数控车床毕业论文

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1、毕业设计（论文）报告题 目 数控车床尾座的改造设计院 系 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2012年 4月数控车床尾座的改造设计摘要：本课题研究的主要目的是设计出与CA6140卧式车床相匹配的液压尾座系统，本课题将以其尾座为研究对象，设计出符合该车床的液压尾座。为了完成本课题的设计，在设计之前的准备工作必须做好，首先是搜集和分析资料，主要包括国内外数控机床的发展现状；液压技术和液压传动系统的基本资料；同等机床液压尾座的图纸和资料等。其次是初步确定液压尾座的总体布局，包括配置形式、液压系统的布置及选择液压能源及相应的配套元件等。最后主要是关于尾座的设计计算。CAK4085数控机床变档

2、卡紧及尾座顶紧的控制方式基本上是手工控制，在通常的加工过程中，需先用手工控制的方式完成变档和卡紧工作，然后再进行装夹，在装夹完毕后还需要使用手工控制的方式完成尾座的顶紧工作。由此可知，在数控机床的加工作效率效率并不高，而且工人劳动强度大，耗时又耗力，还会增加企业成本。因此，本课题研究所要达到的预期效果是在CAK4085数控车床加工过程中，当需要使用尾座时，使用本课题所设计的尾座可以提高加工过程的机械化和自动化水平，提高生产效率，降低工人的劳动强度，降低企业成本。关键词：数控机床 尾座 液压系统 液压缸 设计 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目录前 言1第1章 绪论31.1研究背景和意义31.2国内外数控机床的发展现状31.2.1国外数控机床发展现状41.2.2国内数控机床发展现状41.3论文的主要研究内容5第二章

9、 尾座部件的设计62.1尾座简介62.1.1尾座结构图62.1.2尾座组成部分的作用62.1.3 CA6140尾座基本操作72.2尾座部分的设计72.2.1尾座套筒的设计82.2.2尾座体的设计82.2.3尾座顶尖的设计82.2.4液压缸的设计92.2.5尾座导轨的设计92.2.6尾座孔系设计102.2.6.1配合102.2.6.2套筒孔的设计102.2.6.3孔和键的设计11第3章 尾座精度的设计123.1表面粗糙度的确定123.2尾座与机床形位公差的确定123.3底面及立导向面形位公差的确定13第4章 CAK4085数控车床的液压系统144.1液压系统的简介144.2技术参数144.3液压

10、系统的作用154.4液压系统的组成及原理15结 论17致 谢18参考文献19附 录20附录A：普通尾座结构图20附录B：液压系统原理图2121前 言液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。在本课题的研究中，第一章主要介绍了本课题的研究背景和意义，还介绍了国内外数控机床的发展现状。第二章主要介绍了尾座部件的设计。它的主要内容是数控卧式车床CAK4085液压尾座的套筒、尾座体的设计

11、、顶尖、尾座孔系设计、尾座导轨的设计。在套筒中设计了滑键槽和顶尖顶出孔，解决了顶尖在工作时会随套筒转动从而影响工件的加工精度；还在套筒中设计了顶卸的装置。选择莫氏4号的尾座顶尖，它是利用莫氏锥度自身的结构特性卡紧尾座顶尖的，解决了顶尖在工作时会出现松动或转动现象。对尾座精度的确定，它包括了尾座体表面粗糙度的确定、尾座与机床形位公差的确定、底面及立导向面形位公差的确定、。在本课题研究的最后一章是CAK4085数控车床的液压系统及尾座的工作原理，说明了CAK4085数控车床的液压系统及尾座的工作原理。本课题研究的主要目的是根据数控卧式车床CA6140的整体要求，设计出与其相对应的液压尾座，使其满足

12、诸如旋转精度等众多要求，以使其达到预想的目的。为了完成本课题的设计，在设计之前的准备工作必须做好，首先是搜集和分析资料，主要包括国内外数控机床的发展现状，液压技术和液压传动系统的基本资料，同等机床液压尾座的图纸和资料等。其次是初步确定液压尾座的总体布局，包括配置形式、液压系统的布置及选择液压能源及相应的配套元件等。最后主要是关于尾座的设计计算。本课题研究所要达到的预期效果是在CAK4085数控车床加工过程中，当需要使用尾座时，使用本课题所设计的尾座可以提高加工过程的机械化和自动化水平，提高生产效率，降低工人的劳动强度，降低企业成本。本次设计是根据实际生产中存在的问题，提出能改善这种状况的可行性

