組合專(zhuān)機(jī)-車(chē)床主軸箱箱體左側(cè)8-M8螺紋攻絲機(jī)設(shè)計(jì)

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南京林業(yè)大學(xué)2007屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1．前言 1.1．課題名稱(chēng)及其具體要求 1.1.1．課題名稱(chēng) 車(chē)床主軸箱箱體左側(cè)8-M8螺紋攻絲機(jī)設(shè)計(jì) 1.1.2．題目?jī)?nèi)容及要求 本題目的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺(tái)能加工的通孔，總共八個(gè)孔的右側(cè)面螺紋攻絲機(jī)，機(jī)床類(lèi)型為臥式單面，液壓驅(qū)動(dòng)，由PLC控制，一臺(tái)機(jī)床年產(chǎn)量為3-6萬(wàn)件。其余設(shè)計(jì)內(nèi)容均自定。 1.1.3．實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)及圖紙要求 本設(shè)計(jì)完成后必須包括被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖、組合機(jī)床多軸箱圖、夾具裝配總圖、液壓系統(tǒng)原理圖、控制系統(tǒng)原理圖各一張，折合A0圖紙共4張。 此外，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)需1.5萬(wàn)字。 1.2．研究目的及意義 目前，組合機(jī)床的需求量很大，國(guó)家鼓勵(lì)其出口。而國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展也勢(shì)必導(dǎo)致各類(lèi)零部件加工量的增大。因此，組合機(jī)床可多刀、多軸、多面、多工位加工的優(yōu)點(diǎn)就顯得猶為突出。本設(shè)計(jì)就是在攻絲組合機(jī)床的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，將PLC控制技術(shù)和液壓控制技術(shù)應(yīng)用到其中，以便進(jìn)一步提高組合機(jī)床的自動(dòng)化程度。 1.3．國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究概況 1． 國(guó)外研究狀況 1952年美國(guó)生產(chǎn)出了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，此后，日本、德國(guó)、意大利等國(guó)家的一些木工機(jī)床的制造廠家應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，相繼推出了各種先進(jìn)的機(jī)床。目前，螺紋加工機(jī)床已經(jīng)與液壓系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合生產(chǎn)出了很多先進(jìn)的攻絲機(jī)，例如：西班牙的才CMA攻絲機(jī)系列，等等。 目前，機(jī)床加工正在向復(fù)合化，高速化，精密化，高效能化，智能化，環(huán)?；较虬l(fā)展而螺紋加工正在向高效率，高自有度，高生產(chǎn)率，高自動(dòng)化，高定位速度和高切削速度，低成本方向發(fā)展。 2． 國(guó)內(nèi)研究狀況 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，雖然機(jī)床加工機(jī)械的技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量有著顯著的提高，但與先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大，主要存在的問(wèn)題有：水平低、仿制多、品種少、自動(dòng)化程度不高，外觀質(zhì)量不高，機(jī)床機(jī)械合格率低，遠(yuǎn)低于同類(lèi)機(jī)械產(chǎn)品的平均合格率。螺紋加工機(jī)床和其他機(jī)床一樣發(fā)展緩慢。 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的中檔普及型數(shù)控機(jī)床的功能、性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)力。 但在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面，與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在較大差距。螺紋加工的數(shù)控化程度也很低。雖然我國(guó)現(xiàn)在的水平很低不過(guò)我們有很好的發(fā)展前景：首先，我國(guó)的政策調(diào)整有利于車(chē)床行業(yè)的發(fā)展；第二，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移給車(chē)床行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇；第三，下游行業(yè)成長(zhǎng)較快；第四，數(shù)控車(chē)床消費(fèi)增長(zhǎng)較快。而螺紋加工的攻絲機(jī)只是車(chē)床中的一個(gè)部分，當(dāng)然也具有很好的發(fā)展前景。目前國(guó)內(nèi)有很多的組合機(jī)床仍然采用繼電器控制，使用不便，且較為落后。而國(guó)外同行業(yè)則較多采用PLC先進(jìn)技術(shù)集成控制來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，已形成一系列自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)流水線(xiàn)，大大提高了生產(chǎn)效率和節(jié)省了成本。 2．組合機(jī)床概述 2.1．組合機(jī)床及其特點(diǎn) 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的工序集中的高效率專(zhuān)用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車(chē)削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。 組合機(jī)床與通用機(jī)床，其他專(zhuān)用機(jī)床比較，具有以下特點(diǎn)： （1）組合機(jī)床上的通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件約占全部機(jī)床零、部件總量的，因此設(shè)計(jì)和制造的周期短，投資少，經(jīng)濟(jì)效果好。 （2）由于組合機(jī)床用多刀加工，并且自動(dòng)化程度高，因而比通用機(jī)床生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，勞動(dòng)強(qiáng)度低。 （3）組合機(jī)床的通用部件是經(jīng)過(guò)周密設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐考驗(yàn)的，又有專(zhuān)門(mén)廠成批制造，因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。 （4）在組合機(jī)床上加工零件時(shí)，由于采用專(zhuān)用夾具、刀具和導(dǎo)向裝置，加工質(zhì)量靠工藝裝備保證，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。 （5）當(dāng)被加工產(chǎn)品更新時(shí)，采用其他類(lèi)型的專(zhuān)門(mén)機(jī)床時(shí)，其大部分部件要報(bào)廢。用組合機(jī)床時(shí)，其通用部件和標(biāo)準(zhǔn)零件可以重復(fù)利用，不必另行設(shè)計(jì)和制造。 （6）組合機(jī)床易于聯(lián)成組合機(jī)床自動(dòng)線(xiàn)，以適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)需要。 圖2-1表示由通用部件和少量專(zhuān)用部件組成的臥式組合機(jī)床。 圖2-1 臥式組合機(jī)床及其組成部件 1—中間底座；2—夾具；3—主軸箱；4—?jiǎng)恿ο? 5—滑臺(tái)；6—滑座；7—床身（側(cè)底座） 組合機(jī)床常用的通用部件有：動(dòng)力部件、輸送部件、支承部件、控制部件和輔助部件。其中動(dòng)力部件有4種：（1）主運(yùn)動(dòng)動(dòng)力部件—?jiǎng)恿ο?、多軸箱、單軸頭；（2） 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件—液壓滑臺(tái)、機(jī)械滑臺(tái)； （3） 既能實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)又能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件—?jiǎng)恿︻^；為單軸頭變化主軸轉(zhuǎn)速的跨系列通用部件。 動(dòng)力箱、各種工藝切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)是組合機(jī)床完成切削主運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。其中還有能同時(shí)完成切削主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力頭。而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱(chēng)為動(dòng)力滑臺(tái)。固定在動(dòng)力箱上的主軸箱是用來(lái)布置切削主軸，并把動(dòng)力箱輸出軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給各主軸的切削刀具，由于各主軸的位置與具體被加工零件有關(guān)，因此主軸箱必須根據(jù)被加工零件設(shè)計(jì)，不能制造成完全通用的部件，但其中有很多零件（例如：主軸、傳動(dòng)軸、齒輪和箱體等）是通用的。 