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车床三维模型 含5张CAD图纸、说明书全稿 CA6140 车床 虚拟 建模 运动 仿真 设计 三维 模型 CAD 图纸 说明书

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内容简介：

摘 要阐述了数控车床的结构原理，设计特点，确定传动方案，详细的结构布局和设计机械零件的机床的总体设计，零件可以有机结合，相互协调，共同完成的整个机床的机械部件。本文详细介绍了数控车床的结构设计和验证，并分析了。此外，有关的技术参数，总结。本文介绍的过程和数控机床在中国的发展现状，分析了其存在的问题；数控机床的发展趋势进行了探讨；并对数控车床的设计计算车床件进给箱。本研究的对象是CA6140数控车床，主要参数为400mm，说机器大小的主要参数，是机床的主要参数，机床的加工能力，影响其他参数和机床结构的尺寸，所以经常在最大大小或机为主要参数，工作台面尺寸。由于机床的结构比较复杂，所以只有选择分析研究的料箱的一部分，并充分了解和传输线传输的原理，可以将本机的工作原理有一个初步的了解，在机械的各学科的专业知识和进行了全面的综述，基本达到了毕业设计目的四年，知识的一个总结。关键词：车床，数控，进给箱，床身部件目 录摘 要.IIAbstract.III第 1 章 绪论.11.1 选题依据与意义.11.2 国内外研究发展趋势.2第 2 章 主轴箱设计.42.1 机床的规格和用途.42.2 主要技术参数.4第 3 章 传动方案和传动系统图的拟定.6第 4 章 主轴箱箱体零件的计算和验算.11第 5 章 进给箱设计.125.1 切螺纹机构设计.125.2 切螺纹系统及齿数比的确定.155.3 倍增机构设计以及移换机构设计.175.4 工作过程.20第 6 章 四方自动回转刀架总体结构设计.266.1 减速传动机构的设计.266.1.1 上刀体锁紧与精定位机构的设计.266.1.2 自动回转刀架的工作原理.266.2 主要传动部件的设计.296.2.1 蜗杆副的设计计算.296.2.2 螺杆的设计计算.33第 7 章 尾座部分的设计.357.1 尾座套筒的设计.357.2 尾座体的设计.367.3 尾座顶尖的设计.367.4 液压缸的设计.367.5 尾座导轨的设计.377.6 尾座孔系设计.377.6.1 配合.387.6.2 套筒孔的设计.387.6.3 孔和键的设计.387.7 挠度、转角、液压缸内径、锁紧力的计算及校核.397.7.1 挠度的计算.407.7.2 转角的计算.407.7.3 压板处螺栓直径的校核.417.7.4 液压缸内径的校核.417.7.5 尾座锁紧力的验算.42第 8 章 基于 UG 的三维设计.438.1 基于 UG 的参数化建模.438.1.1 参数化设计概述.438.1.2 参数化设计的主要实现途径.438.1.3 CA6140 车床关键零部件的设计与建模.448.2 基于 UG 的虚拟装配技术.458.3 CA6140 车床虚拟装配.45第 9 章 CA6140 车床的运动仿真.489.1 运动仿真系统的整体构架.489.1.1 系统工作流程图.489.1.2 用户操作流程图.499.2 运动仿真的创建.509.3 系统运动学仿真结果分析.52结 论.54致 谢.55参考文献.56第第 1 章章 绪论绪论1.选题依据与意义选题依据与意义建模仿真技术是一门通用性强、应用面广、发展迅速、跨学科的综合性技术，并与计算机技术相结合，成为认识与改造客观世界的重要手段。目前，建模仿真技术正向数字化、虚拟化、网络化、智能化和协同化的方向发展。建模仿真技术是先进制造技术的重要组成部分，对机电产品设计和制造有重要意义。它可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，提高产品的系统性能获得最优化和创新的设计产品。良好的建模、装配和仿真技术，对保证产品质量和可靠性，降低产品成本和提高竞争力具有十分重要的意义。随着信息技术和制造业信息技术化的飞速发展，建模仿真技术的发展及应用将成为必然趋势。此技术一出现，立即受到了工业发达国家，有关科研机构和大学，公司的极大重视，许多著名制造厂商纷纷将模拟仿真技术引入各自的产品开发中，取得了很好的经理效益。所以,在虚拟制造技术的研究中,建立虚拟机床的设计模型,研究基于系统的机床仿真,具有很重要的意义。它的最终目的是为虚拟制造建立一个真实的加工环境，在计算机屏幕上实现加工过程的仿真，以增强制造过程的各级决策与控制能力，优化制造过程。通过建模仿真不仅可以全面逼真地反映现实的加工环境和加工过程，还能对加工中出现的碰撞、干涉提供报警信息，对产品的可加工性、工艺规程的合理性和加工精度进行评估、预测，达到节省资源、避免风险的目的。对 CA6140 车床虚拟建模及运动仿真：第一，能与实际紧密联系，结合实际情况对所提出的问题进行求解，使得更贴近实际，通用性、推广性较强。第二，能让人一目了然直观地了解到车床的各种结构，判断车床的紧密性。第三，了解车床的运行情况，避免实际应用的错误。降低制造成本。为了使更多人了解并掌握 CA6140 车床使用和功能，是有必要对 CA6140 车床进行虚拟建模以及运动仿真。2.国内外研究发展趋势国内外研究发展趋势在二战结束后，各国积极恢复重建的同时，美国则大力研究计算机技术，直至 20世纪 50 年代末期 CAD 技术已经基本形成雏形，并在 20 世纪 60 年代中期推出一些商品化的绘图设备。进入 20 世纪 70 年代后，完整的 CAD 系统已经形成，并在中小企业和工作站中开始广泛推广。在其中一些与 CAD 技术相关的设备被先后开发，也促进了 CAD 技术的发展。20 世纪 80 年代可以说是 CAD 技术迅猛发展的时代，在这个时期，CAD 技术已经从科研院所和大中型企业向小型企业进行发展、从发达国家开始向发展中国家进行扩散；并从单一的产品设计环节发展到用于工艺、工序和制造环节。随着计算机技术的发展，CAD 技术也在不断进步。CAD 的含义由最初的“计算机辅助绘图”升级为“计算机辅助设计”，即可以理解为由帮助人们绘图转化为帮助人们设计，这也是 CAD 技术发展的一个环节。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为 CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造于一体的计算机集成系统，即 CAD/CAM 技术。CAD/CAM 技术是 20 世纪最杰出的工程成就之一，经历 50 多年的沧桑变革，已经成为当前产品更新、生产发展和国际间经济竞争的重要手段，其应用和发展引用了社会和生产的巨大变革。它具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点，是当今世界科技领域的前沿课题。目前，CAD/CAM 技术已广泛应用于机械、电子、航空、汽车、船舶、纺织、轻工以及建筑等诸多领域，它的发展与应用程度已成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化水平的重要标志之一。在未来，比如机器人、新材料、3D 打印等技术的迅速发展，都离不开建模仿真技术。例如模拟仿真一种凿岩的机器人，利用传感器来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准巷道缝，然后然后把钻头按规定的间隔布置好，钻孔过程用微机控制，随时根据岩石硬度调整钻头的转速和力的大小以及钻头的形状，这样可以大大提高生产率，人只要在安全的地方监视整个过程的作业就行了。