（毕业设计全套）数控车床尾座套筒液压装置设计（打包下载）

在承受最大工件重量和最大额定切削力的情况下芯轴结构选用高精度的进口轴承支承。

结构更加简单优化合理，整体式尾座将分体式尾座上下体合为个尾座整体，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。

下面将从尾座座体，尾座主轴，尾座顶针，尾座导轨设计。

.液压尾座箱体设计尾座体的材料采用，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。

在铸造设计过程中应注意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。

将尾座箱体固定在导轨上，这样才能使尾座工作。

从尾座上为导轨加润滑油，油杯选择为直径为，此油杯为压配式压注油杯，此油杯使用比较方面，当润滑主轴时只需将油口对准油杯口即可往里注油，不用拆装尾座即可起到润滑的作用。

此尾座壳体的前面有防尘罩，此防尘罩的作用是防止主轴伸出时有杂质粘在上面，也防止杂质渗入影响主轴伸出的速度及稳定性。

此键的作用是固定主轴，使其不能左右旋转只能伸缩，在其旁边有定位螺钉，此作用是将键牢牢固定于壳体，防止键定位不准。

.尾座顶尖的设计顶针是定位工件，它安装在尾座前端轴内的套筒，并起到定心的作用，因此要求具有较高的精度。

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。

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。

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。

如图.所示。

图.莫氏号顶尖.尾座主轴的设计液压尾座主轴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起转动。

顶尖在顶着工件加工时也不会随工件起转动了。

从而提高了套筒的使用寿命。

由于顶尖是利用莫氏锥度本身的结构特性卡紧的，但是在工作中需要拆卸顶尖，因此需要在尾座体的后面设计了螺塞，当向内拧动螺塞时，螺塞推动顶杆向前运动将顶尖顶出，为了使套筒不随工件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。

尾座主轴的尾部与固定环相连。

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。

.尾座导轨的设计导轨是引导机床运动部件作直线，并承受运动部件包括工件的重力和切削力。

导轨通常分为开环和封闭环，直角形，燕尾形等结构，常见的导轨如图.，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。

图.常见导轨导轨的材料，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。

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。

材料以铸铁为例，铸铁是种成本低，良好减震性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料。

导轨常用的铸铁材料有灰铸铁孕育铸铁和耐磨铸铁等。

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。

床上最常用的导轨形式是镶钢导轨，它的使用已有很长的历史。

镶钢导轨是导轨系统的固定元件，其截面为矩形。

它可水平装在机床的床身上，也可以与床身铸成体，分别被称为镶钢式或整体式。

镶钢式导轨是由钢制成的，经淬硬和磨削。

硬度在洛氏硬度度以上把镶钢导轨用螺钉或粘结剂环氧树脂贴在机床床身或经刮研的立柱配合表面上，确保导轨获得最佳的平面度。

这种形式，维修更换方便简单，很受维修工人的欢迎。

整体导轨或铸造导轨，即钢导轨与底座铸成体，加工后再经精磨到要求的尺寸和光洁度。

导轨必须经过火焰淬火提高表面硬度，以提高导轨的耐磨性。

床身般为球墨铸铁，当然球墨铸铁的硬度比不上钢，整体导轨可以重新修理和淬硬，但更换它几乎是不可能的。

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，必须用镶条进行调整。

.尾座孔系设计根据实际使用要求，尾座孔系大致可分为两类.为了保证定位基准面的定位精度。

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.各加工表面自身的尺寸精度几何形状精度和表面粗糙度。

根据技术参数的要求，确定套筒直径为。

尾座主轴在工作中主要有两点配合要求套筒与尾座体的配合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，下面分别对其进行说明。

套筒与尾座体的配合套筒与尾座体的配合采用基孔制，考虑到经常拆除，因此采用间隙配合，但是需要保证良好的导向定位精度，因此但间隙很小，间隙量为.。

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.。

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.。

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.。

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。

孔和键的设计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.。

尾座精度的设计.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。

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.尾座体两端都有配合要求，因此我们选择粗糙度值取.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.并刮研。

.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，使尾座体各部件与溜板，主轴的形位精度达到定的设计标准，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。

.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.，与立导向面的垂直度是.。

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。

结论本课题研究的主要目的是设计出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。

数控机床变档卡紧及