數(shù)控車床畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)設(shè)計（論文）報告題 目 數(shù)控車床尾座的改造設(shè)計院 系 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2012年 4月數(shù)控車床尾座的改造設(shè)計摘要：本課題研究的主要目的是設(shè)計出與CA6140臥式車床相匹配的液壓尾座系統(tǒng)，本課題將以其尾座為研究對象，設(shè)計出符合該車床的液壓尾座。為了完成本課題的設(shè)計，在設(shè)計之前的準(zhǔn)備工作必須做好，首先是搜集和分析資料，主要包括國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀；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。其次是初步確定液壓尾座的總體布局，包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的配套元件等。最后主要是關(guān)于尾座的設(shè)計計算。CAK4085數(shù)控機床變檔

2、卡緊及尾座頂緊的控制方式基本上是手工控制，在通常的加工過程中，需先用手工控制的方式完成變檔和卡緊工作，然后再進行裝夾，在裝夾完畢后還需要使用手工控制的方式完成尾座的頂緊工作。由此可知，在數(shù)控機床的加工作效率效率并不高，而且工人勞動強度大，耗時又耗力，還會增加企業(yè)成本。因此，本課題研究所要達到的預(yù)期效果是在CAK4085數(shù)控車床加工過程中，當(dāng)需要使用尾座時，使用本課題所設(shè)計的尾座可以提高加工過程的機械化和自動化水平，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度，降低企業(yè)成本。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 尾座 液壓系統(tǒng) 液壓缸 設(shè)計 校核Numerical control lathe the tailstock of

3、reform of the designAbstract：The main purpose of the research is based on CA6140 CNC machine tools to design requirements, designed to match its hydraulic Tailstock to meet the rotation accuracy, rigidity, temperature rise, and so on seismic requirements, to enhance the overall performance of machin

4、e tools. To accomplish this design, I collected and analysed the information before the design, including domestic and international development of CNC machine tools; hydraulic system of hydraulic technology and the basic information; equal hydraulic machine Tailstock the drawings and information .

5、Then is tentatively determined the overall layout of hydraulic Tailstock, including the allocation of form, layout and the hydraulic system of hydraulic energy, and select the appropriate matching components, such as. This was followed by the main Tailstock the design and calculation.CAK4085 CNC mac

6、hine tools changed file cards bear and Tailstock top tight is basically manual control, in the conventional process, the change required manual card file and clamping a tight and then again after the fixture also need to use a manual Tailstock The top tight. Therefore, in the process of CNC machine

7、tools in efficiency is not high, workers in labor intensity and great. Therefore, the issue of the Institute to achieve the desired results in the CAK4085 CNC lathe processing, when the need to use Tailstock, the use of this issue by the Tailstock design can improve the process of mechanization and

8、automation level, increase production efficiency and reduce Workers in the labor intensity.Key words：Numerically-controlled machine；Tailstock；Hydraulic system；Hydraulic cylinder inside diameter；Design；Examination目錄前 言1第1章 緒論31.1研究背景和意義31.2國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀31.2.1國外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀41.2.2國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀41.3論文的主要研究內(nèi)容5第二章

9、 尾座部件的設(shè)計62.1尾座簡介62.1.1尾座結(jié)構(gòu)圖62.1.2尾座組成部分的作用62.1.3 CA6140尾座基本操作72.2尾座部分的設(shè)計72.2.1尾座套筒的設(shè)計82.2.2尾座體的設(shè)計82.2.3尾座頂尖的設(shè)計82.2.4液壓缸的設(shè)計92.2.5尾座導(dǎo)軌的設(shè)計92.2.6尾座孔系設(shè)計102.2.6.1配合102.2.6.2套筒孔的設(shè)計102.2.6.3孔和鍵的設(shè)計11第3章 尾座精度的設(shè)計123.1表面粗糙度的確定123.2尾座與機床形位公差的確定123.3底面及立導(dǎo)向面形位公差的確定13第4章 CAK4085數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)144.1液壓系統(tǒng)的簡介144.2技術(shù)參數(shù)144.3液壓