13、方案。通过这次设计，可以达到以下目的：培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；强化工程实践能力和意识，提高本人综合素质和创新能力；使本人受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，提高工程绘图、计算、数据处理、外文资料文献阅读、使用计算机、使用文献资和手册、文字表达等各方面的能力；培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。第1章 绪论1.1研究背景和意义液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有

14、输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械和机床等设备上。由于要使用原油炼制品来作为传动介质，近代液压传动技术是由19世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用车床到20世纪30年代末才用上了液压传动。第二次世界大战期间，在一些兵器上用上了功率大，反应快，动作准的液压传动和控制装置，大大提高了兵器的性能，也大大促进了液压技术的发展。战后，液压技术迅速转向民用，并随着各种标准的不断制订和完善，各类元件的标准化，规格化，系列化而在机械制造，工程机械，材料科学，控制技术，农

15、业机械，汽车制造等行业中推广开来。由于军事及建设需要的刺激，液压技术日益成熟。20世纪60年代后，原子能技术，空间技术，计算机技术等的发展再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动，控制，检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个方面都得到了应用。如工程机械，数控加工中心，冶金自动线等。液压传动在某些领域内甚至已占有压倒性优势。今天，为了和最新技术的发展保持同步，液压技术必须不断发展，不断提高和改进元件和系统的性能，以满足日益变化的市场需求。与世界上主要的工业国家相比，我国的液压工业还是相当落后的，标准化的工作有待于继续做好，优质化的工作须形成声势，智能化的工作则刚刚在准备起步，为此必

16、须急起直追，才能迎头赶上。可以预见，为满足国民经济发展需要，液压技术也将继续获得飞速的发展，它在各个工也部门中的应用越来越广泛。 在这样一种背景下，我的课题选择为数控卧式车床CAK4085液压尾座的设计，用以提高生产效率，产品质量，降低工人劳动强度及降低企业成本。此外，力求完成课题之余，熟悉国内外数控技术及数控机床的现状及发展趋势,增强对如何发展民族数控机床产业的感性认识。1.2国内外数控机床的发展现状从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作 者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济

17、效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。1.2.1国外数控机床发展现状以美、德、日三国为例简述国外数控机床的发展现状。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。 1.2.2国内数控机床发展现状我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，中国于1958年研制出第一台数控

18、机床，发展过程大致可分为两大阶段。在19581979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。通过六五期间引进数控技术，七五期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技

19、术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“

20、机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 1.3论文的主要研究内容 （1） 根据数控卧式车床CAK4085的整体要求，设计出与其相对应的液压尾座，使其满足诸如旋转精度等众多要求，以使其达到预想的目的。 （2） 搜集和分析资料 包括国内外数控机床的发展现状及趋势；液压技术和液压传动系统的基本资料；同等机床液压尾座的图纸和资料等。 （3） 初步确定液压尾座的总体布局 包括配置形式、液压系统的布置及选择液压能源及相应的附属元件等。 （4） 尾座部分的设计及

21、计算 包括尾座顶尖、套筒、尾座体的设计，尾座孔系、尾座导轨的设计。 （5） 尾座精度的确定 包括尾座体表面粗糙度的确定、尾座与机床形位公差的确定、底面及立导向面形位公差的确定。 （6）CAK4085数控车床的液压系统。第二章 尾座部件的设计2.1尾座简介（1）机床采用标准液压尾座，尾座套筒可编程控制，尾座体移动通过销轴由托板带动。根据用户需求也可提供可程控尾座、内置旋转活络顶尖等（特殊配置）。尾座单元安装在床身导轨上，可沿导轨纵向调整其位置。它的功用是用顶尖支承长工件，也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具进行孔加工。（2）尾座应具有足够的净刚度和较高的刚度-重量比，后者在很大程度上反应了设计的合理

