Φ600mm的数控车床总体设计及液压尾座设计.docx

1、600mm的数控车床总体设计及液压尾座设计毕业设计说明书设计题目：600mm的数控车床总体设计及液压尾座设计 学 生 班 级 学 号 指导教师 继 续 教 育 学 院二零一三年十月摘 要数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。本设计是对600MM数控车床主要进行尾座设计。液压尾座设计的主要内容是尾座体、套筒、顶尖、尾座孔系、尾座导轨，挠度、转角、液压缸内径及压板处螺栓直径、锁紧

2、力的计算及校核。其中选择莫氏4号锥度的尾座顶尖，是利用莫氏锥度自身的结构特性来卡紧尾座顶尖的，它解决了顶尖在工作时会出现松动或转动现象。在套筒中设计了滑键槽和顶尖顶出孔，解决了顶尖在工作时会随套筒转动从而影响工件的加工精度；还在套筒中设计了顶卸的装置，便于顶尖的拆卸。关键词：数控车床，数控，液压尾座AbstractNC machine tool is the digital process control machine tool, is an automated machine tools, CNC technology is the core of numerical control ma

3、chine tool research, is the manufacturing industry that realizes the automation, network, flexible, integrated foundation. With the development of manufacturing technology, modern CNC machine tools with the aid of the modern design technology, process intensification and the new function part make m

4、achine processing range, dynamic performance, the processing precision and reliability are greatly improved.The design of 600MM lathe numerical control transformation. Hydraulic tailstock design are the main contents of the tailstock body, sleeve, top, tailstock hole of tailstock guideways, deflecti

5、on angle, inner diameter of the cylinder and the pressure plate, the diameter of the bolt locking force calculation and verification. The choice of Morse No. 4 taper of tailstock center, is the use of Morse taper their structural properties to clamp the tailstock top, which solves the problem of the

6、 top in the job will appear when loosening or rotation phenomenon. In the sleeve design of slide key groove and the top spire hole, resolved the top when working with the sleeve to rotate so as to influence the machining precision of the workpiece; still sleeve design top unloading device for removi

7、ng, top.Key words: CNC lathe, CNC, hydraulic tailstock 第1章 数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数控机床可以较好的解决形状复杂、精密多品种及中小批零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，随着制造技术向自动化、柔性化方向的发展，当前机床的数控化率已经成为衡量一个国家制造工业水平的重要标志。机床的数控化设计一般是指对现有某台车床的某些部位做一定的装，配上经济型数控装置或标准型数控数控系统，从而使原机床具有数控加工能力。这种技术工作有其独特的特点。1.2 数控机床的工艺范围及加工精度数控车床用途广泛，不仅可以加工各种平面、沟槽、螺旋槽

8、、成型表面和孔。而且还能加工各种平面曲线和空间曲线等复杂型面。适用于各种模具、凸轮、板类及箱体类零件的加工。随着计算机技术应用到机床上，机械产品的质量在很大程度上不再依赖于机床操作者的操作水平，能实现复杂零件的加工。1.3 数控机床的经济分析 近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段、六代的发展。（1）硬件数控阶段50年代至70年代初期，计算机的运算速度低，不能适应对机床进行实时控制的要求，人们不得不采用数字逻辑电路搭成机床专用的计算机，作为数控系统，被称为硬件数控系统。随着元器件的发展，这个阶段经历了三代：1) 1952年开始的第一代电子管元件。2）1959年开始的第二代晶体管元件。3) 19

9、65年开始的第三代小规模集成电路。（2） 软件数控阶段 软件数控阶段也叫计算机数控(CNC)阶段，是数控系统的第二阶段(1970年现在)，这个阶段同样经历了三代：1)1970年开始的第一代小型计算机。2)1974年开始的第二代微处理器。3)1990年以后的第三代PC机。 从1970年开始，通用小型计算机业己出现，并成批生产，它比专用计算机成本低，可靠性高，数控系统进入CNC阶段。1971，产生了微处理器，1974年，微处理器被应用于数控系统，1990年，PC机的性能已发展到很高的阶段，可满足作为数控系统核心部件的要求，而且PC机生产批量大，价格便宜，可靠性高，数控系统从此进入基于PC的阶段。

