【文章內(nèi)容簡介】 度；對于自動線要考慮中間底座的足夠高度，以便允許內(nèi)腔通過隨行夾具返回系統(tǒng)或冷卻排屑系統(tǒng)。其次是機床內(nèi)部結構尺寸限制和剛度要求。如工件最低孔的位置、主軸箱最低主軸高度和通用部件高度尺寸的限制。本次設計選擇裝吉林大學本科畢業(yè)設計 11 料高度為 1090mm。 確定夾具輪廓尺寸 主要確定夾具底座的長 、 寬 、 高尺寸。工件的輪廓尺寸和形狀是確定夾具底座輪廓尺寸的基本依據(jù)。具體要考慮布置工件的定位 、限位、夾緊機構、刀具導向裝置以及夾具底座排屑和安裝等方面的空間和面積要求。 夾具底 座的高度尺寸，一方面要保證其有足夠的剛度，同時要考慮機床的裝料高度、中間底座的剛度、排屑的方便性和便于設置定位、夾緊機構。一般不小于 240mm。 確定中間底座尺寸 中間底座的高度輪廓尺寸，在長度方面應滿足夾具的安裝要求。它在加工方向的尺寸，實際已由加工示意圖所確定，圖中已規(guī)定了在加工終了時工件端面至多軸箱端面的距離 圖 37 機床聯(lián)系尺寸圖4 組合機床通用部件及其選用 12 4 組合機床通用部件及其選用 攻絲靠模裝置和攻絲卡頭 為了獲得較高的螺紋加工精度和在同時加工多個不同直徑 、 不同螺距的螺紋孔時 選用合理的切削用量，目前在組合機床上攻制螺紋普遍采用攻絲靠模裝置。本次設計采用通用的 T0282 型攻絲靠模裝置，如圖 31 所示。它的特點是沒有單獨的攻絲卡頭，而由靠模桿兼作卡頭體。 結構及工作原理 支承在靠模螺母 5中的靠模桿 7通過彈簧 8從主軸獲得旋轉(zhuǎn)運動，進而借助于銷子 3 將運動傳遞給芯桿 2 和絲錐 1?？磕U中部具有靠模螺紋而同靠模螺母嚙合，因此在靠模桿回轉(zhuǎn)的同時便從靠模螺母中選出或旋進，以實現(xiàn)絲錐的進給運動和退回。此時靠模桿尾部可在軸孔中作相對移動。主軸為一般通用的長鉆削類主軸。 為保證靠模桿的進給速度和絲錐的 自行引進速度相等，靠模螺紋的螺距應和絲錐公稱螺距相等，在 25毫米長度上的螺距累積誤差為 + 毫米。但實際上二者的螺距不可能沒有誤差，因此，為了確保絲錐的自行引進，結構中設有螺距補償彈簧 6 以實現(xiàn)進給誤差的自動補償。在補償過程中，傳遞扭矩的銷子 3 可在靠模桿的長槽中竄動。 靠模螺母 5以 D/d 配合裝在攻絲模板上，并用銷子 10 防轉(zhuǎn)，用壓板 4在軸向上固定。 正常工作時靠模螺母是固定不動的。如工作中發(fā)生故障使靠模桿不能前進時，靠模螺母向后移動推開壓板 4，靠模桿停止進給運動，從而起到了保護機構的作用。為此，壓板 4 的 厚度應取小些（通常 毫米）。同時還要注意靠模螺母的安裝方向必須正確。 吉林大學本科畢業(yè)設計 13 圖 41 T0282型攻絲靠模裝置結構及外觀 攻絲裝置及攻絲靠模頭 攻絲靠模裝置是用來配置攻絲組合機床的。在被加工零件的一面或幾個面上全部為攻絲程序時，這種攻絲組合機床應用最為廣泛。 攻絲靠模頭實際上是加厚了的主軸箱前蓋，前端安裝攻絲靠模裝置并使其與攻絲主軸相連接，上面裝有用以潤滑靠模螺紋的油池。 與攻絲動力頭相比，攻絲裝置除了具有結構簡單，制造成本較低的 特點外，由于絲錐的進給運動是由攻絲靠模裝置的靠模螺紋實現(xiàn)的，而每根靠模桿都各自具有自己的靠模螺紋螺距，因此在攻絲裝置上可以很方便的實現(xiàn)不同規(guī)格螺紋的加工，并且具有可以選用各自較合理的切削用量的可能性。 