of the top of the device to the top down.Key words：The C6140 lathe。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(chē)床的數(shù)控化改造及液壓尾座設(shè)計(jì)院 （系）： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱(chēng)： 起止時(shí)間： 1 / 40目 錄摘要 ………………………………………………………………………………………2Abstract …………………………………………………………………………………3緒論 ………………………………………………………………………………………4第一章 C6140 車(chē)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(chē)床的設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………… 7第二章 C6140 車(chē)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(chē)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。 digital modification。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)。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。五、數(shù)控機(jī)床改造的意義數(shù)控機(jī)床改造在國(guó)外已發(fā)展成一個(gè)新興的工業(yè)部門(mén)，早在 60 年代已經(jīng)開(kāi)始迅速發(fā)展，其發(fā)展的原因是多方面的，主要有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)和生產(chǎn)上的原因。（2）.機(jī)械傳動(dòng)方式為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲桿，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)度，盡量減少摩擦量力，選用滾珠絲桿螺母副。步進(jìn)電機(jī)、齒輪箱安裝于機(jī)床后側(cè)，為了使減速機(jī)構(gòu)不影響走刀，同時(shí)消除傳動(dòng)過(guò)程的沖擊，減速機(jī)構(gòu)采用二級(jí)傳動(dòng)，從動(dòng)輪采用雙薄片錯(cuò)位消除間隙。 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù):。 橫向進(jìn)給絲杠（1）計(jì)算進(jìn)給牽引力 F‘m:橫向?qū)к墳檠辔残?，?jì)算如下: NGfFxZym 203)6107268(.)39。39。g(L0247。θb247。cm 附加摩擦力距 M0 MO=FPOL0(1－η02)/2πη i=1247。cm按此最大靜力矩從下表查出，150BF002 型最大靜轉(zhuǎn)矩為 L3= 10－3442= kg?cm2J4=10－3d24nmax10173。Z1) =(2680+600)247。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩 Mq 與最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjmax的關(guān)系可知，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為三相六拍時(shí)：λ=Mq247。 第四章 液壓尾座部分設(shè)計(jì)23 / 40液壓尾座研究背景和意義 從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)革命性的變化，近年來(lái)，由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨練磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。此外，力求完成課題之余，熟悉國(guó)內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),增強(qiáng)對(duì)如何發(fā)展民族數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)開(kāi)發(fā)耐污染能力強(qiáng)的高效濾材和過(guò)濾器。 尾座的整體設(shè)計(jì)機(jī)床采用標(biāo)準(zhǔn)液壓尾座，尾座套筒可編程控制，尾座體移動(dòng)通過(guò)銷(xiāo)軸由托板帶動(dòng)。結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、優(yōu)化、合理，整體式尾座將分體式尾座上、下