南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第1頁1前言1.1課題名稱及其具體要求1.1.1課題名稱車床主軸箱箱體左側8-M8螺紋攻絲機設計1.1.2題目內容及要求本題目的主要內容是設計一臺能加工88M的通孔，總共八個孔的右側面螺紋攻絲機，機床類型為臥式單面，液壓驅動，由PLC控制，一臺機床年產量為3-6萬件。其余設計內容均自定。1.1.3實驗、數據及圖紙要求本設計完成后必須包括被加工零件工序圖、加工示意圖、機床聯系尺寸總圖、組合機床多軸箱圖、夾具裝配總圖、液壓系統原理圖、控制系統原理圖各一張，折合A0圖紙共4張。此外，設計說明書需1.5萬字。1.2研究目的及意義目前，組合機床的需求量很大，國家鼓勵其出口。而國內汽車工業的迅速發展也勢必導致各類零部件加工量的增大。因此，組合機床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優點就顯得猶為突出。本設計就是在攻絲組合機床的設計基礎上，將PLC控制技術和液壓控制技術應用到其中，以便進一步提高組合機床的自動化程度。1.3國內外同類研究概況1國外研究狀況1952年美國生產出了第一臺數控機床，此后，日本、德國、意大利等國家的一些木工機床的制造廠家應用機電一體化技術，相繼推出了各種先進的機床。目前，螺紋加工機床已經與液壓系統，氣壓系統和數控系統結合生產出了很多先進的攻絲機，例如：西班牙的才CMA攻絲機系列，等等。目前，機床加工正在向復合化，高速化，精密化，高效能化，智能化，環保化方向發南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第2頁展而螺紋加工正在向高效率，高自有度，高生產率，高自動化，高定位速度和高切削速度，低成本方向發展。2國內研究狀況我國自改革開放以來，雖然機床加工機械的技術水平及產品質量有著顯著的提高，但與先進的發達國家相比差距較大，主要存在的問題有：水平低、仿制多、品種少、自動化程度不高，外觀質量不高，機床機械合格率低，遠低于同類機械產品的平均合格率。螺紋加工機床和其他機床一樣發展緩慢。國內生產的中檔普及型數控機床的功能、性能和可靠性方面已具有較強的市場競力。但在中、高檔數控機床方面，與國外一些先進產品相比，仍存在較大差距。螺紋加工的數控化程度也很低。雖然我國現在的水平很低不過我們有很好的發展前景：首先，我國的政策調整有利于車床行業的發展；第二，產業轉移給車床行業的發展帶來了機遇；第三，下游行業成長較快；第四，數控車床消費增長較快。而螺紋加工的攻絲機只是車床中的一個部分，當然也具有很好的發展前景。目前國內有很多的組合機床仍然采用繼電器控制，使用不便，且較為落后。而國外同行業則較多采用PLC先進技術集成控制來實現生產自動化，已形成一系列自動化程度較高的生產流水線，大大提高了生產效率和節省了成本。南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第3頁12345672組合機床概述2.1組合機床及其特點組合機床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種（或幾種）零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產效率高，加工質量穩定。組合機床與通用機床，其他專用機床比較，具有以下特點：（1）組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的%80%70，因此設計和制造的周期短，投資少，經濟效果好。（2）由于組合機床用多刀加工，并且自動化程度高，因而比通用機床生產效率高，產品質量穩定，勞動強度低。（3）組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠成批制造，因此結構穩定，工作可靠，使用和維修方便。（4）在組合機床上加工零件時，由于采用專用夾具、刀具和導向裝置，加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術水平要求不高。（5）當被加工產品更新時，采用其他類型的專門機床時，其大部分部件要報廢。用組合機床時，其通用部件和標準零件可以重復利用，不必另行設計和制造。（6）組合機床易于聯成組合機床自動線，以適應大規模的生產需要。圖2-1表示由通用部件和少量專用部件組成的臥式組合機床。圖2-1臥式組合機床及其組成部件1中間底座；2夾具；3主軸箱；4動力箱5滑臺；6滑座；7床身（側底座）南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第4頁組合機床常用的通用部件有：動力部件、輸送部件、支承部件、控制部件和輔助部件。其中動力部件有4種：（1）主運動動力部件動力箱、多軸箱、單軸頭；（2）進給運動部件液壓滑臺、機械滑臺；（3）既能實現主運動又能實現進給運動的部件動力頭；為單軸頭變化主軸轉速的跨系列通用部件。動力箱、各種工藝切削頭和動力滑臺是組合機床完成切削主運動或進給運動的動力部件。