靠模攻絲組合機床設(shè)計【臥式雙面攻絲組合機床】
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攻絲組合機床
組合機床是由通用部件及專用部件組成的，加工一種（或幾種）零件的一道或（幾道）工序的高效率的專用機床，它的通用部件和標準件約占70%-80%，其余20%-30%的專用部件是由被加工零件的形狀、輪廓尺寸、工藝和工序決定，如夾具、主軸箱、刀具和工具等。組合機床一般采用多軸、多刀、多工序、多面、多工位同時加工，是一種工序集中的高效率機床，是一種自動化或半自動化的機床。
組合機床有大型和小型兩種。此次設(shè)計的攻絲組合機床為大型組合機床。大型組合機床的配置形式主要有兩種：⒈具有固定式夾具機床；⒉夾具移動的機床。其中固定式夾具的機床按加工所需的動力頭數(shù)量及其安裝方式可分為：⒈臥式；⒉立式；⒊傾斜式；⒋符合式。夾具移動的機床按夾具的運動方式及立柱形式可分為：⒈往復移動式；⒉回轉(zhuǎn)式；⒊鼓輪式；⒋中央立柱式。本次設(shè)計的組合機床為具有固定工作臺的臥式雙面攻絲組合機床。
1 產(chǎn)品用途和使用范圍
攻絲組合機床是零件生產(chǎn)線上的專用加工設(shè)備，并且與零件輸送線配套連接工作。本次設(shè)計的攻絲組合機床是專用于加工工件兩側(cè)面的螺紋孔。
2 關(guān)于機床的主要加工功能和系統(tǒng)組成的建議
本次設(shè)計的攻絲組合機床要加工M10×2.5-16 M6×1.5-8兩種螺紋孔，所有螺紋孔在同一工位加工，故采用臥式雙面攻絲組合機床來加工被加工工件兩側(cè)面的螺紋孔，工件的進給運動由液壓傳動實現(xiàn)，通過單片機來實現(xiàn)開，?？刂啤９ソz在主軸的旋轉(zhuǎn)由步進電機和齒輪傳動實現(xiàn)，同樣是通過單片機控制來實現(xiàn)步進電機的起，?？刂坪碗姍C的調(diào)速。
系統(tǒng)組成有：動力系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和測控系統(tǒng)。
動力系統(tǒng)：為操作部件提供動力源，如絲錐攻絲，液壓滑臺的移動等，動力裝置為步進電機和液壓系統(tǒng)（液壓泵和控制油路）。
執(zhí)行系統(tǒng)：為完成攻絲這一功能所需的執(zhí)行機構(gòu)和部件，包括攻絲靠模裝置，機床專用夾具，多軸箱等。
制動系統(tǒng)：攻絲主軸上的制動系統(tǒng)是在絲錐退回原始位置，即攻絲電動機線路被切斷時起制動作用。它可消除主軸反轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)動慣性，使絲錐能在攻絲電動機線路被切斷的瞬間就很快準確地在原始位置停止。
傳動系統(tǒng)：該系統(tǒng)是連接動力系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)所需的中心環(huán)節(jié)，主要有齒輪傳動和液壓傳動等。
輔助系統(tǒng)：為完成攻絲這一功能的一系列必需的設(shè)備。包括冷卻、潤滑、排屑、夾緊、送料和下料等輔助設(shè)備。
測控系統(tǒng)：是控制機床按照所規(guī)定的動作順序和要求的軌跡來完成攻絲功能的系統(tǒng)，主要有單片機和形成開關(guān)。
3 關(guān)于總體布局的建議
為保證機床可靠的工作，應讓裝夾機構(gòu)，進給機構(gòu)，液壓機構(gòu)等配合絲錐攻絲，并使他們之間工作協(xié)調(diào)。在布置整個機構(gòu)時，布局應當合理，并且減少占地空間，避免干涉。同時也要考慮工人操作的安全和勞動強度的降低。
本機床的布置方式為中間布置夾具。工作臺的左右兩側(cè)（相對于操作者）放置上下料滑軌，前后兩側(cè)放置橫向液壓滑臺，液壓滑臺上放置攻絲裝置（電動機、多軸箱、攻絲靠模機構(gòu)）。電動機，液壓部分用外殼罩住，這樣能保證工作人員的安全性。本機床分兩部分安裝，兩部分安裝好后，再連在一起。構(gòu)成一個整體，從而提高安裝效率和質(zhì)量。
4 主要技術(shù)指標和相關(guān)重要參數(shù)
生產(chǎn)技術(shù)節(jié)拍：2分鐘/件
位置精度要求：Φ0.3
最大加工直徑：M10
5 主要工作原理
機床動作順序：當工件裝夾完畢后，按下啟動開關(guān)，前后攻絲裝置沿滑臺快速進給，接近工件時，慢進，然后碰到死擋塊停止進給，啟動攻絲機構(gòu)，開始攻絲，待攻絲完畢后，絲錐反轉(zhuǎn)退出，緊接著攻絲裝置快速退回到原始位置，完成一個加工循環(huán)。
6 國內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
我國加入WTO 以后,制造業(yè)所面臨的機遇與挑戰(zhàn)并存。組合機床行業(yè)企業(yè)適時調(diào)整戰(zhàn)略,采取了積極的應對策略,出現(xiàn)了產(chǎn)、銷兩旺的良好勢頭,截至2002 年9 份組合機床行業(yè)企業(yè)僅組合機床產(chǎn)品一項,據(jù)不完全統(tǒng)計產(chǎn)量已達800 余臺,產(chǎn)值達3 個億以上,較2001 年同比增長了10 %以上, 另外組合機床行業(yè)工業(yè)增加值、產(chǎn)品銷售率、全員工資總額、出口交貨值等經(jīng)濟指標均有不同程度的增長,新產(chǎn)品、新技術(shù)較去年均有大幅度提高,可見行業(yè)企業(yè)運營狀況良好。
6.1 行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化