10、系統(tǒng)的作用154.4液壓系統(tǒng)的組成及原理15結(jié) 論17致 謝18參考文獻19附 錄20附錄A：普通尾座結(jié)構(gòu)圖20附錄B：液壓系統(tǒng)原理圖2121前 言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。利用有壓的液體經(jīng)由一些機件控制之后來傳遞運動和動力。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(yīng)用于工程機械，建筑機械和機床等設(shè)備上。在本課題的研究中，第一章主要介紹了本課題的研究背景和意義，還介紹了國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀。第二章主要介紹了尾座部件的設(shè)計。它的主要內(nèi)容是數(shù)控臥式車床CAK4085液壓尾座的套筒、尾座體的設(shè)計

11、、頂尖、尾座孔系設(shè)計、尾座導(dǎo)軌的設(shè)計。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。選擇莫氏4號的尾座頂尖，它是利用莫氏錐度自身的結(jié)構(gòu)特性卡緊尾座頂尖的，解決了頂尖在工作時會出現(xiàn)松動或轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。對尾座精度的確定，它包括了尾座體表面粗糙度的確定、尾座與機床形位公差的確定、底面及立導(dǎo)向面形位公差的確定、。在本課題研究的最后一章是CAK4085數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)及尾座的工作原理，說明了CAK4085數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)及尾座的工作原理。本課題研究的主要目的是根據(jù)數(shù)控臥式車床CA6140的整體要求，設(shè)計出與其相對應(yīng)的液壓尾座，使其滿足

12、諸如旋轉(zhuǎn)精度等眾多要求，以使其達到預(yù)想的目的。為了完成本課題的設(shè)計，在設(shè)計之前的準(zhǔn)備工作必須做好，首先是搜集和分析資料，主要包括國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀，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。其次是初步確定液壓尾座的總體布局，包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的配套元件等。最后主要是關(guān)于尾座的設(shè)計計算。本課題研究所要達到的預(yù)期效果是在CAK4085數(shù)控車床加工過程中，當(dāng)需要使用尾座時，使用本課題所設(shè)計的尾座可以提高加工過程的機械化和自動化水平，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度，降低企業(yè)成本。本次設(shè)計是根據(jù)實際生產(chǎn)中存在的問題，提出能改善這種狀況的可行性

13、方案。通過這次設(shè)計，可以達到以下目的：培養(yǎng)綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能來解決工程實際問題的能力；強化工程實踐能力和意識，提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，提高工程繪圖、計算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻閱讀、使用計算機、使用文獻資和手冊、文字表達等各方面的能力；培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和工程經(jīng)濟觀點，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度以及積極向上的團隊合作精神。第1章 緒論1.1研究背景和意義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。利用有壓的液體經(jīng)由一些機件控制之后來傳遞運動和動力。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有

14、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(yīng)用于工程機械，建筑機械和機床等設(shè)備上。由于要使用原油煉制品來作為傳動介質(zhì)，近代液壓傳動技術(shù)是由19世紀崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的，最早實踐成功的液壓傳動裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床到20世紀30年代末才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大，反應(yīng)快，動作準(zhǔn)的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格化，系列化而在機械制造，工程機械，材料科學(xué)，控制技術(shù)，農(nóng)

15、業(yè)機械，汽車制造等行業(yè)中推廣開來。由于軍事及建設(shè)需要的刺激，液壓技術(shù)日益成熟。20世紀60年代后，原子能技術(shù)，空間技術(shù)，計算機技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，在國民經(jīng)濟的各個方面都得到了應(yīng)用。如工程機械，數(shù)控加工中心，冶金自動線等。液壓傳動在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性優(yōu)勢。今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。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

