尾架设计说明书剖析

目录：

一、背景资料 (1)

1.1 选题目的和意义 (1)

1.2 当今机床的技术发展趋势 (2)

1.3 设计的主要研究内容 (2)

二、尾架部分设计 (2)

2.1 总体布局 (3)

2.2 尾座体的设计 (3)

2.3 尾座顶尖的设计 (4)

2.4 支撑件的设计 (4)

2.5 套筒移动的进给机构 (5)

2.6 导轨设计 (5)

2.7 操纵机构设计 (6)

2.8 尾座的结构工艺性 (7)

2.9 套筒夹紧机构的设计 (7)

2.10 装配结构的工艺性 (8)

2.11 尾架工作原理 (8)

三、尾座相关的设计计算与强度校核 (9)

3.1 挠度的计算 (10)

3.2 转角的计算 (10)

3.3 钻削力的计算与功率 (10)

3.4 主要零件强度校核 (11)

四、尾座精度的设计 (12)

4.1 尾座与机床形位公差的确定 (12)

4.2 底面及立导向面形位公差的确定 (12)

一、背景资料

1.1 选题目的和意义

机械制造业是国民经济的基础产业,它的发展直接影响到国民经济各部门的发展,也影响到国防力量的加强,因此,各国都把机械制造业的发展放在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧,各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中,作为竞争取胜的重要段。

金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。它是用来制造机器的机器，所以又称为“工业母机”或“工具机”，习惯上简称为机床。金属切削机床是用来加工机器零件的主要设备，约占机器总制造量的 40%—60%。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术设备的任务，是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床工业则是机械制造上业的基础，一个国家机床上业的技术水平在很大程度上标志着这个国家的上业生产能力和科学技术水平。所以，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着重要的作用。

车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机。主要分为：主轴箱（床头箱）、尾架、光杠、丝杠、溜板箱、床身、进给箱（走刀箱）、刀架。

尾架是车床上的重要的部件之一，它在机床上起到了关键作用。尾架体安装在机床的右端导轨上，尾架上的套筒可以安装顶尖，以支承较长的工件的右端、安装钻头、绞刀，进行空加工，也可以安装丝锥攻螺纹工具、圆柱牙套螺纹工具加工内、外螺纹。尾架体可以沿尾座导轨作纵向调整移动，然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置，摇动尾座手轮可以实现对工件的顶紧、松开或对工件进行切削的纵向进给。

在这样一种背景下，我的课题选择为卧式车床尾座结构的设计，用以提高生产效率，产品质量，降低工人劳动强度及降低企业成本。此外，力求完成课题之余，熟悉国内外机床行业的现状及发展趋势,增强对如何发展民族机床产业的感性认识。

1.2 当今机床的技术发展趋势

（1）高速高效仍是当今机床的主要发展趋势

国外的加工中心，主轴转速均已达12000r/min—20000r/ min，快速行程为40 m/ min —60 m/ min，换刀时间为 1. 5s—3s。上海明精机床有限公司推出的电主轴数控机床H M—077/ 25T 和HY—009,其主轴转速也分别达到了10000 r/ min 和5000 r/ min。机床高效的另一个标志是复合加工，

（2）环保机床是21世纪机床的发展重点之一。

当今世界，保护环境，建立可持续发展的生态环境正日益受到全世界的重现。

1.3 设计的主要研究内容

（1）根据整体结构要求，设计出与其相符合的尾座，使其满足精度等众多要求，比如直线度，平面度，垂直度等精度要求。以使尾座结构达到预期的要求。

（2）分析搜集相关的资料包括国内外机床，特别是普通卧式车床的发展现状和发展方向；夹紧机构与进给系统的基本资料和相关参数等；相关车床尾座的图纸资料及技术要求等。

（3）大致确定尾座的布局方式包括主要机构的配置形式及选择相应的标准件与外购件的技术规范。

（4）尾座部分的相关设计及计算套筒、尾座体的设计，挠度、转角、钻削力、钻削力的效率、以及主要零件的强度校核。

（5）尾座精度的确定包括尾座体表面粗糙度的确定、尾座与机床形位公差的确定、底面及立导向面形位公差的确定。

二、尾架部分设计

尾座是车床的重要附属部件，其主要作用是在加工特别是轴类零件时，可以定心，同时具有辅助支撑和夹紧的功能。车床的尾座采用的结构设计合理，动、静刚度好，精度高。套筒和尾座的移动均为机械传动，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。这种结构的尾座优点在于：

(1)精度保持性好，刚度高、精度高，抗震性能好，尾座采用低应力高强度灰铸铁HT200，经良好的人工时效处理，热变形小，在加工大工件和大额切削力

的情况下。尾座结构整体变形小，抗振性能好，满足普通卧式车床精度检验标准的标准。

(2)结构简单、优化、合理，这种结构的尾座，其加工，装配工艺性好，节约了加工、装配总费用，降低了尾座的总重量和总成本。

下面详细介绍该车床尾座几个主要部分的设计

2.1 总体布局

经工艺分析后，确定出尾座所需的运动，如何实现这些运动，由哪个部件产生运动以及怎样产生所需的运动，运动控制，机床操作位置等，都是总体布局所要考虑的问题。总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位置关系，同时也要确定其它机构的配置，并作出部件的联系尺寸图。

总体布局的基本要求有以下几点。

1.保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。

2.保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度与抗振性，使用方便。具体的说，就是便于操作，调整，修理机床；便于输送，装卸工件，排除切屑。

3.经济效果好，如节省材料，减少机床占用面积等。

4.造型美观。

总体布局设计的一般方法是，首先根据工艺分析分配相关的运动，选择传动形式和支撑形式，然后安排操纵部位，并拟定在布局上改善部件的的性能和技术经济指标的措施。上诉方法之间有着密切联系，必要时可互相穿插或并进。2.2 尾座体的设计

尾座体是尾座的主要的机械部分，它是支撑其内部零件的整体框架。可以说尾座体设计的好坏，直接影响着后续设计。尾座体在设计时主要参考的是其它同类产品的尾座体和根据生产者在生产中所积累的生产经验，稍加改造而成的。尾座其手轮位于操作工人的右手边。另外就是，尾座体的壁厚要尽量均匀，这样可以有效的降低其在铸造时的难度，避免产生缩孔，砂眼等影响其外部轮廓与技术要求的因素。同时，拐角处要设计成圆角以减少集中应力。尾座体的材料采用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。这样可以减少加工量，提高效率。