由于建模仿真技术具有可控性、无破坏、安全、不受条件限制，可多次重复，以及经济性等特点，在未来仍然处于很高的地位，在未来各行业的发展更是必然性。第第 2 章章 主轴箱设计主轴箱设计2.1 机床的规格和用途 CA6140 机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。该机床刚性好、功率大、操作方便。2.2 主要技术参数工件最大回转直径： 在床面上-400 毫米 在床鞍上-210 毫米工件最大长度（四种规格）-750、1000、1400、2000 毫米主轴孔径- 48 毫米主轴前端孔锥度 - 400 毫米主轴转速范围： 正传（24 级）- 101400 转/分 反传（12 级）- 141580 转/分加工螺纹范围： 公制（44 种）-1192 毫米 英制（20 种）- 224 牙/英寸 模数（39 种）- 0.2548 毫米 径节（37 种）- 196 径节进给量范围：细化 0.0280.054 毫米/转纵向（64 种） 正常 0.081.59 毫米/转加大 1.716.33 毫米/转细化 0.0140.027 毫米/转横向（64 种） 正常 0.040.79 毫米/转加大 0.863.16 毫米/转刀架快速移动速度： 纵向- 4 米/分横向 - 4 米/分主电机： 功率- 7.5 千瓦 转速- 1450 转/分快速电机： 功率- 370 瓦转速- 2600 转/分冷却泵： 功率- 90 瓦 流量- 25 升/分工件最大长度为 1000 毫米的机床： 外形尺寸（长宽高）-266810001190 毫米重量约-2000 公斤第第 3 章章 传动方案和传动系统图的拟定传动方案和传动系统图的拟定1.确定极限转速 已知主轴最低转速 nmin 为 10mm/s,最高转速 nmax 为 1400mm/s，转速调整范围为 Rn=nmax/nmin=142.确定公比 选定主轴转速数列的公比为 1.123.求出主轴转速级数 Z Z=lgRn/lg+1= lg14/lg1.12+1=244.确定结构网或结构式 24=23225.绘制转速图（1）选定电动机 一般金属切削机床的驱动，如无特殊性能要求，多采用 Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y 系列电动机高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、运行安全可靠。根据机床所需功率选择 Y160M-4，其同步转速为 1400r/min。（2）分配总降速传动比总降速传动比为 uII=nmin/nd=10/14006.67103,nmin 为主轴最低转速，考虑是否需要增加定比传动副，以使转速数列符合标准或有利于减少齿轮和及径向与轴向尺寸，并分担总降速传动比。然后，将总降速传动比按“先缓后急”的递减原则分配给串联的各变速组中的最小传动比。（3）确定传动轴的轴数 传动轴数变速组数+定比传动副数+1=6（4）绘制转速图先按传动轴数及主轴转速级数格距 lg 画出网格，用以绘制转速图。在转速图上，先分配从电动机转速到主轴最低转速的总降速比，在串联的双轴传动间画上 u(kk+1)min.再按结构式的级比分配规律画上各变速组的传动比射线，从而确定了各传动副的传动比。CA6140 传动系统图第第 4 章章 主轴箱箱体零件的计算和验算主轴箱箱体零件的计算和验算主轴箱中有主轴、变速机构，操纵机构和润滑系统等。主轴箱除应保证运动参数外，还应具有较高的传动效率，传动件具有足够的强度或刚度，噪声较低，振动要小，操作方便，具有良好的工艺性，便于检修，成本较低，防尘、防漏、外形美观等。箱体材料以中等强度的灰铸铁 HT150 及 HT200 为最广泛,本设计选用材料为HT20-40.箱体铸造时的最小壁厚根据其外形轮廓尺寸(长宽高),按下表选取.长宽高()3mm壁厚(mm) 400 400 300-800 400 40010-15 800 800 40012-20 由于箱体轴承孔的影响将使扭转刚度下降 10%-20%，弯曲刚度下降更多，为弥补开口削弱的刚度，常用凸台和加强筋；并根据结构需要适当增加壁厚。如中型车床的前支承壁一般取 25mm 左右，后支承壁取 22mm 左右，轴承孔处的凸台应满足安装调整轴承的需求。 箱体在床身上的安装方式，机床类型不同，其主轴变速箱的定位安装方式亦不同。有固定式、移动式两种。车床主轴箱为固定式变速箱，用箱体底部平面与底部突起的两个小垂直面定位，用螺钉和压板固定。本主轴箱箱体为一体式铸造成型，留有安装结构，并对箱体的底部为安装进行了相应的调整。 箱体的颜色根据机床的总体设计确定，并考虑机床实际使用地区人们心理上对颜色的喜好及风俗。第第 5 章章 进给箱设计进给箱设计卧式车床进给箱 CA6140 走刀箱，这是固定在左前方，与进给传动机构，导致变换饲料和各种螺纹，进给运动链的进给运动和变化的纵向或横向的速度和方向，使工具。饲料链从轴通过换向机构，齿轮，齿轮箱，然后光杆或丝，在纵向或横向滑板滑板的围裙。独特的功能的各种螺纹车床是在一定的范围内，可以准确地按照标准音高序列改变进给传动链的传动机构的要求。因此，对普通车床的进给传动链（包括传动齿轮变速箱和进给箱）主要是基于各种螺纹标准音高序列是必需的，以车削进给量范围设计。螺旋进给传动链传动链是一个工具主轴，刀架移动 S 毫米（导程 S=kP,其中 k 为实数，P 为螺距）。13U0UxP=S-(1.2-1)其中 U0 为主轴至丝杠之间全部定比传动机构的固定传动比，是一个常数Ux 为主轴至丝杠之间换置机构的可变传动比P 丝为机床丝杠的螺距，CA6140 机床的 P 丝=12mmS 为被加工螺纹的导程5.1 切螺纹机构设计切螺纹机构设计CA 6140 是一台车床切削公制螺纹，英制螺纹，螺纹模块直径间距模式，每轴转速机器纵向公制螺纹螺距 P = 12（毫米），式（1.2 替换为 1 ）出现时，移动，这是转动螺栓的值第总和毫米炮塔。对于单螺距是一个值，所以，当螺距的参数是由什么应转换未示，然后将式（1.2 至 1）中被取代。具体方法如下：公制螺纹：螺距 P（毫米）基本参数，所以 S = P（毫米）？寸螺纹：长度 l 的每英寸内的参数包含一个齿数是一个（齿/英寸）因此寸萨= 24,5 /一毫米的螺距螺纹;螺纹测量：公制螺纹以所述螺纹部的基础上，蜗杆啮合系数M 的基本参数（毫米）表示，因此，螺纹的 Tm 为量度间距应等于节距长度蠕虫这 EM = PM，SM = KPM = KPM;螺距螺纹：在所谓的路径螺纹部分英制螺纹蠕虫和基本参数参数分别沿 Z 和 D 与段直径 D P = Z / D（牙/英寸），并且其中从事体育场 DP 虫，蜗杆节圆直径（英寸），将其转化为在蜗杆或每英寸直径的圆的索引的齿数的齿数。从而径节螺纹的导程为：PDP=/DP（in）25.4/DP，SDP=k PDP=25.4k/DP螺纹种类螺纹公称参数螺纹种类参数代号单位螺距 S（mm）公制螺纹螺距PMmS=kP英制螺纹每英寸牙数a牙/英寸Sa=kPa=25.4R/a模数螺纹模数mmmSm=kPm=km径节螺纹径节DP英寸SDP=kPDP=25.4k/DP表 1.3-1 各种螺纹的公称参数及螺距一、米制螺纹一、米制螺纹将常用的米制螺纹标准数据 t 的数列1、1.25、1.5、1.75、2、2.5、3、3.5、4、5、5.5、6、7、8、9、10、11、12 排列成下表 1.3-1 所示：11.251.51.7522.252.533.544.555.56789101112表 1.3-2 标准米制螺纹导程由表中可以看出各横行的螺距数列是等差数列，而纵列是等比数列即 1、2、4、8的公比数是 2，根据这些特点，在进给箱中可用一个变速组来变换得到某一横行的等差数列，这个变速组的传动比应是等差数列，通常称为基本组。