WJ015-经济型车床的尾座部件设计-三维建模【原创设计】
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经济型
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山东英才学院 毕业设计任务书 班 级 学生姓名 指导教师 吕英波 设计题目 经济型车床的尾座部件设计及零件工艺、工装设计 设计 原始 参数 1、 主轴级数为 24 级、公比为 2、 是以单片机为核心的两坐标联动经济型数控系统； 3、 最小输出增量： X 轴 Z 轴 4、 程序输入方式：键盘； 设计 工作 内容 具体内容为： 1. 机床的总体设计 2. 尾座的设计 3. 对尾座液压控制部分的设计 4. 绘制机床的总体装配图 5. 主要零件的工艺设计 1 2 份； 6. 设计 1 2 套主要件的工艺装备； 7. 撰写开题报告 1 份； 8. 撰写毕业设计说明书 2 万字 左右 ； 9. 翻译外文资料（约 5000 字）。 设计工作基本要求 1. 指导教师的指导下，独立完成规定的设计内容， 写出完整的毕业设计说明书，完成要求的实习内容。 2. 应用有关材料的基础知识和专业知识分析、解决设计中出现的问题，使理论与实验结果相联系，使理论认识深化，知识领域扩展。 3. 查阅国内外文献，了解本课题国内外发展动态。每个学生至少查阅并翻译 1 篇有关本课题的外文文献。建立起查阅、收集、整理参考文献的能力。 4. 设计中，学生必须树立正确的设计思想，培养严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风，保证实验方案合理，实验结果可靠，计算准确。 5. 制定正常合理的设计方案，并具有适时调整的能力。掌握设计的基本步骤，培养较强的实验动手能力。 6. 认真细致的编写毕业论文，论文应努力做到条理清楚，语言通顺规范。 主要参 考资料 及文献 1机械设机械计手册编委会 北京：机械工业出版社 . 2004. 7； 2. 曲东平 础教程 . 北京：机械工业出版社 ; 3. 戴曙 北京：机械工业出版社 ; 4. 曹金榜 北京：机械工业出版社 ; 5. 范云涨 床设计 简明 手册 . 北京 ： 机械工业出版社 ; 6. 张振荣 北京：人民邮电出版社 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 院系主任（签字）： 山 东建筑大学毕业设计 开题报告 表 班级： 机本 031 姓名： 胡纪伟 设计 题目 经济型车床的 尾座部件 设计 及零件 工艺 、工装 设计 一、 选题背景和意义 ： 随着产业革命的进一步推进 , 机械制造业向技术界提出了许多切实的要求 , 以保证制造业向着高精度、高速度、高效率、经济型的市场响应、易操作性等方向发展。数控技术在机械制造业中的推广应用 , 为机械制造业由刚性自动化向柔性自动化的过渡和发展做出了重要贡献 , 揭示了世界机械制造业的第三次历史性技术改造的序幕从 70 年代中期开始 , 机床数控系统由硬件式数控 (走上了软件式数控 (的新阶段。 数控技术是现代制造技术的基础，综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术。它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，特别是数控机床的出现及所带来的巨大效益，引起了世界各国科技界 和工业界的普遍重视。数控技术的水准、拥有和普及程度，已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志。因此，为适应这种形势，需要培养大批熟练掌握数控技术的工程技术人才。数控技术对现代制造业的影响是多方面和重大的。首先，表现在使机械制造业 的整体面貌发生了根本性的变化。数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识密集、技术密集的大科学范畴的现代制造业，成为国民经济的基础工业。其次，表现在使机械制造业的生产方式发生了深刻的变化。数控技术是柔性自动化和智能化的技术基础之一，它适应科技进步，满足了多品种变批量市场需求的生产方式。同时，数控技术使传统的制造工艺发生显著和本质的变化，工艺方法和制造系统不断更新，形成 、 一系列具有划时代意义的新技术、新工艺的制造系统。再次，表现在使产品结构发生了重大变化。现代机械产品向着高精度、高自动化和高可靠性方向发展，具有机电结合和多学科技术结合的特点，纯机械的产品越来越少，而且更新换代速度快。机械产品在国内外市场上是否具有竞争力，在很大程度上取决于数控技术的发展、推广和应用。 数控机床的发展 一个国家拥有的数控机床多少和水平的高低，成为衡量一个国家经济实力的重要标志，数控机床已成为国际制造业和国防军事工业竞争的焦点作为发展中国家的中国数控机床的发展虽经历了曲折徘徊，但在 ” 十五 ” 期间在各方面的支持与关心下，在机床工具行业自身努力下，取得了快速发展。但从国家经济安全和国防建设的战略考虑，从提高国际竞争力和培育创新型企业出发，进一步加快数控机床的发展，特别是在高档数控机床产品研发上取得突破实现国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见中的振兴目标。