床身、立柱、中間底座等是組合機(jī)床的支承部件，起著機(jī)床的基礎(chǔ)骨架作用。組合機(jī)床的剛度和部件之間的精度保持性，主要是由這些部件保證。移動(dòng)的或回轉(zhuǎn)的工作臺(tái)的重復(fù)定位精度直接影響組合機(jī)床的加工精度。 除了上述主要部件之外，組合機(jī)床還有各種控制部件，主要是控制機(jī)床按順序動(dòng)作，以保證機(jī)床按規(guī)定的程序進(jìn)行工作。 組合機(jī)床的通用部件，絕大多數(shù)已頒布成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的名義尺寸、主參數(shù)、互換尺寸等定型，各通用部件之間有配套關(guān)系。 因此，在進(jìn)行本設(shè)計(jì)時(shí)，主要根據(jù)被加工零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求等來(lái)完成組合機(jī)床的整體設(shè)計(jì)。 2.2．攻絲組合機(jī)床的結(jié)構(gòu)方案 通用機(jī)床加工螺紋的特點(diǎn)是主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系，即內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)。攻絲組合機(jī)床也不例外，根據(jù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)系統(tǒng)所選用的機(jī)構(gòu)不同，攻絲組合機(jī)床可以分為下列兩大類(lèi)： 1）采用攻絲動(dòng)力頭的攻絲組合機(jī)床 攻絲動(dòng)力頭用于同一方向單純攻絲工序。利用絲杠進(jìn)給，攻絲行程較大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)誤差大，所以加工螺紋精度較低（一般低于7H級(jí)），因此未能得到廣泛的應(yīng)用。 2）采用攻絲靠模裝置的組合機(jī)床 用攻絲靠模裝置加工內(nèi)螺紋的特點(diǎn)是，攻絲主軸系統(tǒng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由攻絲靠模機(jī)構(gòu)得到?？磕C(jī)構(gòu)由靠模螺桿和靠模螺母組成，其螺距應(yīng)等于被加工螺孔的螺距，當(dāng)靠模螺桿每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，則帶動(dòng)絲錐向前進(jìn)給一個(gè)螺距，要求盡量接近。 攻絲靠模應(yīng)用于攻絲裝置中的情況如圖2-2所示。從圖中可見(jiàn)，電機(jī)傳動(dòng)主軸通過(guò)靠模螺桿帶動(dòng)絲錐回轉(zhuǎn)，靠模螺桿5通過(guò)攻絲卡頭6與絲錐連接，攻絲卡頭6是攻絲主軸靠模系統(tǒng)進(jìn)給量與絲錐自行引進(jìn)量的補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 當(dāng)主軸及靠模螺桿5正轉(zhuǎn)時(shí)，由于靠模螺 母4的作用，使靠模螺桿按螺母的螺距帶動(dòng)絲 錐進(jìn)給，攻絲結(jié)束后，主軸反轉(zhuǎn)，絲錐退回。 由于攻絲過(guò)程中，只是靠模螺桿5帶動(dòng)絲 圖2-2 攻絲裝置原理圖 錐軸向移動(dòng)，因此主軸與靠模螺桿連接處軸向 1—電機(jī)；2—多軸箱；3—主軸； 可以相對(duì)滑動(dòng)，一般用滑鍵連接，滑動(dòng)的最大 4—靠模螺母；5—靠模螺桿；6—攻絲卡頭 距離即攻絲的最大行程，一般不超過(guò)。 此種攻絲方法，靠模可以經(jīng)磨制得到較準(zhǔn)確的螺距，由于靠模螺桿帶動(dòng)絲錐進(jìn)給比較輕巧，同時(shí)又有攻絲接桿補(bǔ)償攻絲主軸靠模系統(tǒng)與絲錐自行引進(jìn)的進(jìn)給差，因而攻絲時(shí)可得到較高的精度。該靠模裝置除了具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低的特點(diǎn)外，還由于每根靠模螺桿都各自具有自己的螺距數(shù)值，因此可用一個(gè)攻絲裝置方便地加工出不同尺寸規(guī)格的螺紋，且可各自選用合理的切削用量，目前應(yīng)用很廣泛。 綜上所述，可知攻絲工序的工作循環(huán)如下： 2.3．組合機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 一、提高通用部件的技術(shù)水平； 二、發(fā)展適應(yīng)中、小批生產(chǎn)的組合機(jī)床； 三、采用新刀具； 四、發(fā)展自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)； 五、擴(kuò)大工藝范圍。 3．組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3.1．組合機(jī)床方案確定 3.1.1．被加工零件特點(diǎn) 被加工零件在攻絲機(jī)體左側(cè)，材料為，硬度為，攻絲孔徑為的通孔8個(gè)，個(gè)孔在3個(gè)圓上規(guī)律分布。 被加工零件的外形如圖3-1所示。 圖3-1 被加工零件外形圖 3.1.2．機(jī)床布局確定 工件底面為主要定位面。因?yàn)榈酌嬗?個(gè)腳所以用3個(gè)支承塊支撐，用短銷(xiāo)和支承釘定位。裝夾方便、平穩(wěn)，故可采用臥式機(jī)床。 3.1.3．工件定位基準(zhǔn)的確定 由于工件采用底面為定位面，根據(jù)該零件的特點(diǎn)，可采用孔和2面定位。 3.1.4．夾壓表面及夾緊方式 由于要加工的工件是箱體而且上表面是空的，為了確保工件夾壓穩(wěn)定，為了保證定位基準(zhǔn)和定位面的良好接觸，采用開(kāi)口長(zhǎng)壓板作定位夾緊。 3.2．確定切削用量 3.2.1．選擇切削用量 由于攻絲孔徑只有一種，所以可以采用同樣的主軸和刀具使得所有刀具的每分鐘進(jìn)給量相同。 根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-18查得： 高速鋼絲錐攻絲切削速度 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》得： 螺紋間距， 選 切削速度： ∴ ∴滿(mǎn)足要求 每分鐘進(jìn)給量 式中：——主軸系統(tǒng)的進(jìn)給量（）； ——絲錐每分鐘自行引進(jìn)量（）； ——絲錐每分鐘轉(zhuǎn)速（）； ——絲錐的螺距，多頭螺紋為導(dǎo)程（）。 ∴ 3.2.2．確定F.P.T 1）切削扭矩的計(jì)算 根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得： 式中：——工件螺距（）； ——加工直徑（）。 ∴ 2）切削力的計(jì)算 ∴ ∴總切削力 3）切削功率的計(jì)算 根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-24查得： ∴ ∴總功率 考慮到功率損失，∴ 3.3．組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)——三圖一卡 三圖一卡的內(nèi)容主要包括：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。 3.3.1．被加工零件工序圖 一、被加工零件工序圖的作用及內(nèi)容 被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示一臺(tái)組合機(jī)床或自動(dòng)線(xiàn)完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及被加工零件的材料、硬度、重量和本道工序加工前毛坯或半成品狀況的圖紙。因此，它是在原零件圖基礎(chǔ)上，突出本機(jī)床或自動(dòng)線(xiàn)的加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制成的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、使用、檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。圖上應(yīng)表示出： 1）被加工零件的形狀和輪廓尺寸及與本機(jī)床設(shè)計(jì)有關(guān)的部位的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。尤其是當(dāng)需要設(shè)置中間導(dǎo)向套時(shí)，應(yīng)表示出零件內(nèi)部的肋、壁布置及有關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀及尺寸。以便檢查工件、夾具、刀具是否發(fā)生干涉。 2）加工用定位基準(zhǔn)、夾壓部位及夾壓方向。以便依此進(jìn)行夾具的定位支承（包括輔助定位支承）、限位、夾緊、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3）本道工序加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度、形狀位置尺寸精度及技術(shù)要求，還包括本道工序?qū)η暗拦ば蛱岢龅囊螅ㄖ饕付ㄎ换鶞?zhǔn)）。 4）必要的文字說(shuō)明。如被加工零件編號(hào)、名稱(chēng)、材料、硬度、重量及加工部位的余量等。 二、繪制被加工零件工序圖的注意事項(xiàng) 1）為了使被加工零件工序圖清晰明了，一定要突出本機(jī)床的加工內(nèi)容。繪制時(shí)，應(yīng)按一定比例，選擇足夠的視圖及剖視圖，突出加工部位（用粗實(shí)線(xiàn)），并把零件輪廓及與機(jī)床、夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的部位（用細(xì)實(shí)線(xiàn)）表示清楚。凡本道工序保證的尺寸、角度等，均應(yīng)在尺寸數(shù)值下方畫(huà)粗實(shí)線(xiàn)標(biāo)記。加工用定位基準(zhǔn)、機(jī)械夾壓位置及方向、輔助支承均須使用規(guī)定的符號(hào)表示出來(lái)。 