季蘇琴 陳銘 劉和劍（通訊作者） 蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

切削式攻絲加工方式的攻絲設(shè)備的探究

季蘇琴 陳銘 劉和劍（通訊作者） 蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院

切屑式加工攻絲設(shè)備是一種用于專門用于自動加工螺紋的專用機床。本設(shè)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(gòu)的開發(fā)設(shè)計，通過對自動攻絲機的控制進行相應(yīng)的方案設(shè)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(yè)的新的發(fā)展趨勢，正不斷替代傳統(tǒng)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(shè)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?qū)崿F(xiàn)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(yōu)化的設(shè)計，是對組合專用機床的發(fā)展具有重要意義。

1 切削式攻絲加工機床總體設(shè)計要求

（1）確保加工零件的精度要求。對主軸傳動系統(tǒng)要有足夠的剛度要求，防止在加工過程中發(fā)生變形彎曲等現(xiàn)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(shè)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(shè)計非常重要。選擇工作臺的最大進給力應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 絲錐的設(shè)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(jù)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(shù)選4，槽形選c形，（d≥3mm時，絲錐槽形應(yīng)采用c型）。注明：槽數(shù)增多，絲錐導(dǎo)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(jù)工作臺的驅(qū)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(qū)動形式的確定。根據(jù)對滾珠絲杠驅(qū)動工作臺和機械工作臺的性能特點比較，并結(jié)合具體的加工要求，使用條件選擇HY系列滾珠絲杠驅(qū)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(chǎn)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(chǎn)生的摩擦力。因而選擇工作臺的最大進給力Vf應(yīng)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(yīng)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(diào)整。本系統(tǒng)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(yīng)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(qū)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(tǒng)的設(shè)計

3.1 主切削力及其切削分力計算

（1）計算主切削Fz。

根據(jù)已知條件，采用端面絲錐在主軸計算轉(zhuǎn)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(jù)經(jīng)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(dǎo)軌摩擦力的計算

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

又由公式計算在不在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力Fuo和導(dǎo)軌靜摩擦力F0。

4 結(jié)語

本設(shè)計以用于沖壓件的切削式攻絲加工專用機床設(shè)計為主要設(shè)計對象，本設(shè)計過程中首先通過對切削式攻絲機床的發(fā)展趨勢進行分析，深入了解切削式攻絲機床的發(fā)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(jié)構(gòu)進行分析，確定總體設(shè)計方案與控制方式，對切削式攻絲加工專用機床的主要結(jié)構(gòu)進行設(shè)計與計算，對主要零部件進行設(shè)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(tǒng)進行設(shè)計與分析。由于缺乏實踐經(jīng)驗，所以在設(shè)計過程中難免存在一些缺陷，后期我們設(shè)想將所學(xué)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(shè)計》[M]西安交通大學(xué)出版社.2004

[2]顧維邦.金屬切削機床概論.北京:機械工業(yè)出版社，2002

[3]儲凱，許斌.機械工程材料.重慶:重慶大學(xué)出版社，2002

[4]邱宣懷.機械設(shè)計.北京:高等教育出版社，2003