从而有力地促进中国由机床生产大国向机床生产强国的转变。 =、以科学发展观为指导的数控专项以科学发展观为指导思想核心的数控专项，所强调的是要保持机床工具行业走一条可持续发展的路。科学发展观首先强调的是全面发展。数控专项中提出以发 展 ” 数控机床，提供国产数控机床市场占有率 ” 为主导 当前数控机床正沿着以下几方面发展 : (1) 以发展高速切削为先导 ,并重视对空运行过程的提速 ,力求使高速化做到全面缩短切削工时和辅助工时 ; (2) 在注重提高机床的材料切除率的同时 ,高效加工将大力推进以缩短加工过程链为目标的复合加工技术 ; (3) 机 床 及 其 制 造 系 统 的 柔 性 化 将 在 可 重 组 制 造 (技术的支持下 ,通过对制造系统的快速重组实现更敏捷和经济地适应不确定市场对产品多变的要求 ; (4) 数控车、铣、磨等 机床的工作精度正以平均每年提升 8 % 10 %的幅度向纳米级高精度迈进 ,并不断地拓展新颖的精密加工方法 ; (5) 机床的绿色设计与制造以重视环保的洁净生产为重点 ,干切削或微量 ( 100 h) 切削液的高效加工技术日趋成熟。 二、 课题关键问题及难点 ： 1、 偏心轴加紧量 e 的确定 2、 尾座的横向 夹紧 和尾座的整体夹紧 3、 顶尖的精确定位。 三、 调研报告（或文献综述）： 随着我国数控机床关键技术的突破和数控机床国产化率的提高。各种数控化加丁设备在机械制造领域得到广泛应用，这对保证加工精度、提高产品内在质 量、提高劳动生产率、减轻操作者劳动强度等方面都起到积极作用。随着数控化设备使用比例的逐渐增大，机械装备整体水平确实发生了巨大变化；并且随着微电子技术在机械方面的应用和计算机辅助制造技术的进一步发展，人们的知识结构朝着信息化、网络化方向的转移接受和掌握这些新技术能力的普遍提高，数控化设备更加广泛地应用。但是，在看到这些有利方面的同时。也应看到现存的弊端。某些企业在数控设备的使用上一边在求新、求发展。而另一边正在大量浪费；浪费集中表现在数控设备的实际开 、设备综合利用率较低。数控设备 的不合理使用 (甚至不能使用 )是当前应该引起有关方面关注的一个重要问题。 1 数控设备的选用与管理 设备选取的实用性数控机床是造价较为昂贵的先进加 1=设备。企业选择数控设备时，常有人认为技术越先进、价值越高、越能带来经济效益，然而实事并非如此 。 机床工业发展面对的是“知识是基础 ,创新是灵魂”的知识经济时代 ,市场需求、制造模式和发展理念都将发生质的变化。知识经济环境的形成为机床工业的发展带来了新的机遇和更为广阔的发展空间。在知识经济时代 ,机床工业必须适应时代的特点 ,审时度势 ,牢牢抓住“创新”这个灵魂 ,开发更多 的优质机床 ,提供多方面的优质服务和支持 ,构筑机床制造 - 服务一体化的新型经营模式 ,才能在新经济时代全球化的机床市场中抢占先机 ,开拓前进。 数控化改造的利弊 减少投资额、交货期短 同购置新机床相比，一般可以节省 60% 80%的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的 1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、刀具自动交换装置、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高 2 3 倍，与购置新机床相比，只能节省投资 50%左右 。 机械性能稳定可靠，结构受限 所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。 熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。 可 充分利用现有的条件 可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。同时工夹具、软件程序、样板及外围设备也能再利用。以加工中心为例，工艺装备的费用一般要占整个机床售价的 10%以上。 可以采用最新的控制技术 可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。 四、 方案论证： 液压夹紧方案 普通车床尾座在钻孔时，尾座移动频繁，劳动强度大，生产效率低。要想改进此设备，可以利用液压技术对尾座进行如图 1所示的 改进方案。 在图示位置中，二位四通电磁阀 4通电时油液径单向行程节流阀 10进入液压缸右腔，回油经节流阀 3和电磁阀 4回油箱 9，实现尾座快进。当挡块把单向行程节流阀10的阀心压下时，油液进入节流阀 3，尾座转向工进，实现了速度的换接。当电磁阀 4断电时，压力油经油管 快退。当钻孔快通时，溢流阀 5立即打开油液回油箱送而防止液压系统过载，保护液压泵和液压系统的安全，同时也避免了在孔钻通时运动部件出现前冲现象，节流阀 3可调节钻孔进给量大小，钻孔速度由工件转速等决定。 图 1 为了适应 钻孔工作行程等 工艺要求，采用死挡铁停留，行程开关和压力继电器联合控制的方法来实现行程终点的转换，当液压系统断电时，尾座移动不受液压系统限制，尾座来回自如。 车床尾座作为辅助支撑工件之用，存在着效率低、劳动强度大的缺陷，尤其是大批量生产，此问题更为突出。