10、数控系统经历了几十年来的发展，到了20世纪70年代后期，才从根本上解决了可靠性低、价格昂贵、应用不便等关键问题。因此，即使在工业发达国家，数控机床也是在70年代末80年代初才开始得到大规模应用和普及的。1.4 数控技术的发展趋向随着计算机技术及信息处理的发展,数控技术未来发展的趋势主要体现在以下几个方面：（1）开放式、低成本、高可靠性PC机所具有的人机界面将普及到所有的数控系统，远程通讯诊断和维修将更加普遍。（2）高速化、高精度数控系统高速处理并计算出伺服电机的移动量，并要求伺服电机能高速度地做出反应，为使在极短的时间内达到高速度和高速度下实现高定位精度，必须具备高加减速和高精度的位置检测系统

11、和伺服品质。（3）智能化(1)应用自适应控制技术、数字伺服驱动装置 数控系统能检测加工过程中的一些重要信息并自动调整系统的有关参数，使机床处于最佳工作状态。2)引入专家系统指导加工、故障诊断将熟练工人和专家的经验、加工的一般规律与特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。（4）网络化通过网络连接，构成一个整体的系统解决方案，通过网络高速传输数据，进行整体化、一元化管理。（5）直线交流伺服系统 直线交流伺服系统是21世纪数控机床不可缺少的功能部件。目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究，开发和推广应用。1.5 国内外现状当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相

12、发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。赶上计算机体系结构前进的步伐、加快数控系统的开发速度，已成为数控发展的最主要趋势。以第四代计算机的工程结构和微电子工艺技术为基础，充分利用现有微机的硬件、软件资源，发展总线式、模块式、开放型、嵌入式的柔性数控系统，使之既适合加工复杂零件、分机床用的数控系统的组成，又适合未来自动化升级时功能可扩展的要求。 我国数控系统发展具有以下3个特征:(1)高档数控系统技术已经突破。如华中I型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在1.67m/s以上，具有较强的通信、管理功能。(2)普及型数控系统技术已经成熟。如北京机床研究所的

13、BS91系统，这些系统一般配有CRT显示器，可配置直流和交流司服驱动，24轴联动。(3)经济型数控系统仍有广阔的市场前景。由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。比较典型的有南京大方的JWK系列。我国是机床生产大国，又是使用大国。数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，但是大量的通用机床不可能全部淘汰。 因此，把机床设计为数控机床则不失为是一条提高数控化率的有效途径，机床设计花费少，设计针对性强，时间短，设计后的机床大多能克服原

14、机床的缺点和存在的问题，生产效率高。1. 6本章小结本章节首先介绍了数控技术的背景发展历程，进而分析了数控技术的国内外现状及未来趋势，最后介绍了研究的主要内容和意义。第2章 数控机床总体方案的制订及比较 2.1 总体方案设计内容(1) 数控机床工作原理：数控机床加工零件时，首先应编制零件的加工程序，这是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变化、起停，进给运动的方向、速度和位移量以及其它如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的开、关等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格的按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。(2) 数控机床的

15、组成：数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成，其组成框图如图2-1 图2-1数控机床的组成图一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。比较项目方案一方案二确定后的方案具体原因主轴箱分级变速采用调速电机+齿轮传动采用三相异步电机+减速器方案一变速级数比较多满足多种加工需要，也符合任务书要求进给机构滚珠丝杠+步进电机滚珠丝杠+伺服电机方案一脉冲当量步进电机控制的准确刀架四工位回转刀架六工位回转刀架都可以各有各的好处尾座液压尾座手动普通尾座液压尾座可通过数控系统调整方便数控系统8位单片机16位单片机方案一基本需求可以满足2.1.1系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。2.1.2控制方式的选择系统可分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。开环控制系统中，没有检测反馈装置，数控装置发出的信号的流