其中還有能同時完成切削主運動和進給運動的動力頭。而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。固定在動力箱上的主軸箱是用來布置切削主軸，并把動力箱輸出軸的旋轉運動傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關，因此主軸箱必須根據被加工零件設計，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主軸、傳動軸、齒輪和箱體等）是通用的。床身、立柱、中間底座等是組合機床的支承部件，起著機床的基礎骨架作用。組合機床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動的或回轉的工作臺的重復定位精度直接影響組合機床的加工精度。除了上述主要部件之外，組合機床還有各種控制部件，主要是控制機床按順序動作，以保證機床按規定的程序進行工作。組合機床的通用部件，絕大多數已頒布成國家標準，并按標準規定的名義尺寸、主參數、互換尺寸等定型，各通用部件之間有配套關系。因此，在進行本設計時，主要根據被加工零件的尺寸、形狀和技術要求等來完成組合機床的整體設計。2.2攻絲組合機床的結構方案通用機床加工螺紋的特點是主運動和進給運動之間保持嚴格的傳動比關系，即內聯系傳動。攻絲組合機床也不例外，根據實現內聯系傳動系統所選用的機構不同，攻絲組合機床可以分為下列兩大類：1）采用攻絲動力頭的攻絲組合機床攻絲動力頭用于同一方向單純攻絲工序。利用絲杠進給，攻絲行程較大，但結構復雜，傳動誤差大，所以加工螺紋精度較低（一般低于7H級），因此未能得到廣泛的應用。2）采用攻絲靠模裝置的組合機床用攻絲靠模裝置加工內螺紋的特點是，攻絲主軸系統的進給運動由攻絲靠模機構得到。靠模機構由靠模螺桿和靠模螺母組成，其螺距應等于被加工螺孔的螺距工P，當靠模螺南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第5頁原位快進攻進（主軸正轉）攻退（主軸反轉）停止快退123456桿每轉一轉時，則帶動絲錐向前進給一個螺距桿P，要求桿P盡量接近工P。攻絲靠模應用于攻絲裝置中的情況如圖2-2所示。從圖中可見，電機傳動主軸通過靠模螺桿帶動絲錐回轉，靠模螺桿5通過攻絲卡頭6與絲錐連接，攻絲卡頭6是攻絲主軸靠模系統進給量與絲錐自行引進量的補償環節。當主軸及靠模螺桿5正轉時，由于靠模螺母4的作用，使靠模螺桿按螺母的螺距帶動絲錐進給，攻絲結束后，主軸反轉，絲錐退回。由于攻絲過程中，只是靠模螺桿5帶動絲圖2-2攻絲裝置原理圖錐軸向移動，因此主軸與靠模螺桿連接處軸向1電機；2多軸箱；3主軸；可以相對滑動，一般用滑鍵連接，滑動的最大4靠模螺母；5靠模螺桿；6攻絲卡頭距離即攻絲的最大行程，一般不超過mm60。此種攻絲方法，靠模可以經磨制得到較準確的螺距，由于靠模螺桿帶動絲錐進給比較輕巧，同時又有攻絲接桿補償攻絲主軸靠模系統與絲錐自行引進的進給差，因而攻絲時可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結構簡單、制造成本較低的特點外，還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數值，因此可用一個攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量，目前應用很廣泛。綜上所述，可知攻絲工序的工作循環如下：錯誤!未指定書簽。2.3組合機床發展趨勢一、提高通用部件的技術水平；二、發展適應中、小批生產的組合機床；三、采用新刀具；四、發展自動檢測技術；五、擴大工藝范圍。南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第6頁3組合機床總體設計3.1組合機床方案確定3.1.1被加工零件特點被加工零件在攻絲機體左側，材料為4020HT，硬度為241170HB，攻絲孔徑為8M的通孔8個，8個孔在3個圓上規律分布。被加工零件的外形如圖3-1所示。圖3-1被加工零件外形圖3.1.2機床布局確定工件底面為主要定位面。因為底面有3個腳所以用3個支承塊支撐，用短銷和支承釘定位。裝夾方便、平穩，故可采用臥式機床。3.1.3工件定位基準的確定由于工件采用底面為定位面，根據該零件的特點，可采用孔和2面定位。3.1.4夾壓表面及夾緊方式由于要加工的工件是箱體而且上表面是空的，為了確保工件夾壓穩定，為了保證定位基準和定位面的良好接觸，采用開口長壓板作定位夾緊。南京林業大學2007屆本科畢業設計論文共44頁第7頁3.2確定切削用量3.2.1選擇切削用量由于攻絲孔徑只有8M一種，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進給量相同。根據專用機床設備設計表7-18查得：高速鋼絲錐攻絲切削速度min/84mV查機械加工工藝手冊得：螺紋間距mmf25.1，選min/200rn切削速度：DnVmin/027.51020083mDnVV滿足要求每分鐘進給量nfSVf錐式中：fV主軸系統的進給量（