尾座的手动操作有如下问题。 （ 1）夹紧支撑工件时，必须手推尾座前进，或摇几圈手柄方能完成动作；松开时，则需要反摇手柄几圈、手推尾座后退方可，不仅劳动强度大，且耗用了相当多的辅助工时； （ 2）夹紧大工件时，需多人配合，一人用天车吊工件，一人装好工件，一人推摇尾座。我们据此作了 如图 2 所示的改造。 图 2 2 电机控制尾架的横向移动 五、 进度安排： 1 调查，收集资料 3 任务分析，写出开题报告 5 实习、熟悉车床和数据机床的结构 7 设计出电路图和机床的总体结构图 9 零部件的造型设计，设计零件图 13周 说明重要部分的改装及机床的操作规程 13 主要零件的工艺设计及夹具设计 1 撰写毕业论文 18周 毕业答辩 六、 指导教师意见 ： 签字： 年 月 日 七、 教研室（或开题审查小组）意见 ： 签字： 年 月 日 注：不够可以加附页 教务处制 本科毕业设计 外文文献 及 译文 文献、资料题目： 献、资料来源： 中国机械网 文献、资料发表（出版）日期： （部）： 机电工程学院 专 业： 机械电子及自动化 班 级： 机本 031 姓 名： 胡纪伟 学 号： 2003071110 指导教师： 李英杰 吕英波 翻译日期： 东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 1 - 外文 文献 ： a to an by a up by a to a a a as my 1. An a a on to an on a on of a on up to to to in a on in to up of to to is in to is in of 2. An as in in to of an to of 3. An as in in is on of of a of to of in a to of 山东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 2 - 4. An as in a on to in is in is 5. An as in in to at a to at a to is in at a as is to is in at a as is 6. An as in a to up a on to to in to of 7. An as in in of at a to is in at a of to at a is in of 8. An a a on to an on a on of a on up to to to in a on in to up of to 东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 3 - to to as 9. An a a on to a a a a to up a at to to to in of a on a of on to on to a to in to of to by of to on so as to to 10. An as in on to of by of of 11. An as in a to of on of 12. An as in 1 in a of 13. An as in a of at to of to an of 东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 4 - a to of to to to of to 14. An a a up on a a on of a on a a up a at to to in of a a to to a by 15. An as in 4 of to in a to to in a to of by of 16. An as in 5 in a on a to to of as is a 17. An a an on up a to 东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 5 - to a to a in a to up to a a on to in of at a to a as an to to to to to to 18. An as in 7 in a up a at to a at to of to of 19. An as in 7 an in of a on is in on of a in a a to 20. An as in 9 in of is by to of of to to to as is to of a to 21. An as in 7 in of 东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 6 - is by at to to a on as an to of to in to to 22. An as in 2 to to a by 23. An as in 7 in is to is to of 24. An as in 7 in is a in a of in to of 山东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 7 - 中文译文 ： 自动装配机 摘要 ： 螺丝 一个个从供给鼓被采集到一条细长的螺旋轨道里然后被交付到旋转卡盘，螺丝刀将螺丝转入工件。 