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绪论 1
设计任务书 2
产品用途和使用范围 2
关于机床的主要加工功能和系统组成的建议 2
关于总体布局的建议 3
主要技术指标和相关重要参数 4
主要工作原理 4
国内外的现状和进展趋势 4
国内外同类产品比照 6
关于承受技术、构造、材料、工艺的建议 6
拟承受的技术路线 6
组合机床的总体设计 7
组合机床的配置形式 7
机床加工示意图 10
机床的联系尺寸 10
组合机床通用部件及其选用 12
攻丝靠模装置和攻丝卡头 12
攻丝装置及攻丝靠模头 13
主轴箱的设计 14
进给机构的设计 错误！未定义书签。
电气局部设计 错误！未定义书签。
整个机床的动作挨次 错误！未定义书签。
电器原理图 错误！未定义书签。
总 结 17
致 谢 18
参考文献 18
附录 1 20
附录 2 22
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绪论
机械工业是重要的根底工业，是国民经济进展的先导部门。历史的实践一再证明：先进的技术装备与先进的制造技术在国民经济进展中，起着何等重要的作用；而先进的装备与先进的制造技术则是由先进的机械工业来供给的。马克思讲得何等的深刻：“大工业必需把握它特有的生产资料，即机器的本身， 必需用机器生产机器，这样，大工业才建立起与自己适应的技术根底，才得以独立。”过去是这样，现在是这样，将来也还是这样。
固然，由于现代科学技术的迅猛进展，特别是由于微电子技术、电子计算机技术的迅猛进展，机械工业已发生了而且还在连续发生极为深刻的变化：机械技术与微电子技术的严密结合，特别是与微计算机技术的严密结合，现代机械技术所拥有的技术较以往远为高，远为，远为广，远为简单而先进；机电一体化技术与产品是格外突出的表现之一。
这一深刻的变化反映在：机械工程、机械工业的面貌与内容方面发生了根本性的变化。过去，理论上主要以力学作为根底，实践上主要以阅历作为根底， 现在，作为根底的理论远不限于力学，还有系统论、掌握论、信息论、传感理论、信号处理理论、电子学、计算机学等等，作为实践的根底远不限于阅历， 而且还涉及各有关的学科，同时，本身也在行成自己的科学体系 制造理论、
工艺理论。
本文是介绍专用攻丝组合机床的设计说明书，是依据作者亲自设计实践总结出来而编写的。为读者了解此专用攻丝组合机床的工作原理，工作过程及机构供给了说明。为了便于阅读，本文在构造上层次清楚，主次清楚，内容上简明扼要，言语通俗。
2 设计任务书
设计任务书
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外形、轮廓尺寸、工艺和工序打算， 如夹具、主轴箱、刀具和工具等。组合机床一般承受多轴、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中心立柱式。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。
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。
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×-16 M6×-8 两种螺纹孔， 全部螺纹孔在同一工位加工，故承受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，停掌握。攻丝在主轴的旋转由步进电机和齿轮传动实现，同样是通过单片机掌握来实现步进电机的起，停掌握和电机的调速。
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系统组成有：动力系统、执行系统、制动系统、传动系统、关心系统和测控系统。
动力系统：为操作部件供给动力源，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〔液压泵和掌握油路〕。
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。它可消退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顿。
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。
关心系统：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、送料和下料等关心设备。
测控系统：是掌握机床依据所规定的动作挨次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。
关于总体布局的建议
为保证机床牢靠的工作，应让装夹机构，进给机构，液压机构等协作丝锥攻丝，并使他们之间工作协调。在布置整个机构时，布局应当合理，并且削减占地空间，避开干预。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，液压局部用外壳罩住，这样能保证工作人员的安全性。本机床分两局部安装，两局部安装好后，再连在一起。构成一个整体，从而提高安装效率和质量。
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2 设计任务书
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：
最大加工直径：M10
主要工作原理
机床动作挨次：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，然后遇到死挡块停顿进给，启动攻丝机构，开头攻丝，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。
国内外的现状和进展趋势
我国参加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,实行了乐观的应对策略,消灭了产、销两旺的良好势头,截至2025 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2025 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,产品、技术较去年均有大幅度提高,可见行业企业运营状况良好。
行业企业产品构造的变化
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、轻工及家电行业供给专用设备,随着我国参加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头向数控化、柔性化转变。从近两年的企业生产状况看,数控机床与加工中心的市场需求量在上升,而传统的
