双面卧式攻丝机床设计无图，有开题报告

中文摘要

 本文是关于双面卧式攻丝机床设计的说明。此机床要求：在两个面同时进行自动攻丝。
 本文主要内容包括设计的必要性分析；通过对设计的机床的功能分解与功能合成，以及对方案的设计从而提出新的加工方案。通过对定位方式的选择和对工件工艺性的分析，以及对零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图和功率计算卡这“三卡一图”的分析，提出对组合机床的总体设计方案。文中对组合机床的通用部件及专用部件的选择都做了较为详细的说明。由于要实现自动化，所以对液压传动系统和单片机的电气控制系统的设计显得尤为重要，本文也对此做了阐明，并编写了程序。另外，本文还对设计做了小结。
关键词  组合机床，攻丝，单片机。

  
 目  录
 
1  绪论 1
2  设计任务书 2
2.1  产品用途和使用范围 2
2.2  关于机床的主要加工功能和系统组成的建议 2
2.3  关于总体布局的建议 3
2.4  主要技术指标和相关重要参数 4
2.5  主要工作原理 4
2.6  国内外的现状和发展趋势 4
2.7  国内外同类产品对比 6
2.8  跟题目有关的专利情况 6
2.9  关于采用新技术、新结构、新材料、新工艺的建议 8
2.10  拟采用的技术路线 8
3  组合机床的总体设计 9
3.1  组合机床的配置形式 9
3.2  机床加工示意图 12
3.3  机床的联系尺寸 12
4  组合机床通用部件及其选用 14
4.1  攻丝靠模装置和攻丝卡头 14
4.2  攻丝装置及攻丝靠模头 15
4.3  主轴箱的设计 16
5  进给机构的设计 20
6  电气部分设计 21
6.1  整个机床的动作顺序 21
6.2  电器原理图 21
总  结 24
致  谢 25
参考文献 26
附录1 28
附录2 30