以此为基础，再串联一个扩大组，把基本组得到的螺距按 1：2：4：8 关系增大或缩小，而得到全部螺距数列，此扩大组通常称“增倍组”。根据进给传动降速机构在后的原则，取ib=1、1/2、1/4、1/8。机床所能加工的其他三种螺纹中，径节螺纹较少用，这三种螺纹的公称参数列在表中。公制和英制螺纹及模数和径节螺纹之间的倒数关系和特殊因子为 25.4；公制和模数螺纹及英寸和径节螺纹之间特殊因子为 。上述倒数关系和特殊因子 25.4 及 的关系都要在设计切螺纹系统时给予解决。现将车床上这四种螺纹所能加工的螺距 T 及其和公制螺纹的关系列于表 1.3-3 和表 1.3-4。从表中可以看出这四种螺纹的基本参数有一个共同的变化特点，即在横行上是等差数列，而在纵行上按 2 倍的关系扩大或缩小，我们可以考虑到用车公制螺纹的基本组和扩大组来加工另外三种螺纹。二、模数螺纹二、模数螺纹我们只需改变公制螺纹传动链中的某个传动比，使平衡式左边产生一个特殊因子，以便在运动中与螺距 Pm=m 的因子 消去，从而变换基本组和增倍组的传动比，就可以像公制螺纹那样，得到分段等差数列的模数系列。倍比关系公制及模数螺纹（P 及 m）1/320.251/160.50.751/811.251.51/41.7522.252.532.751/23.544.5565.51789101211表 1.3-3 CA6140 车床加工螺纹基本参数的排列规律注： 内数值为模数螺纹所独有。三、英制螺纹三、英制螺纹它和公制螺纹螺距数列有两点区别：a、英制螺纹每英寸牙数 a 换算成螺距 Ta=25.4/a(mm)后，a 在分母上如果将上述公制螺纹的基本组的主动与从动关系颠倒过来，即基本组的传动比变为 1/ij，那么就可以利用具有等差数列的传动比 ij来得到参数 a 的等差数列； b、英制螺纹的螺距数值中有一个数字因子 25.4，因需要改变其中的某些传动比，使平衡式左边能产生一个因子 25.4，以便与英制平衡式 25.4 相抵消。此外，当英制螺纹要车制 a 分别为 3.25 和 19 时，公制螺纹的基本组少两个传动比，故在表 1.3-3 上加上 19 和 3.25 两个模数，它们仅仅为了与英寸与径节螺纹统一而列入的。故表 1.3-3 变为如下表 1.3-4 所示：倍比关系公制及模数螺纹2n-5_0.5_2n-4_1_1.25_1.5_2n-31.7522.25_2.52.7533.252n-23.544.5_55.56_2n-1789_101112_2n_19_表 1.3-4 扩大螺纹参数的排列规律四、径节螺纹四、径节螺纹径节螺纹的螺距 TDP=25.4/DP（mm），其中 DP 也是在分母上螺距中也有一个数字银子 25.4，这些和英制螺纹相似，故可采用英制螺纹的传动路线。另外，还有一个因子 ，可以和模数螺纹一样用挂轮来解决。倍比数英制及径节螺纹8(56)(64)(72)(80)(88)(96)428323640444821416181920222417891011121/244.5561/422.533.5表 1.3-5CA6140 车床加工英制及径节螺纹的基本参数排列注：（）内数值为径节螺纹独有。5.2 切螺纹系统及齿数比的确定切螺纹系统及齿数比的确定普通车床中的切螺纹系统有双轴滑移齿轮结构、摆移塔齿轮结构和三轴滑移齿轮结构。我们选用双轴滑移齿轮结构，并且让基本组和扩大组的传动中心距相等，这样有利于减小进给箱的尺寸。基本螺纹机构：用来实现表 1.3-3 中横行所代表的等差数列；倍增机构：用来实现表 1.3-3，表 1.3-4 中各纵行之间的 2n 关系即 ud通常取2、1、1/2、1/4、1/8；扩大螺距机构：传动比为 Ue，用来进一步扩大螺距，Ue通常取 4、8、16、32 等；定比传动副：传动比 Uf； 左右螺纹换向机构：传动比 Ur；交换齿轮装置：传动比为 U；螺纹种类变换机构：传动比 Uk；移换机构：传动比为 Ui，用来实现倒数关系及特殊因子。上述各组成部分传统的分布顺序如下：扩大螺距结构一般放在主传动变速系统内，具体情况在 CA6140 主轴箱内由扩大螺纹导程结构的传动齿轮是主运动的传动齿轮。只有在主轴上的离合器 M2 合上，主轴处于离速状态时才用扩大螺纹导程。它的扩大倍数分别是 1、4、16。定比传动一般放在主轴或扩大螺距换向结构之前在主轴箱中换向结构 Ur在交换齿轮之前也在床头箱中，交换齿轮设置在床头箱与进给箱之间的交换齿轮上，移换结构一般放在基本螺距结构前后二处。基本螺距结构一般放在第一个移换结构之后，变换结构既可放在基本螺距结构之前，也可放在基本螺距结构之后。倍增结构的传统布局是放在基本螺距之后。现在，从表 1-3 排定的螺纹表中，取公制螺纹数列中的 6.5、7、8、9、9.5、10、11、12 为基准数列则：Ubj=Sj/G=Sjmin,Sj2,Sj3,Sjmax/G。由 6.5、7、8、9、9.5、10、11、12 这个要求滑移齿轮能实现的基本螺纹参数查的机构方案编号 411，为了使轴向尺寸较小选中心距为 63mm，同时，由双轴滑移齿轮结构推荐方案表查得 G=7（由机床设计手册 P1402 查得）。所以 Ub=6.5/7、7/7、8/7、9/7、10/7、11/7、12/75.3 倍增机构设计以及移换机构设计倍增机构设计以及移换机构设计一一 、增倍机构设计考虑原则：、增倍机构设计考虑原则：（1）根据和基本组的同中心距取 a=63；（2）选用最常用的四速机构：三轴机构。根据倍数关系由机床设计手册 7.3-45 查得，选用方案 15，可得各齿轮的参数。Z13=18，Z14=45，Z15=28，Z16=35，Z17=15，Z18=48，Z19=28. Z20=18，m=2。二二 、移换机构齿轮齿数确定、移换机构齿轮齿数确定 移换机构主要用于和交换齿轮（一般放于交换齿轮之前）配合来实现特殊因子传动比 Us都是为了用于实现倒数关系以及特殊因子 25.4 和 ，以解决各种螺纹种类变换问题。一般来说，用的最多的方案就是用移换机构（Ui）来解决倒数关系和特殊因子25.4。而用交换齿轮（Uc）来解决特殊因子 这样可以简化调整即加工常用的公制和英制螺距时，不需要改变交换齿轮，只有在加工不常用的模数和径节螺纹时才改变交换齿轮。当螺纹种类变换机构的传动比为 Uk，则特因传动比 Us为 Us=UfUtUjUk-（1.5-1）由此可列出螺纹系数的运动平衡式： 1主轴UsUbUdUe=S（mm）-（1.5-2）其中 P 为丝杠导程，S 为工作导程，所以，Us=S/（UbUdUeP）-（1.5-3）令 Ub=1，Ud=1，Ue=1 时的螺纹参数分别为 t0、m0、n0、p0，则：Ust=t0/P=1/ktUsm=m0/P=/kmUsn=25.4/（p0P）=25.4/kn-（1.5-4）Usp=25.4/（p0P）=25.4/kpkt，km，kn，kp为各种螺纹相应的因特系数且 kt=P/t0，km=Pm0，kn=Pn0，kp=Pp0。