22、性；应具有良好的动态性，这包括较大的动刚度和阻尼，与其它件配合，使整机的各个固有频率不致与激振频率重合而发生共振；应具有良好热变形性，使整机的热变形较小或热变形对加工精度的影响最小；应具有良好的工艺性，以便于制造和装配。2.1.1尾座结构图图2-1普通尾座结构图2.1.2尾座组成部分的作用、套筒，主要用于支承工件或在尾座顶尖套筒中装上钻头、铰刀、圆板牙等刀具来加工工件。、手柄，主要用于固定套筒。、丝杠，是用来连接套筒的，可以使套筒伸长和收缩。、底板，是用来固定丝杠的，它的两个雁尾槽可以使丝杠在导轨上滑动。、手轮，主要用来转动丝杠。2.1.3 CA6140尾座基本操作1、手动沿床身导轨纵向移动尾

23、座至合适的位置，逆时针方向扳动尾座固定手柄，将尾座固定。注意移动尾座时用力不要过大。2、逆时针方向移动套筒固定手柄，摇动手轮，使套筒作进、退移动。顺时针方向转动套筒固定手柄，将套筒固定在选定的位置。3、擦净套筒内孔和顶尖锥柄，安装后顶尖；松开套筒固定手柄，摇动手轮使套筒后退出后顶尖。2.2尾座部分的设计尾座是卧式车床的重要附件，其主要作用是为轴类零件定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。CAK4085数控卧式车床的尾座采用的是整体式结构，整体式结构尾座由尾座体、套筒、芯轴结构、套筒液压测力装置、尾座和套筒移动机构、尾座和套筒夹紧与放松结构及液压装置等组成，芯轴结构选用高精度的进口轴承支承，动、静

24、刚度好，精度高。套筒和尾座的移动均为机动，套筒和尾座的夹紧、放松均采用碟形弹簧夹紧，液压放松的机动夹紧、放松结构，夹紧力足够大，安全可靠，工人操作简单、方便、效率高。其优点在于：(1)刚度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整体式尾座，将分体式尾座上、下体合为一个尾座整体，采用整体式箱形结构设计，经有限元分析、计算，通过对尾座内部筋板的合理布置，提高了尾座的刚度和固有频率，尾座采用高强度低应力铸铁铸造，经良好的时效处理，热变形小，在承受最大工件重量和最大额定切削力的情况下。尾座整体变形小，抗振性能好，满足数控卧式车床精度检验标准的要求。(2)结构更加简单、优化、合理，整体式尾座将分体式尾座上

25、、下体合为一个尾座整体，取消了分体式尾座联结的定位键和把合螺钉，总零件数和标准件数更少，取消了分体式尾座上、下体的配合加工面，取消了分体式尾座上、下体的装配环节，加工、装配工艺性更好，节约了加工、装配总费用，降低了尾座的总重量和总成本。我设计的尾座的工作原理是尾座套筒、尾座油压后座上都有油孔,尾座套筒和尾座活塞固定座通过螺钉连接在一起，可以移动。尾座油压后座、尾座体和尾座活塞轴连接在一起，固定不动。尾座活塞轴、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一个液压缸，并且分成两个腔。当给尾座油压后座通液压油时，液压油通过油路进入尾座活塞轴上的一个腔，在进入套筒孔的锥形腔内，此时压力增大，套筒带动顶尖向前移动。反

26、之，当液压油通过油路进入尾座活塞轴上的另一个腔，此时向后退的压力增大，套筒带动顶尖向后移动。下面介绍该车床尾座几个主要部分的设计2.2.1尾座套筒的设计数控卧式车床CAK4085的尾座套筒的主要尺寸是根据尾座体的尺寸选择的。套筒的作用就是安装尾座活塞轴和顶尖，利用液压缸提供的压力和莫氏锥度本身的结构特性顶紧顶尖，使顶尖在顶着工件加工时不会随工件一起转动。为了使套筒不随工件一起转动在套筒上部设计了滑键槽，在尾座体上设计有滑键。尾座工作时滑键在滑键槽中滑动，这样套筒就不会跟着转了，同时，顶尖在顶着工件加工时也不会随工件一起转动了。从而提高了套筒的使用寿命。由于顶尖是利用氏锥度本身的结构特性卡紧的，