要求 ： 1自动装配机器有一个旋转送料 支撑 轮 ，支撑轮 面向紧固件轨道装在 一个为了任意传送紧固物到已经架好的支撑轮上的细轨道上。一个旋转的清洁轮架在支撑轨道上以便与清洁离开轨道的紧固件，并且使架好的支柱提供动力来接受正确轨道上的紧固件，并移动到工件上，然后紧固件在架好的支柱下旋入工件，输送轮转到一个方向时，清洁轮转到另外一个方向，以使互不影响。 个离合器包含于一个较远的输出元素，同轴的转动构件同各自的传动装置都与传送带联系在一起。 3. 一个自动装配机明确要求支柱向清洗轮开口的一端倾斜，清洗轮原型外面有多个为从轨道过来的不正确方向的紧固件而开的有角凹槽，凹槽存在于轮子中心线和从轨道过来的不正确方向的紧固件的侧面方位，最后朝着支柱方向。 4. 一个自动装配机明确要求 另外包含一个安装在为了输送紧固件到机械手的支撑物上的转换装置。装置为了装备能转换到介于轨道与机械手的外面与 里面的位置上。并且转换装置为了联结转动装置和当转换装置移动到外面翻转到一个方位时或转换装置移动到里面转到相反的饿方位时的可转动构件。 5. 一个自动装配机明确要求移动机构能从轨道以稍微缓慢的速率移动到机床表面的转换装置，和从机床以快速速度移动到轨道里面的转换装置。当转动构件随着转动装置以一个相对放慢速率转到外面时第一个离合器与输入轮 联系在一起；当转动机构随着转动装置以一个相对快速的速率转到里面时第二个离合器一清洗轮 联系在一起。 6. 一个自动装配机明确要求进一步包含一个用来联结上下移动的机械手的齿条。 7. 一个自动装配机明确要求机械手的上行冲程相对与下行冲程较缓慢。第一离合器联结在相对于整个下行冲程较慢的机械手和当构件在一个方位时旋转的供料轮，第二个离合器联结相对于整个上行冲程快速的机械手和当构件在与上述相对的位置时的旋转的清洗山东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 8 - 轮。 8. 一个自动装配机要求有一个支柱，安装在上述支柱上的旋转的供料轮用来随意传送紧固件到安装在支柱上的细长的轨道上。清洗轮安装在上述支柱的上面，用来清理偏离了上述轨道的紧固件，并且提供上上下下移动方向正确的紧固件并安装在工件上的往复运动的动力支持。改进的机器包括安装在支柱上的 旋转构件和能转动到后面和前面的可上上下下交复运动的用具，传动工具可分别地联结包含为了转动供给轮与清洗轮的第一和第二环状元素的轮和单向离合器关联传动工具和第一个可操作的转动轮和离开转到下面的闲置轮。 速旋转并前进的传动装置镶嵌在用于上下往复通过的支柱上，并与在整个向下进给期间的紧固件相啮合。转动装置可在装货位与送货位内外移动，夹起先到达的紧固件，之后移动到送货处外面到能向下打入工件的真确位置。转动装置一个隆起的滑轨引导向一对相反的联结在上述滑轨的支架钳口 以便于移动到装货与送货之间的最近的位置，并且安装在这滑轨嵌口的中柱附件以抖动来排列通过有限的时开时关的位置。当钳口连接住第一个摆动位并且停下来时执行机构便与之连接。执行机构的本质是对钳口穿过连接者停下来的强度做出反应，和从滑轨的一个位置转动到另一个位置。 10. 一个自动装配机明确要求进一步包含一个装载在滑轨上的工具，它能在在钳口到达上述展开位置时使钳口停止下来。上述钳口与紧固件一起啮合并停止在封闭位上方。 11. 一个自动装配机明确要求有一个弹簧冲压前述滑轨，以防止上述支柱延缓在钳口张开封闭位之间摇摆时滑 轨的运动。 12. 一个自动装配机明确要求上述滑轨包含一队相反的滑轮，每个轴衬紧靠支柱，上述弹簧夹于滑轮之间并推动尾部离开，让一个个冲压件与之啮合。 13. 一个自动装配包含一个支柱，一个为了上上下下往复的滑动台架，一个输送能量来转动紧固件向下进给上述滑动架的驱动轮。一个架好的在装置位与送货位里里外外移动的旋转装置。上述转换装备在紧固件被移动到输出位之后到达送料位时拾起紧固件并在准确的位置将紧固件打入驱动轨道。第一次连续运作的促动器关联在上述上上下下的末端滑动台架之间，第二个连续的促动器连接在上述支柱和上述 调动装置输入输出的尾部，临时预定随滑动台架移动并和另一个调入装置啮合，为防止上述第二个促动器移动到调动装置输出到传送位，直到滑动台架通过被第一个促动器已定的路程被收回到输出位。 14. 一个自动装配机明确要求包含控制促动器和可操作第一个在移动滑动台架上升方位的促动器，并且提供能量给移动滑动台架调动装置向外时的第二个促动器。上述协作工山东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 9 - 具和另一个有限输出的调动装置一样可爱。 15. 一个自动装配机明确要求有 包括左侧倾斜 的 动产与 上述 转移机制及定点安 装在 外表沿凸轮 的 表面 ，上述 转移 装置 逐步外移 到上述 转向卡 当 从提升预定 标 高时。 16. 一个自动装配机由支柱和竖直在支柱上做上下往复运动的套筒，和一个有在套筒内部往复运动的倾向的旋转驱动器，伴随穿过输入输出并可操作把输出啮合并集合带螺纹的紧固件打入工件。