脚标 t，m，n，p 分别表示用于加工公制模数、英制、径节、螺纹，设加工公制和英制螺纹时的交换齿轮传动比为 Uctn，加工模数螺纹时的移换机构传动比为 Ucmp，加工英制和径节螺纹时移换机构的传动比 Uinp，加工公制和模数螺纹时的移换机构传动比 Uitm，则：加工公制螺纹时的特因传动比：Ust=UfUrUctnUitm-(1.5-5)加工英制螺纹时的特因传动比：Usn=UfUrUctnUinp -(1.5-6)两式相除得：Usn/Ust=Uinp/Uitm -(1.5-7)将式（1.5-7）中的 Usn及 Ust代入上式中得：Uinp/Uitm=25.4/（t0n0） -(1.5-8)在绝大多数机床中 Uinp和 Uitm都按以下两种方案分配：(a)当 uinp=1/uitm时,Unp/Uitm=UinpxUinp=25.4/(n0xt0)故 Uitm=sqrt(n0t0/25.4)-(1.5-9) Uinp=sqrt(25.4/(n0t0)-(1.5-10) (b)当 Uitm=1 时,Uinp/Uitm=Uinp=25.4/(n0t0)本车床中从两轴滑移传动齿数比设计及表 1.3-3 和表 1.3-4 可知：t0=7mm,m0=1.75,n0=1.25t/in,p0=7由式（1-13）Uinp=sqrt25.4/(n0t0)=sqrt(25.44/49)由机床设计手册P1435 表 7.3-46 查取 25.4/36 由平方因子组成的近似值，即：25.4=（3272）/54 ，n=+0.063所以 25.4=（3272）/5436=（32722232）/54代入公式（1.5-10）得 Uimp=sqrt（2234722）/（5472）=36/25 Uitm=25/36根据 Uitm的值查表，公制螺纹经过三对齿轮传动：Uitm=25/3625/3636/25=25/36=Z9/Z10Z20/Z12Z12/Z11Uinp=36/25=Z21/Z11。交换齿轮齿数求法交换齿轮齿数求法在双轴滑移齿轮机构中往往取 Ufxut=1 由式（1.5-5）和（1.5-6）可得 Uctn=Ust/ Uitm=rsn/ Uinp-（1.5-11）Ucmp= Usm/ Uitm=rsp/ Uinp-（1.5-12）当 Uinp=1/ Uitm时，将 Uinp=sqrt=25.4/(n0t0)和 Usm=25.4/(n0P)代入（1.5-11）式得：Uctn= Usn/Uinp=25.4/(n0P)sqrt(25.4/(n0t0) =sqrt(25.4t0)/n0P2)由式（1.5-12）得：Ucmp= Usm/ Uitm=(m0/P)/Ust/Uctn) =(m0/P)/(t0/P)Uctn=m0/t0Uctn又因为 Uitm=25/36,Uinp=36/25 将其代入式（1.5-5）及（1.5-6）得：Uctn=(7/12)/(25/36)=21/25Ucncp=25/(712)25.4/36已知： Usm=7/48=UcmpUitm=25/36uc/tUst=7/12=UitmUctn=36/25uctpUsn=25.4/21=UinpUctn=25/36uctnUsp=25.4/84=UinpUcmp=36/25ucmp得出： Ucmt=7/4836/25Uctp=7/1225/36Uctn=25.4/2125/36Ucmp=25.4/8425/36 由机床设计手册查表 /4 近似因子值及相对误差 表，取齿轮变位量较小的近似因子组：u=25/9721/25=100/9764/10036/25而 u=63/7525/36=100/7563/10025/36.所以交换齿轮 Z=63,Z=64,Z=100,Z=75,Z=97,至此整个进给箱齿轮传动设计全部完毕。5.4 工作过程一、一、车削公制螺纹时车削公制螺纹时车削公制螺纹时，进给箱中的齿式离合器 M3、M4脱开，M5接合，运动由主轴 VI经齿轮副 58/58、换向机构 33/33（车左螺纹时经 33/2525/33）、挂轮 63/100100/75传到进给箱中，然后由移换机构的齿轮副 25/36 传至轴 XVI 再经过28/28、36/28、32/28 传至轴 XV 然后由移换机构的齿轮副组滑移变速机构，最后经离合器 M5 传至丝杠 XIX。当溜板箱中的开合螺母与丝杠相啮合时就可带动刀架车削米制螺纹，其螺距与齿轮搭配情况见表（1.6-1），其运动式为：S=158/5833/3363/100100/7525/36U基25/3636/25U倍12。式中：U基 从轴 XIV 传到 XV 的齿轮副传动比 U倍 从轴 XVI 传到 XVII 的齿轮副传动比将上式化简得S=7 U基 U倍由式可知，如适当的选择 U基 及 U倍 的值，就可以得到各种 S 值。在轴 XIV 到 XV 之间共有 8 种不同传动比U基1 =26/28=6.5/7 U基 2 =28/28=7/7U基 3 =32/28=8/7 U基 4 =36/28=9/7U基 5 =19/14=9.5/7 U基 6 =20/14=10/7U基 7 =33/21=11/7 U基 8 =36/21=12/7在轴 XVI 到 XVII 中有 4 中不同的传动比 U倍 1=18/4515/48=1/8 U倍 2=28/3515/48=1/4U倍 3 =18/4535/28=1/2 U倍 4 =28/3535/28=1由上可知，利用基本组和倍增组可得到常用的、按等分等差数列排列的公制标准螺距。从表中可以看到，能够车削的最大导程为 12mm，当机床需加工大于 12mm 的螺纹时就得使用扩大机构。正常螺距时 =58/58=1正IXVIU扩大螺距时 轴 IX 到 III 之间齿轮副 80/20 时U扩 1=58/2680/2080/2044/4426/58=16 轴 IX 到 III 之间齿轮副 50/50 时U扩 2=58/2680/2050/5044/4426/58=4所以扩大螺距机构的功用是将螺距扩大至 4 到 16 倍 二、二、车削模数螺纹时车削模数螺纹时车削模数螺纹的传动路线与公制螺纹的基本相同，唯一的差别是挂轮需换为64/100100/97，其螺距Sm=158/5833/3364/100100/9725/36U基25/3636/25U倍12=7U基U倍/4由此式可以看出，利用车削公制螺纹的那一套 U基U倍 ，可以车削出按分段等差数列排列的各种模数螺纹。三、三、车削英制螺纹时车削英制螺纹时为了实现特殊因子 25.4，将 M3和 M5离合器接合，M4脱开，同时轴 XVI 左端的滑移齿轮 Z25移至左面位置，与固定的轴 XIV 上的齿轮 Z36相啮合，则运动由轴 XIII经 M3先传到轴 XV，然后传到轴 XIV，再经齿轮副 36/25 传至轴 XVI，其余部分的传动路线与车削公制螺纹时的基本相同，其传动路线运动平衡式为：Sa=1r(主轴) 58/5833/3363/100100/751/ U基36/25U倍12 =4/725.4 U基/ U倍其中 63/100 100/7536/25=63/7536/25=25.4/21，Sa=kTi=25.4/a= 4/725.4U基/U倍，从而得 a=7/4 U基/ U倍k（扣/英寸）。由上式可知，只要改变基本组中的主动轴和被动轴以及改变传动链中的部分传动比使其包含特殊因子 25.4，就可以车削出按分段等差数列的各种 a 值的英制螺纹。表 1.6-3 CA6140 型普通车床的英制螺纹表四、四、车削径节螺纹时车削径节螺纹时由于径节螺纹导程系列的规律与英制螺纹一样，只是含有特殊因子 25.4，所以其传动路线与车削英制螺纹完全相同，只是挂轮需换为 64/100100/97。车削径节螺纹的运动平衡式：SDP=158/5833/3364/1001/ U基36/25U倍12 =25.4 U倍/7 U基由上式可知，只要改变 U基U倍的值就可以车削出导程 SDP成分段调和数列的径节螺纹。