組合機床行業(yè)企業(yè)主要針對汽車、摩托車、內(nèi)燃機、農(nóng)機、工程機械、化工機械、軍工、能源、輕工及家電行業(yè)提供專用設(shè)備,隨著我國加入WTO 后與世界機床行業(yè)進一步接軌,組合機床行業(yè)企業(yè)產(chǎn)品開始向數(shù)控化、柔性化轉(zhuǎn)變。從近兩年的企業(yè)生產(chǎn)情況看,數(shù)控機床與加工中心的市場需求量在上升,而傳統(tǒng)的鉆、鏜、銑組合機床則有下降趨勢,中國機床工具工業(yè)學會的《機床工具行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標報表》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,僅從幾個全國大型重點企業(yè)生產(chǎn)情況看,2000年生產(chǎn)數(shù)控機床590 臺,產(chǎn)值10 731 萬元,生產(chǎn)加工中心118 臺,產(chǎn)值4 601 萬元; 2001 年生產(chǎn)數(shù)控機床685臺,產(chǎn)值17 969 萬元,生產(chǎn)加工中心129 臺,產(chǎn)值5 760萬元;而2002 年,截至9 月份,數(shù)控機床、加工中心產(chǎn)量、產(chǎn)值已接近2001 年全年水平,故市場在向數(shù)控、高精制造技術(shù)和成套工藝裝備方面發(fā)展。
6.2 組合機床技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
組合機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術(shù)和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質(zhì)、經(jīng)濟實用,因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機床及組合機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制,它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件(近年研制的組合機床加工連桿、板件等也占一定份額) ,完成鉆孔、擴孔、鉸孔,加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺,在孔內(nèi)鏜各種形狀槽,以及銑削平面和成形面等。組合機床的分類繁多,有大型組合機床和小型組合機床,有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式,還有多工位回轉(zhuǎn)臺式組合機床等;隨著技術(shù)的不斷進步,一種新型的組合機床———柔性組合機床越來越受到人們的青睞,它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換,配以可編程序控制器( PLC) 、數(shù)字控制(NC) 等,能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(tǒng),并能靈活適應多品種加工的可調(diào)可變的組合機床。另外,近年來組合機床加工中心、數(shù)控組合機床、機床輔機(清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線) 等在組合機床行業(yè)中所占份額也越來越大。由于組合機床及其自動線是一種技術(shù)綜合性很高的高技術(shù)專用產(chǎn)品,是根據(jù)用戶特殊要求而設(shè)計的,它涉及到加工工藝、刀具、測量、控制、診斷監(jiān)控、清洗、裝配和試漏等技術(shù)。我國組合機床及組合機床自動線總體技術(shù)水平比發(fā)達國家要相對落后,國內(nèi)所需的一些高水平組合機床及自動線幾乎都從國外進口。工藝裝備的大量進口勢必導致投資規(guī)模的擴大,并使產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高。因此,市場要求我們不斷開發(fā)新技術(shù)、新工藝,研制新產(chǎn)品,由過去的“剛性”機床結(jié)構(gòu),向“柔性”化方向發(fā)展,滿足用戶需求,真正成為剛?cè)峒鎮(zhèn)涞淖詣踊b備。
攻絲組合機床可以用來加工緊固螺紋，錐螺紋，外螺紋以及大直徑螺紋等。在我國機械工業(yè)部門，用組合機床完成的全部加工工序中，加工螺紋的工序占有相當大的比重。據(jù)統(tǒng)計，包括有攻絲工序的組合機床約占組合機床總數(shù)的22%，全部工序為攻絲的組合機床約占總數(shù)的10%。
7 國內(nèi)外同類產(chǎn)品對比
與國外同類產(chǎn)品相比較而言，本機床在生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益方面有一定的差距。例如，原Cross公司的加工直列式4缸體自動線，生產(chǎn)節(jié)拍為27s，年產(chǎn)量可達到76萬件。美國Ingersoll銑床公司的直列式4缸體自動線，生產(chǎn)節(jié)拍為40s，實際年產(chǎn)量30萬件。國外已采用柔性組合機床，該機床采用柔性通用部件和普通通用部件，實現(xiàn)可調(diào)可換。例如德國三坐標加工模塊，主軸箱庫及更換裝置，刀庫及換刀裝置以及配套用的支承部件，控制裝置等組成的即可換箱，用能更換單軸主軸箱刀具的組合機床。
8 跟題目有關(guān)的專利情況
[申請?zhí)朷 99237728?