改善后的机械组件有一根管状物并且卡盘单筒进入套筒并轻击装配好的，上下滑动的，相对于传动器的套筒，并且锤介于隆起和较低之间。弹簧安装在不超过上述套筒和推进起向下卡盘的较低位置。一个释放了的弹簧锁在上述套筒的啮合处，抓住物放到凸起点的尾部对着斜对面的弹簧。并且移动紧固件的工具每次都放紧固件在卡盘的下方，并可伴随这次传递释放弹簧锁 ，以使滑动到较低位时单筒在投递紧固件上方。 17. 一个自动装配机明确要求进一步包含可在装货为位与送货位之间输入输出移动的调动装置。调动装置在装货点拾起紧固件并且传递这个紧固件到卡盘的下方方位，在送货点，转移工具移动输出调动装置在锤跳上时到传递点，并翻转调动装置朝装货位内部，更重要的是接近下降的锤。 18. 一个自动装配机明确要求进一步包含一个在套筒墙里的通道，一个向下的衬片边缘在开着的上述卡盘上，并且当卡盘升高到合适的位子时用来记录开始的部分。弹簧锁被装在套筒中心线的中枢边缘处，并且在开始时间里被摆动起来 。弹簧锁与上述边缘的位置啮合，并且留出空间位置。弹簧连接套同和弹簧锁，并且推动弹簧锁向前摆动。 19. 一个自动装配机明确要求向下活动的卡盘和靠先完成的工作部件才停下来的套筒，向下运动的锤引起卡盘相对于向下连续敲击的套筒向上离开。弹簧锁自动锁紧，并且穿过一个已定的与套筒有关的距离然后停止在上升的机构之下。 20. 一个自动装配机明确要求那些卡盘末尾部分被 至少 2 个相对靠近他们末尾偏上的悬壁块持续不断的塑造。驱动工具不断地接收一个个使卡盘打开的远离的紧固件。 21一个自动装配机要求 卡盘的下末端应该至少由两个 板块组成，这两个板块由上端来支撑以能够自由摆动。自动装配机要求每个所述板块隔开以使得卡盘处于开着状态，这样渡江可以伸缩自如的接收固定器，与板块和套筒的靠模表面相匹配。 22一个自动装配机应该更进一步的包括驱动器和传输设备的相互移动方式，每个部分之间相互作用以阻止第二个促动器不能使传输设备向外移向输送站，直到驱动器可以通过由促动器决定的预先估计距离来向上缩进。 23一个自动装配机要求将一个测距器牢固地固定在支架上，以阻碍在机器运作过程山东建筑大学毕业设计 外文文献 及译文 - 10 - 中的相对于支架的垂直移动。 24一个自动装配机要求在测距器的一个垂直延 伸洞里安装一个定位栓，一系列的有角的有间隔的螺钉就可以插入洞中，末端夹紧螺栓，螺钉就可以活动自如以靠近驱动器下面的螺栓的精确中心。 学 设计（论文）题目 经济型车床的尾座部件设计 学生姓名 学号 起讫日期 设计地点 指导教师 职称 年 月 日 要 本文介绍的过程和数控机床在中国的发展现状，分析了存在的问题，液压尾座尾座体的主要内容是设计，袖子，顶，孔尾座，尾座导轨变形，角度，筒直径和在板上，锁紧力的计算和控制的螺栓的直径。其中选择莫氏锥度尾座 4，用莫氏锥度，结构特点尾座钳，这将在工作溶解松顶部或扭曲的现象。套管设计和键槽首先弹出孔来固定工件旋转影响坐公交车工件的加工精度的顶部 ;袖子是一个顶级的卸料装置，易于拆卸顶部。 ，尾座和车床件的设计。基本上尾座部分，充分理解和传输方面，该机可以工作在第一的洞察力，专业知识和机械拥有各学科的全面概述，基本达 到了四年毕业目的，知识汇总。介绍尾座，设计特点，设计，布局，机器的整体设计的机械零件的详细结构设计的结构原理部分确定，组件可以协调机械部件有机结合在一起，完成整个尾座。 关键词 ： 车 床 ， 数控 ， 尾座部分 ， 尾座设计 of NC of is of at or at In at to be so as to of is a ; of a a of of a of of to of of of to In of 录 摘 要 . . 录 . 1 章 数控机床发展概述 . 1 控机床及其特点 .控机床的经济分析 .控技术的发展趋向 .内外现状 .章小结 . 2 章 总体方案的制定与比较 . 4 体方案设计要求 .体方案拟定 .要设计内容 . 伺服控制系统的选择 . 机械部分设计 . 3 章 尾座部分的设计 . 7 座套筒的设计 .座体的设计 .座顶尖的设计 .压缸的设计 .座导轨的设计 .座孔系设计 . 配合 . 套筒孔的设计 . 孔和键的设计 .度、转角、液压缸内径、锁紧力的计算及校核 . 挠度的计算 . 11 角的计算 . 11 V 板处螺栓直径的校核 . 11 压缸内径的校核 . 尾座锁紧力的验算 . 4 章 尾座部分具体设计过程 . 15 参数确定 .壳 .体厚度计算 .塞棒强度计 算 .塞棒的结构设计 .向套的设计与计算 .盖和缸底的设计与计算 .体长度的确定 .封件的设定 . 5 章 尾座部分三维设计 . 22 第 6 章 关键零件的工艺设计 . 25 件的作用 .件的工艺分析 . 主轴的主要技术要求 . 工艺过程分组 .定毛坯的制造形式 .准的选择 . 粗基准的选择 . 精基准的选择 . 基准的转换 .定工艺路线 . 加工工艺 . 加工阶段的划分 .械加工余数、加工工序大小及毛坯尺寸的确定 .定切削用量及基本工时 .结与展望 . 75 参考文献 . 76 致 谢 . 77 1 第 1 章 数控机床发展概述 控机床及其特点 数控机床更好的分辨率形状复杂，精密的加工问题和多种小批量零件的，以稳定除了自动化的处理和生产率，这种技术工作有其独特的 特征 。 控机床的经济分析 数控 车床使用规模，多平槽，螺旋槽，形成表面和孔不仅能过程。 （ 1）硬件数控阶段 1）第一代始于 1952年 - 管状元件。 2）第二代 1959 - 的晶体管元件。 3） 1965年开始，第三代 - 小规模集成电路。 （ 2）软件 被称为计算机数字控制阶段（ ，数控系统的第二阶段（ 1970 此阶段也经历三代： 1） 1970年，第一代 - 小型机。 2）第二代始于 1974 - 微处理器。 3）自 1990年以来，第三代 自 1970年以来，通用汽车几乎没有计算机行业和大批量生产 ，这是低于一台专用计算机的成本，出现了高可靠性， 控而来的阶段。 ， 1971，产生一个微处理器， 1974 年被馈送到微处理器控制系统，在 1990年，计算机的性能已被开发以解决高，基于 数控系统已经发展了几十年到 70年代末，只有较低的可靠性，价格昂贵，不方便等关键问题的根本解决。 2 控技术的发展趋向 随着计算机技术和信息处理，以及数控技术的未来发展趋势的发展主要体现在以下几个方面： （ 1）低成本，高可靠性 （ 2）高速，高精度 数控高速处理系统，并 计算伺服马达和伺服电机的移动量能够满足高速的要求，以便实现时间高速度的一个很短的时间，以实现高的定位精度和高速度，高加速和减速必须和高精度位置检测系统和伺服质量。 （ 3）智能 1）自适应控制技术，数字伺服驱动器 2）引入专家系统指导加工，故障诊断 3）网络 经由网络，建立一个完整的系统解决方案，网络的高速数据传输，集成，集中管理。 4）直线交流伺服系统 在 21世纪的线性交流数控机床的伺服系统是一个不可缺少的功能。目前，中国还没有成熟的产品，应该加强研究，开发和应用 。 内外现状 当今世界，工业化国家 高度重视机械工业，争创机电一体化，高精度，高效率，开发高自动化先进技术，加快产业发展和国民经济的发展。赶上计算机体系结构的步伐向前迈进，加快数控系统的发展，它已经成为数控发展的主流趋势。第四代计算机为基础，充分利用现有的计算机硬件和软件资源的工程和微电子技术，总线，模块化，开放，灵活的嵌入式控制系统的类型的发展，使其适用于复杂零件加工，数控机床集群系统中，还可以当自动化升级可扩展未来的需求。 发展有以下三个特点： 3 （ 1）数控系统技术已突破。作为 中数控系统具有多轴功能，快移速度 有较强的沟通能力和管理能力。 （ 2）普及型数控系统已经成熟的技术。由于机器 些系统一般都装有 可以配置直流和交流伺服驱动， 2 （ 3）经济数控系统仍然是一个巨大的市场前景。由于这种类型的系统是简单，价格低廉，非常适合中小型企业来说，它仍然是数控系统的应用最为广泛。典型的南京大方 列。 数控机床的关键机械行业的产品开发，中国的机床数控机床整体水平低的比例。但是，中国是一个发展中国家，很多企业的资金不足可能会花很多钱，一些购买新的数控机床，但不能全部被淘汰了 一大批通用机械的。 因此，对于 床被看作是改善 速度，更小的机械设计成本，设计被寻址的有效途径机设计，时间短，机器设计克服了原机的缺点，通常后，和问题，生产效率高 。 章小结 本章介绍了数控技术发展的背景下，它是数控技术和未来发展趋势的现状进行分析，最后介绍了研究的主要内容及意义 。 4 第 2 章 总体方案的制定与比较 体方案设计要求 总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。 然而，现代数控机床不仅配备传统的机数控系统可以根据传统的机器，只有本地 的转折。传统的机器也存在一些不足，如刚度不足，耐冲击性差，热变形，存在摩擦和滑动面等传动部件之间 有很大的区别，不能有对加工精度，表面质量，生产效率和所需的生活数控机床。现代机床结构，成员有总体布局，外观造型形成了独特的数控机床机械部件。因此，我们必须在数控机床的过程中考虑的数控设计每个使性能指标尽可能的机器及数控机床。 因此，它是用于控制进给台的垂直和水平移动的步进电机伺服元件。并选择合适的数控系统，以扩大加工到中国的中小型企业的处理阶段。 数控机械零件设计必须包括电机，工作台进给结构，分布和传动比计算 的内容等方面的选择。 1伺服驱动元件 选择 使用混合型步进电动机的步距角进给电动机不仅是高的工作频率和低功耗和小的低频噪声小。在开环控制系统中广泛使用的，没有反馈装置，结构简单和可靠，寿命长。水平和垂直驱动电机由相同模型来设计和将来维护。原机主传动系统保持不变，以节省资金，缩短安装。 2选择机床 因为原机滑轨，容易出现“爬行”的现象在低速，关于运动部件的定位精度有直接影响。 3进给 系统 用于移动元件灵敏度高，精度高，响应速度快，低速无爬行供电部分数控机床的需求。因此，滚珠螺杆的设计，以满足要求。工作原理是： 当螺母滚珠循环返回的螺杆和螺母的相对移动装置，该球沿移动的由所述装置的背面滚动自动返回到输入，继续工作。该方法的设计是利用双螺母预紧预紧垫片结构。这就是说，通过改变两个螺母的相对位置在每个左和右的，分别适用轴向预应力，实现接触 5 球螺母的滚道。其特点是结构简单紧张，轴向刚度，预紧可靠，适度轴向尺寸，技术好，如图 2示。为了驱动系统，以消除间隙，提高了可重复性，传动元件通过连接钥匙环锥形连接 。 图 2滚珠丝杆的结构 体方案拟定 一旦主传动系统保持尾座齿轮传动机构，取消了原有的操作手柄，反向 并获得直接由主发动机数字控制系统控制主轴停止当发出 制系统： 过实现主轴驱动系统前进。