16、須急起直追，才能迎頭趕上。可以預(yù)見，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要，液壓技術(shù)也將繼續(xù)獲得飛速的發(fā)展，它在各個工也部門中的應(yīng)用越來越廣泛。 在這樣一種背景下，我的課題選擇為數(shù)控臥式車床CAK4085液壓尾座的設(shè)計，用以提高生產(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。此外，力求完成課題之余，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,增強對如何發(fā)展民族數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的感性認識。1.2國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀從20世紀中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作 者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟

17、效益的提高。數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。1.2.1國外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀以美、德、日三國為例簡述國外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。 1.2.2國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，中國于1958年研制出第一臺數(shù)控

18、機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在19581979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數(shù)控機床先進技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過六五期間引進數(shù)控技術(shù)，七五期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技

19、術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在20余年間，數(shù)控機床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術(shù)的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“

20、機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 1.3論文的主要研究內(nèi)容 （1） 根據(jù)數(shù)控臥式車床CAK4085的整體要求，設(shè)計出與其相對應(yīng)的液壓尾座，使其滿足諸如旋轉(zhuǎn)精度等眾多要求，以使其達到預(yù)想的目的。 （2） 搜集和分析資料 包括國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢；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。 （3） 初步確定液壓尾座的總體布局 包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的附屬元件等。 （4） 尾座部分的設(shè)計及

21、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。 （5） 尾座精度的確定 包括尾座體表面粗糙度的確定、尾座與機床形位公差的確定、底面及立導(dǎo)向面形位公差的確定。 （6）CAK4085數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)。第二章 尾座部件的設(shè)計2.1尾座簡介（1）機床采用標(biāo)準(zhǔn)液壓尾座，尾座套筒可編程控制，尾座體移動通過銷軸由托板帶動。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）。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。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。（2）尾座應(yīng)具有足夠的凈剛度和較高的剛度-重量比，后者在很大程度上反應(yīng)了設(shè)計的合理

22、性；應(yīng)具有良好的動態(tài)性，這包括較大的動剛度和阻尼，與其它件配合，使整機的各個固有頻率不致與激振頻率重合而發(fā)生共振；應(yīng)具有良好熱變形性，使整機的熱變形較小或熱變形對加工精度的影響最小；應(yīng)具有良好的工藝性，以便于制造和裝配。2.1.1尾座結(jié)構(gòu)圖圖2-1普通尾座結(jié)構(gòu)圖2.1.2尾座組成部分的作用、套筒，主要用于支承工件或在尾座頂尖套筒中裝上鉆頭、鉸刀、圓板牙等刀具來加工工件。、手柄，主要用于固定套筒。、絲杠，是用來連接套筒的，可以使套筒伸長和收縮。、底板，是用來固定絲杠的，它的兩個雁尾槽可以使絲杠在導(dǎo)軌上滑動。、手輪，主要用來轉(zhuǎn)動絲杠。2.1.3 CA6140尾座基本操作1、手動沿床身導(dǎo)軌縱向移動尾

23、座至合適的位置，逆時針方向扳動尾座固定手柄，將尾座固定。注意移動尾座時用力不要過大。2、逆時針方向移動套筒固定手柄，搖動手輪，使套筒作進、退移動。順時針方向轉(zhuǎn)動套筒固定手柄，將套筒固定在選定的位置。3、擦凈套筒內(nèi)孔和頂尖錐柄，安裝后頂尖；松開套筒固定手柄，搖動手輪使套筒后退出后頂尖。2.2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。CAK4085數(shù)控臥式車床的尾座采用的是整體式結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)尾座由尾座體、套筒、芯軸結(jié)構(gòu)、套筒液壓測力裝置、尾座和套筒移動機構(gòu)、尾座和套筒夾緊與放松結(jié)構(gòu)及液壓裝置等組成，芯軸結(jié)構(gòu)選用高精度的進口軸承支承，動、靜

