车床尾架设计说明书

C0630车床尾架设计说明书一、车床尾架的设计背景及意义制造业中的车床是主要用车刀对旋转工件进行车削加工的机床。车床主要用于加工轴、盘、套和其他拥有辗转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。其构造主要分为：主轴箱、尾架、光杠、丝杠、溜板箱、床身、进给箱、刀架。尾架是车床的重要部件之一，它在车床加工中起到了重要的作用。尾架体安装在车床的右导轨上，尾架套筒能够安装顶尖，以支撑较长的工件的右端、安装钻头、铰刀，进行加工。也能够安装丝锥攻螺纹工具、圆柱牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体能够沿尾座导轨作纵向调整搬动，尔后压下尾座紧固手轮，将尾座夹紧在所需地址，摇动尾座手轮能够实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。C0630车床是一种经济型轻型车床，拥有加工范围大、主轴变速范围广，具备一般车床的基本功能，耗资功率小等特点。在该机床上，除可完成车削外圆、端面、切槽、镗孔等工艺工作外，还可进行钻孔、铰孔、车削公英制内外螺纹及攻丝、套丝等工作。所以，本机床适用于仪器、仪表制造，医疗卫生器械制造，适用于单件小批量生产。二、车床尾架的工作原理顶针（4）以1:20的圆锥体装在轴套（6）的锥孔内，螺母（9）用两外螺钉M12x20（10）与轴套固定，螺钉M15x30（8）用其圆柱端限制轴套只能作轴向搬动。当转着手轮（14）时，经过键A8x14（15）使螺杆（11）旋转（不能够轴向搬动），再经过螺母（9）的作用，使轴套带着顶针作轴向搬动。当顶针搬动到所需要的地址时，转着手柄（7）和螺杆（19），使夹紧套（18、20）将轴套锁紧。整个尾架是靠定位键（25）嵌入床身的T型槽内作横向定位，但可沿槽作纵向滑动来改变尾架与主轴端面的地址，以适应加工不一样长度的工件。顶紧工件后，可旋紧螺母M24（22）和双头螺柱M24x75（23），带动螺柱头（24）将尾架锁紧在床身上。（注：部件编号详情见配套A0图纸）三、车床尾座的设计尾座是卧式车床的重要隶属部件，其主要作用是在加工特别是轴类部件时，能够放心，同时拥有辅助支撑和夹紧的功能。C0630卧式车床的尾座采用的构造设计合理，动、静刚度好，精度高。套筒和尾座的搬动均为机械传动，套筒和尾座的夹紧、放松均采用相关机构夹紧，夹紧力足够大，安全可靠，工人操作简单、方便、效率高。这种构造的尾座优点在于：(1)精度保持性好，刚度高、精度高，抗震性能好，这种构造的尾座，采用整体式箱形构造设计，经有限元解析、计算，经过对尾座内部筋板的合理部署，提高了尾座的刚度和固有频率，防范在加工过程中出现影响加工精度的影响。尾座采用低应力高强度灰铸铁HT200，经优异的人工时效办理，热变形小，在加工大工件和大额切削力的情况下。尾座构造整体变形小，抗振性能好，满足一般卧式车床精度检验标准的标准。(2)构造更加简单、优化、合理，这种构造的尾座，总部件数和标准件数更少，是得相关的部件加工表面大大减低，比方部件之间配合的表面，采用这种构造的尾座能够减少配合的面积，是得加工效率高，满足现代加工要求，同时能够减少资源的浪费，顺应国家节能减排的目标要求。而且若是采用这种尾座，其加工，装置工艺性更好，节约了加工、装置总花销，降低了尾座的总重量和总成本。下面详细介绍该车床尾座几个主要部分的设计整体布局经工艺解析后，确定出尾座所需的运动，怎样实现这些运动，由哪个部件产生运动以及怎样产生所需的运动、运动控制、机床操作地址等，都是整体布局所要考虑的问题。整体布局是指按工艺要求决定所需要的运动，确定相关部件以及各个部件件的相对运动和地址关系，同时也要确定其他机构的配置，并作出部件的联系尺寸图。整体布局的基本要求有以下几点。保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对地址和相对运动。保证机床拥有与所要求的加工精度相适应的刚度与抗振性。使用方便。详细的说，就是便于操作、调整、维修机床；便于输送、装卸工件，消除切屑。经济收效好，如节约资料、减少机床占用面积等。造型雅观。整体布局设计的一般方法是，第一依照工艺解析分配相关的运动，选择传动形式和支撑形式，尔后安排控制部位，并拟订在布局上改进部件的的性能和技术经济指标的措施。上诉方法之间有着亲近联系，必要时可互相穿插或并进。尾座体的设计一般卧式车床C0630的尾座体是尾座的主要的机械部分，它是支撑其内部部件的整体框架。能够说尾座体设计的利害，直接影响着后续设计。尾座体在设计时主要参照的是其他同类产品的尾座体和依照生产者在生产中所积累的生产经验，略加改造而成的。