垂直和水平供给系统采用交流伺服电机。 要设计内容 服控制系统的选择 因要求设计后的车床为经济型数控车床。所以在保证具有一定加工精度的前提下，从设计成本考虑。应简化结构，降低成本。 如图 1 所示（半闭环控制系统 ） 。 检测器 执行件 伺服放大器 伺服电机 减速箱 脉冲指令 比较线路 6 械部分设计 保留头齿轮滑动，取消操作手柄。 1，编码器可以代替挂装主动原机使用。这种安装比较简单，安装方便。 向）的设计 卸下横滑动板螺钉，螺帽，其中由主驱动齿轮的装置螺母滚珠丝杠，导螺杆和伺服马达之间的安装电源耦合到窄传动链 ， 由于其较大的 尺寸，它可以被放置在延迟。 型 1，公称直径 25基本引线 5 毫米。不适合长途应用。 数控机床的进给系统由于频繁的状态变化，副齿轮传动链条定期的存在，这样反向反向送布就滞后的指令信号后面 ， 使用圆柱形片可调弹簧齿错误地实现在图 2 中所示的结构调整的间隙 。 因原机床的导轨精度不能满足数控机床的 要求。但设计的原则是尽量保持原机床的部件。 美国公司用霞研制的塑料导软尺德尔的比赛在本设计中 。 图 1 半闭环控制系统原理图 图 2 齿轮间隙的调整结构图 7 第 3 章 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 。 本实用新型具有以下优点：（ 1）刚度，抗震性能好，精度高，后面应精密工程，降低了车尾的整体箱体结构设计 。 一般的小变形的背后，良好的抗震动性能，高精度数控车床，以满足水平的标准。 （ 2）取消结构简单，优化，尾座主体的理性的，整个背面整体尾座，尾座定位螺钉连接键的分裂，总数和小数目的标准件，取消表面裂纹的优点尾座处理 ，下半身，取消装配尾座主体，加工，装配，装配过程中，总的成本节约，在尾座的总重量的降低，以及总费用的一部分。 当液压尾座液压油，液压油由油尾座轴活塞室，被插入在用于向前行驶的套筒孔套筒顶部压力锥形孔。与此相反，当液压油增加了油在活塞尾座另一个房间，背压，顶盖向后。 座套筒的设计 数控卧式车床尾座尾座主要尺寸是根据机身尺寸选择。其效果是，尾座套筒与活塞杆，结构特点，安装液压缸压力和位于上述顶紧顶莫氏锥度未旋转的工件的工件 。 为了增加套管的使用寿命。以上是基于锥形锁本身，而是将需要删除工件的上侧的结构特 征，就必须得到一个尾座套筒孔设计的顶部，除了顶部。当您删除前，是用铁锤返回顶部除去松楔形管套筒向后上方楔形物插入孔后面。 4 座体的设计 主要机械部件的数控卧式车床尾座尾座体的基础上，在同行业中的其他机器尾座主要参考设计的机身有着丰富的经验，建立了一个有点转变。尾座体壁厚均匀，圆润的边角，以减少应力集中。尾座机身用 8 座顶尖的设计 使用高精确度的要求，以确保尾座主轴工件和同心高和支持体的顶工件 。顶部是操作的一个重要组成部分，并且可以支持复杂零件的中心孔部的端面 是不允许的。在中央孔或多个孔和上述和在尾座套筒向另一端的上管状的一端。通过在一般加工的顶部边缘和下压缸，紧固套筒尾座从事特定。数控车床设备体积小，尾座并不大的总规模，莫氏选择 4。 压缸的设计 工作液压缸，五个基本部件，一圆柱体和一活塞和气缸活塞杆密封圈 2 - 缓冲排气装置 - 3 。 5每个气缸是几乎相同的原始的，有一个手动连接到原来的工作，杰克是一个简单的圆柱。手动压力带来干（手压泵），通过止回阀在汽缸中的液压油，液压油的缸中，因为没有理由返回单个阀，使气缸杆和继续向液压油在液压缸永久开 放，从而提高了降液压阀，液压油箱。这是最简单的原始作品，的基础上的改进 . 座导轨的设计 （ 1）导向作用是引导的机器部件或圆周运动 。 （ 2）轨道材料：常用铸铁，钢导材料，有色金属和塑料，所使用的最铁之一。灰铸铁 适合普通的工作，不需要跟踪精度。 （ 3）轨道形状：直线运动滑动的横截面形状是三角形，矩形，圆形和燕尾，可以彼此结合。 座孔系设计 在所提到的，由于其本身的性质设计所需的主要技术要求，可分为两类：第一，所有的机器本身的表面的尺寸精度，几何形状，精度和表面粗糙度，第二个是， 以确保最佳的定位的定位精度，以及在处理减少位置误差。以确保尾座主体组装精度，也需要与彼此定位精度高。根据技术参数的要求，规定直径 80 毫米手臂。 9 合 套筒 的工作主要有两个协调的要求，因此，它可用于不同的水平。因此，我们确定的合适程度。 （ 1）套管和尾座主体 根据数据和实际的生产经验，与手臂和身体尾座与孔，间隙的底部，但该间隙是非常小的，以避免打击工件的直线度和圆度的影响更大的努力。 （ 2）顶套和尾架活塞轴 总线和顶部后侧活塞杆苛刻，有一点差距。套筒具有最高的准确度和尾座莫氏锥孔，用一个小口，生产成 本高，最适合精度精密旋转叶片，公平 塞顶部，膨胀套筒的尾座轴，因此，覆盖的孔中，并且表面粗糙度小，以减少摩擦，确保快速动作的准确性。表面 筒孔的设计 通常的顶部中心孔的锥度 锥形的中心孔的顶部必须相同，并减少了广大的60 度，这不损害上的每单位面积和死点的接触表面区域施压锥度的。有必要确保的设计要求的同心度，把偏移尾座锥度工件以确保莫氏锥度套轴轴同轴 和键的设计 为了避免极其准确尾座主体和套筒孔中，从而使 还原套筒键槽的表面的磨损，关键滑动的润滑，以减少摩擦和磨损。 摩擦不仅与表面损伤的质量和可引起疲劳裂纹的萌生和疲劳强度大大降低一部分。