24、剛度好，精度高。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。其優(yōu)點在于：(1)剛度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整體式尾座，將分體式尾座上、下體合為一個尾座整體，采用整體式箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計，經(jīng)有限元分析、計算，通過對尾座內(nèi)部筋板的合理布置，提高了尾座的剛度和固有頻率，尾座采用高強度低應(yīng)力鑄鐵鑄造，經(jīng)良好的時效處理，熱變形小，在承受最大工件重量和最大額定切削力的情況下。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。(2)結(jié)構(gòu)更加簡單、優(yōu)化、合理，整體式尾座將分體式尾座上

25、、下體合為一個尾座整體，取消了分體式尾座聯(lián)結(jié)的定位鍵和把合螺釘，總零件數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)更少，取消了分體式尾座上、下體的配合加工面，取消了分體式尾座上、下體的裝配環(huán)節(jié)，加工、裝配工藝性更好，節(jié)約了加工、裝配總費用，降低了尾座的總重量和總成本。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。尾座油壓后座、尾座體和尾座活塞軸連接在一起，固定不動。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。當(dāng)給尾座油壓后座通液壓油時，液壓油通過油路進入尾座活塞軸上的一個腔，在進入套筒孔的錐形腔內(nèi)，此時壓力增大，套筒帶動頂尖向前移動。反

26、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。下面介紹該車床尾座幾個主要部分的設(shè)計2.2.1尾座套筒的設(shè)計數(shù)控臥式車床CAK4085的尾座套筒的主要尺寸是根據(jù)尾座體的尺寸選擇的。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。為了使套筒不隨工件一起轉(zhuǎn)動在套筒上部設(shè)計了滑鍵槽，在尾座體上設(shè)計有滑鍵。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。從而提高了套筒的使用壽命。由于頂尖是利用氏錐度本身的結(jié)構(gòu)特性卡緊的，

27、但是在工作中需要拆卸頂尖，因此需要在尾座套筒上設(shè)計頂尖退套孔，用于拆卸頂尖。當(dāng)需要拆卸頂尖時，把退套楔插入頂尖退套孔，用小錘敲擊退套楔使頂尖松動并可以取出。2.2.2尾座體的設(shè)計數(shù)控臥式車床CAK4085的尾座體是尾座的主要的機械部分，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。尾座體的材料采用HT250，鑄造加工而成。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。2.2.3尾座頂尖的設(shè)計車床的尾座頂尖，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

28、心的作用，因此要求具有較高的精度，在使用中要使尾座的軸心線與機床主軸的軸心線保證較高的同軸度在進行工件的加工過程中多采用前后頂尖來支承工件，來確定工件的旋轉(zhuǎn)中心并承受刀具作用在工件上的切削力。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。頂尖的一端可頂中心孔或管料的內(nèi)孔，另一端則放入到尾座套筒內(nèi)。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)。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。由于數(shù)控臥式車床CAK4085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。莫氏錐度是一個錐度的國際標(biāo)準(zhǔn)，用于靜

29、配合以精確定位。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。利用的就是摩擦力的原理，在一定的錐度范圍內(nèi)，工件可以自由的拆裝，同時在工作時又不會影響到使用效果，比如鉆孔的錐柄鉆。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。又比如鉆孔的錐柄鉆，如果使用中需要拆卸鉆頭磨削，拆卸后重新裝上不會影響鉆頭的中心位置。2.2.4液壓缸的設(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 。每種缸的工作原來幾乎都是相似的,拿一個手動千斤頂來說它的工作原來吧,千斤頂其實也就是個最簡單的油缸了.通過手動增壓稈(液壓

30、手動泵)使液壓油經(jīng)過一個單項閥進入油缸,這時進入油缸的液壓油因為單項閥的原因不能再倒退回來,逼迫缸桿向上,然后在做工繼續(xù)使液壓油不斷進入液壓缸,就這樣不斷上上升,要降的時候就打開液壓閥,使液壓油回到油箱.這個是最簡單的工作原來了,其他的都在這個基礎(chǔ)上改進的.2.2.5尾座導(dǎo)軌的設(shè)計（1）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)軌應(yīng)滿足導(dǎo)向精度高、精度保持性好、低速運動平穩(wěn)性好；摩擦阻力小、靈敏度高；剛度高、承載能力達；結(jié)構(gòu)簡單，便于加工、安裝、調(diào)配、調(diào)整和維修，成本低等要求。（2）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。