一般的尾座其手轮位于操作工人的右手边，而我设计的尾座其手轮则是在操作者的正前面，也能够说是一种构造上的创新，满足不一样操作工人的加工习惯。其他就是，尾座体的壁厚要尽量均匀，这样能够有效的降低其在铸造时的难度，防范产生缩孔、砂眼等影响其外面轮廓与技术要求的要素。同时，拐角处要设计成圆角以减少集中应力。尾座体的资料采用HT200，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。这样能够减少加工量，提高效率。尾座顶尖的设计车床的尾座顶尖，它是在车床加工过程中起到定位作用的重要部件，它能够与主轴一起限制加工部件的自由度，其他还可以够放心工件，所以顶尖的精度经常要求较高，在部件加工过程中要使尾座的轴心线与车床主轴的轴心线保证较高的同轴度与直线度在进行工件的加工过程中一般采用前后顶尖来支承工件，来定位工件的旋转中心并承受刀具在加工过程中所产生的切削力。顶尖是机械加工中的机床的重要部件，它可对端面复杂的部件和不一样意打中心孔的部件进行支承。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。顶尖的锁紧主若是靠顶紧力和加紧机构供应的压力，其主要夹紧工作原搭理在下文中提到。顶尖一般由特地的工厂生产，我们只要依照自己的需要买产品。由于一般卧式车床C0630是中小型机械加工设备，尾座整体尺寸其实不是很大所以选择莫氏6号的顶尖。莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静配合以精准立位。由于锥度很小，能够传达必然的扭距，又由于有锥度，又便于拆卸。利用的就是摩擦力的原理，在必然的锥度范围内，工件能够自由的拆装，同时在工作时又不会影响到使用效果，比方钻孔的锥柄钻。在锥柄上好后，钻头能够将工件钻出需要的孔，而锥柄处不会出现转动现象。又比方钻孔的锥柄钻，若是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地址。支撑件的设计支撑件是设备的基础构件，包括横梁、摇臂、底座、箱体等。这些构件一般都比较大，所以也称大件。支撑件的种类众多。按构造方式可分为机座类、箱壳类、机架类、平板类；按构造可分为整体式和装置式；按制造方法可分为铸造式、焊接式、螺栓式和组合式；按力学模型可分为杆系构造、板壳构造和实体构造。支撑件的主要功用主要包括以下几点。①支撑件安装机器各部件零部件，并承受各种静态力及动向力（切削力）。②保证各零部件间的相对地址精度和运动部件的运动精度。③用作液压油，润滑油，切削液的储藏器。④独立完成某些功能，如托架、支撑套等。支撑件的设计步骤支撑件的构造形状十分复杂，受力条件也很复杂，难以进行吻合实质的简化理论计算。所以，设计时第一依照其使用要求进行受力解析，其次依照所受的力和其他要求，并参照现有设备的同种类件，初步决定其形状和尺寸。对重要的支撑件，在初步选定其形状与尺寸后，可用有限元法，借助计算机进行验算或进行模拟实验，求得其静态与动向特点，并据此设计进行更正或对几个方案进行比较，选择最正确方案套筒搬动的进给机构如上图所示为丝杠螺母构造，本构造主若是为了驱动套筒的运动。进而里面的顶针接踵运动。在加工过程中，特别是在加工一些轴向长度较短的部件时，经常需要搬动套筒顶针来进行工件的精准立位与夹紧，此时若是采用图中所示的构造。则能够大大地简化构造，节约成本，提高效率。控制机构设计控制系统是能够实现人为控制机械运行状态的机构及其装置的组合。机械系统的运动状态如启停、换向，传动系统中传动路线的改变，执行系统的运动方式等都是由控制和控制系统的给定输入决定的。控制机构虽不直接参加机床的工作运动，对机床的精度、刚度和寿命等不产生直接影响，但对机床的布局，使用性能，生产效率及外观造型等都有必然的影响。所以，在确定机床整体方案时，对控制机构加以考虑，并与相关部件一起进行构造设计。控制机构应满足的基本要求：1.轻盈省力。控制系统设计时应尽量减少控制力，有益于提高劳动生产效率和安全性，提高控制系统的矫捷度。手轮与手柄的控制力不应高出GB9061关于控制力的规定。可采用以下措施。选择合适的传动比、杠杆比，合适加长控制手柄或加大手轮直径；将常用的操作件部署在人手所能及的便于控制的地域，还要依照详细情况就位，不应过高、过低或过远。易于控制，便于记忆。为控制方便酣畅，不但要求控制力和控制行程的大小要合适，而且控制件的形状、尺寸、部署、运动方向和各控制件的标志，控制序次都要吻合人体情况和动作习惯。为了减少控制时产生差错和防范事故，可采用以下措施。