【正文】 技術(shù)?；谝陨弦幌盗袃?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。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。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。 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(shù) 機電一體化、液壓產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢：減少損耗，充分利用能量 液壓技術(shù)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。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。無泄漏將是世界液壓界今后努力的重要方向之一。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。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(xué)物質(zhì)和微生物的過濾元件及檢測裝置。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。 液壓 CAD 技術(shù) 充分利用現(xiàn)有的液壓 CAD 設(shè)計軟件，進行二次開發(fā)，建立知識庫信息系統(tǒng)，它將構(gòu)成設(shè)計制造銷售使用設(shè)計的閉環(huán)系統(tǒng)。 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。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。 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。 尾座部分的設(shè)計及計算，包括尾座頂尖、套筒、尾座體的設(shè)計，尾座孔系、尾座導(dǎo)軌的設(shè)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。 C6140 數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)。根據(jù)用戶需求也可提供可程控尾座、內(nèi)置旋轉(zhuǎn)活絡(luò)頂尖等（特殊配置） 。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。尾座導(dǎo)軌 W H 為：95 40mm，尾座套筒直徑 85mm，套筒錐孔 MT4。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。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。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。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(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。我設(shè)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。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。反之，當(dāng)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。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。在尾座體的設(shè)計過程中考慮到加工工藝，需要設(shè)計出工藝凸臺和工藝孔。在尾座體得設(shè)計中，我設(shè)計了以下幾個方面，首先明細欄標(biāo)注的 13（以下直接寫的序號以明細欄標(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。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。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。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。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。可以通過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。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。由于錐度很小，可以傳遞一定的扭距，又因為有錐度，又便于拆卸。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。 螺塞缸的設(shè)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 。 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。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。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。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。在較好的潤滑與防護條件下，具有一定的耐磨性。孕育鑄鐵常用的牌號是 HT300。常用于較精密的機床導(dǎo)軌。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(dǎo)軌。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。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償磨損量，矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進行調(diào)整。綜以上一些因素我選擇三角形導(dǎo)軌。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。 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。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。 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。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。因而潤滑油或潤滑脂的供應(yīng)方法在設(shè)計中很重要。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。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?；I槽的長度在設(shè)計時應(yīng)該滿足以下兩個條件：(1)使頂尖伸出套筒長度達到設(shè)計要求的長度，即 L=70 mm。因此，滑鍵槽的長度取 L=155。 配合套筒在工作中主要有兩種配合要求?？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。套筒與尾座體的配合根據(jù)有關(guān)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。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。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。 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。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。 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 。ly01.?5.?yl 轉(zhuǎn)角的計算 (33)EIPl2?? = 許用轉(zhuǎn)角[ ] ～ ， 在[ ]范圍內(nèi)。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。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。 ,取摩擦系數(shù)為 。 ??F因為壓板與導(dǎo)軌之間的連接形式為松連接，由公式 (34)][439。?Fd?=現(xiàn)螺栓直徑為 20mm，故螺栓選擇合理。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。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。對于間隙配合，相對運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。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。一般來說工作表面的表35 / 40面粗糙度數(shù)值應(yīng)比非工作表面??；承受交變應(yīng)力的零件，易產(chǎn)生應(yīng)力集中處，如圓角、溝槽等，其表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)小；配合性質(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(yīng)小。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。 尾座與機床形位公差的確定設(shè)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(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,主軸的形位精度達到一定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),減少設(shè)計失誤。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。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(shè)計加工裝配過程中，尾座體底面的平面度為 ，與立導(dǎo)向面的垂直度是 mm。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，以使其達到預(yù)想的目的。設(shè)計包括 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)計及要求、尾座的簡介。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。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(guān)