2）加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準(zhǔn)注起。為便于加工及檢查，尺寸應(yīng)采用直角坐標(biāo)系標(biāo)注，而不采用極坐標(biāo)系。但有時(shí)因所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,則需對(duì)加工部位要求的位置尺寸精度進(jìn)行分析換算。此外，應(yīng)將零件圖上的不對(duì)稱(chēng)位置尺寸公差應(yīng)換算成對(duì)稱(chēng)尺寸公差，其公差數(shù)值的決定要考慮兩方面，一是要能達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求的精度，二是采用組合機(jī)床能夠加工出來(lái)。 3）應(yīng)注明零件加工對(duì)機(jī)床提出的某些特殊要求。 3.3.2．加工示意圖 一、加工示意圖的作用和內(nèi)容 零件加工的工藝方案要通過(guò)加工示意圖反映出來(lái)。加工示意圖表示被加工零件在機(jī)床上的加工過(guò)程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。因此，加工示意圖是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要圖紙之一，在總體設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位。它是刀具、輔具、主軸箱、液壓電氣裝置設(shè)計(jì)及通用部件選擇的主要原始資料，也是整臺(tái)組合機(jī)床布局和性能的原始要求，同時(shí)還是調(diào)整機(jī)床、刀具及試車(chē)的依據(jù)。其內(nèi)容為： 1）應(yīng)反映機(jī)床的加工方法、加工條件及加工過(guò)程。 2）根據(jù)加工部位特點(diǎn)及加工要求，決定刀具類(lèi)型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、尺寸（直徑和長(zhǎng)度）。 3）決定主軸的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、規(guī)格尺寸及外伸長(zhǎng)度。 4）選擇標(biāo)準(zhǔn)的或設(shè)計(jì)專(zhuān)用的接桿、浮動(dòng)卡頭、導(dǎo)向裝置、攻絲靠模裝置、刀桿托架等，并決定它們的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及尺寸。 5）標(biāo)明主軸、接桿（卡頭）、夾具（導(dǎo)向）與工件之間的聯(lián)系尺寸、配合及精度。 6）根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具、被加工零件材料特點(diǎn)等，合理確定并標(biāo)注各主軸的切削用量。 7）決定機(jī)床動(dòng)力部件的工作行程及工作循環(huán)。 二、加工示意圖的畫(huà)法及注意事項(xiàng) 1）加工示意圖的繪制順序是：先按比例用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪出工件加工部位和局部結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖，加工表面用粗實(shí)線(xiàn)畫(huà)。為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，相同加工部位的加工示意（指對(duì)同一規(guī)格的孔加工，所用刀具、導(dǎo)向、主軸、接桿等的規(guī)格尺寸、精度完全相同），允許只表示其中之一，亦即同一主軸箱上結(jié)構(gòu)尺寸相同的主軸可只畫(huà)一根。但必須在主軸上標(biāo)注軸號(hào)（與工件孔號(hào)相對(duì)應(yīng)）。當(dāng)軸數(shù)較多時(shí)，可縮小比例，用細(xì)實(shí)線(xiàn)畫(huà)出工件加工部位的外形簡(jiǎn)圖，并在孔旁標(biāo)注孔號(hào)，以便設(shè)計(jì)和調(diào)整機(jī)床。 2）一般情況下，在加工示意圖上，主軸分布可不按真實(shí)距離繪制。當(dāng)被加工孔間距很小或需設(shè)置徑向結(jié)構(gòu)尺寸較大的導(dǎo)向裝置時(shí)，相鄰主軸必須嚴(yán)格按比例繪制，以便檢查相鄰主軸、刀具、輔具、導(dǎo)向是否干涉。 3）主軸應(yīng)從主軸箱端面畫(huà)起。刀具畫(huà)加工終了位置（攻絲加工則應(yīng)畫(huà)開(kāi)始位置）。標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)只畫(huà)外形輪廓，但須加注規(guī)格代號(hào)。對(duì)一些專(zhuān)用結(jié)構(gòu)，為顯示其結(jié)構(gòu)而必須剖視，并標(biāo)注尺寸、精度及配合。 三、刀具選擇 根據(jù)攻絲孔的深度及直徑大小，并結(jié)合加工條件及要求，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，選擇的刀具為絲錐，其直徑分別為。 絲錐的具體結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-2所示： ) 圖3-2 絲錐外形圖 四、初定主軸類(lèi)型、尺寸和外伸長(zhǎng)度 根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-29（攻螺紋主軸直徑的確定）查得： 當(dāng)螺紋為，扭矩時(shí)，主軸直徑 再查表7-30（通用攻絲主軸的系列參數(shù)），確定主軸類(lèi)型為： 前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸 確定主軸直徑： 攻絲靠模規(guī)格代號(hào)：2 具體結(jié)構(gòu)如圖3-3所示： 圖3-3 主軸外伸圖 五、選擇攻絲卡頭 攻絲卡頭用于連接絲錐和攻絲主軸（或靠模裝置），其主要作用是： 1） 保證絲錐與被加工的螺紋底孔自動(dòng)對(duì)中，并保證絲錐順利引進(jìn)。 2） 補(bǔ)償絲錐每分鐘引進(jìn)量與攻絲主軸（或靠模裝置）每分鐘進(jìn)給量之差值，保證絲錐引進(jìn)與攻絲裝置進(jìn)給同步。 因此，要求攻絲卡頭有很好的定心性及補(bǔ)償靈活性，徑向尺寸應(yīng)較小，以適應(yīng)中心距小的螺孔加工。攻絲卡頭的主要形式有：①絲錐“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭；②主軸或攻絲靠?！俺啊边M(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。 在此，可選用主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭。主軸“超前”進(jìn)給是指攻絲主軸每分鐘進(jìn)給量大于絲錐每分鐘的引進(jìn)量，其差值由攻絲卡頭中的壓力彈簧來(lái)補(bǔ)償。彈簧的預(yù)壓力，最好稍大于絲錐開(kāi)始切入被加工螺紋底孔所需的軸向力，而小于絲錐的進(jìn)給拉力。 其具體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 圖3-4 主軸“超前”進(jìn)給的單向補(bǔ)償攻絲卡頭 1—卡頭芯桿；2—銷(xiāo)；3—套罩；4—卡頭體；5—壓力彈簧 六、攻絲靠模裝置 攻絲靠模裝置的原理是“自引法”攻絲。這種攻絲裝置的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直接由靠模螺桿、螺母得到。 常用的攻絲靠模裝置有型和型。型攻絲靠模通常由攻絲靠模機(jī)構(gòu)和攻絲卡頭配合組成攻絲裝置，并由攻絲裝置配置成攻絲組合機(jī)床。型主要用于組成活動(dòng)攻絲模板和鉆攻復(fù)合模板。 根據(jù)，查得《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-42（第Ⅰ、第Ⅱ類(lèi)攻絲靠模規(guī)格）：選用型號(hào)為的攻絲靠模裝置 其具體參數(shù)為： ， ，， 這類(lèi)靠模用于組成固定式攻螺紋裝置時(shí)，有較好的敞開(kāi)性，裝卸和調(diào)整較為方便。松開(kāi)壓板后，整套靠模就可以很方便地從靠模頭前端抽出，利用攻螺紋卡頭上的調(diào)整 螺母，能方便地調(diào)整絲錐的軸向位置。缺點(diǎn)是軸向尺寸很大。 其具體結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。 七、確定動(dòng)力部件的工作循環(huán)及工作行程 動(dòng)力部件的工作循環(huán)是指：加工時(shí)動(dòng)力部件從原始位 置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到加工終了位置又返回到原始位置的動(dòng)作過(guò)程。 一般包括快速引進(jìn)、工作進(jìn)給、快速退回等動(dòng)作。 1．工作行程長(zhǎng)度的確定 工作進(jìn)給長(zhǎng)度應(yīng)等于工件加工部位長(zhǎng)度（多軸加 工時(shí)應(yīng)按最長(zhǎng)孔計(jì)算）與刀具切入長(zhǎng)度和切出長(zhǎng)度之 和。如圖3-6所示。 圖3-6 工作進(jìn)給長(zhǎng)度 切入長(zhǎng)度L1應(yīng)根據(jù)工件端面的誤差情況在之 間選擇，誤差大時(shí)取大值。切出長(zhǎng)度根據(jù)《專(zhuān)用機(jī)床設(shè) 備設(shè)計(jì)》表7-32查得： 式中：——絲錐前端錐部的長(zhǎng)度。 由于加工深度一定，選擇。 2．快進(jìn)、快退長(zhǎng)度 按加工具體情況而定，保證加工所有刀具均退至夾具 套內(nèi)，不影響工件裝卸，因此取快進(jìn)長(zhǎng)度為。 3．動(dòng)力部件總行程長(zhǎng)度 動(dòng)力部件的總行程除應(yīng)保證要求的工作循環(huán)行程外， 圖3-5 第Ⅰ類(lèi)攻絲靠模 還要考慮裝卸和調(diào)整刀具方便，即考慮前、后備量。 1—靠模桿；2—套筒；3—壓板 前備量是指因刀具磨損或補(bǔ)償制造、安裝誤差，動(dòng)力 4—襯套：5—彈簧；6—結(jié)合子 部件尚可向前調(diào)節(jié)的距離。