鉴于对机械产品质量要求的不断提高,新型材料又不断地涌现和应用,这就对螺纹加工有了更细致的需求,而传统的攻螺纹方式已经满足新型生产的需要。因此无论是基于对丝锥强度上的改进还是对整体加工过程的简化,都有必要设计出一种高效且实用的新型攻螺纹机床。
1.2 攻丝机的研究现状和前景
2 攻丝机设计理念和结构组成
2.1 设计概况
攻丝机顾名思义就是用丝锥加工内螺纹的一种机床,因此本课题的重点就是设计一套能顺利进行攻丝的装置。通过理论与实践的相结合,改进攻丝机的性能并适当简化,拟出整体设计思路。最后根据加工要求和功率要求,依据一系列参数计算定义各零部件的种类和最佳尺寸,导出可以投入生产的产品三文图[2]。
总体方案需要在细致了解工作原理的前提基础上,设计出符合攻丝机工作能力和使用要求的方案。在不违反机器运行的稳定和安全的前提下,尽量确保设计出合理高效的机构。
设计对象的技术要求:
① 输出功率:100W;
② 输出转速:0~100转/分、能正反转;
③ 外形尺寸:120×120×200;
④ 攻丝范围M1~M6;
⑤ 应具有安全可靠的防护系统。
2.2 设计理念
根据攻丝本身的工作特点,要想顺利实现丝锥攻螺纹这一步骤,首先必须让丝锥头本身实现转动。这样在待加工工件受外力作用接触丝锥时,相对运动就可以促使丝锥进行内螺纹的加工。
由于加工完成后又需要使丝锥旋转退出工件内部,且退出时丝锥旋转方向恰好与攻丝时相反,因此有必要设计一种传动装置,使丝锥在不同的工作环境下能实现正反转。根据以上要求,本设计就可以大致分为以下几个部分:
(1)动力装置:给机床整体提供总动力的部分,通常先选用一固定功率的电机,但电机本身动力相对过大不复合攻螺纹的要求,因此输出部分需要相对应的连接减速装置[3]。中间用联轴器相连接。
(2)传动装置:主体由两相对固定的摩擦轮组成,通过与动力装置带动的摩擦盘相接触来实现系统的传动功能,从而带动丝锥的运转和加工。
(3)攻丝装置:与传动装置相连接并用来实现加工内螺纹的部件。
(4)箱盖及其他零部件。
整体围绕以上设计理念,接下来进行细节描述。
2.3 攻丝机的工作过程
以下是本设计原理简化图,工作部分总体上说分为2个大的模块,分别用模块A和模块B来表示。模块A是由电机,联轴器,减速器及其他相关零部件组成。模块B由轴,弹簧,丝锥夹具,摩擦盘等部件组成。模块A可以在水平方向上移动,随着模块A的移动,在轴Ⅱ顶端上的摩擦片也移动。而根据设计要求,模块B也同样只能在水平方向上移动,且模块B移动的路径正好与模块A移动路径相互垂直。因此摩擦盘和摩擦轮之间的接触位置随着A的移动而改变。假设,摩擦盘转速为n1,摩擦轮的转速为n2,摩擦盘半径r1,摩擦轮半径r2,两者间的关系如下:
式 (2.1)
式(2.2)
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