27、但是在工作中需要拆卸顶尖，因此需要在尾座套筒上设计顶尖退套孔，用于拆卸顶尖。当需要拆卸顶尖时，把退套楔插入顶尖退套孔，用小锤敲击退套楔使顶尖松动并可以取出。2.2.2尾座体的设计数控卧式车床CAK4085的尾座体是尾座的主要的机械部分，设计时主要参看其他机床的尾座体和根据制造业在生产中所积累的经验，稍加改造而成的。尾座体的壁厚要尽量均匀，拐角处要设计成圆角以减少集中应力。尾座体的材料采用HT250，铸造加工而成。在尾座体的设计过程中考虑到加工工艺，需要设计出工艺凸台和工艺孔。2.2.3尾座顶尖的设计车床的尾座顶尖，在车床的使用中经常用到的定位元件，它可以帮助主轴一起限制的工件的自由度，并起到定

28、心的作用，因此要求具有较高的精度，在使用中要使尾座的轴心线与机床主轴的轴心线保证较高的同轴度在进行工件的加工过程中多采用前后顶尖来支承工件，来确定工件的旋转中心并承受刀具作用在工件上的切削力。顶尖是机械加工中的机床的重要部件，它可对端面复杂的零件和不允许打中心孔的零件进行支承。顶尖的一端可顶中心孔或管料的内孔，另一端则放入到尾座套筒内。顶尖的锁紧主要是靠顶紧力和液压缸提供的压力，加工时一般紧缩在尾座套筒内。顶尖一般由专门的工厂生产，我们只要根据自己的需要买产品。由于数控卧式车床CAK4085是中小型机械加工设备，尾座总体尺寸并不是很大所以选择莫氏4号的顶尖。莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静

29、配合以精确定位。由于锥度很小，可以传递一定的扭距，又因为有锥度，又便于拆卸。利用的就是摩擦力的原理，在一定的锥度范围内，工件可以自由的拆装，同时在工作时又不会影响到使用效果，比如钻孔的锥柄钻。在锥柄上好后，钻头可以将工件钻出需要的孔，而锥柄处不会出现转动现象。又比如钻孔的锥柄钻，如果使用中需要拆卸钻头磨削，拆卸后重新装上不会影响钻头的中心位置。2.2.4液压缸的设计液压缸的工作原理 ：它的最基本5个部件,1-缸筒和缸盖2-活塞和活塞杆3-密封装置4-缓冲装置5-排气装置 。每种缸的工作原来几乎都是相似的,拿一个手动千斤顶来说它的工作原来吧,千斤顶其实也就是个最简单的油缸了.通过手动增压秆(液压

30、手动泵)使液压油经过一个单项阀进入油缸,这时进入油缸的液压油因为单项阀的原因不能再倒退回来,逼迫缸杆向上,然后在做工继续使液压油不断进入液压缸,就这样不断上上升,要降的时候就打开液压阀,使液压油回到油箱.这个是最简单的工作原来了,其他的都在这个基础上改进的.2.2.5尾座导轨的设计（1）导轨的作用是引导机床运动部件作直线或圆周运动，并承受运动部件包括工件的重力和切削力等载荷。导轨应满足导向精度高、精度保持性好、低速运动平稳性好；摩擦阻力小、灵敏度高；刚度高、承载能力达；结构简单，便于加工、安装、调配、调整和维修，成本低等要求。（2）导轨的材料：对导轨材料的主要要求是耐磨性好、工艺性好、成本低。

31、常用的导轨材料有铸铁、钢、有色金属和塑料，其中以铸铁应用最为普遍。为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨应尽量采用不同的材料。如果选用相同的材料，也一定要采取不同的热处理方式以使其具有不同的硬度。材料以铸铁为例，铸铁是一种成本低，良好减震性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。由于我设计的是CAK4085液压尾座,考虑价格等原因，选用灰铸铁作为导轨材料。（3）导轨的形状：直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆形，并且可以相互组合。在本课题中，我选择双矩形导轨。这种导轨的刚度高，当量摩擦系数比三角形导轨低，承载能力高，加工、检验和维修都方便。矩形导轨存在侧向间隙，必须用镶条