后備量是指考慮刀具從接桿中 7—靠模螺母；8—攻絲卡頭 或接桿連同刀具一起從主軸孔中取出所需要的動(dòng)力部件尚能向后退的距離。理想情況是保證刀具退離夾具導(dǎo)套外端面的距離大于接桿插入主軸孔內(nèi)（或刀具插入接桿孔內(nèi)）的長(zhǎng)度。 因此，動(dòng)力部件的總行程為快退行程長(zhǎng)度與前后備量之和。 ∴ 依此作為選擇標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)或設(shè)計(jì)專(zhuān)用動(dòng)力部件的依據(jù)。 3.3.3．機(jī)床聯(lián)系尺寸圖 一、聯(lián)系尺寸圖的作用及內(nèi)容 一般來(lái)說(shuō)，組合機(jī)床是由標(biāo)準(zhǔn)的通用部件——?jiǎng)恿_(tái)、動(dòng)力箱、各種工藝切削頭、側(cè)底座、立柱、立柱底座及中間底座加上專(zhuān)用部件——主軸箱、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤(rùn)滑、排屑系統(tǒng)組合裝配而成。聯(lián)系尺寸圖用來(lái)表示機(jī)床各組成部件的相互裝配聯(lián)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以檢驗(yàn)機(jī)床各部件的相對(duì)位置及尺寸聯(lián)系是否滿(mǎn)足加工要求，通用部件的選擇是否合適，并為進(jìn)一步開(kāi)展主軸箱、夾具等專(zhuān)用部件、零件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可看成是簡(jiǎn)化的機(jī)床總圖，它表示機(jī)床的配置型式及總體布局。 聯(lián)系尺寸圖的主要內(nèi)容如下： 1） 以適當(dāng)數(shù)量的視圖（一般為主、左、右視圖）按同一比例畫(huà)出機(jī)床各主要組成部件的外形輪廓及相對(duì)位置，表明機(jī)床的配置型式及總體布局，主視圖的選擇應(yīng)與機(jī)床實(shí)際加工狀態(tài)一致。 2） 圖上應(yīng)盡量減少不必要的線(xiàn)條及尺寸，但反映各部件的聯(lián)系尺寸、專(zhuān)用部件的主要輪廓尺寸、運(yùn)動(dòng)部件的極限位置及行程尺寸，必須完整齊全。各部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)不必畫(huà)出，留在具體設(shè)計(jì)部件時(shí)完成。 3） 為便于部件設(shè)計(jì)，聯(lián)系尺寸圖上應(yīng)標(biāo)注通用部件的規(guī)格代號(hào)、電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率及轉(zhuǎn)速，并注明機(jī)床部件的分組情況及總行程。 二、選擇動(dòng)力箱 確定攻絲電機(jī)功率時(shí)，應(yīng)考慮到絲錐鈍化的影響，一般按計(jì)算功率的倍選取。根據(jù)前面計(jì)算功率，即，且考慮到攻絲時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速要求較低，如果選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，將導(dǎo)致傳動(dòng)比較大，使機(jī)床結(jié)構(gòu)龐大，不利于成本的降低，一般采用同步轉(zhuǎn)速為左右的電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)《組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5-38選用動(dòng)力箱型號(hào)為，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，電動(dòng)機(jī)的功率為，（為電動(dòng)機(jī)安裝端面至罩殼后面間的軸向長(zhǎng)度）。 根據(jù)前面計(jì)算的行程，選擇動(dòng)力滑臺(tái)為型，滑臺(tái)側(cè)底座為型，行程為。二級(jí)進(jìn)給及壓力繼電器型號(hào)為。導(dǎo)軌防護(hù)裝置型號(hào)為。分級(jí)進(jìn)給裝置型號(hào)為。 由于攻絲時(shí)，工作行程不是很長(zhǎng)，液壓滑臺(tái)可固定在滑軌上，由固定塊受力。所以當(dāng)進(jìn)給力大于滑臺(tái)所受最大進(jìn)給力時(shí)，仍可使用該滑臺(tái)滑軌。 根據(jù)選定的動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)為，其臥式配置時(shí)具體聯(lián)系尺寸如圖3-7所示。 圖3-7 型液壓滑臺(tái)臥式配置時(shí)聯(lián)系尺寸 三、夾具輪廓尺寸確定 綜合考慮工件的輪廓尺寸形狀、結(jié)構(gòu)以及夾具底座與機(jī)床其他部件連接固定尺寸，初步定夾具長(zhǎng)寬高為。 四、機(jī)床裝料高度 機(jī)床裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。為提高通用部件及支承部件的剛度并考慮自動(dòng)線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)中間底座內(nèi)要安裝夾具輸送裝置、冷卻排屑裝置，新頒布的組合機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)推薦裝料高度，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。在現(xiàn)階段設(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，裝料高度可根據(jù)具體情況在之間選取。 由于受工件最低孔位置、多軸箱最低主軸高度和所選通用部件、中間底座、夾具高度等尺寸的限制（滑臺(tái)與滑座總高，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度），本設(shè)計(jì)的機(jī)床裝料高度。 五、中間底座輪廓尺寸 中間底座的輪廓尺寸要滿(mǎn)足夾具在其上面安裝連接的需要。根據(jù)選定的動(dòng)力箱滑臺(tái)、側(cè)底座等標(biāo)準(zhǔn)的位置關(guān)系，并考慮到毛坯誤差和裝配偏移，中間底座支承夾具底座的空余邊緣尺寸，算出的長(zhǎng)度應(yīng)圓整，并按優(yōu)選數(shù)系選用。攻絲時(shí)需要使用冷卻液，應(yīng)使空余邊緣尺寸不小于。 中間底座外形圖如圖3-8所示。 圖3-8 中間底座外形圖 中間底座長(zhǎng)度方向尺寸可按下式確定： 式中：——加工終了位置，主軸箱端面至工件端面間的距離，本設(shè)計(jì)中； ——主軸箱厚度，本設(shè)計(jì)； ——工件沿機(jī)床長(zhǎng)度方向的尺寸，本設(shè)計(jì)； ——機(jī)床長(zhǎng)度方向上，主軸箱與動(dòng)力滑臺(tái)的重合長(zhǎng)度，本設(shè)計(jì)； ——加工終了位置，滑臺(tái)前端面至滑座前端面的距離，對(duì)于通用的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力滑臺(tái)，尺寸的最大范圍為。本設(shè)計(jì)； ——滑座前端面至側(cè)底座前端面的距離，本設(shè)計(jì)。 ∴ 根據(jù)，查《專(zhuān)用機(jī)床設(shè)備設(shè)計(jì)》表7-10（中間底座主要尺寸）： 選定中間底座長(zhǎng)為 又根據(jù)被加工零件的寬度為，夾具底座寬度為，以及其他聯(lián)系尺寸，選定中間底座寬度為。 ∴中間底座的長(zhǎng)寬為。 六、確定多軸箱輪廓尺寸 標(biāo)準(zhǔn)通用多軸箱的厚度是一定的，臥式為。因此，確定多軸箱尺寸，主要是確定多軸箱寬度和高度及最低主軸高度。如圖3-9所示，被加工零件輪廓以點(diǎn)劃線(xiàn)、多軸箱輪廓用粗實(shí)線(xiàn)表示。多軸箱寬度、高度的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式確定： 式中：——工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）。 ——最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）。 ——工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）。 ——最低主軸高度（）。 圖3-9 多軸箱輪廓尺寸的確定 為保證多軸箱有排布齒輪的足夠空間，推薦，取。 主軸箱最低主軸高度須考慮到與工件最低孔位置（）、機(jī)床裝料高度（）、滑臺(tái)滑座總高（）、側(cè)底座高度（）、滑座與側(cè)底座之間調(diào)整墊高度（）等尺寸之間的關(guān)系而確定。對(duì)于臥式組合機(jī)床，要保證潤(rùn)滑油不致從主軸襯套處泄露，通常推薦： ∴ ∴ 根據(jù)上述計(jì)算值，按多軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定多軸箱輪廓尺寸為 七、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖繪制注意事項(xiàng) 1）畫(huà)主視圖時(shí)，主視圖的圖形布置應(yīng)與實(shí)際機(jī)床工作布置一致，并選擇合適比例。為便于機(jī)床的調(diào)整和維修，滑座與側(cè)底座之間需加厚的調(diào)整墊。 2）機(jī)床各主要組成部件的輪廓尺寸及相關(guān)聯(lián)系尺寸必須標(biāo)注的完整、恰當(dāng)，應(yīng)使機(jī)床在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向的尺寸鏈封閉。 3）應(yīng)注明工件、夾具、動(dòng)力部件、中間底座對(duì)稱(chēng)中心線(xiàn)間的位置關(guān)系。 4）應(yīng)注明電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、功率、轉(zhuǎn)速及所選標(biāo)準(zhǔn)通用部件的型號(hào)規(guī)格和其主要輪廓尺寸，并對(duì)組成機(jī)床的所有部件進(jìn)行分組編號(hào)，作為部件和零件設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。 