4 組合機床通用部件及其選用 14 圖 42 攻絲裝置結構 1— 攻絲電機； 2— 制動器； 3— 攻絲主軸箱； 4— 攻絲行程控制機構； 5— 攻絲靠模頭； 6— 攻絲靠模裝置； 7— 絲錐 主軸箱的設計 攻絲主軸直徑的確定 在鑄鐵和鋼件上攻擊本螺紋時，攻絲主軸的直徑由表 1 查取。 由于加工工件材料為鑄鐵，加工螺紋直徑為 M10，主軸直徑應為 20 毫米；加工螺紋直徑為 M6，主軸直徑應為 15 毫米； 表 1 在鑄件和鋼件上攻螺紋時，攻絲主軸的直徑 被加工材料 鑄 鐵 剛 螺紋規(guī)格 主軸直徑（ mm） 主軸直徑（ mm） M5 12 15 M6 15 15 M8 17 20 M10 20 20 吉林大學本科畢業(yè)設計 15 攻絲電機的選擇 生產(chǎn)廠家一般用三相交流電源，如無特殊要求通常采用三相交流異步電動機。我國目前采用新設計的 Y系列三相異步電動機，它適用于不易燃，不易爆，無腐蝕氣體的場合和要求具有良好啟動性能的機械中。 計算攻絲時主軸扭矩，因為材料為鑄鐵，所以用公式： 3 10 wT D P??? — 41 其中 D— 螺紋大徑（ mm）； wP — 工件螺距（ mm）； T— 切削扭矩（ N m）； 對于 M10 螺紋孔： 3 1 1195 10 wT D P??? . 19 5 10 2. 5? ? ? ?? 對于 M6 螺紋孔： 3 1. 4 1. 52 2 21 9 5 1 0 wT D P??? 1. 4 1. 6 ? ? ? ? ? 計算攻螺紋的切削速度： 對于 M10 螺紋孔： 1 0 . 9 0 . 51 6 4 . 8 1 0 0 . 5/ m in 9 0 2 . 5vZvv o vymc d kvmTP ???? ? / minm? 對于 M6 螺紋孔： 2 0 . 9 0 . 52 6 4 . 8 6 0 . 5/ m in 3 . 9 6 / m in9 0 1 . 5vZvv o vymc d kv m mTP ??? ? ?? 選取攻螺紋的切削速度為 4 /minm 。 則攻絲主軸的轉(zhuǎn)速為： M10 的螺紋主軸 1 11 0 0 0 1 0 0 0 4 1 2 7 / m in10vNrD????? ? ?? M6的螺紋主軸 4 組合機床通用部件及其選用 16 2 21 0 0 0 1 0 0 0 4 2 1 2 / m in6vNrD????? ? ?? 計算切削功率： M10 的螺紋主軸 31 1 1 2 1 2 71 9 . 3 4 1 0 0 . 2 5 760P T w K W? ??? ? ? ? ? ? M6的螺紋主軸 32 2 2 2 2 1 24 . 4 2 1 0 0 . 0 9 860P T w K W? ??? ? ? ? ? ? 由于機床左右兩側加工的螺紋孔完全相同（ 16 個 M10， 8 個 M 8），所以只計算一側電機的功率。 1216 8 16 57 8 98 96P P P KW? ? ? ? ? ? ? ? ? 取多軸箱的傳動效率為 85% 則 4 .8 9 6 5 .7 60 .8 5P K W??多 軸 箱 取齒輪式動力箱的效率為 97% 則 5 .9 40 .9 7PP K W??多 軸 箱計 算 取電動機功率為計算功率的 ~~ 倍（考慮絲錐鈍化的影響） 1 14 .85P K W? ? ?