切削式攻絲加工方式的攻絲設備的探究

季蘇琴 陳銘 劉和劍（通訊作者） 蘇州大學應用技術學院

切削式攻絲加工方式的攻絲設備的探究

季蘇琴 陳銘 劉和劍（通訊作者） 蘇州大學應用技術學院

切屑式加工攻絲設備是一種用于專門用于自動加工螺紋的專用機床。本設計從提高攻絲機加工效率與合理延長機床電動機壽命著手，進行不停機換向機構的開發設計，通過對自動攻絲機的控制進行相應的方案設定，確保自動攻絲機能夠滿足高效率、高精度的切屑式攻絲加工。

切屑式 攻絲 加工

切屑式攻絲加工機床是目前進行加工行業的新的發展趨勢，正不斷替代傳統的攻絲加工方式，由于切屑式攻絲加工機床具備能夠模塊化、集成化等設計特點，所以，能夠快速組裝、更換、組合成不同形式的加工機床，使其能夠實現一機多能的作用。并且，其加工精度高，工作效率高，是目前運用極為廣泛的加工機床之一。所以，對其進行深入分析與探討，進行更加優化的設計，是對組合專用機床的發展具有重要意義。

1 切削式攻絲加工機床總體設計要求

（1）確保加工零件的精度要求。對主軸傳動系統要有足夠的剛度要求，防止在加工過程中發生變形彎曲等現象。

（2）具備合理的橫向移動裝置，橫向移動裝置是保證加工精度的重要因素。行程L＞120+20+70=220mm，取L＝630mm。

（3）對工作臺的設計要求，工作臺是切屑式攻絲加工機床的主要部件之一，對其進行合理的設計非常重要。選擇工作臺的最大進給力應大于F進＝34．976KN，工作進給速度范圍20～650mm/min，快速速度10m/min。

2 總體結構設計

2.1 絲錐的設計

絲錐的一般使用材料為高速鋼，適用對象：主要用于鑄鐵，青銅，硬塑料等脆性材料等，一般鋼材，高硬度。高強度材料的螺紋通孔，不通孔的手動加工，通孔及孔深1．5d以下的盲孔加工。

依據機械工程師手冊查表選取12mm的絲錐，總長度L＝102；精度等級H2（H1，H2，H3，適合普通螺紋機用絲錐磨牙）；槽數選4，槽形選c形，（d≥3mm時，絲錐槽形應采用c型）。注明：槽數增多，絲錐導向性越好，加工螺紋時能夠得到較高的螺紋精度，和表面粗糙度。

2.2 工作臺的選用

通常，根據工作臺的驅動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的工作臺。

①驅動形式的確定。根據對滾珠絲杠驅動工作臺和機械工作臺的性能特點比較，并結合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列滾珠絲杠驅動工作臺。

②確定軸向進給力。工作臺所需的進給力：

F進=Fi∑=5×4372=34976N

式中：Fi——各軸加工時所產生的軸向力。

由于工作臺工作時，除了克服各軸的軸向力外，還要克服工作臺移動時所產生的摩擦力。因而選擇工作臺的最大進給力Vf應大于＝34．976KN。

③確定工作臺行程。工作臺的行程除保證足夠的工作行程外，還應留有前備量和后備量。前備量的作用是動力部件有一定的向前移動的余地，以彌補機床的制造誤差以及刀具磨損后能向前調整。本系統前備量為20mm，后備量的作用是使動力部件有一定的向后移動的余地，為方便裝卸刀具，這里取70mm，所以工作臺總行程應大于工作行程，前備量，后備量之和。

即：行程L＞120+20+70=220mm，取L＝630mm。綜合上述條件，確定滾珠絲杠驅動動力工作臺型號1HY32ⅡA，以及相配套的工作臺底座（1CC321型）。

3 進給系統的設計

3.1 主切削力及其切削分力計算

（1）計算主切削Fz。

根據已知條件，采用端面絲錐在主軸計算轉速下進行強力切削（絲錐直徑主軸具有最大扭矩并能傳遞主電動機的全部功率，此時絲錐的切削速度為：

若機械效率 ηm=0.85，則由公式可以計算主切削力Fv：

（2）計算各切削分力

根據經驗可得工作臺縱向切削力F1、橫向切削力Fc和垂直切削力Fv分別為：

3.2 導軌摩擦力的計算

由公式計算在切削狀態下的導軌摩擦力Fu，此時導軌摩擦系數u=0．01，查表得導軌緊固力 fg=40N，則：

又由公式計算在不在切削狀態下的導軌摩擦力Fuo和導軌靜摩擦力F0。

4 結語

本設計以用于沖壓件的切削式攻絲加工專用機床設計為主要設計對象，本設計過程中首先通過對切削式攻絲機床的發展趨勢進行分析，深入了解切削式攻絲機床的發展形式與使用要求等情況，然后對切削式攻絲加工專用機床的結構進行分析，確定總體設計方案與控制方式，對切削式攻絲加工專用機床的主要結構進行設計與計算，對主要零部件進行設計以及對主要軸承、平鍵等標準件進行校核分析。最后對切削式攻絲加工專用機床的控制系統進行設計與分析。由于缺乏實踐經驗，所以在設計過程中難免存在一些缺陷，后期我們設想將所學的理論知識充分的運用到實際過程中，并不斷強化與鞏固。

[1]姜永武《攻絲加工機床設計》[M]西安交通大學出版社.2004

[2]顧維邦.金屬切削機床概論.北京:機械工業出版社，2002

[3]儲凱，許斌.機械工程材料.重慶:重慶大學出版社，2002

[4]邱宣懷.機械設計.北京:高等教育出版社，2003