3.3.4．機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 根據(jù)選定的機(jī)床工作循環(huán)所要求的工作行程長(zhǎng)度、切削用量、動(dòng)力部件的快進(jìn)及工進(jìn)速度等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡，用以反映機(jī)床的加工過(guò)程，完成每一動(dòng)作所需的時(shí)間、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率及機(jī)床的負(fù)荷率等。 一、理想生產(chǎn)率 指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率在內(nèi)）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時(shí)總數(shù)有關(guān)，一般情況下，單班制生產(chǎn)取，則 件／h 二、實(shí)際生產(chǎn)率 指所設(shè)計(jì)機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可以生產(chǎn)的零件數(shù)量。 件／h 式中：——生產(chǎn)一個(gè)零件所需的時(shí)間（），它可以根據(jù)下式計(jì)算： 式中：、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給行程長(zhǎng)度（）； 、——分別為刀具第Ⅰ、第Ⅱ工作進(jìn)給速度（）； ——當(dāng)加工沉孔、止口、锪窩、倒角、光整表面時(shí)，動(dòng)力滑臺(tái)在死擋鐵上的停留時(shí)間，通常指刀具在加工終了時(shí)無(wú)進(jìn)給狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)所需的時(shí)間（）； 、——分別為動(dòng)力部件快進(jìn)、快退行程長(zhǎng)度（）； ——?jiǎng)恿Σ考焖傩谐趟俣取２捎脵C(jī)械動(dòng)力部件取，液壓動(dòng)力部件??； ——直線(xiàn)移動(dòng)或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行一次工位轉(zhuǎn)換的時(shí)間，一般可取； ——工件裝、卸（包括定位、夾壓及清除鐵屑等）時(shí)間，它取決于工件重量大小、裝卸的方便性及工人的熟練程度。根據(jù)各類(lèi)組合機(jī)床的統(tǒng)計(jì)，一般取。 ∴取為 ∴ ∴ 件／h 三、機(jī)床負(fù)荷率 當(dāng)時(shí)，計(jì)算二者的比值即為負(fù)荷率。 ∴ 根據(jù)組合機(jī)床的使用經(jīng)驗(yàn)，適宜的機(jī)床負(fù)荷率為。 所以該負(fù)荷率滿(mǎn)足要求。 四、生產(chǎn)率計(jì)算卡 生產(chǎn)率計(jì)算卡是按一定格式要求編制的反映零件在機(jī)床上的加工過(guò)程、生產(chǎn)節(jié)拍、切削用量、機(jī)床生產(chǎn)率和機(jī)床負(fù)荷率的簡(jiǎn)明表格，它是用戶(hù)驗(yàn)收機(jī)床的重要依據(jù)之一。 具體情況見(jiàn)附錄二。 4．組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 4.1．機(jī)床夾具的用途及使用優(yōu)點(diǎn) 一、保證產(chǎn)品質(zhì)量； 二、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 三、擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，解決復(fù)雜或困難的工藝問(wèn)題； 四、改變?cè)瓩C(jī)床的用途，擴(kuò)大機(jī)床使用范圍； 五、減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，做到安全生產(chǎn)。 4.2．定位支承系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.2.1．定位六法及定位面 工件采用三面定位，以底面為主要定位面，后面為導(dǎo)向面，左側(cè)面為止推面。采用此方法限制了六個(gè)自由度，為完全定位。 4.2.2．定位支承元件及布置 選擇常用定位元件支承板，使用兩塊。為便于排屑，沿縱向用倒角并設(shè)溝槽。為提高支承板耐磨性，采用鋼制造。 導(dǎo)向面使用一個(gè)導(dǎo)向板（限位板），止推面使用一個(gè)支承釘。 4.2.3．夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、夾緊動(dòng)力 夾緊動(dòng)力選用螺紋螺栓配合的機(jī)械力進(jìn)行夾緊。 二、夾緊力確定 1）確定摩擦系數(shù) 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取工件與支承壓板之間摩擦系數(shù)： 2）安全系數(shù) 由于刀具鈍化等原因，準(zhǔn)確地確定夾緊力較困難。 根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得，總安全系數(shù) 式中：——基本安全系數(shù)， ——加工表面光潔度系數(shù)，毛面，光面； ——刀具磨鈍系數(shù)，； ——斷續(xù)切削系數(shù)，； ——疲勞系數(shù)，（人力操縱），（動(dòng)力操縱）。 ∴取，，，， ∴ ∴滿(mǎn)足要求。 3）夾緊力計(jì)算 根據(jù)夾緊力所需，選擇前法蘭式液壓夾緊油缸。 油缸內(nèi)活塞桿，行程。 4.3．組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 因被加工零件為箱體零件，機(jī)床為臥式，刀具選用絲錐，本夾具為壓板夾緊工件從一側(cè)推入，然后定位夾緊。 4.3.1．夾具體設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具上的各種裝置和元件通過(guò)夾具體連接成一個(gè)整體。夾具體要有足夠的強(qiáng)度和剛度，只有這樣，在加工過(guò)程中，夾具體在切削力、夾緊力的作用下，才不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)。此外，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，夾具體應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于制造、裝配和檢驗(yàn)；體積小、重量輕以便于操作。 考慮到加工的零件是一個(gè)箱體而且上表面是空的，為了使其受力比較好所以采用兩邊開(kāi)闊的常壓辦對(duì)加工的零件進(jìn)行夾緊。夾緊的零件采用雙頭螺栓，螺母夾緊方式。支撐面采用3個(gè)小的支撐塊支撐。用一個(gè)空和一個(gè)面定位。 4.3.2．角鐵的選擇 考慮到被加工零件尺寸較大，選擇標(biāo)準(zhǔn)的角鐵滿(mǎn)足不了本設(shè)計(jì)要求，故在標(biāo)準(zhǔn)角鐵的尺寸基礎(chǔ)上，適當(dāng)增大以滿(mǎn)足要求。角鐵所選用的材料均為，毛坯要經(jīng)時(shí)效處理。本設(shè)計(jì)中角鐵使用數(shù)量為3個(gè)，其中加工孔部位角鐵需留出空間以方便加工。 其具體尺寸和結(jié)構(gòu)如圖4-2、4-3、4-4所示。 圖4-2 角鐵一 4.4．夾具總裝配圖技術(shù)要求制定 4.4.1．精度等級(jí) 同軸度、平行度和垂直度一般為被加工零件精度1/3左右。 4.4.2．定位精度要求 工件以定位支承塊定位，定位面應(yīng)在同一平面內(nèi)，允差0.02，支承塊在一次安裝下加工到所要精度。 4.4.3．總裝配圖繪制要求 一、被加工零件的外形輪廓、定位基面、夾緊表面及加工表面用雙點(diǎn)劃線(xiàn)繪制在各個(gè)視圖的合適位置上。 二、各零件要進(jìn)行編號(hào)，并填寫(xiě)零件明細(xì)表和標(biāo)題欄。 三、標(biāo)注必要的尺寸、公差配合及技術(shù)要求。 5. 多軸箱的設(shè)計(jì) 多軸箱是組合機(jī)床的重要部件之一，它關(guān)系到整臺(tái)組合機(jī)床質(zhì)量的好壞。 具體設(shè)計(jì)時(shí)，除了要熟悉多軸箱本身的一些設(shè)計(jì)規(guī)律和要求外，還須依據(jù)“三圖一卡”，仔細(xì)分析研究零件的加工部位，工藝要求，確定多軸箱與被加工零件、機(jī)床其他部分的相互關(guān)系。 5．1 繪制多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖 多軸箱設(shè)計(jì)原始依據(jù)圖，是依據(jù)“三圖一卡”整理編繪出來(lái)的，其一般應(yīng)包括下列內(nèi)容： （1） 所有主軸的位置尺寸及工件與多軸箱的相關(guān)尺寸。在標(biāo)注主軸的位置及相關(guān)尺寸時(shí)，首先要注意多軸箱和被加工零件在機(jī)床上是面對(duì)面擺放的，因此多軸箱橫截面上的水平方向尺寸應(yīng)與被加工零件工序圖的水平尺寸方向相反。其次，多軸箱上的坐標(biāo)尺寸基準(zhǔn)和被加工零件工序圖的尺寸基準(zhǔn)常不相重合，應(yīng)根據(jù)多軸箱和被加工零件的相對(duì)位置找出統(tǒng)一基準(zhǔn)，并標(biāo)注出其相對(duì)位置關(guān)系尺寸。 （2） 在圖中標(biāo)注主軸轉(zhuǎn)向。由于標(biāo)準(zhǔn)刀具多為右旋，因此要求主軸一般為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向可標(biāo)注，只注順時(shí)針轉(zhuǎn)向。 （3） 圖中應(yīng)標(biāo)出多軸箱的外形尺寸。 （4） 列表標(biāo)明工件材料，加工表面要求，并標(biāo)出各主軸的工序內(nèi)容，主軸外伸部分尺寸和切削用量等。 （5） 注明動(dòng)力箱型號(hào)，功率，轉(zhuǎn)速和其它主要參數(shù)。 