電 機 計 算（ ） P 型號 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 同步轉(zhuǎn)速 r/min 額定功率 KW 外伸軸直徑和長度 Y160L6 970 1000 11 42 110 因為載荷平穩(wěn)，電動機按額定功率輸出即可。 吉林大學本科畢業(yè)設計 17 攻絲主軸 — 靠模系統(tǒng)的制動 為了防止由于攻絲主軸 — 靠模系統(tǒng)在其電機反轉(zhuǎn)停止時的轉(zhuǎn)動慣量所造成的控制擋鐵超程，以達到絲錐能迅速準確地停止在原位上的目的，在普通電機的軸端裝上制動器。 攻絲行程的控制 本次設計的機床屬于大型標準攻絲主軸箱，因此采用通用的 T7941 攻絲行程控制機構來 控制攻絲行程。 攻絲主軸箱的潤滑 采用葉片潤滑油泵進行潤滑。 刀具的冷卻 組合機床對冷卻系統(tǒng)有特殊的要求： Ⅰ 冷卻液要充分，確保刀具獲得連續(xù)和充分的冷卻，使刀具在加工中保持較低的溫度； Ⅱ 多點冷卻； Ⅲ 采用電泵； Ⅳ 冷卻液必須在開始工作進給時就供給，并保證在整個加工過程中連續(xù)不斷。 Ⅴ 采用的冷卻液為蘇打水，濃度為 5%的乳化液，其主要成分為氧化膏或硫化切削油。5 進給機構的設計 18 5 進給機構的設計 本次設計選用液壓動力滑臺作為進給機構。 相對于機械動力滑臺，液壓滑臺有如下優(yōu)點： Ⅰ 在相 當大的范圍內(nèi)，進給量可以無級變速； Ⅱ 零件磨損小，使用壽命長； Ⅲ 可以獲得較大的進給力； Ⅳ 通過液壓換向閥，很容易實現(xiàn)多次進給； Ⅴ 過載保護簡單可靠； Ⅵ 由行程調(diào)速閥來控制滑臺的快進轉(zhuǎn)工進，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。 液壓滑臺也有一些缺點： Ⅰ 進給量由于載荷的變化和溫度的影響不夠穩(wěn)定； Ⅱ 液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費能源； Ⅲ 調(diào)整維修比較麻煩。 本次設計的攻絲組合機床是在自動化的生產(chǎn)線上工作的，要求可以長時間的穩(wěn)定運行，而且液壓站是可提供的，所以選用液壓動力滑臺。 多軸箱固定在液壓滑臺上，當按 下開始按鈕時，液壓臺便快速進給，當發(fā)出緩進信號時，液壓臺便慢進，當碰到死擋鐵時，液壓滑臺便停止進給；攻絲裝置開始攻絲，攻絲到終點時，停留，發(fā)出工退信號，退回原位置時，液壓臺開始慢退，然后快退到原位。 吉林大學本科畢業(yè)設計 19 6 電氣部分設計 本次設計要求工作的自動線上，生產(chǎn)過程完全自動化，所以對電氣部分的要求十分嚴格，電氣部分的設計也顯得特別重要。本次設計采用單片機對加工過程進行控制。 整個機床的動作順序 Ⅰ 啟動機床；Ⅱ 左右滑臺快進；Ⅲ 左右滑臺緩進；Ⅳ 絲錐工進；Ⅴ 攻絲到終點；Ⅵ 絲錐工退；Ⅶ 左右滑 臺緩退；Ⅷ 左右滑臺快退，回到原位；Ⅸ 完成一次加工。 電器原理圖 見圖紙 5 本次設計的電器控制基于單片機的控制。 8255A 直接 MCS51 總線接口，由于 8031 內(nèi)部存儲空間有限，擴展了一個 ROM2764 和一個 RAM6264。 8255A 的片選信號及口地址選擇線分別由 8031 的 和 、 經(jīng)地址鎖存器74LS373