31、常用的導(dǎo)軌材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料，其中以鑄鐵應(yīng)用最為普遍。為了提高耐磨性和防止咬焊，動導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同的材料。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。材料以鑄鐵為例，鑄鐵是一種成本低，良好減震性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。由于我設(shè)計的是CAK4085液壓尾座,考慮價格等原因，選用灰鑄鐵作為導(dǎo)軌材料。（3）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。在本課題中，我選擇雙矩形導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比三角形導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗和維修都方便。矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條

32、進行調(diào)整。2.2.6尾座孔系設(shè)計設(shè)計中所需提及的主要技術(shù)要求中，就其性質(zhì)而言，大致可分為兩類：一是各加工表面自身的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；二是為了保證定位基準(zhǔn)面的定位精度，以及為了減輕在加工中的定位誤差。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。根據(jù)技術(shù)參數(shù)的要求，確定套筒直徑為80mm。2.2.6.1配合套筒在工作中主要有兩種配合要求。其一，套筒與尾座體的配合，其二，套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合。考慮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。因此，我們分別確定其配合等級。（1）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

33、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。由于套筒的尺寸較大，又和尾座體有配合要求，所以要保證套筒的直線度和圓柱度，可選直線度為0.012mm、圓柱度為0.01mm。（2）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。安裝莫氏錐柄的套筒部與尾座孔的配合精度要求最高，配合間隙很小，制造成本也高，最適合于不回轉(zhuǎn)的精密滑動配合，精度等級多用于IT5IT7級。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。

34、推薦表面粗糙度值選擇Ra0.8。2.2.6.2套筒孔的設(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60，這是為了減少接觸面的單位面積壓力和不損壞死頂尖。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。頂尖（死頂尖或活頂尖）的錐面（莫氏錐度或公制錐度）插入主軸錐孔和尾座頂尖套筒的錐孔內(nèi)要同心，既要保證設(shè)計時同軸度的要求，避免由于尾座的偏移使車削工件產(chǎn)生錐度，因此在設(shè)計中要保證莫氏錐孔軸心線與套筒軸心的同軸度公差為0.01mm,端面徑向跳動公差為0.006mm。2.2.6.3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

35、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。摩擦不僅損壞配合表面的品質(zhì)，而且會導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生，從而急劇地減低零件的疲勞強度。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。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，避免加劇零件的磨損,起到密封作用。因而潤滑油或潤滑脂的供應(yīng)方法在設(shè)計中很重要。本課題的設(shè)計中尾座套筒孔的兩端采取了一定的密封性設(shè)計,因此可采用比較簡單的壓配式注油杯系統(tǒng)來進行間歇性的潤滑即滿足尾座體孔和套筒、滑鍵與滑鍵槽的潤滑要求。

36、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。在尾座上設(shè)計滑鍵的主要目的是防止頂尖在工作時轉(zhuǎn)動。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，而滑鍵可做得短一些.同時為了防止滑鍵的轉(zhuǎn)動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槽的長度主要和滑鍵在套筒上的位置有關(guān)?；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=109 mm。(2)使滑

37、鍵在滑動中順利。因此，滑鍵槽的長度取L=140。在對套筒上的滑鍵槽以及尾座上的安裝孔的設(shè)計中不僅需要保證滑鍵槽的對稱度要求,還要保證裝鍵孔對套筒孔中心軸線的對稱度和垂直度,因此在設(shè)計中結(jié)合有關(guān)原則和實際經(jīng)驗,初步確定安裝滑鍵的孔對套筒孔的對稱度要求為0.002。第3章 尾座精度的設(shè)計3.1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。這種零件表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何特征稱為表面粗糙度。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。同時粗糙度還影響到配合性質(zhì)的穩(wěn)

