摘要：尾座体芯轴深孔改为短孔、解决了深孔和交叉孔加工困难的难题，改善加工工艺性和装配工艺性，尾座套筒改为顶尖套、提高了尾座支撑刚度，同时可实现了尾座体与顶尖套装配的互换性，为数控机床沿用传统尾座结构的设计模式探索一条新的途径。
　　关键词：直线度；配合间隙；互换性；切削刚性
　　前言
　　近年来，我厂数控机床发展迅猛、整体设计水平不断提高，尤其自主研发了i5智能机床更凸显数控机床功能的强大，然而数控车床的“尾座”部件大部分依然沿用普通车床尾座的结构模式。它工作性能已不能符合数控机床的精度要求，在切削工作中发现：靠近尾座支撑端的加工表面质量远不如主轴端的表面质量好、甚至会出现明显的切削震纹，工件两端的加工质量有明显差异，这是传统尾座因补充普通车床的加工功能而造成的工作刚性缺陷所致。
　　普通车床中具备钻、扩、饺的加工功能，尾座芯轴设计需较大的行程来满足钻孔、扩孔、较孔的工作进给，尾座芯轴与尾座体有较长的滑动配合面积、因深孔的直线度、圆度、锥度的精度加工难度大、配合间隙控制不能过小、芯轴与孔壁贴合率较差、在单端（闸块）结构锁紧的状态下、尾座的支撑刚度大打折扣、在切削过程中尾座芯轴六个自由度控制不良，产生震动、影响零件加工的表面质量，制造上为了保证心轴滑动的配合间隙、多以配做工艺完成、限制了零件的互换性装配和生产效率、在尾座仅作为工件支撑的单一功能的数控机床上、可以进行改进和优化。
　　1.传统尾座结构缺陷分析
　　1.1尾座芯轴与尾座体为小间隙滑动配合结构、由于深孔加工直线精度控制困难、加工难度大，在设计公差内尾座芯轴装配中经常出现芯轴无法通过深孔的问题、造成返修1.2传统尾座为前端锁紧块锁紧结构、当锁紧块锁紧时、芯轴被顶靠在一侧孔壁上，压点与支点呈对称压紧、芯轴两侧圆周存在悬空间隙、芯轴定位接触面积小，抗震性不良
　　1.3尾座芯轴在前端一点锁紧、芯轴两端可绕锁紧点在间隙内摆动，芯轴抗弯性能较差、切削中芯轴极易产生颠覆震动，是造成尾座端支撑刚度不足因素主要之一。
　　1.4尾座芯轴和尾座体孔径磨损后间隙不能补偿、增大的间隙无法修复、工作精度寿命短。（见图四）
　　1.5传统尾座是靠床鞍拖动或者是手推尾座到达工作区域，然后液压或手动移动芯轴使顶尖顶工件，再将锁紧块手动锁紧后进行工作。
　　2.新型尾座结构优点分析
　　新型尾座对传统尾座结构存在的缺陷和工艺性不良等问题进行了研究和改进；在数控车床上尾座仅是工件的支撑机构、完全可以简化掉钻、扩、饺任务的多余功能、重点提高数控车床支撑刚性和优化工艺性为设计目标。
　　新型尾座结构实现了全自动驱动，新结构台尾通过液压驱动直线导轨实现自动前进和后退进行工作。
　　本新型结构是将尾座芯轴改进为顶尖套结构，刚性明显提高（见图五）
　　新型尾座优点
　　（1）尾座体中的深孔改为短孔，改前φ75H7×380，改进后φ66H7×30，孔加工长度是原来的1/12，加工工艺性好。
　　（2）取消台尾芯轴，将可前后移动的芯轴改成顶尖套结构，尾座顶尖套采用与尾座体孔小的间隙配合，端面定位，这样装配后与体形成一体，刚性强。
　　（3）减少制造工艺中的配作环节、实现零件装配互换性。
　　（4）操作更便捷，新结构台尾通过液压驱动直线导轨实现自动前进和后退进行工作。
　　3.结语
　　为了提高数控机床产品的性价比，需要寻找加工简单、装配方便、零件通用的设计思路。数控机床尾座主要功用是支撑工件，只要满足顶尖顶入和脱开工件即可，可以简化和缩小工作结构。顶尖套的尾座结构，明显提高了尾座的支撑刚度、是缩小尾座与主轴箱抗震差距的较好途径，依靠此思路；将i5智能数控机床尾座设计成整体结构，减少了尾座芯轴与尾座体加工、装配误差，同时该结构也减少装配操作者劳动强度，实现以磨代刮，装配和维修都方便大大提高了生产效率和尾座的工作刚度，现已应用的沈阳机床i5T2、i5T3系列的智能数控机床中，受到所有用户的青睐。
　　注：本文由重大专项（2013ZX04011-011）资助。