5.2 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 5.2.1 主軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 主軸結(jié)構(gòu)型式由零件加工工藝決定，并應(yīng)考慮主軸的工作條件和受力情況。軸承型式是主軸部件結(jié)構(gòu)的主要特征，如進(jìn)行鉆削加工的主軸，軸向切削力較大，最好用推力球軸承承受軸向力，而用向心球軸承承受徑向力。又因鉆削時(shí)軸向力是單向的，因此推力球軸承在主軸前端安排即可。進(jìn)行鏜削加工的主軸，軸向切削力較小，但不能忽略。有時(shí)由于工藝要求，主軸進(jìn)退都要切削，兩個(gè)方向都有切削力，一般選用前后支承均為圓錐滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中我選用推力球軸承。主軸的直徑在前面已經(jīng)算過(guò)了這邊就不說(shuō)了。 5.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 多軸箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是通過(guò)一定的傳動(dòng)鏈把動(dòng)力箱輸出軸傳進(jìn)來(lái)的動(dòng)力和轉(zhuǎn)速按要求分配到各主軸。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響多軸箱的質(zhì)量、通用化程度、設(shè)計(jì)和制造工作量的大小以及成本的高低。 5.3.1 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的一般要求 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)在保證主軸強(qiáng)度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的前提下，力求使主要傳動(dòng)件的規(guī)格少，數(shù)量少，體積小；因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要注意下面幾點(diǎn)： （1） 盡量用一根中間轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)多根主軸。當(dāng)齒輪嚙合中心距不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可用變位齒輪或略變傳動(dòng)比的方法解決。 （2） 一般情況下，盡量不采用主軸帶動(dòng)主軸的方案，因?yàn)檫@會(huì)增加主動(dòng)主軸的負(fù)荷。 （3） 為使結(jié)構(gòu)緊湊，多軸箱體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)副的最佳傳動(dòng)比為1-1.5,在多軸箱后蓋內(nèi)的第4排齒輪，根據(jù)需要，其傳動(dòng)比可以取大些，但一般不超過(guò)3-3.5。 （4） 根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比的道理，一般情況下如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可采用逐步降速傳動(dòng)；如驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)可先使速度升高一點(diǎn)再降速；這樣可使傳動(dòng)鏈前面幾根軸、齒輪等在比較高轉(zhuǎn)速下工作，結(jié)構(gòu)可小些。組合機(jī)床多軸箱的傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)與普通機(jī)床差異較大，其一是由于傳動(dòng)鏈較短，難分前后，另外，經(jīng)常是一中間傳動(dòng)軸帶多根主軸。所以，合理安排結(jié)構(gòu)往往成為設(shè)計(jì)的主要矛盾。如為了使主軸上的齒輪不過(guò)大，最后一級(jí)經(jīng)常采用升速傳動(dòng)。 （5） 粗加工切削力大，主軸上的齒輪應(yīng)盡量安排靠近前支承，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形。 （6） 齒輪排數(shù)可按下面方法安排 1） 不同軸上齒輪不相碰，可放在箱體內(nèi)同一排上。 2） 不同軸上齒輪與軸或軸套不相碰，可放在箱體內(nèi)不同排上。 3） 齒輪與軸相碰，可放在后蓋內(nèi)。 5．3．2 主軸分布類(lèi)型及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1）已知各主軸轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)軸到主軸之間的傳動(dòng)比。 一層二層的齒輪的,三層的齒輪的 多軸箱的具體布置如下圖所示 6．PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6.1．可編程控制器概述 6.1.1．可編程控制器的定義和特點(diǎn) 可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用一類(lèi)可編程的存貯器，用于其內(nèi)部存貯程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。世界上第一臺(tái)可編程控制器產(chǎn)生于1969年。 PLC的特點(diǎn)主要有以下四點(diǎn)： 一、 通用性強(qiáng)。PLC這種控制裝置硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，要改變控制功能只需改變程序即可。同一臺(tái)PLC可以用于不同的控制對(duì)象。 二、硬件設(shè)計(jì)和接線(xiàn)簡(jiǎn)單。由于PLC的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，輸出接口的驅(qū)動(dòng)功率強(qiáng)，能直接驅(qū)動(dòng)接觸器、電磁閥等線(xiàn)圈，可免除二次開(kāi)發(fā)的困難，因而，用戶(hù)在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定PLC的硬件配置和外部接線(xiàn)而已。對(duì)于接線(xiàn)，只需將提供輸入信息的按鈕、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等接入PLC的輸入端子；把電磁鐵、電磁閥、接觸器等線(xiàn)圈接到PLC的輸出端子并配上對(duì)應(yīng)的負(fù)載電源和保護(hù)裝置，即完成了全部接線(xiàn)任務(wù)。 三、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)?？煽啃允强刂蒲b置的生命。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，能適應(yīng)有各種強(qiáng)烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并具有故障自診斷能力。 四、體積小、功耗小、性能價(jià)格比高。由于體積小，PLC很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 6.1.2．基本結(jié)構(gòu) PLC的主體由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入模塊、輸出模塊、電源以及編程器等組件構(gòu)成。 電源是將交流電轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部所需的直流電，電源組件具有高的抗干擾能力，適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用，供電穩(wěn)定、安全可靠。電源組件內(nèi)還裝有備用電池，以保證在斷電時(shí)，存放在存儲(chǔ)器（RAM）中的信息仍能保持。 PLC的存儲(chǔ)器包括只讀存儲(chǔ)器（ROM）和讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（RAM），前者用來(lái)存放系統(tǒng)程序，后者用來(lái)存放用戶(hù)程序，它通過(guò)外接的專(zhuān)用編程器寫(xiě)入。 輸入模塊主要包括光電耦合器輸入接口，輸入狀態(tài)寄存器和輸入數(shù)據(jù)寄存器。輸入端子接受各種有觸點(diǎn)的和無(wú)觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)是信號(hào)或連續(xù)變化的模擬量（經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換），輸入到輸入狀態(tài)寄存器或輸入數(shù)據(jù)寄存器中。 輸出模塊包括輸出狀態(tài)寄存器，輸出鎖存器，光電耦合器和功率放大器等部分。PLC提供三種類(lèi)型的輸出：機(jī)械觸頭繼電器、無(wú)觸點(diǎn)型交流開(kāi)關(guān)和無(wú)觸點(diǎn)型直流開(kāi)關(guān)。 CPU是PLC的控制中樞，它包括運(yùn)算器和控制器。PLC的控制器比微機(jī)簡(jiǎn)單的原因是它采用循環(huán)處理方式工作，且對(duì)于小型PLC，指令類(lèi)型比較少。PLC的運(yùn)算器具有很強(qiáng)的邏輯運(yùn)算功能，但其他運(yùn)算功能就比較少。 編程器主要是用來(lái)輸入和編輯用戶(hù)程序，但也可用來(lái)監(jiān)視PLC工作時(shí)各種編程元件的工作狀態(tài)。 6.1.3．PLC的工作方式 PLC是通過(guò)一種周期工作方式來(lái)完成控制的，每個(gè)周期包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。 一、輸入采樣階段。當(dāng)PLC開(kāi)始周期工作時(shí)，控制器首先以?huà)呙璺绞巾樞蜃x入所有的輸入端的信號(hào)狀態(tài)（1或0），并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器。輸入狀態(tài)寄存器的位數(shù)與輸入端子的數(shù)目相對(duì)應(yīng)，因而輸入狀態(tài)寄存器又可稱(chēng)為輸入映象寄存器。