38、定性。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。此外粗糙度對接觸剛度、密封性、產(chǎn)品外觀及表面腐蝕能力等都有明顯的影響。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。在選擇表面粗糙度的數(shù)值大小時還應(yīng)當(dāng)根據(jù)零件的功能要求和經(jīng)濟性結(jié)合有關(guān)的選用原則。一般來說工作表面的表面粗糙度數(shù)值應(yīng)比非工作表面小；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)??；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。同時在實際工作經(jīng)驗不足的情況

39、下還要注意表面粗糙度數(shù)值與形狀公差值的協(xié)調(diào)關(guān)系，結(jié)合有關(guān)表面粗糙度數(shù)值選用的實例作參考來初步確定尾座體各部位的表面粗糙度數(shù)值的大小。由于尾座體孔與套筒的配合性質(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。因而其表明粗糙度值大致取Ra0.3；尾座體兩端都有配合要求，因此我們選擇粗糙度值取 Ra1.6； 尾座底面和立導(dǎo)向面同樣具有較高的形位精度，表面粗糙度多采用Ra1.6并刮研。3.2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

40、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。而由于尾座對機床其它部件的幾何形狀誤差將導(dǎo)致在對工件的加工過程中使工件的尺寸、形狀精度降低，嚴重影響加工后工件的質(zhì)量。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。3.3底面及立導(dǎo)向面形位公差的確定尾座體底面設(shè)計精度的高低是尾座安裝在機床上以后定心精度高低的重要影響因素。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0.012mm，與立導(dǎo)向面的垂直度是0.

41、025 mm。立導(dǎo)向面是與尾座底面上垂直的平面，在尾座的設(shè)計中不僅要求尾座可在導(dǎo)軌上橫向移動，同時為了加工錐體或其它形狀的零件，還需要尾座體在底板上作縱向移動，通過安裝在尾座底板上的螺栓與固定在尾座體下部的螺母孔相旋合使尾座體上部偏移。第4章 CAK4085數(shù)控車床的液壓系統(tǒng)4.1液壓系統(tǒng)的簡介一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，

42、驅(qū)動負載作直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動?？刂圃?即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)

43、由信號控制和液壓動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動機和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達，其可按實際要求來選擇。在分析和設(shè)計實際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實際運行狀況。 空心箭頭表示信號流，而實心箭頭則表示能量流?；疽簤夯芈分械膭幼黜樞蚩刂圃ǘ凰耐〒Q向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。4.2技術(shù)參數(shù)(1)液壓系統(tǒng)最高使用壓力：4.5Mpa(2)

44、液壓系統(tǒng)最大流量：12L/min(3)減壓閥調(diào)節(jié)壓力：0.24.5Mpa (4)壓力繼電器調(diào)整范圍：0.64.0Mpa 4.3液壓系統(tǒng)的作用該液壓系統(tǒng)的主要作用是用來控制液壓卡盤的卡緊松開和液壓尾座的前進后退動作。以液壓動力代替人工發(fā)力，解決了：在數(shù)控機床的加工作效率效率并不高，而且工人勞動強度大，耗時又耗力，等問題。4.4液壓系統(tǒng)的組成及原理液壓系統(tǒng)主要是由油箱、電機、變量葉片油泵、減壓閥、單向節(jié)流閥、兩個三位四通換向閥及其它輔助裝置組成。圖4-1 液壓原理圖主要原理如下：開動電機后，液壓泵3打出的壓力油一路經(jīng)單向節(jié)流閥5-1、減壓閥7-1到達控制液壓卡盤的三位四通電磁換向閥10-1；另一路