五五车削非标准螺纹时车削非标准螺纹时当需要车削非标准螺纹而用进行变换机构无法得到所要求的导程时，须将离合器M3、M4 和 M5 全部啮合，把轴 XIII、XV、XVIII 和丝杠联成一体，使运动由挂轮直接传至丝杠，被加工螺纹的导程 S 依靠调整挂轮架的传动比 U 来实现，此时运动平衡式为：S=1r(主轴) 58/5833/33U挂12，将上式简化后得到挂轮的换置公式：U挂=a/bc/d=S/12。应用此换置公式，适当的选择挂轮 a、b、c 及 d 的齿数就可以车削出所需的导程S。五、五、机动进给机动进给车削外圆或内圆表面时，可使用机动进给的纵向进给。车削端面时，可使用机动的横向进给。(1) 传动路线机动进给运动是由光杠经溜板箱传动的，经齿轮副 36/32、32/56、超越离合器及安全离合器 M8、轴 XXIV、蜗杆涡轮副 4/29 传至 XXIII。当运动有轴 XXIII 经齿轮副40/48 或 40/30、30/48、双向离合器 M6、轴 XXIV、齿轮副 28/80、轴 XXV 传至小齿轮Z11时，由于小齿轮 Z12与固定在创身上的齿条相啮合，小齿轮转动时就使刀架作机动的纵向进给。当运动由轴 XXIII 经齿轮副 40/48 或 40/30、30/48、双向离合器 M7、轴XXVIII 及齿轮副 48/48、59/18 传至横向进给丝杠 XXX 后，就使横刀架作机动横向进给。(2) 纵向机动进给量的计算机床的 64 种纵向进给量由 4 种传动路线来传动。A 正常进给量 机床共有正常的纵向进给量 32 种，0.081.22mm/转,这时，运动有主轴经正常螺距及公制螺纹传动路线传动。B 较大进给量 当需要较大的进给量时，使运动由主轴经正常螺距及英制螺纹传动路线传动。可得从 0.861.59mm/转，8 种较大的纵向进给量。C 加大进给量 当主轴处于较低的 12 级转速时，如运动有主轴经扩大螺距机构及英制路线传动，可将进给量扩大 4 到 16 倍。D 细进给量 当主轴以高转速(4501400 转/分)运转时，如运动由主轴经扩大螺距机构、公制螺纹传动路线及倍增组中的齿轮副 18/4515/48 传动，可得到0.0280.054mm/转 8 种进给量。(3) 横向机动进给量正常进给量时横向机动进给的运动平衡式为：S横=158/5833/3363/100100/7525/36U基25/3636/25U倍28/5636/3232/564/2940/4848/4859/185将上式与 S纵的运动平衡式做比较，得S横/S纵=1/2故 S横=0.5S纵由此可知，当主轴箱及进给箱中的传动路线相同时，所得到的横向进给量是纵向进给量的一半，横向进给量的级数与纵向进给量同为 64 种。第第 6 章章 四方自动回转刀架总体结构设计四方自动回转刀架总体结构设计6.1 减速传动机构的设计减速传动机构的设计由于 常规 3 相异步电机的转动速率过于快速，所以应适当减少。根据垂直蠕变左轮手枪，选用与择定最佳选项蜗轮蜗杆减速机的结构特点。蜗杆驱动器可以有助于改变相对移动的方向上的较大的光盘，精度和平滑转印性能，并与自锁，但也达到了整个装置的小型化。6.1.1 上刀体锁紧与精定位机构的设计上刀体锁紧与精定位机构的设计由于该仪器上的工具主体直接安装，使得切削体携带的所有电源故障将紧张和精确定位活动直接影响到工件的精度。刀具主体玉选择的冠齿轮的锁定机构，并建立一个设计中，配合面刀具和刀体被加工成梯形端齿轮。当在其锁定状态下的转塔，所述切削体的上端和下端不能扭转速度时刀架的中心线;来改变电机的工具被转移，所述升降机构使释放刀体后的牙齿等的刀体升降，上端和下端表面，以便能够转动绕中心轴转动架，完整空闲模式。刀架抬起机构的设计为刀体下两个端部位置，就必须有一个适当的机构，电梯设计工具主体。这种设计采用了螺钉 - 螺母的薄片的处理的内部，当托架通过蜗轮 - 蜗杆时的中心轴，如在工具主体螺母蜗杆传动或的值转动，或垂直。当转盘可能不能旋转螺杆，螺杆旋转时，通过该刀片移动到锁定状态时，端齿啮合在彼此和身下刀，因为值，切削本体。当冠齿轮脱开，切削本体与螺杆的旋转。当要求选用与择定螺钉的适当线圈的设计，使得当螺钉被接通一定角度，使牙齿刀梯工具主体断开状态完全的底表面。下图是自动转台驱动机构示意图。6.1.1 上刀体锁紧与精定位机构的设计上刀体锁紧与精定位机构的设计图 4-1 显示了自动旋转刀换刀过程相关的引脚的位置。期间的圆柱形上部引脚 2和 6 对反的下部起着重要的作用。当刀架处于锁定下，与两个销的情况可以显示在图 A 中，具有圆盘 7，切刀和下端面齿刃上刀体 4 在接合齿 6 反靠销此时（顶端和底端齿在图中未示出）。的 ATC，如果需要的话，控制系统转台分度信号，三异步电动机正向旋转，蜗轮由蜗杆的正向旋转与螺杆驱动在上刀体 4 逐步提高上刀体 4 和齿的端表面之间的下刀片慢慢解耦，同时，圆盘 1 也伴随由螺杆（圆盘 1 的圆柱销用螺丝连接）的正向旋转，当绕在盖盘转向直槽的另一端的圆柱销 2 直接在上面，通过的动作弹簧 3，是一个圆柱销直槽 2，由此上盖圆盘 1 就通过圆柱销 2 使得上刀体 4 转动起来。上盖圆盘 1，并在正常旋转时的上刀体 4 的圆柱销 2，计数器可以在上横滑动槽的反靠圆盘 7 的左侧的相对斜率的反靠销 6 计数不妨碍工具刀头的刀具上刀体 4 搜索向前转动。上刀体 4 从动磁铁以产生所需的工具的位置，对应的霍尔元件的透射板携带电话的低信号给控制单元由一个圆柱形套筒立即反转的电动机控制塔，在上盖圆盘 1 上圆柱销 2 从动刀片上刀体 4 开始反转，反靠销 6 将与反靠圆盘 7，完成粗定位迅速下降。此时，反靠销 6 是由盘 7 攀登，其中，所述上刀体 4 被停止圆柱销，从反应容器中的横，开始下降，而在盖盘 1 继续转动圆筒销子头的直线圆柱销 2 是左斜度压入上刀体4 销空内，之后覆盖上盖圆盘 1 的底面滑动的圆柱销 2。期间的天气，在齿刀体的下端表面可逐渐与定位准确接合，一个设定的延迟时间后，转台马达停止，整个工具变化过程的结束。因为蜗杆与自闭合功能齿轮，从而使刀架能稳定地操作。 图 4-1 自动回转刀架的换刀流程上盖圆盘转动方向b)b)b)b)1-上盖圆盘 2-圆柱销 3-弹簧 4-上刀体 5-圆柱销 6-反靠销 7-反靠圆盘上盖圆盘转动方向上盖圆盘转动方向上盖圆盘转动方向6.2 主要传动部件的设计主要传动部件的设计6.2.1 蜗杆副的设计计算蜗杆副的设计计算动力源的自动回转刀架是三相异步电机。电机在与蜗轮，蜗杆轮和刀架转直接连接刀具直接相连。已知功率 P1=90W。额定转速 n1=1480r/ min 时，铣刀主体设计 n2 的旋转=40R/分钟，副蜗轮的在以 i 进行比较的速度= N1 / N2=37 块当转台的分度扭转蠕虫，不均匀的工作压力，需要较大的影响，当你开始，这个要求蜗轮 LH=10000 小时的寿命。（1） 蜗杆的确定型号：按 GB/T10085-1988，选用和设定渐开线型圆柱蜗杆。（2） 蜗杆副的材料：刀柄蜗杆辅助驱动功率小，但被放出来的蜗轮旋转速度干，一旦蜗杆辅助驱动功率小，但被放出来的蜗轮旋转速度干，选用与择定一个五金模具制造使用。（3） 基于齿面的接触疲劳强度来执行：选用与择定蜗杆副炮塔封闭传输，通常是由牙齿表面造成使用胶水或麻点和失败。齿根弯曲疲劳强度必须验正过。依据蜗轮接触疲劳强度，情况式子如下 a (4-1)式子里 a 于本处意思蜗杆副的传动中心距，单位 mm； K 于本处意思载荷系数； 于本处意思作用在蜗轮上的转矩，单位 N.mm； 于本处意思弹特性影响系数 ZE； 于本处意思许用接触应力，单位值是 MPa。从式子 4-1 得出蜗杆副的中心距值，比较到 i =35 根据已知的传输，我们可以很容易地看出，在选择一个合适的形状和中心从固定值选择的，以及相应的蜗杆和参数。