攻丝组合机床

 组合机床是由通用部件及专用部件组成的，加工一种（或几种）零件的一道或（几道）工序的高效率的专用机床，它的通用部件和标准件约占70%-80%，其余20%-30%的专用部件是由被加工零件的形状、轮廓尺寸、工艺和工序决定，如夹具、主轴箱、刀具和工具等。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面、多工位同时加工，是一种工序集中的高效率机床，是一种自动化或半自动化的机床。
 组合机床有大型和小型两种。此次设计的攻丝组合机床为大型组合机床。大型组合机床的配置形式主要有两种：⒈具有固定式夹具机床；⒉夹具移动的机床。其中固定式夹具的机床按加工所需的动力头数量及其安装方式可分为：⒈卧式；⒉立式；⒊倾斜式；⒋符合式。夹具移动的机床按夹具的运动方式及立柱形式可分为：⒈往复移动式；⒉回转式；⒊鼓轮式；⒋中央立柱式。本次设计的组合机床为具有固定工作台的卧式双面攻丝组合机床。
1 产品用途和使用范围
 攻丝组合机床是零件生产线上的专用加工设备，并且与零件输送线配套连接工作。本次设计的攻丝组合机床是专用于加工工件两侧面的螺纹孔。
2 关于机床的主要加工功能和系统组成的建议
 本次设计的攻丝组合机床要加工M10×2.5-16  M6×1.5-8两种螺纹孔，所有螺纹孔在同一工位加工，故采用卧式双面攻丝组合机床来加工被加工工件两侧面的螺纹孔，工件的进给运动由液压传动实现，通过单片机来实现开，停控制。攻丝在主轴的旋转由步进电机和齿轮传动实现，同样是通过单片机控制来实现步进电机的起，停控制和电机的调速。
 系统组成有：动力系统、执行系统、制动系统、传动系统、辅助系统和测控系统。
 动力系统：为操作部件提供动力源，如丝锥攻丝，液压滑台的移动等，动力装置为步进电机和液压系统（液压泵和控制油路）。
 执行系统：为完成攻丝这一功能所需的执行机构和部件，包括攻丝靠模装置，机床专用夹具，多轴箱等。
 制动系统：攻丝主轴上的制动系统是在丝锥退回原始位置，即攻丝电动机线路被切断时起制动作用。它可消除主轴反转时的转动惯性，使丝锥能在攻丝电动机线路被切断的瞬间就很快准确地在原始位置停止。
 传动系统：该系统是连接动力系统和执行系统所需的中心环节，主要有齿轮传动和液压传动等。
 辅助系统：为完成攻丝这一功能的一系列必需的设备。包括冷却、润滑、排屑、夹紧、送料和下料等辅助设备。
 测控系统：是控制机床按照所规定的动作顺序和要求的轨迹来完成攻丝功能的系统，主要有单片机和形成开关。
3 关于总体布局的建议
 为保证机床可靠的工作，应让装夹机构，进给机构，液压机构等配合丝锥攻丝，并使他们之间工作协调。在布置整个机构时，布局应当合理，并且减少占地空间，避免干涉。同时也要考虑工人操作的安全和劳动强度的降低。
 本机床的布置方式为中间布置夹具。工作台的左右两侧（相对于操作者）放置上下料滑轨，前后两侧放置横向液压滑台，液压滑台上放置攻丝装置（电动机、多轴箱、攻丝靠模机构）。电动机，液压部分用外壳罩住，这样能保证工作人员的安全性。本机床分两部分安装，两部分安装好后，再连在一起。构成一个整体，从而提高安装效率和质量。
4 主要技术指标和相关重要参数
     生产技术节拍：2分钟/件
     位置精度要求：Φ0.3
     最大加工直径：M10
5 主要工作原理
 机床动作顺序：当工件装夹完毕后，按下启动开关，前后攻丝装置沿滑台快速进给，接近工件时，慢进，然后碰到死挡块停止进给，启动攻丝机构，开始攻丝，待攻丝完毕后，丝锥反转退出，紧接着攻丝装置快速退回到原始位置，完成一个加工循环。
6 国内外的现状和发展趋势
 我国加入WTO 以后,制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略,采取了积极的应对策略,出现了产、销两旺的良好势头,截至2002 年9 份组合机床行业企业仅组合机床产品一项,据不完全统计产量已达800 余台,产值达3 个亿以上,较2001 年同比增长了10 %以上, 另外组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长,新产品、新技术较去年均有大幅度提高,可见行业企业运营状况良好。
6.1  行业企业产品结构的变化
 组合机床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备,随着我国加入WTO 后与世界机床行业进一步接轨,组合机床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产情况看,数控机床与加工中心的市场需求量在上升,而传统的钻、镗、铣组合机床则有下降趋势,中国机床工具工业学会的《机床工具行业企业主要经济指标报表》的统计数据显示,仅从几个全国大型重点企业生产情况看,2000年生产数控机床590 台,产值10 731 万元,生产加工中心118 台,产值4 601 万元; 2001 年生产数控机床685台,产值17 969 万元,生产加工中心129 台,产值5 760万元;而2002 年,截至9 月份,数控机床、加工中心产量、产值已接近2001 年全年水平,故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。
6.2  组合机床技术装备现状与发展趋势