45、經(jīng)單向節(jié)流閥5-2、減壓閥7-2到達控制液壓尾座的三位四通電磁換向閥10-2；電磁鐵1VB通電，液壓油通過單向節(jié)流閥5-1、減壓閥7-1、電磁換向閥10-1左位到達液壓卡盤油缸右腔，使卡盤油缸卡緊；電磁鐵2VB通電，電磁閥換向，壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥5-1、減壓閥7-1、電磁換向閥10-1右位到達卡盤油缸另一腔，卡盤油缸松開?？ūP卡緊或松開的速度由單向節(jié)流閥5-1來調(diào)節(jié)，順時針旋轉(zhuǎn)卡緊速度減慢，逆時針旋轉(zhuǎn)速度加快。當(dāng)電磁換向閥10-2的電磁鐵3VB通電，液壓油通過單向節(jié)流閥5-2、減壓閥7-2、電磁換向閥10-2左位到達液壓尾座油缸，使尾座油缸前進壓緊；電磁鐵4VB通電，電磁閥換向，壓力油經(jīng)單向節(jié)

46、流閥5-2、減壓閥7-2、電磁換向閥10-2右位到達尾座油缸另一腔，尾座油缸松開。尾座前進或后退的速度由單向節(jié)流閥5-2來調(diào)節(jié)，順時針旋轉(zhuǎn)速度減慢，逆時針旋轉(zhuǎn)速度加快。如此，可以通過對液壓閥簡單的控制做到：工進，工退，快速進給，慢速進給的效果！解決了，以往對使用尾座時，力道的要求。結(jié) 論本課題研究的主要目的是設(shè)計出與CAK4085臥式數(shù)控機床相匹配的液壓尾座，使其滿足諸如旋轉(zhuǎn)精度等眾多要求，以使其達到預(yù)想的目的。為了完成本課題的設(shè)計，在設(shè)計之前的準(zhǔn)備工作必須做好，首先是搜集和分析資料，主要包括國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀；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。其次是初步

47、確定液壓尾座的總體布局，包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的配套元件等。最后主要是關(guān)于尾座的設(shè)計計算。CAK4085數(shù)控機床變檔卡緊及尾座頂緊的控制方式基本上是手工控制，在通常的加工過程中，需先用手工控制的方式完成變檔和卡緊工作，然后再進行裝夾，在裝夾完畢后還需要使用手工控制的方式完成尾座的頂緊工作。由此可知，在數(shù)控機床的加工作效率效率并不高，而且工人勞動強度大，耗時又耗力，還會增加企業(yè)成本。因此，本課題研究所要達到的預(yù)期效果是在CAK4085數(shù)控車床加工過程中，當(dāng)需要使用尾座時，使用本課題所設(shè)計的尾座可以提高加工過程的機械化和自動化水平，提高生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度，降低企

48、業(yè)成本。本次設(shè)計是根據(jù)實際生產(chǎn)中存在的問題，提出能改善這種狀況的可行性方案。經(jīng)過改進設(shè)計，首先，在動力方面，用液壓動力，代替人力，員工只需要通過對液壓閥的簡單控制，就可達到尾座的工進、工退，快速進給，慢速進給的工作狀態(tài)。通過這次設(shè)計，可以達到以下目的：培養(yǎng)綜合運用專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能來解決工程實際問題的能力；強化工程實踐能力和意識，提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，提高工程繪圖、計算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻閱讀、使用計算機、使用文獻資和手冊、文字表達等各方面的能力；培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和工程經(jīng)濟觀點，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴肅認真的科學(xué)態(tài)度以及積極向上的團隊合作精神。致 謝參考文獻（1）張利平 主編，現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用220例 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2009年6月（2）陳宏均 方向明 主編，典型零件機械加工生產(chǎn)實例 北京：機械工業(yè)出版社 2010年9月(3) 丁繼斌 編著，傳感器 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2010年1月(4)蔣建強、周文主編.數(shù)控機床故障診斷與維修（第二版）.北京:電子工業(yè)出版社,2007年12月（5）左鍵民 主編，液壓與氣動技術(shù) 北京：機械工業(yè)出版社 2010年1月附 錄附錄A：普通尾座結(jié)構(gòu)圖附錄B：液壓系統(tǒng)原理圖