1） 选择并完成扭矩，成立了第一个蜗杆头数=1，蜗轮传动效率 =0.8，发动机功率 90W=可以计算蜗轮功率= ，并随后通过蜗杆旋转速度=40R/分钟以便获得对蜗轮上的转矩：=9.55=9.55=25.47Nm=22923Nmm2） 选择和因素中完成载荷系数 K= KA KB KA K.值，可以看出在表 6-3 中，由于压力不均匀，更有效的，当你开始，所以采取 KA =1.15;值的分配系数的牙齿，因为在开始的工作量和停止变化，所以他们选择了 KB=1.15，数值动态因素，因为速度不是很高。冲击不大，取 K=1.05。则载荷系数K=KA KB K 1.39使用系数使用系数工作类型IIIIII载荷特性质均匀，无冲击不均匀，小冲击不均匀，大冲击每小时起动次数50起动载荷小较大大KA11.151.23） 选择弹性系数的特性和锤的手动控制影响系数的特点，铸锡青铜磷和钢蜗轮蜗杆特性影响系数 ZE=160Mpa 1/2；4） 选择和锤接触系数采用蜗轮节圆直径 D1 和驱动桥的距离相对比较值 d1 除以 a 得出 0.35。我们可轻松找出，表格号的 Zp=2.9铸锡青铜蜗轮的基本许用接触应力H(MPa)5）选择和容许接触应力完成值是基于蜗轮磷青铜铸造模具超过 45HRC 制造ZCuSn10P1 硬度蜗轮齿面，但我们可以很容易地找到已知的蜗杆电压=268MPa 值一个蜗杆值是单头，蜗轮每转一次时的每个齿的旋转次数啮合j=1；蜗轮转数=40r/min；蜗杆副的使用寿命=10000h。则应力循环次数：N=60j n2 =2.4 10 7寿命系数： KHN =0.693许用接触应力： =KHN=186MPa6）计算中心距 中心距式子同下： a = 47.1 mm我们不难发现，取表号为 63，第一个已知的蜗杆号为 1，模数 m 为 1.6mm，该蜗杆变螺距直径 D128 毫米。 D1 由 0.59 分是一个结果，我们不难发现，接触外形 2.35。因为该值 sp 是大的，上面的计算结果提供。（4）主要参数及蜗轮蜗杆的几何形状，基本参数和蜗轮蜗杆的主要尺寸，蜗杆和后齿数，你可以画一个图蜗杆副工作. 1）蜗杆的参数与尺寸：头数=1，模数 m=1.6mm，轴向齿距=m=5.027mm轴向齿厚=0.5m=2.514mm，分度圆直径=28，直径系数 q=17.5，分度圆导程角=。 取齿顶高系数=1，径向间隙系数是 0.2，则齿顶圆直径=+2m=31.2mm，齿根圆直径=-2m（+）=24.314mm。 2）蜗轮参数与尺寸：齿数=60，模数 m=1.6mm，分度圆直径值是=m=96mm，变位系数=a-()/2/m=0.6，蜗轮喉圆直径值是=+2m（）=101.12mm，蜗轮齿根圆直径=-2m（-+）=94.08mm，蜗轮咽喉母圆半径=a-/2=12.44mm。（5）对蜗轮齿根进行弯曲疲劳强度测试：即检验下式是否成立： = 由蜗杆头数为 1，传动相比较 i 是 35，能够计算出蜗轮齿数为 i是 35则蜗轮的当量齿数： =35.17根据蜗轮变位系数为 0.6 以及当量齿数是 35.17，我们可轻松找出，表格号的齿形系数=2.08螺旋角影响系数 =1-=0.977 对于蜗杆材质以及做出途径，我们可轻松找出，表格号得蜗轮基本许用弯曲应力： =56MPa 蜗轮的寿命系数： =0.702 蜗轮的许用弯曲应力： = =39.3MPa 我们将数据带入公式里，得出结果如下： 容易观察到 ，弯曲强度符合相关条件。蜗轮的基本许用弯曲应力（蜗轮的基本许用弯曲应力（MPa）6.2.2 螺杆的设计计算螺杆的设计计算1.可选当节距的选择和设置转台分度到约螺杆旋转的情况下的要求，在齿与铣刀主体的刀具本体的齿端面的下端表面被完全关闭，当为 2mm 的上端和下端的卡合的锁定请求的深度。因此，螺杆间距 P 必须满足 p2.4 毫米，今天采取螺旋间距P = 6 毫米。2.确定选择和其它参数和设定，选择和梯形螺杆头，主数 n = 1，侧面角= 150，人具有大直径=为 50mm，梳间隙= 0.5mm 时，基地修复牙型高度= 0.5P = 3毫米，高外螺纹= 3,5 毫米，外径=47 毫米螺纹，外螺纹路径=43 毫米，螺杆的长度H = 50 毫米的螺纹部分。3.自锁功能，检查螺丝 - 制作 45 钢螺母材质，我们可以很容易地发现，承担摩擦体形系数 F = 0.11;然后就是摩擦梯形丝杠替代相等的角度： 6.50而螺纹升角： = 2.33 小于当量摩擦角。因此满足自锁条件。第第 7 章章 尾座部分的设计尾座部分的设计卧式车床尾座是一个重要的零件，它的主要功能是对轴类零件，具有支撑和夹紧功能。车尾采用的是整体结构，整体结构由尾座尾座体，套筒，套筒，所述液压测力装置的芯轴结构，和尾座套筒的移动机构，尾座和夹紧结构和液压装置由芯轴结构松弛套，选用进口高精度轴承支撑，动态，静态刚度，高精度。套筒和尾座移动机动，套筒和尾座夹紧，放松采用碟簧夹紧，夹紧电机，液压放松结构，夹紧力大，安全可靠，操作简单，方便，工作效率高。本实用新型的优点是：（1）刚度大，抗震性能好，精度高，精密度好，整体的车尾，将车尾，下半身为尾座，整体箱体结构设计，有限元分析，计算，通过尾座内部筋板的合理布局，提高尾架的刚度和固有频率，尾部采用高强度、低应力铸铁铸造，时效处理好，热变形小，工件的最大重量和切削力的条件下的最大额定。车尾整体变形小，抗振性能好，满足高精度的数控卧式车床标准要求。（2）具有结构简单的优点，优化，合理，整体车尾将尾座体，作为一个整体的尾座，尾座的定位键取消拆分连接螺丝，零件的总数量和标准数量少，取消了与表面裂尾座的加工，下半身，取消装配环节分尾座，体，加工，装配工艺，装配工艺，节省的总成本，降低总重量的尾座和总成本。尾座尾座的设计工作原理，液压尾座后座有油孔，尾座尾座和活塞固定座通过螺钉连接在一起，可以移动。液压尾座的后座，后座的身体和尾座的活塞轴连接在一起，固定。尾座轴，活塞和液压缸活塞尾座尾座固定座，并分为两室。当液压尾座通过液压油，液压油通过油进入活塞上腔尾座轴，在锥形腔插入套筒的孔，套筒带动顶压，前进。相反，当液压油通过油到尾座活塞另一腔的轴线，背压增加，顶套带动向后。车床尾座的主要部分的设计。7.1 尾座套筒的设计尾座套筒的设计数控卧式车床尾座的主要尺寸是根据尾座体的大小选择。的作用是安装尾座套筒和活塞轴上，结构特点，使用液压缸压力和莫氏锥度本身顶紧顶，顶在工件不与工件旋转。为了使套在工件上套设计滑键槽的转动，尾座体上设有滑键。滑键滑动键槽滑动尾座套筒将无法工作，所以转，同时，在工件上不随工件一起转动。为了提高套管的使用寿命。上面是基于锁的锥本身的结构特点，但在需要拆下顶部的工作，有必要在尾座套筒顶回套孔设计，除顶部。当您需要删除前，后套顶背楔插入孔，用小锤回顶松楔套可以去掉。规格是 4 s79-1 漂移。7.2 尾座体的设计尾座体的设计数控卧式车床尾座体的尾座的主要机械部件，对尾座体的设计主要参考其他机床根据在生产制造行业积累了丰富的经验，一点点的转化。尾座体的壁厚均匀，角是为了减少圆角应力集中。尾架体采用 HT250，铸造和加工。在尾架体的设计过程中考虑的过程中，需要设计工艺凸台和工艺孔。7.3 尾尾座座顶顶尖尖的的设设计计车床尾座，常用于车床在使用定位组件，它可以帮助限制与自由度的工件主轴，定心的效果，所以在使用高精度的要求，为了使尾架主轴轴线和确保在顶部工件同轴度高和支承工件，工件上的决定作用下的切削力和刀具工件旋转中心。顶部是机械加工的一个重要组成部分，它可以支持复杂零件的端面和中心孔部位不允许。在顶部的孔和顶部中心孔或管的一端，另一端插入尾座套筒。锁上主要是由顶力和液压缸的压力，在尾座套筒加工普遍收紧。由专门的工厂顶一般，只要买我们的产品可以根据自己的需要。数控车床加工设备小，尾座的整体规模不是很大，莫氏 4 号上的选择。