（毕业设计全套）Φ630mm的数控车床总体设计及液压尾座设计（打包下载）

可以通过液压油的流入与流出在孔内来回移动，当液压有流入时主轴向后缩回，当液压油流出时主轴向前运动，主轴内有活塞，因为活塞与主轴内壁接触，密封性较好，保证主轴运动灵敏性较好。

.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，它可以帮助主轴起限制的工件的自由度，并起到定心的作用，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。

顶尖的端可顶中心孔或管料的内孔，另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，加工时般紧缩在尾座套筒内。

顶尖般由专门的工厂生产，我们只要根据自己的需要买产品。

由于数控车床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号的顶尖。

莫氏锥度是个锥度的国际标准，用于静配合以精确定位。

由于锥度很小，可以传递定的扭距，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。

.螺塞缸的设计液压缸的工作原理它的最基本个部件，缸筒和缸盖活塞和活塞杆密封装置缓冲装置排气装置。

每种缸的工作原理几乎都是相似的，拿个手动千斤顶来说它的工作原理吧，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手动泵使液压油经过个单向阀进入油缸，这时进入油缸的液压油因为单向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.此尾座的螺塞缸是安装螺塞的，当拧动螺塞时，螺塞再推动顶杆向前运动，进而退出顶尖，螺塞缸还有个作用就是固定活塞，使活塞不动主轴来回运动，起支撑主轴的作用。

.尾座导轨的设计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大结构简单，便于加工安装调配调整和维修，成本低等要求。

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。

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，因为铸铁是种成本低，有良好的减振性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。

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，也定要采取不同的热处理方式以使其具有不同的硬度。

灰铸铁常用的牌号是。

在较好的润滑与防护条件下，具有定的耐磨性。

适用于不经常工作且对精度保持性要求不高的导轨。

孕育铸铁常用的牌号是。

耐磨性高于灰铸铁，但较脆硬，不易刮研，且成本较高。

常用于较精密的机床导轨。

耐磨铸铁中应用较多的是高磷铸铁磷铜钛铸铁及钒钛铸铁。

与孕育铸铁相比，其耐磨性提高倍，但成本较高，常用于精密机床导轨。

通过对材料的类比，由于我设计的是液压尾座，考虑价格等原因，选用灰铸铁作为导轨材料。

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，我选择三角形导轨。

选择三角形导轨的原因是它的导向性和精度保持性都比较高，当导轨有了磨损时会自动下沉补偿磨损量，矩形导轨存在侧向间隙，必须用镶条进行调整。

燕尾形导轨刚度较差，加工检验和维修都不大方面。

综以上些因素我选择三角形导轨。

.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。

主轴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，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号的顶尖，因此，套筒前端的套筒孔的锥度也为莫氏锥度号锥度。

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.，端面径向跳动公差为.。

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。

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，而滑键可做得短些.同时为了防止滑键的转动在将滑键固定好以后要采用定的防转动措施，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使顶尖伸出套筒长度达到设计要求的长度，即。

使滑键在滑动中顺利。

因此，滑键槽的长度取。

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.。

配合套筒在工作中主要有两种配合要求。

其，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。

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.圆柱度为.。

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。

推荐表面粗糙度值选择.。

密封及偏心轴的设计尾座主轴与活塞的密封尾座主轴与活塞的密封采用的是橡胶密封圈，螺塞缸与活塞也是采用的橡胶密封圈，此密封圈的特点是耐油耐热耐磨耐老化，质优价廉。

偏心轴的设计在尾座的后半部分，有个手柄是短暂的控制尾座在导轨上的运动，即使尾座停在导轨上，此原理离不开偏心轴，首先偏心轴固定在尾座体上，手柄固定在安装偏心轴的套筒上，当摇动手柄时，手柄带动偏心轴，偏心轴通过拉杆使压板压紧压板，压板紧紧压在导轨上使尾座停止。

手柄旋转的角度很小，使偏心轴旋转的角度也很小，在偏心轴的最高处达到极限。

如果使用普通的圆轴不能拉动拉杆，起不到固定尾座的作用。

.挠度转角锁紧力的计算及校核根据工件最大长度和最大旋转外径假设工件最大重量顶尖和三爪卡盘支撑工件可简化为简支梁，因此尾座负重尾座主轴伸出尾座体最大长度尾座套筒直径钢的弹性模量断面惯性矩顶尖伸出套筒长根据公式查表可知单位切削力.故切削力机床加工如此重的工件时，尾座主轴般紧缩在尾座体内，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，即伸出，悬臂。

挠度的计算许用挠度在范围之内。

转角的计算.许用转角，在范围内。

压板处螺栓的选择及校核在机床尾座上通过组两个相同的螺栓连接尾座和导轨的，并用压板固定。

压板的作用是连接尾座和导轨，并通过连接螺栓的紧固或松开来确定尾座在导轨上的位置。

由于螺栓需支撑的强度比较大并且其长度大于，而的螺栓的长度最高为，因此我们选的螺栓，下面我们来确定连接螺栓的直径。

选用螺栓的材料为号钢，则许用抗拉强度，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，即，根据金属切削原理与刀具切削时产生的轴向分力，.。

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。

，取摩擦系数为。

由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因为压板与导轨之间的连接形式为松连接，由公式于是可得.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来确定，图上有三个螺栓分别取。

第章数控硬件电路设计对机床控制进行调整。

任何个数控系统都由硬件和软件两部分组成，在处理信息方面，软件和硬件对要完成的任务是等价的，硬件处理速度快，线路复杂，软件设计灵活，适应性强，但速度较慢。

随着高性能微处理器的诞生，现代数控已越来越倾向于软件控制。

数控系统最核心的控制是位置控制，最重要的运算是插补运算，最主要的数据处理是刀具补偿。

位置控制的实质就是位置负反馈，即指令位置和实际位置进行比较，用位置偏差进行控制插补运算就是根据加工程序所确定的坐标点，通过定的运算法则实时获得位置指令刀具补偿就是要解决编程轨迹和刀具中心不相符的矛盾。

.硬件电路设计数控系统的硬件结构数控系统根据其使用单片机结构的划分，般可分为单微处理器和多微处理器结构两大类。

单微处理器数控系统由于结构简单，价格便宜，在些标准型数控系统中应用广泛。

多微处理器数控系统可以满足当今数控机床高速度高精度和许多复杂功能的要求，代表当今数控发展的水平。

根据设计任务要求，本设计将采用较经济的单微处理器数控结构，对于般切削加工而言，其速度和精度已能满足实际要求。

数控机床单微处理器硬件结构电路概括起来有以下几个部分组成中央处理单元总线，包括数据总线地址总线和控制总线存储器，包括只读可编程存储器和随