Φ400mm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：Φ400mm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

摘 要

本课题的目的在于设计出与数控车床Φ400MM相匹配的液压尾座系统。本课题将以车床Φ400MM的液压尾座为研究对象，设计出符合数控车床Φ400MM的液压尾座。

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，包括国内外数控机床的发展现状及趋势；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。

Φ400MM数控机床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：Φ400MM车床，数控，滚珠丝杠，步进电动机，尾座

目 录

第1章 概述 .............................................................................................................................. 1

1.1 数控机床的特点 ......................................................................................................... 1 1.2数控机床的工艺范围及加工精度 .............................................................................. 2

1.2.1工艺范围 ........................................................................................................... 2 1.2.2加工精度 ........................................................................................................... 2 1.3数控机床的经济分析 .................................................................................................. 3 1.4 数控机床的发展趋势 ................................................................................................. 3 1.5 数控车床前景 ............................................................................................................. 4 第2章 数控机床的总体方案制定比较 .................................................................................. 5

2.1总体方案设计 .............................................................................................................. 5 2.2 Φ400MM车床的设计参数 ...................................................................................... 5 2.2 数控机床的总体方案制定比较 ................................................................................. 6 第3章 机械系统的设计方案 .................................................................................................. 8

3.1主轴系统的方案 .......................................................................................................... 8 3.2安装电动卡盘 .............................................................................................................. 8 3.3换装自动回转刀架 ...................................................................................................... 8 3.4螺纹编码器的安装方案 .............................................................................................. 8 3.5进给系统的与设计方案 .............................................................................................. 9 3.6 尾座与设计方案 ......................................................................................................... 9 第4章 液压尾座总体设计 .................................................................................................... 10

4.1 设计方案确定 ........................................................................................................... 10 4.2设计方案论证 ............................................................................................................ 10 第5章 尾座各部件的设计要求 ............................................................................................ 12

5.1尾座体的设计 ............................................................................................................ 12 5.2尾座主轴的设计 ........................................................................................................ 13 5.3尾座顶尖的设计 ........................................................................................................ 13 5.4螺塞缸的设计 ............................................................................................................ 14 5.5尾座导轨的设计 ........................................................................................................ 14

5.6 尾座孔系设计 ........................................................................................................... 15

5.6.1主轴孔的设计 ................................................................................................. 15 5.6.2孔和键的设计 ................................................................................................. 15 5.6.3配合 ................................................................................................................. 16 5.6.4密封及偏心轴的设计 ..................................................................................... 17

第6章 液压尾座的总体设计 ................................................................................................ 18

6.1液压尾座的设计要求 ................................................................................................ 18 6.2设计基本参数 ............................................................................................................ 18 6.3机械结构 .................................................................................................................... 18 6.4液压油缸的选定 ........................................................................................................ 19 6.5压紧螺栓的校核 ........................................................................................................ 20 6.6计算液压油缸顶紧力 ................................................................................................ 20 6.7 顶尖的设计 ............................................................................................................... 20 6.8 尾座芯轴的设计 ....................................................................................................... 21 6.9尾座体的设计 ............................................................................................................ 21 6.10电器系统操作 .......................................................................................................... 21 第7章 数控硬件电路设计 .................................................................................................... 22

7.1硬件电路设计 ............................................................................................................ 22

7.1.1 数控系统的硬件结构 .................................................................................... 22 7.1.2 数控系统硬件电路的功能 ............................................................................ 22 7.2关于各线路元件之间线路连接 ................................................................................ 23 7.3关于电路原理图的一些说明 .................................................................................... 24 总 结 ........................................................................................................................................ 27 参考文献 .................................................................................................................................. 28 致 谢 ...................................................................................................................................... 29