莫氏锥度是静态定位精确的锥度的国际标准。由于锥度很小，可以传递一定的扭矩，由于锥度，拆装方便。是利用摩擦原理，在一定的角度范围内，工件可自由拆卸，在工作的同时不影响使用效果，如锥柄钻头。在锥柄后的工件可钻钻孔锥旋转的现象，并没有处理发生。另一个例子，锥柄钻头钻磨，如果删除需要使用，重新安装，拆除后不影响钻头的中心位置。7.4 液液压压缸缸的的设设计计液压缸的工作原理：5 个基本部件组成，1 缸和气缸活塞和活塞杆密封装置 2 - 3 - 4 - 5 -缓冲装置，排气装置。原著中每个气缸几乎相近，用手动千斤顶是原来的工作，杰克是一个简单的圆柱体。通过手动增压秆（手动液压泵），通过单向阀进入油缸的液压油，液压油进入气缸，因为没有理由单阀再次后退，逼迫缸杆向上，然后继续保持液压油进入液压缸的不断开放，从而增加，下降液压阀，使液压油回油箱。这是最简单的原始的工作，其他的基础上的改进.7.5 尾尾座座导导轨轨的的设设计计（1）指导的作用是引导直线或圆周运动的机床部件运动，并承担包括工件和切削力的运动部件的重力荷载。导游应满足导向精度高，精度好，低速稳定性好；摩擦阻力小，刚度高，灵敏度高；承载能力；结构简单，加工方便，安装，部署，调整和修理，低成本的要求。（2）轨道材料：指导材料的主要要求是耐磨性好，工艺性好，成本低。常用的铸铁，钢导材料，有色金属和塑料，其中应用最为广泛的铸铁。为了提高耐磨性和防止咬焊，运动指导和支撑导轨应选用不同的材料。如果你使用相同的材料，也必须采用不同的热处理方法使它具有不同的硬度。在案件的铸铁材料，铸铁是一种成本低，金属材料良好的抗冲击性和耐磨性，易于铸造和加工。常用的铁灰铸铁铸铁材料，铸铁、铸铁等。灰铸铁 HT200。在条件良好的润滑和保护，耐磨性好。适用于不经常工作，跟踪精度要求不高。材料是常用的牌号铸铁的孕育。耐磨性高于灰铸铁，但易碎，不易刮，成本高。常用的精密机床。更多的应用耐磨铸铁是高磷铸铁，合金铸铁，铸铁。与铸铁的耐磨性接种，增加1 到 2 倍，但成本较高，常用于精密机床。基于类比的材料，因为我的设计是液压尾座，考虑到价格等原因，灰铸铁导轨材料。（3）轨道形状：滑轨截面形状的直线运动是三角形，矩形，燕尾形和圆形，并可以相互结合。在本文中，我选择了双矩形导轨。本指南是高，当量摩擦系数比三角导低，承载能力高，加工，检验，维修方便。有矩形导轨面间隙，必须调整带。7.6 尾尾座座孔孔系系设设计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。7.6.1 配合配合套筒在工作主要有两个协调的要求。首先，用轴套和尾座体，第二，顶套和尾架轴，活塞。考虑到顶部套在不同部位的接触不同的接触部分的尾座孔，因此它可用于不同的层次。因此，我们确定拟合水平。（1）与套筒和尾座体根据有关资料和实际生产经验，用套筒和尾架体采用基孔制，间隙，但是间隙非常小，避免更大的打击工作，影响工件的直线度和圆度。由于套筒的尺寸大，和尾座体的要求，从而保证套管的直线度和圆度，可选线路 0.012mm，圆柱度为 0.01mm。（2）顶套和尾架活塞轴套筒和顶，后座活塞轴的要求高，一个小缺口。具有最高的精度莫氏锥柄和尾座孔的套筒，配合间隙很小，制造成本高，最适合精密旋转滑动的精度，更为公正 IT7。尾座轴使活塞顶部，膨胀套中，因此，也与间隙套，和表面粗糙度要求也较小，减少摩擦，保证快速动作的准确性。表面粗糙度 ra0.8 推荐值。7.6.2 套筒孔的设计套筒孔的设计通常的顶部中心孔的锥度必须相同，并且大部分的锥度为 60 度，这是降低单位面积的接触面上的压力和不损伤死亡中心。但在本文中，排名前 4 的使用，顶部是莫氏锥度，因此，莫氏锥度 4 号锥度的锥套孔套的前端。（上死点或生活中心）的锥（莫氏锥度或公制圆锥锥度）插入主轴和尾座套筒同心锥，既要保证设计要求的同心度，避免尾座车削锥度工件的偏移，所以在确保莫氏锥度轴线和同轴公差套筒轴 0.01mm设计面的径向跳动公差是 0.006mm。7.6.3 孔和键的设计孔和键的设计对尾座体的高精度和套孔，以减少在滑套内表面上的键槽磨损，滑动关键润滑，减少摩擦，防止磨损。摩擦将不仅与质量的表面损伤，而且会导致疲劳裂纹的萌生和疲劳强度大幅降低的部分。润滑油在摩擦表面不仅可以减少摩擦，降低磨损，腐蚀和保护部件，能够发挥作用的冷却。采用润滑油润滑，润滑油膜能起到缓冲作用，并使用热；油脂膏，可以防止内部润滑油的泄漏，并可以防止入侵，避免磨损的部件，密封起作用。因此，在设计油或油脂润滑的供应是非常重要的。尾座套筒两端设计的密封设计，所以它可能是间歇式润滑使用相对简单的压力式注油杯系统，满足尾座孔和套筒，滑动键及键槽滑动的润滑要求。由于油孔加工精度不是很高，所以没有必要在和油孔加工的设计考虑太多的形状和位置精度的要求，并保留关键的位置可以滑动。本设计的主要目的是防止在尾座旋转滑动键上工作。开键槽套筒，滑动键通过钻孔在尾座的滑键固定在尾座套筒，所以只有在轴向滑动套筒孔键尾座套筒上，只需要一个较长的铣键槽，与滑键可以缩短。同时为了防止滑键将滑键固定在旋转后要使用旋转一定的措施，不仅在两个间隙的组合在最后安装钻孔和攻丝螺钉。在主滑键槽和滑键套上相应位置的长度。在设计滑动键槽长度应满足以下两个条件：（1）顶出套筒长度满足设计要求的长度，即 L = 109 毫米。（2）滑键滑动顺畅。因此，滑动键槽长度 L = 140。在键槽滑动套的设计和安装孔，在尾座不仅需要确保对称滑键槽的要求，也保证了小孔套孔中心对称轴和垂直，所以在设计中结合相关原理和实践经验，初步对称安装滑动钥匙孔上这套为 0.002 孔的要求。7.7 挠挠度度、转转角角、液液压压缸缸内内径径、锁锁紧紧力力的的计计算算及及校校核核数控卧式车床的尾座受力简图:图 5.1 尾座受力图根据工件最大长度和最大旋转外径假设工件最大重量 Q=2760N 顶尖和三爪卡盘支撑工件可简化为简支梁，因此尾座负重 Q/2=1380N尾座主轴伸出尾座体最大长度 130mm尾座套筒直径 80mm钢的弹性模量 E = 2.1106kgf/cm2断面惯性矩 I=201104mm4644D顶尖伸出套筒长 109mm根据公式 (3-1)NfaKFpcc)(查表可知单位切削力 = 2305N/mm2 = 0.3mm/r = 5.4mmcKfpa故切削力 = 2370NcF机床加工如此重的工件时，尾座主轴一般紧缩在尾座体内，现在假设尾座主轴伸出为尾座主轴伸出尾座体最大长度的 1/2，即伸出 65mm，悬臂65mm+109mm=174mm。7.7.1 挠度的计算挠度的计算 (3-EIPl332) 201101 . 234 .17)13802370(63 000156. 0 l0000009. 0许用挠度, 在范围之内。ly0001. 00005. 0 lylyly7.7.2 转角的计算转角的计算 (3-3)EIPl22 201101 . 224 .17)13802370(62 rad0013. 0许用转角 ，在范围内。001. 0rad005. 07.7.3 压板处螺栓直径的校核压板处螺栓直径的校核通过一组完全相同的两个螺栓连接的尾座和尾座导轨，和压板固定。压板的作用与尾座与导轨，并通过螺栓拧紧或松开确定轨道车尾位置连接。在这里，我们确定螺栓直径。选用螺栓的材料为 35 号钢，则许用抗拉强度=540Mpa，由作用力与反作用力定理可知尾座的上部和下部之间的摩擦力等于通过顶尖作用在尾座上的轴向力，fF即，根据金属切削原理与刀具切削时产生的轴向分力fF (0.10.6)，。为了满足加工后的工件的精度要求，在工件FcFNF142223706 . 0重量较大和切削力较大的情况下机床不发生共振，取轴向力。