32、进行调整。2.2.6尾座孔系设计设计中所需提及的主要技术要求中，就其性质而言，大致可分为两类：一是各加工表面自身的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度；二是为了保证定位基准面的定位精度，以及为了减轻在加工中的定位误差。为了保证尾座体在装配精度，还要求有较高的相互位置精度。根据技术参数的要求，确定套筒直径为80mm。2.2.6.1配合套筒在工作中主要有两种配合要求。其一，套筒与尾座体的配合，其二，套筒与顶尖、尾座活塞轴的配合。考虑到顶尖套筒与尾座孔在不同的接触部位其接触部位的不同，因此可以采用不同的配合等级。因此，我们分别确定其配合等级。（1）套筒与尾座体的配合根据有关资料和实际的生产实践经验，套

33、筒与尾座体的配合采用基孔制，间隙配合，但间隙很小，防止在工作中产生较大的跳动，影响加工工件的直线度和圆柱度。由于套筒的尺寸较大，又和尾座体有配合要求，所以要保证套筒的直线度和圆柱度，可选直线度为0.012mm、圆柱度为0.01mm。（2）套筒与顶尖、尾座活塞轴的配合套筒与顶尖、尾座活塞轴的配合要求较高，配合间隙很小。安装莫氏锥柄的套筒部与尾座孔的配合精度要求最高，配合间隙很小，制造成本也高，最适合于不回转的精密滑动配合，精度等级多用于IT5IT7级。尾座活塞轴的作用是推动顶尖，使其在套筒中伸缩，因此，与套筒的配合也用间隙配合，并且表面粗糙度值要求也要小，以减小摩擦力，保证动作的准确性、迅速性。

34、推荐表面粗糙度值选择Ra0.8。2.2.6.2套筒孔的设计通常情况下顶尖和中心孔的锥度必须相同，并且多数为锥度为60，这是为了减少接触面的单位面积压力和不损坏死顶尖。但在本课题中，所使用的顶尖是莫氏锥度4号的顶尖，因此，套筒前端的套筒孔的锥度也为莫氏锥度4号锥度。顶尖（死顶尖或活顶尖）的锥面（莫氏锥度或公制锥度）插入主轴锥孔和尾座顶尖套筒的锥孔内要同心，既要保证设计时同轴度的要求，避免由于尾座的偏移使车削工件产生锥度，因此在设计中要保证莫氏锥孔轴心线与套筒轴心的同轴度公差为0.01mm,端面径向跳动公差为0.006mm。2.2.6.3孔和键的设计由于尾座体孔和套筒的配合精度较高，为了减轻滑键在

35、套筒滑键槽内的磨损,需要对两者的表面进行润滑，减少摩擦，防止产生磨粒磨损。摩擦不仅损坏配合表面的品质，而且会导致疲劳裂纹的萌生，从而急剧地减低零件的疲劳强度。而在摩擦面加入润滑剂不仅可以减低摩擦，减轻磨损，保护零件不遭腐蚀，而且能起到散热降温的作用。采用润滑油来润滑时,润滑油膜可起到缓冲，吸热的功能；而采用膏状的润滑脂，即可防止内部的润滑剂的外泄，又可阻止杂质侵入，避免加剧零件的磨损,起到密封作用。因而润滑油或润滑脂的供应方法在设计中很重要。本课题的设计中尾座套筒孔的两端采取了一定的密封性设计,因此可采用比较简单的压配式注油杯系统来进行间歇性的润滑即满足尾座体孔和套筒、滑键与滑键槽的润滑要求。

36、由于对注油孔的加工精度要求不是很高，因此在对注油孔的设计及加工中不需要考虑过多的形位精度要求,仅保持与滑键孔的位置关系即可。在尾座上设计滑键的主要目的是防止顶尖在工作时转动。在套筒上开设键槽，将滑键通过在尾座上方钻通孔来将滑键固定在尾座上,这样套筒只能在滑键尾座的套筒孔内轴向移动,只需要在套筒上铣出较长的键槽，而滑键可做得短一些.同时为了防止滑键的转动在将滑键固定好以后要采用一定的防转动措施,既是在两者的结合缝隙处钻孔攻丝安装上一个螺钉。滑键槽的长度主要和滑键在套筒上的位置有关。滑键槽的长度在设计时应该满足以下两个条件：(1)使顶尖伸出套筒长度达到设计要求的长度，即L=109 mm。(2)使滑