輸入采樣結(jié)束后轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變。這些變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才被讀入。 二、程序執(zhí)行階段。PLC的用戶(hù)程序決定了輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的具體關(guān)系。組成程序的每條指令都有順序號(hào)，指令按步序號(hào)依次存入存儲(chǔ)單元。程序執(zhí)行期間，在無(wú)跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，地址計(jì)數(shù)器順序?qū)ぶ?，依次指向每個(gè)存儲(chǔ)單元，控制器順序執(zhí)行這些指令。執(zhí)行指令時(shí)先讀入輸入狀態(tài)寄存器的狀態(tài)，然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器。 三、輸出刷新階段。在所有的指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器鎖存，驅(qū)動(dòng)輸出線(xiàn)圈，形成PLC的實(shí)際輸出。 在一個(gè)周期執(zhí)行完后，地址計(jì)數(shù)器恢復(fù)到初始值，重復(fù)執(zhí)行由以上三個(gè)階段構(gòu)成的工作周期。 6.1.4．PLC的發(fā)展 自1969年世界上第一臺(tái)可編程控制器問(wèn)世以來(lái)，PLC的發(fā)展十分迅猛。目前，已有許多國(guó)家的著名企業(yè)，如日本三菱、美國(guó)通用電氣、德國(guó)西門(mén)子等，都相繼開(kāi)發(fā)出了適合他們國(guó)家的產(chǎn)品類(lèi)型，并廣泛推廣應(yīng)用。正是由于這些公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)，PLC的更新?lián)Q代非?？?，周期一般為3～5年。 為了適應(yīng)不同層次的需要，進(jìn)一步擴(kuò)大PLC在自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用，PLC正朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展。 一、低檔PLC向微型、簡(jiǎn)易、價(jià)廉方向發(fā)展，使之能更廣泛地成為繼電器的替代物。在傳統(tǒng)制造業(yè)市場(chǎng)上小型PLC是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的理想選擇。 二、高檔PLC向大容量、高速、高性能方向發(fā)展。不斷增強(qiáng)過(guò)程控制功能，使大型PLC具有個(gè)人計(jì)算機(jī)功能，使之能取代工業(yè)控制微機(jī)的部分功能，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制。 PLC控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。它的發(fā)展必將愈來(lái)愈快速。 6.2．動(dòng)作循環(huán)圖 攻絲組合機(jī)床的行程特點(diǎn)與其他機(jī)床相比有很大的不同，因此在設(shè)計(jì)動(dòng)作循環(huán)圖時(shí)必須充分考慮到這一特點(diǎn)。根據(jù)第一章所闡述的攻絲組合機(jī)床結(jié)構(gòu)原理，并結(jié)合本設(shè)計(jì)特點(diǎn)，現(xiàn)擬定攻絲機(jī)床動(dòng)作循環(huán)圖如圖6-1所示。 圖6-1 動(dòng)作循環(huán)圖 6.3．端子分配圖 6.3.1．PLC的選型 選擇PLC的型號(hào)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 一、結(jié)構(gòu)形式及檔次 按照物理結(jié)構(gòu)，PLC可分為整體式和模塊式。整體式的每一I/O點(diǎn)的價(jià)格較低。對(duì)于單臺(tái)僅需開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備，一般選小型整體式PLC就可滿(mǎn)足要求。 二、容量 PC的容量指用戶(hù)存儲(chǔ)器容量和I/O點(diǎn)數(shù)兩方面的含義。 選擇存儲(chǔ)器容量可按25%留裕量。I/O點(diǎn)數(shù)可按10%～15%考慮裕量。 三、開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇 輸入模塊有交流輸入和直流輸入兩種類(lèi)型。交流輸入方式接觸可靠，適合有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。直流輸入的延遲時(shí)間短，還可以與接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)等電子輸入開(kāi)關(guān)連接。 輸出模塊中，繼電器輸出的價(jià)格便宜，適用的電壓范圍較寬，承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，對(duì)于不頻繁通斷的負(fù)載應(yīng)優(yōu)先選用。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)采用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，即選用晶體管輸出或雙向晶閘管輸出。 在選用輸入、輸出模塊時(shí)還應(yīng)考慮同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)，一般來(lái)講，同時(shí)接通的輸入或輸出點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸入或輸出點(diǎn)數(shù)的60%。 6.3.2．端子分配圖 根據(jù)上一小節(jié)中所闡述的PLC選型規(guī)則，以及考慮到本設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，現(xiàn)選用的PLC型號(hào)為日本三菱公司生產(chǎn)的FX0S-30MR。該型號(hào)PLC體積小、容量大、價(jià)格適中，十分適合本設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)所要用到的FX0S-30MR型號(hào)PLC的編程元件如下： 一、輸入繼電器（X） 輸入繼電器是專(zhuān)門(mén)用來(lái)接收從外部開(kāi)關(guān)或敏感元件發(fā)來(lái)的信號(hào)的，它有輸入端子相連，只能由外部信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，不能在內(nèi)部由程序指令來(lái)驅(qū)動(dòng)。輸入繼電器可提供無(wú)數(shù)對(duì)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部使用。 本設(shè)計(jì)中所要用到的輸入繼電器編號(hào)為：X0～X7，X10～X13共12點(diǎn)輸入。 二、輸出繼電器（Y） 輸出繼電器專(zhuān)門(mén)用來(lái)將輸出信號(hào)傳送給外部負(fù)載。 本設(shè)計(jì)中所要用到的輸出繼電器編號(hào)為：Y2～Y6，Y10～Y11共7點(diǎn)輸出。 三、輔助繼電器（M） 輔助繼電器供內(nèi)部使用，它的觸點(diǎn)不可驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 本設(shè)計(jì)中所要用到的輔助繼電器編號(hào)為：M0，M1，M3～M10。 四、定時(shí)器（T） 本設(shè)計(jì)中所要用到的定時(shí)器編號(hào)為：T10，T20。 延時(shí)時(shí)間均為1S。 結(jié)合動(dòng)作循環(huán)圖，并根據(jù)該P(yáng)LC型號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，端子分配圖如圖5-2所示。 圖5-2 端子分配圖 6.4．梯形圖設(shè)計(jì) 6.4.1．梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則 梯形圖編程是各種PLC的通用編程方式。它的優(yōu)點(diǎn)為直觀、易懂，是應(yīng)用最多的一種編程方式，也是PLC程序設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。 梯形圖的設(shè)計(jì)規(guī)則為： 一、梯形圖按自上而下，從左到右的順序排列，每個(gè)編程元件線(xiàn)圈為一邏輯行。元件線(xiàn)圈與右母線(xiàn)直接連接，兩線(xiàn)圈不得串聯(lián)，亦不得在線(xiàn)圈與右母線(xiàn)間連接其他元素。 二、除有跳轉(zhuǎn)指令外，一般某編號(hào)的線(xiàn)圈在梯形圖中只能出現(xiàn)一次。 三、對(duì)并聯(lián)電路的邏輯行，串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)排在上面，這樣可以減少指令的條數(shù)。 四、不允許在一個(gè)觸點(diǎn)上有雙向電流流過(guò)。 五、輸入繼電器的線(xiàn)圈由輸入端子上的外部信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，因而輸入繼電器的線(xiàn)圈不應(yīng)出現(xiàn)在梯形圖中。 6.4.2．梯形圖設(shè)計(jì) 嚴(yán)格遵循梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則，并根據(jù)動(dòng)作循環(huán)圖和端子分配圖，以及充分考慮到攻絲組合機(jī)床的行程特點(diǎn)，梯形圖設(shè)計(jì)如圖5-3所示。 圖6-3 梯形圖設(shè)計(jì) 6.5．程序設(shè)計(jì) 6.5.1．PLC的指令系統(tǒng) 對(duì)本設(shè)計(jì)所需的PLC基本指令如下： 一、輸入、輸出指令 LD：取指令。