FN1800 F,取摩擦系数为KN8 . 112. 0由可知作用在下箱体上的压力NffN KN7 .1512. 08 . 1从而可得转动凸轮轴端的方形部分所需要的力至少为 15.7，那么作用在每个KN螺栓上的力为85. 727 .152 NFKN因为压板与导轨之间的连接形式为松连接，由公式 （3-4）4Fd 于是可得4Fd 30014. 385. 74mm8 . 1现螺栓直径为，故螺栓选择合理。其长度可以根据尾座体和螺栓所在尾座体mm16来确定，取。mmL2257.7.4 液压缸内径的校核液压缸内径的校核切削力与工件重量的合力 N375013802370通过顶尖需要的轴向推力 cos30 cos60 3750FKN6 . 1根据公式： PFAL7 .35（3-5）尾座液压站所供油压为 0.86.5Mpa，正常工作压力取 P=1.5 Mpa 以上，下面按正常工作的最小压力 P=0.8 Mpa 计算，则尾座液压缸的内径为： PFAL7 .35 8 . 06 . 17 .35 mm5 .50现缸内径为 55mm，以上计算为最大工件重量与最大切削力，平时工作载荷要小的多。故缸内径选择合理。7.7.5 尾座锁紧力的验算尾座锁紧力的验算尾座有两个锁紧压板，每个上面有 2 个直径为 30mm 的活塞；活塞总的面积为： 02262. 0015. 0015. 0162A 2m由于尾座芯轴的顶紧力为 20，故压板和床身的摩擦力 F 要大于 20，取：KNKNF20KN由公式 (3-)(gmAPfF6)得： cmKgAmgfFP58)( 摩擦系数，导轨材料为铸铁，活塞材料为铜，取 0.15，f 尾座重量，取 250,mKg尾座轴向力主要由尾座顶杆承担，锁紧压板主要承受的是倾覆力矩，故应完全能够满足要求。1.4UG的发展现状UG（Unigraphics NX）是 EDS 公司研发的工程软件，针对用户产品设计与研发的要求，提供了强大而又有独特优势的解决方案。它很容易实现多种复杂实体及造型的建构。UG 发展过程如表 1-1 所示。表表 1-1 UG 发展详表发展详表UG 发展史发展史 UGS由美国麦道公司研发，60 年代起逐渐步入商业化 1976 年McDonnell Douglas 收购开发 Unigraphics 1989 年 Unigraphics 公司正式与 UNIX 合作1990 年波音公司选择 Unigraphics 作为其机械 CAD/CAM/CAE 的标准 1991 年GE 发动机公司并入 EDS 公司，并且改名为 EDS Unigraphics 1993 年Unigraphics 引入复合建模，可将线框建模、半参数化及参数化建模融为一体1995 年3M 公司选择 EDS Unigraphics；Unigraphics 首次发布Windows NT 版本 1996 年通用(GM)公司将 UG 当做 CAD/CAM 的标准1998 年并购 Intergraph 的机械 CAD/CAM 业-Solid Edge 和 EMS 软件 2001 年收购了 I-DEAS 软件，将其改为 EDS PLM Solutions2003 年EDS 改名，成为 UGS2004 年Unigraphics 发布了新版本的 UG NX3.02005 年Unigraphics 发布了新版本的 UG NX4.02008 年Siemens PLM Software 发布 NX6.0 2009 年NX 7.0 引入了“HD3D”（三维精确描述）功能，新增了同步建模技术的增强功能 2010 年Siemens PLM Software 在上海世博会发布了功能增强的 NX7最新版本（NX 7.5）2011 年 Siemens PLM Software 发布了 UG8.0UGNX 具有以下功能1：（1）产品设计NX 包囊括了全球最齐全的设计应用，拥有独特的产品设计和运动学和动力学仿真功能，体现了设计的原创性和创新思维，能够使用多种复杂需要； （2）NC 加工UG 加工所有模块，提供 UG 加工模块框架，基于 UG NX 的加工模块提供了相同的接口的图形窗口环境； （3）仿真、确认和优化NX 鼓励用户运用能力范围的仿真方法来优化产品设计过程，避免研发过程中不必要的时间和资金的浪费。第第 8 章章 基于基于 UG 的三维设计的三维设计8.1 基于基于 UG 的参数化建模的参数化建模8.1.1 参数化设计概述参数化设计概述参数化设计就是设计者进行设计时采用已有的几何要素的数值，使自己的设计工作更加规范，设计的产品更加合理适用，以期达到省事省力、事半功倍的效果。具体过程如下图所示。 图图 4.1 参数化建模示意图参数化建模示意图 从根本上说，参数化设计是在系统的作用下最大限度的保持参数不变，当然这是在可变参数的影响下进行的。参数化设计为设计工作提供了便利，设计者正是在这些可变和不变参数的交替作用中，不断改进，直至产品设计成功。8.1.2 参数化设计的主要实现参数化设计的主要实现途径途径参数化的模型包括工程约束和几何约束两大方面，这其中的几何约束又包括两部分内容。经过多年的发展，无数科学家的不断开发与改进，参数化设计的实现途径已展现出多元化的趋势，其主要途径有：（1）系统参数与尺寸约束； （2）特征和表达式驱动图形； （3）利用电子表格驱动图形。8.1.3 CA6140 车床关键零部件的设计与建模车床关键零部件的设计与建模机器人各项功能的实现需要所有零件的密切配合，从而取得 1+12 的效果。而组成该机器人的所有两件在未装配前，许多问题很难发觉，这也就需要借助高科技手段来发现问题、改进设计。UG 的出现与发展，极大地促进了这一问题的解决。将 CA6140 车床的零部件进行三维建模，需要使用 UG 的建模功能。而 UG 的渲染功能，可以帮助设计者随产品的材料和外观进行优化设计8,9。在生产实际中，常用零件的特征可总结为管理特征、技术特征、材料特征、形状特征和装配特征。几何约束几何形体实力匹配方程求解几何尺寸求解实例组合特征中心孔图图 4.2 零件形状特征分类零件形状特征分类 如上图所示，组成 CA6140 车床的零件特征可分为主特征和辅特征。辅特征又分为组合特征、复制特征和辅助特征了，其中涉及到了孔、螺纹和槽。主特征是零件外形方面的信息，再在组成此机器人的主要零件中，涉及主特征的有长方体、圆锥体和圆柱体。不同的零件可选择不同的建模方法，可根据具体情况酌情选择。8.2 基于基于 UG 的虚拟装配技术的虚拟装配技术 在产品的主体方案与具体零件的设计工作完成后，需要借助虚拟装配技术对产品进行虚拟装配的相关操作。虚拟装配的作用是在虚拟环境下对具体设计进行模型组装与分析，最大限度的检验设计效果。实践证明，使用 UG 的虚拟装配技术能够显著缩短设计周期，提高设计质量，优化工作流程。经过长期的探索与改进，UG 软件的虚拟仿真功能已日趋完善，收到越来越多用户的青睐。在众多的三维建模软件中，UG 软件能够一直保持自身的长处，主要的装配特点总结如下10： (1)生成装配体的方法多样； (2)用户的多个组件可以同时打开和编辑； (3)易于创建零件特征，这些特征可在任何情况下被修改； (4)具有很强的关联性，不随编辑的进行而消失关联性；(5)灵活性大，组件随总体的修改而做出相应的变化。 形状特征辅特征主特征复制特征辅助特征同轴孔阵列孔周向阵列孔槽螺纹孔锥孔圆孔长方体圆锥体圆柱体8.3 CA6140 车床虚拟装配车床虚拟装配 如今，虚拟装配已经是产品的设计开发过程中必不可少的环节。对产品进行虚拟装配可以保证设计的合理性，及时发现问题、修正问题。本论文设计的 CA6140 车床主要包括四个功能模式。虚拟装配按照由部分到整体的顺序，由零件到部件，再由部件到整机模型