37、键在滑动中顺利。因此，滑键槽的长度取L=140。在对套筒上的滑键槽以及尾座上的安装孔的设计中不仅需要保证滑键槽的对称度要求,还要保证装键孔对套筒孔中心轴线的对称度和垂直度,因此在设计中结合有关原则和实际经验,初步确定安装滑键的孔对套筒孔的对称度要求为0.002。第3章 尾座精度的设计3.1表面粗糙度的确定零件经过加工后，其表面因刀痕及切削时金属的塑性变形等影响，会存在间距较小的轮廓峰谷。这种零件表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何特征称为表面粗糙度。表面粗糙度的大小对部件的使用性能和使用寿命有很大的影响，两相对运动的表面越粗糙，摩擦系数就越大，磨损也就越快。同时粗糙度还影响到配合性质的稳

38、定性。对于间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，导致间隙增大；对于过渡配合来说，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。此外粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观及表面腐蚀能力等都有明显的影响。因此为保证机械零件的使用性能，在对其进行精度设计时，必须提出合理的表面粗糙度要求。在选择表面粗糙度的数值大小时还应当根据零件的功能要求和经济性结合有关的选用原则。一般来说工作表面的表面粗糙度数值应比非工作表面小；承受交变应力的零件，易产生应力集中处，如圆角、沟槽等，其表面粗糙度参数值应小；配合性质要求稳定、小间隙配合和受重载的过盈配合，其配合表面粗糙度参数值应小。同时在实际工作经验不足的情况

39、下还要注意表面粗糙度数值与形状公差值的协调关系，结合有关表面粗糙度数值选用的实例作参考来初步确定尾座体各部位的表面粗糙度数值的大小。由于尾座体孔与套筒的配合性质要求较高，对尾座体孔表面粗糙度要求也是较高的，要求在加工的过程中基本上看不出加工的痕迹。因而其表明粗糙度值大致取Ra0.3；尾座体两端都有配合要求，因此我们选择粗糙度值取 Ra1.6； 尾座底面和立导向面同样具有较高的形位精度，表面粗糙度多采用Ra1.6并刮研。3.2尾座与机床形位公差的确定设计的过程中不仅要保证尾座体内部各部件的相互配合关系和配合精度,确保尾座体套筒顶尖的准确定心,还要确保尾座体与机床其它部件的配合关系,使尾座体各部件

40、与溜板,主轴的形位精度达到一定的设计标准,减少设计失误。而由于尾座对机床其它部件的几何形状误差将导致在对工件的加工过程中使工件的尺寸、形状精度降低，严重影响加工后工件的质量。因此在进行尾座的设计中，不仅要考虑到各设计要素之间的相互配合关系，还要考虑到在实际的安装过程中与机床其它部件的各安装要素之间的相互配合关系。3.3底面及立导向面形位公差的确定尾座体底面设计精度的高低是尾座安装在机床上以后定心精度高低的重要影响因素。它不仅影响到与主轴中心线的同轴度误差，而且还会影响到尾座套筒锥孔轴线与溜板的平行度等，因而在实际的设计加工装配过程中，尾座体底面的平面度为0.012mm，与立导向面的垂直度是0.

41、025 mm。立导向面是与尾座底面上垂直的平面，在尾座的设计中不仅要求尾座可在导轨上横向移动，同时为了加工锥体或其它形状的零件，还需要尾座体在底板上作纵向移动，通过安装在尾座底板上的螺栓与固定在尾座体下部的螺母孔相旋合使尾座体上部偏移。第4章 CAK4085数控车床的液压系统4.1液压系统的简介一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，

42、驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统

43、由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。4.2技术参数(1)液压系统最高使用压力：4.5Mpa(2)