控制件与运动件的运动方向应一致，手轮、摇把等的旋转方向应吻合操作习惯，即顺时针旋转时，搬动件的搬动方向应为走开操作者或向右；操作手柄的尺寸应与人手相当，不宜过大或过小。控制件定位可靠。变换及换向用的控制机构必定可靠定位，省得工作过程中自动松开。有时控制系统还需有自锁，互锁功能或拥有自动复位功能。其他，依照机床的特点，对控制机构应有不一样的要求。尾座的构造工艺性尾座即铸件的构造是指铸件的外形，内腔，壁厚及壁间的连接形式，加强板筋等。在进行铸件构造设计时，不但要保证部件的使用要求，还要考虑铸件铸造性能要求，以及切削加工对铸件构造的要求，即铸件的构造工艺要求。质量好的铸件应当拥有轮廓清楚，尺寸精准，组织致密，微小颗粒等特点。铸造性能是影响铸件质量的重要要素。一般情况下，应当从以下几个方面考虑：铸件的壁厚应合理。铸件的壁厚越大，金属液流动时的阻力越小，而且保持液态的时间越长，所以有益于金属液充满型腔。但是，随着壁厚的增加，金属液的冷却速度变小，壁厚铸件简单产生缩孔、缩松、晶粒粗大等弊端，进而使铸件的力学性能下降。从这方面考虑，各种铸造合金都存在一个临界壁厚。铸件壁厚应尽量均匀。铸件各处的壁厚若是相差太大，必然会在厚壁处产生冷却慢的热节，热节处最后冷凝得不到充分补偿时，便会产生缩孔，缩松，晶粒粗大等弊端。同时，由于不一样的壁厚的冷却速度不一样样，所以会在厚壁与薄壁之间产生热应力，就有可能以致产生热裂纹。对于壁厚相差较大的铸件，由于缩短不均匀易产生变形。壁间连接要合理。要有铸造圆角；在铸件的转弯处若是是直角连接，则在此处不但会形成热节，简单产生缩孔和结晶单薄区，又应产生应力集中而简单以致结晶单薄处产生裂纹。壁厚与薄壁连接要渐渐过渡。不一样壁厚的连接要渐渐过渡，防范突变；壁间连接应防范交织于锐角两个以上铸件壁相连接处经常会形成热节，若是能够防范交织构造和锐角订交，即可防范缩孔等弊端。套筒夹紧机构的设计在设计套筒夹紧机构时，主要包括了带有一段螺纹的轴以及上下套筒。此机构在工作原理是上下套筒相对运动，挤压里面的套筒，进而使它夹紧。当需要夹紧时，操作手柄，经过机构上套筒碰到压力向下运动，而此时的下套筒由于是和轴螺旋传动。所以下套筒的运动是向上的。在上下套筒的相对运动中，使得中间的套筒夹紧。本构造夹紧力大，且安全可靠，能够达到设计要求。装置构造的工艺性产品的构造工艺性包括产品生产工艺性与产品使用工艺性，前者是指其制造的难易程度和经济性，后则指其在使用过程中保护保养和维修的难易程度与经济性。产品生产工艺性除部件构造的装置工艺性外，还包括产品构造的装置构造的工艺性。在产品的整个生产过程中，机器构造的装置工艺性占有很重要的地位，装置过程的难易，成本的高低，以及机器使用可否优异，在很大程度上取决于它自己的构造，所以，产品构造的装置工艺性也是评定机器设计利害标志之一。装置对产品构造的要求，主若是要简单保证装置质量，装置的生产周期要短，装置劳动量要少，归纳起来，有以下6条要求。⑴构造的继承性要好。能继承已有产品的构造，便于零部件标准化，通用化，系列化，并可减少劳动量，降低成本，提高装置生产率；⑵能分解为若干个独立的装置单元；⑶各装置单元要有正确的装置基准；⑷要便于装置和调整；⑸减少装置时的修配工作和机械加工；⑹满足装置尺寸链“环数最少原则”。四、尾座的设计计算依照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，尾座负重Q/2=1380N尾座主轴伸出尾座体最大长度100mm尾座套筒直径90mm钢的弹性模量E=×106kgf/cm2断面惯性矩I=201×104mm^4顶尖伸出套筒长99mm据公式FcKc(fap)N查表可知单位切削力KC=2305N/mm2f=rap=故切削力Fc=2370N机床加工这样重的工件时，尾座主轴一般缩短在尾座体内，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50mm，悬臂50mm+99mm=149mm。挠度的计算3Pl(23701380)16.932.11062010.000137t0.00000081许用挠度[/t]0.0001~0.0005,所以/t在合理范围之内。2转角的计算Pl22EI(23701380)16.922.11062010.00127许用转角[]0.001~0.005rad,所以在合理的范围之内。五、尾座精度的设计尾座与机床形位公差的确定设计的过程中不但要保证尾架内部各个部件的互相配合关系和配合精度确保尾架座套筒顶尖的正确放心，还要保证尾架体与机床其他部件的配合关系，使尾架体各部件与溜板，主轴的形位精度达到必然的设计标准，减少设计失误。而由于尾座对机床其他部件的几何形状误差以致在对工件的加工过程中使工件的