取與母線(xiàn)連接的常開(kāi)觸點(diǎn)。 LDI：取反指令。取與母線(xiàn)連接的常閉觸點(diǎn)。 OUT：輸出指令。用于驅(qū)動(dòng)輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，但不能用于輸入繼電器。對(duì)于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器使用OUT指令后，必須設(shè)定常數(shù)K，常數(shù)K的設(shè)定也作為一條指令。 二、“與”指令 AND：常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。 ANI：常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。 三、“或”指令 OR：常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)指令。 ORI：常閉觸點(diǎn)并聯(lián)指令。 四、置位指令 SET：令元件自保持。 五、復(fù)位指令 RST：用于計(jì)數(shù)器、移位寄存器的復(fù)位。 六、結(jié)束指令 END：編程結(jié)束時(shí)寫(xiě)入END指令。 6.5.2．指令表 根據(jù)已設(shè)計(jì)好的梯形圖，PLC指令書(shū)寫(xiě)見(jiàn)附錄一。 7．組合機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì) 7.1．機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本原則 7.1.1．機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本要求 1）熟悉所設(shè)計(jì)機(jī)床的總體技術(shù)要求及工作過(guò)程，弄清其他系統(tǒng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。 2）了解機(jī)床的現(xiàn)場(chǎng)工作條件、供電情況及測(cè)量?jī)x表的種類(lèi)。 3）通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇性能價(jià)格比最佳的傳動(dòng)方案和控制方案。 4）設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、維修方便的電氣控制電路。進(jìn)行模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證控制電路能否滿(mǎn)足機(jī)床的工藝要求。 5）保證使用的安全性，貫徹最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 7.1.2．機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟 1）擬定電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件（任務(wù)書(shū)）； 2）確定電力傳動(dòng)方案和控制方案； 3）確定電動(dòng)機(jī)容量； 4）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖； 5）選擇電氣元器件及裝置；制定電氣設(shè)備裝置、元件、器件的清單及備件，易損件的清單； 6）繪制電氣安裝圖、位置圖、互連圖； 7）設(shè)計(jì)電氣柜、操作臺(tái)、配電板及非標(biāo)準(zhǔn)器件與零件； 8）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū)。包括順序說(shuō)明、維修說(shuō)明及調(diào)整方法。 7.1.3．電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件 電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件通常以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式表達(dá)。它是整個(gè)電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)。在任務(wù)書(shū)中，除了簡(jiǎn)要說(shuō)明所設(shè)計(jì)的機(jī)床型號(hào)、用途、工藝過(guò)程、技術(shù)性能、傳動(dòng)參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)工作條件外，還必須說(shuō)明： 1）用戶(hù)供電電網(wǎng)的種類(lèi)、電壓、頻率及容量； 2）有關(guān)電氣傳動(dòng)的基本特性，如運(yùn)動(dòng)部件的數(shù)量和用途、負(fù)載特性、調(diào)速指標(biāo)、電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反向和制動(dòng)要求等； 3）有關(guān)電氣控制的特性，如電氣控制的基本方式、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、自動(dòng)控制的動(dòng)作順序、電氣保護(hù)及聯(lián)鎖條件等； 4）有關(guān)操作方面的要求，如操作臺(tái)的布置、測(cè)量顯示、故障報(bào)警及照明等要求； 5）機(jī)床主要電氣設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行電器和行程開(kāi)關(guān)等）的參數(shù)及布置框圖； 該技術(shù)任務(wù)書(shū)是依據(jù)所設(shè)計(jì)機(jī)床的總體技術(shù)方案擬定的。 7.2．機(jī)床傳動(dòng)的總體方案 一、主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)由主軸電機(jī)M1控制，通過(guò)M1電動(dòng)機(jī)的正反向運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)攻絲主軸的攻進(jìn)與攻退； 二、液壓滑臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓泵電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，M2電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)； 三、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3提供攻絲時(shí)所需的冷卻液，以免工件和刀具過(guò)熱而造成工件精度降低和刀具縮短壽命。 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù)如下： M1 Y100L-6 1.5kW 380V 940r/min 4.00A M2 Y132S-4 5.5kW 380V 1440r/min 11.6A M3 Y801-4 0.55kW 380V 1390r/min 1.50A 7.3．主電路設(shè)計(jì) M1電機(jī)由接觸器KM1、KM2控制實(shí)現(xiàn)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)；M2電機(jī)由KM3控制，工作時(shí)，由液壓系統(tǒng)控制液壓滑臺(tái)的前進(jìn)與后退，以保證攻絲深度；M3電機(jī)由KM4控制，工作時(shí)，冷卻液開(kāi)啟。所有的電機(jī)均設(shè)過(guò)載保護(hù)。主電路如圖6-1所示。 7.4．控制電路設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，采用PLC控制。各按鈕、行程開(kāi)關(guān)、線(xiàn)圈和指示燈的作用見(jiàn)第六章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中端子分配圖的設(shè)計(jì)圖6-2。控制電路見(jiàn)圖7-2所示。 7.5．控制電源的確定及總體電路的審核完善 由于交流控制電路比較復(fù)雜，需要控制電源變壓器，選用220V作為控制電路電壓。信號(hào)指示采用6V交流供電。 根據(jù)各局部電路之間的相互關(guān)系，考慮必要保護(hù)環(huán)節(jié)的設(shè)置，審核各電器元件觸頭的使用是否合理等問(wèn)題，完善后的電氣原理圖見(jiàn)圖紙：電氣控制電路原理圖。 圖7-1 主電路 圖7-2 控制電路 7.6．電器元件的選擇 7.6.1．電器元件的可靠性 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大。一個(gè)大型的自動(dòng)控制系統(tǒng)常需要幾萬(wàn)個(gè)元件。因此，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與其所用元件的可靠性有著密切的關(guān)系。若某一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，其中只要有一個(gè)元件失效，就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障，其整個(gè)設(shè)備停工所造成的損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)該元件本身的價(jià)格。因此，如何正確選用好元件，對(duì)控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)是很重要的。 7.6.2．電器元件選擇的基本原則 一、根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電器元件類(lèi)型。以繼電接觸器控制系統(tǒng)為例，當(dāng)元件用于通、斷功率較大的主電路時(shí)，應(yīng)選用交流接觸器；若元件用于切換較小的電路（如控制電路）時(shí)，則應(yīng)選擇中間繼電器；若還伴有延時(shí)要求時(shí)，則應(yīng)選用時(shí)間繼電器。 二、確定元器件承載能力的臨界值及使用壽命。