润滑剂摩擦表面不仅可以减少摩擦，降低磨损，腐蚀和保护构件能够发挥冷却作用。用润滑油，润滑油膜可以起到缓冲的作用，并使用热 ;膏肥，可以防止内部的润滑油泄漏，并可以防止入侵，避免磨损件，密封工作。因此，油或脂肪中的设计的供给是非常重要的。尾座套筒两端设计了密封设计，因此它可能是间歇润滑系统采用高压注油杯是比较简单的，以满足尾座和手臂孔，润滑要求移 和键槽。因为该孔的加工精 度不是很高，所以它不需要在形状和孔精度太多的要求的位置的设计和加工予以考虑，并保持一个键位置可以滑动 。 10 打开键槽套，钻尾座套筒滑动尾座键入的滑动键，它只有在滑动套筒尾座套筒钥匙孔的轴线方向，你只需要一个较长的铣键槽和幻灯片键还可以被缩短。同时，为了防止滑键的滑动用某些措施被键入的旋转，旋转后，不仅在在最后的安装钻孔和紧固的两个孔的结合。在大沟和装袖子长度密钥对应的位置。满足以下2条件：（ 1）长度的设计要求的套筒长度的顶部， L 为 109毫米。 （ 2）滑动顺畅的关键幻灯片。因此，滑动槽长度 L = 140。 在设 计和安装孔键槽滑动套，不仅要确保尾座键槽对称的要求，也有开孔的对称和垂直的轴线，这样的相关原则和实践经验的设计相结合，确保临时对称滑动锁孔 度、转角、液压缸内径、锁紧力的计算及校核 数控卧式车床的尾座受力简图 : 图 尾座受力图 假设工件最大重量 Q=2760N 尾座负重 Q/2=1380N 尾座主轴伸出尾座体最大长度 130座套筒直径 80的弹性模量 E = 06面惯性矩 =201104尖伸出套筒长 10911 根据公式 (3找到相关书目表格 单位切削力2305N/f = r 此 切削力 2370N 度的计算 (32 0 3 8 02 3 7 0( 63 l 许用挠度 ,在范围之内。 角的计算 (33802370( 62 许用转角 在 范围内。 板处螺栓直径的校核 尾座和尾架由一组两个相同的导轨和钢板固定的方式拧紧。压板的作用，并通过铁路和通过紧固或以确定的后导轨连接的位置处的螺栓的松动尾座。在这 12 里，我们确定螺栓的直径。 材质是 35号钢，则许用抗拉强度 =540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 f 等于通过顶尖作用在尾座上的轴向力 F ，即 ，根据金属切削原理与刀具切削时产生的轴向分力 F ( 4 2 22 3 7 。为了满足加工后的工件的精度要求，在工件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 F 。 F ,取摩擦系数为 从 可知作用在下箱体上的压力 从而可得转动凸轮轴端的方形部分所需要的力至少为 那么作用在每个螺栓上的力为 N 压板与导轨之间公式 子 4 （ 3 于是可得 4 现螺栓 尺寸是 故螺栓 是一个合理的选择。长度可以被确定，其中所述尾座尾座主体和螺栓体 ，设 25 。 压缸内径的校核 切削力与工件重量的合力 5 01 3 8 02 3 7 0 13 通过顶尖需要的轴向推力 3750F 按式子， （ 3 尾座液压站所供油压为 常工作压力 值 P= 以下按正常工作的最小压力 P= 列出 尾座液压缸的内径 式子是 ： 取 缸内径为 55内径选择合理。 座锁紧力的验算 尾座带有两个锁定夹，每一个上面有两个活塞的 尺寸是 30 毫米，在活塞的总表面积 是 ： 0 2 2 6 A 2m 取： F 20 从式子， )( (3得： 8)( f 摩擦系数，导轨材料为铸铁，活塞材料为铜， 由公式 m 尾座重量， 设定 250 轴向力主要是由尾座尾座柱塞锁定板支承主要承受倾覆力矩，它具有完全能 14 够满足要求 。 15 第 4 章 尾座部分具体设计过程 参数确定 本章用 莫式锥度 3#参数进行设计 ，数据见下列表格 ： 3 号：大端直径 度： 1： 壳 根据该大小可以看看每个形状的顶端部分，壳体根 3 的尺寸莫氏锥度形状的设计参数 。 本课题研究的尾座部分可类似单作用柱塞式油缸结构 16 体厚度计算 缸体是最重要的部分，当缸的压力更高和气缸体由大，力必须进行检查。常用的材料为汽缸号 20,25,35,45钢无缝钢管。在这种材料性能的 45 号钢是最优秀的，所以这里选择 45钢轧辊材料 。 2 式子里， ， 实验压力， 缸额定压力 16 缸筒材料许用应力， N/ =b指 抗拉强度。 注： n 缸筒 用 45钢，抗拉强度 设 b=600全系数 10， 设定 n=5。 许用 应力 式子就是 =202 =0D ,满足 10D 。所以缸厚度取 5 17 则缸缸体外径为 缸长度 里 L=80 塞棒强 度计算 4d56 （ 4 式子里， 许用应力； M P b 塞棒的结构设计 活塞杆头部和负载机构的一端连接，为的偏心负载棒生产工作的宗旨，满足总结了安装要求，以避免以提高效率，应根据负载的具体情况，选择合适的杆端结构。 活塞环密封在 Y 形， U 型夹布密封件， O 型圈， V 型圈， 6。薄钢板防尘密封，防尘圈和活塞杆的组合可以选择 9/。为 钢板厚度。为了便于维护和设计， O 型环的选择。 基于致动器的最大行程工作缸行程长度，以确定实际的工作中，并参考表4择默认。在表 4 A， B， C 设定 气缸活塞行程参数优先
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