[公開號] 0000000
[公告號] 2369803
[申請日] 1999年5月17日
[授權(quán)公告日] 2000年3月22日
[公告日] 2000年3月22日
[國家/省市] 41
[頁數(shù)] 2
[附圖數(shù)] 2
[權(quán)項數(shù)] 6
[代理機構(gòu)] 41109 鄭州中原專利事務所
[代理人] 張紹琳
[郵編] 450052
[IPC分類] B23B 19/00
[地址] 河南省鄭州市合作路1號
[申請人] 鄭州金牛集團股份有限公司
[發(fā)明人] 李運保 郭動針 馮云峰
[發(fā)明名稱] 鉆孔、攻絲組合機床主軸箱
[摘要] 一種鉆孔、攻絲組合機床主軸箱，在箱體內(nèi)裝有油管、動力輸入軸、鉆孔軸、各種中間軸、手柄軸和裝在軸上的動力傳動部件，還裝有攻絲軸和裝在軸上的齒輪；鉆孔軸裝在動力輸入軸的一側(cè)，攻絲軸裝在另一側(cè)，動力輸入軸與鉆孔軸及動力輸入軸與攻絲軸之間分別為中間軸和攻絲中間軸，這種主軸箱與通用的動力箱，滑臺和床身等組裝在一起成為一臺能同時完成鉆孔和攻絲的組合機床，這種機床不僅可以節(jié)約能源，還可提高工效。
[權(quán)項] 一種鉆孔、攻絲組合機床主軸箱，包括箱體、置于箱體不同位置的前蓋、后蓋、上蓋、側(cè)蓋、箱體內(nèi)有后壁，箱體內(nèi)還裝有油管、動力輸入軸、鉆孔軸、各種中間軸、手柄軸和裝在每根軸上的動力傳動部件，其特征在于：箱體內(nèi)還裝有攻絲軸和裝在軸上的齒輪；且鉆孔軸裝在動力輸入軸的一側(cè)，攻絲軸裝在動力輸入軸的另一側(cè)，動力輸入軸與鉆孔軸及動力輸入軸與攻絲軸之間分別為中間軸和攻絲中間軸。
9 關(guān)鍵技術(shù)建議
本次設(shè)計的關(guān)鍵是機床控制系統(tǒng)的設(shè)計，而控制系統(tǒng)設(shè)計的重點是液壓滑臺的行程控制和電機主軸的調(diào)速。液壓滑臺采用行程開關(guān)，反饋控制，電機主軸的調(diào)速有電器開關(guān)控制。
10 關(guān)于采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的建議
1．采用單片機對機床的進給和加工過程進行控制。
2．采用液壓系統(tǒng)準確地控制進給。液壓驅(qū)動的優(yōu)點有：位控精度高，有較好的速度和加速度值，轉(zhuǎn)換方便，占地面積小，短節(jié)拍工作也十分可靠。
11 擬采用的技術(shù)路線
先查找相關(guān)資料，在進行總體設(shè)計，再查找具體資料，解決設(shè)計中遇到的各種技術(shù)難點。
12 預期達到的成果
1. 設(shè)計出一臺適用于加工某一特定工件的雙面臥式攻絲組合機床。
2. 提供完成的設(shè)計說明書。
3. 提供5000字左右的相關(guān)外文資料的譯文。
13 工作安排及進度
3.14~4.14 完成實習、搜集整理相關(guān)信息資料；
4.15~5.14 完成部件設(shè)計；
5.15~6.14 撰寫設(shè)計說明書；
6.15~6.20 準備答辯
14 參考文獻
1 孟少農(nóng)主編.機械加工工藝手冊.機械工業(yè)出版社 1991.3
2 徐灝主編.機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社 1991
3 楊黎明主編.機械夾具設(shè)計手冊.國際工業(yè)出版社 1996
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6 曹維乾.組合機床多軸攻絲主軸箱的設(shè)計. 組合機床與自動加工技術(shù).1960.(04)
7 李如松.組合機床與自動線的技術(shù)發(fā)展.組合機床與自動化技術(shù).1999.(01)
8 李秀敏.組合機床行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展思考.航空制造技術(shù).2003.(04)
9 丁國琴.組合機床主軸箱的計算機輔助設(shè)計.機械工程師.2002.(06)
10 胡雪飛.組合攻絲機床的電氣與液壓控制系統(tǒng)研究.江蘇電器.2005.(02)
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