 组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件(近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额) ,完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步,一种新型的组合机床———柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器( PLC) 、数字控制(NC) 等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线) 等在组合机床行业中所占份额也越来越大。由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品,是根据用户特殊要求而设计的,它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后,国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大,并使产品生产成本提高。因此,市场要求我们不断开发新技术、新工艺,研制新产品,由过去的“刚性”机床结构,向“柔性”化方向发展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备。
 攻丝组合机床可以用来加工紧固螺纹，锥螺纹，外螺纹以及大直径螺纹等。在我国机械工业部门，用组合机床完成的全部加工工序中，加工螺纹的工序占有相当大的比重。据统计，包括有攻丝工序的组合机床约占组合机床总数的22%，全部工序为攻丝的组合机床约占总数的10%。
7 国内外同类产品对比
 与国外同类产品相比较而言，本机床在生产效率和经济效益方面有一定的差距。例如，原Cross公司的加工直列式4缸体自动线，生产节拍为27s，年产量可达到76万件。美国Ingersoll铣床公司的直列式4缸体自动线，生产节拍为40s，实际年产量30万件。国外已采用柔性组合机床，该机床采用柔性通用部件和普通通用部件，实现可调可换。例如德国三坐标加工模块，主轴箱库及更换装置，刀库及换刀装置以及配套用的支承部件，控制装置等组成的即可换箱，用能更换单轴主轴箱刀具的组合机床。
8 跟题目有关的专利情况
[申请号] 99237728 [公开号] 0000000[公告号] 2369803[申请日] 1999年5月17日[授权公告日] 2000年3月22日[公告日] 2000年3月22日[国家/省市] 41[页数] 2[附图数] 2[权项数] 6[代理机构] 41109 郑州中原专利事务所[代理人] 张绍琳[邮编] 450052[IPC分类] B23B 19/00[地址] 河南省郑州市合作路1号[申请人] 郑州金牛集团股份有限公司[发明人] 李运保 郭动针 冯云峰[发明名称] 钻孔、攻丝组合机床主轴箱[摘要] 一种钻孔、攻丝组合机床主轴箱，在箱体内装有油管、动力输入轴、钻孔轴、各种中间轴、手柄轴和装在轴上的动力传动部件，还装有攻丝轴和装在轴上的齿轮；钻孔轴装在动力输入轴的一侧，攻丝轴装在另一侧，动力输入轴与钻孔轴及动力输入轴与攻丝轴之间分别为中间轴和攻丝中间轴，这种主轴箱与通用的动力箱，滑台和床身等组装在一起成为一台能同时完成钻孔和攻丝的组合机床，这种机床不仅可以节约能源，还可提高工效。[权项] 一种钻孔、攻丝组合机床主轴箱，包括箱体、置于箱体不同位置的前盖、后盖、上盖、侧盖、箱体内有后壁，箱体内还装有油管、动力输入轴、钻孔轴、各种中间轴、手柄轴和装在每根轴上的动力传动部件，其特征在于：箱体内还装有攻丝轴和装在轴上的齿轮；且钻孔轴装在动力输入轴的一侧，攻丝轴装在动力输入轴的另一侧，动力输入轴与钻孔轴及动力输入轴与攻丝轴之间分别为中间轴和攻丝中间轴。
9 关键技术建议
 本次设计的关键是机床控制系统的设计，而控制系统设计的重点是液压滑台的行程控制和电机主轴的调速。液压滑台采用行程开关，反馈控制，电机主轴的调速有电器开关控制。
10 关于采用新技术、新结构、新材料、新工艺的建议
 1．采用单片机对机床的进给和加工过程进行控制。
 2．采用液压系统准确地控制进给。液压驱动的优点有：位控精度高，有较好的速度和加速度值，转换方便，占地面积小，短节拍工作也十分可靠。
11 拟采用的技术路线
 先查找相关资料，在进行总体设计，再查找具体资料，解决设计中遇到的各种技术难点。
12 预期达到的成果
设计出一台适用于加工某一特定工件的双面卧式攻丝组合机床。
提供完成的设计说明书。
提供5000字左右的相关外文资料的译文。
13 工作安排及进度
3.14~4.14  完成实习、搜集整理相关信息资料；
4.15~5.14  完成部件设计；
5.15~6.14  撰写设计说明书；
6.15~6.20  准备答辩
14 参考文献
1 孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社 1991.3
2 徐灏主编.机械设计手册.机械工业出版社 1991
3 杨黎明主编.机械夹具设计手册.国际工业出版社 1996
4 饶凯.小型机械动力头攻丝乱扣与攻深控制问题.组合机床与自动加工技术.1982.(10)
5 佟伟.攻丝组合机床及包括有攻丝工序的组合机床的设计.组合机床与自动加工技术.1973.(05)
6 曹维乾.组合机床多轴攻丝主轴箱的设计. 组合机床与自动加工技术.1960.(04)
7 李如松.组合机床与自动线的技术发展.组合机床与自动化技术.1999.(01)
8 李秀敏.组合机床行业现状与发展思考.航空制造技术.2003.(04)
9 丁国琴.组合机床主轴箱的计算机辅助设计.机械工程师.2002.(06)
10 胡雪飞.组合攻丝机床的电气与液压控制系统研究.江苏电器.2005.(02)

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