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一种数控车床伺服驱动尾座的结构设计研究
王翔虎|通用技术集团大连机床有限责任公司
摘要：本文章介绍了一款面向自动线中使
用的高自动化程度的数控车床，为了满足在自
动线里加工零件的要求，要求尾座可实现完全
自动化，所以选用伺服电机驱动的尾座，可满
足客户更高的要求。
关键词：伺服电机；尾座；驱动；丝杠
随着数控车床的飞速发展，客户对数控车
床的要求也在不断的提高，因此数控机床的发
展总是在朝着高自动化和高加工效率以及多种
加工的方向发展，而传统的手动尾座在这些方
面就存在着很多弊端，包括移动速度低、需要
人工手动操作、提供顶紧力方式繁琐等。
1端盖2尾座体3顶尖套筒4顶尖5法兰盘
本文介绍了伺服电机驱动的尾座结构设
6丝杠7丝杠螺母8驱动电机系统
计，来实现高速、高效、高自动化的工件顶紧
图1尾座的结构示意图
功能。
1尾座的结构型式
尾座是数控车床的主要部件。如图1所示，
尾座体2后端装有端盖1，前端装有顶尖4和
顶尖套筒3；下端由法兰盘5将丝杠螺母7固
定在尾座体2上；丝杠6连接在丝杠螺母7上，
丝杠6另一端连接在驱动电机系统8上。
顶尖套筒与顶尖之间的连接是用莫氏5的
锥孔连接，因为莫氏锥孔的锥度一般在3度左
右，因此它的自定心能力和自锁能力比较好，
而顶尖套筒和尾座体之间的连接用的间隙配1驱动电机2电机座3联轴器
合，端面用螺钉固定在尾座体上。4锁紧螺母5法兰盘6角接触球轴承
2尾座结构的驱动设计
图2尾座驱动电机端结构设计示意图
2.1尾座驱动的丝杠选型
驱动系统的设计首先进行丝杠的选型，通
4结束语
过想要达到的最大快移速度来选定丝杠的导程空心轴杠的长度代替了无法使用到的丝杠长
及丝杠外径，根据丝杠的参数来确定丝杠的安[2]
度，从而降低了制造成本。由于现代数控车床加工效率的提高，机床
装方式，通过危险速度的计算得出安装方式为2.3尾座驱动电机端结构设计
对尾座要求也越来越高，采用这种伺服驱动尾
一端固定和一端自由，这里驱动电机通过联轴驱动电机1通过联轴器2和丝杠连接，固
座它的自动化程度比较高，适合在自动线中使
器和丝杠一端连接，形成一端的固定端，而丝定端是由三个角接触球轴承6支撑，通过法兰
用，并且它的整个运动都是由电机控制完成，
杠的另一端为自由端。然后通过负载再校核一盘5压住轴承外环，锁紧螺母4压住轴承内环
下丝杠的使用寿命，最后计算出丝杠的驱动扭来固定轴承，轴承的排列方式采用DFD面对取消了传统的液压顶紧装置，简化了结构还很
矩，跟伺服电机的额定扭矩进行对比，确定丝
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