44、液压系统最大流量：12L/min(3)减压阀调节压力：0.24.5Mpa (4)压力继电器调整范围：0.64.0Mpa 4.3液压系统的作用该液压系统的主要作用是用来控制液压卡盘的卡紧松开和液压尾座的前进后退动作。以液压动力代替人工发力，解决了：在数控机床的加工作效率效率并不高，而且工人劳动强度大，耗时又耗力，等问题。4.4液压系统的组成及原理液压系统主要是由油箱、电机、变量叶片油泵、减压阀、单向节流阀、两个三位四通换向阀及其它辅助装置组成。图4-1 液压原理图主要原理如下：开动电机后，液压泵3打出的压力油一路经单向节流阀5-1、减压阀7-1到达控制液压卡盘的三位四通电磁换向阀10-1；另一路

45、经单向节流阀5-2、减压阀7-2到达控制液压尾座的三位四通电磁换向阀10-2；电磁铁1VB通电，液压油通过单向节流阀5-1、减压阀7-1、电磁换向阀10-1左位到达液压卡盘油缸右腔，使卡盘油缸卡紧；电磁铁2VB通电，电磁阀换向，压力油经单向节流阀5-1、减压阀7-1、电磁换向阀10-1右位到达卡盘油缸另一腔，卡盘油缸松开。卡盘卡紧或松开的速度由单向节流阀5-1来调节，顺时针旋转卡紧速度减慢，逆时针旋转速度加快。当电磁换向阀10-2的电磁铁3VB通电，液压油通过单向节流阀5-2、减压阀7-2、电磁换向阀10-2左位到达液压尾座油缸，使尾座油缸前进压紧；电磁铁4VB通电，电磁阀换向，压力油经单向节

46、流阀5-2、减压阀7-2、电磁换向阀10-2右位到达尾座油缸另一腔，尾座油缸松开。尾座前进或后退的速度由单向节流阀5-2来调节，顺时针旋转速度减慢，逆时针旋转速度加快。如此，可以通过对液压阀简单的控制做到：工进，工退，快速进给，慢速进给的效果！解决了，以往对使用尾座时，力道的要求。结 论本课题研究的主要目的是设计出与CAK4085卧式数控机床相匹配的液压尾座，使其满足诸如旋转精度等众多要求，以使其达到预想的目的。为了完成本课题的设计，在设计之前的准备工作必须做好，首先是搜集和分析资料，主要包括国内外数控机床的发展现状；液压技术和液压传动系统的基本资料；同等机床液压尾座的图纸和资料等。其次是初步

47、确定液压尾座的总体布局，包括配置形式、液压系统的布置及选择液压能源及相应的配套元件等。最后主要是关于尾座的设计计算。CAK4085数控机床变档卡紧及尾座顶紧的控制方式基本上是手工控制，在通常的加工过程中，需先用手工控制的方式完成变档和卡紧工作，然后再进行装夹，在装夹完毕后还需要使用手工控制的方式完成尾座的顶紧工作。由此可知，在数控机床的加工作效率效率并不高，而且工人劳动强度大，耗时又耗力，还会增加企业成本。因此，本课题研究所要达到的预期效果是在CAK4085数控车床加工过程中，当需要使用尾座时，使用本课题所设计的尾座可以提高加工过程的机械化和自动化水平，提高生产效率，降低工人的劳动强度，降低企

48、业成本。本次设计是根据实际生产中存在的问题，提出能改善这种状况的可行性方案。经过改进设计，首先，在动力方面，用液压动力，代替人力，员工只需要通过对液压阀的简单控制，就可达到尾座的工进、工退，快速进给，慢速进给的工作状态。通过这次设计，可以达到以下目的：培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；强化工程实践能力和意识，提高本人综合素质和创新能力；使本人受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，提高工程绘图、计算、数据处理、外文资料文献阅读、使用计算机、使用文献资和手册、文字表达等各方面的能力；培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。致 谢参考文献（1）张利平 主编，现代液压技术应用220例 北京：化学工业出版社 2009年6月（2）陈宏均 方向明 主编，典型零件机械加工生产实例 北京：机械工业出版社 2010年9月(3) 丁继斌 编著，传感器 北京 化学工业出版社 2010年1月(4)蒋建强、周文主编.数控机床故障诊断与维修（第二版）.北京:电子工业出版社,2007年12月（5）左键民 主编，液压与气动技术 北京：机械工业出版社 2010年1月附 录附录A：普通尾座结构图附录B：液压系统原理图