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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状况 看,2025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; 2025 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2025 年,截至9 月份,数控机床、加工中心产量、产值已接近2025 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进展。
组合机床技术装备现状与进展趋势
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、经济有用,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承受机、电、气、液压掌握,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、板件等也占肯定份额) , 完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种外形槽,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,配以可编程序掌握器( PLC) 、数字掌握(NC) 等,能任意转变工作循环掌握和驱动系统,并能敏捷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,是依据用户特 殊要求而设计的,它涉及到加工工艺、刀具、测量、掌握、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我比兴旺组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装
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2 设计任务书
备的大量进口势必导致投资规模的扩大,并使产品生产本钱提高。因此,市场要求我们不断开发技术、工艺,研制产品,由过去的“刚性”机床构造,向“柔性”化方向进展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动扮装备。
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%。
国内外同类产品比照
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肯定的差距。例如，原 Cross 公司的加工直列式 4 缸体自动线，生产节拍为 27s，年产量可到达 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。国外已承受柔性组合机床，该机床承受柔性通用部件和一般通用部件，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，掌握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。
关于承受技术、构造、材料、工艺的建议
Ⅰ 承受单片机对机床的进给和加工过程进展掌握。
Ⅱ 承受液压系统准确地掌握进给。液压驱动的优点有：位控精度高，有较好的速度和加速度值，转换便利，占地面积小，短节拍工作也格外牢靠。
拟承受的技术路线
先查找相关资料，在进展总体设计，再查找具体资料，解决设计中遇到的各种技术难点。
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组合机床的总体设计
组合机床的配置形式
攻丝组合机床的配置型式，可以有卧式，立式，复合式几种类型；依据现实螺纹加工承受的方法不同，通常可以分为：
用攻丝动力头进展螺纹加工
承受攻丝动力头加工螺纹时，要求机床主轴的回转运动与进给运动保持肯定的关系。螺纹的加工深度一般都不大，当螺孔数量较多时可以承受攻丝动力头加工，如图3-1所示。
实践证明，这种攻丝动力头的构造简单，加工精度较低，因而未得到广泛应用。
图3-1 攻丝动力头原理图
1—电机；2—主轴箱；3—攻丝接杆；4—滑座；5—螺母；6—丝杠
用丝杠螺母进给或凸轮进给的机械动力头进展螺孔的加工
这些动力头均可由配换进给齿轮和选取适当的主轴转速来实现不同直径和不同螺距的螺孔加工。利用这种动力头可以配置成工件固定不动的攻丝机床， 也可以配置成工件移动的多工位机床。这两种动力头的工作行程较大，可达
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3 组合机床的总体设计
225—250毫米。
由于这几种动力头组成的攻丝机床构造较简单，配置型式不敏捷，加工精度又较低，所以，在多数状况下，均由攻丝装置所替代。
用攻丝装置进展螺孔的加工
攻丝装置可以用来组成攻丝组合机床，也可以用来组成一个工位全部是攻丝工序的多工位组合机床。
攻丝装置主要由电机，主轴箱，攻丝靠模机构和攻丝形成掌握机构组成， 如图3-2所示。
图3-2 攻丝装置原理图
1—电机；2—主轴箱；3—主轴；4—靠模螺母；5—靠模杆；6—攻丝接杆
这种加工方法所用的设备构造比较简洁，在一个攻丝装置上可以比较简洁地按较合理的切削用量实现不同直径，不同螺距的螺纹加工，且加工精度较高， 制造本钱也较低，因而，在目前承受较为广泛。
由攻丝装置组成的攻丝组合机床有三种配置型式：
Ⅰ 攻丝装置直接固定在床身上。这种配置方案构造比较简洁，但调整和更换丝锥不便利，尤其是主轴数量较多时就更为突出，如图3-3所示。
Ⅱ 攻丝装置安装在手动滑台上。为了保证更换和调整丝锥时有足够的空间，利用手动滑台将攻丝装置从工作位置后移，退到夹具以外。手动滑台的最大调整行程为300毫米。对于自动线上的攻丝机床应当考虑这种方案，以削减自动线的停车时间，如图3-4所示。
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图3-3 攻丝装置直接固定在机床床身上的组合机床 图3-4 具有手动滑台的组合机床
Ⅲ 攻丝装置安装在动力滑台上。对于需要在箱体内壁攻丝或要求攻丝装置行程较大时，可将攻丝装置安装在液压或机械动力滑台上，如图2-5所示。
图3-5 具有他驱式动力滑台的组合机床
工作时，动力滑台快速向前，使攻丝装置接近工件，碰上死挡后铁后，动力滑台停顿，攻丝装置电机启动进展攻丝。待加工完毕后丝锥退出工件螺孔后， 动力滑台快速退到原位停顿。
综上所述，依据设计要求选用卧式攻丝机床，用攻丝装置进展螺纹的加工， 攻丝装置安放在液压滑台上。
工作时，由电机1经齿轮传动带动主轴3及靠模杆5旋转。由于靠模杆螺母4 的作用，使靠模杆5按规定的螺距引进。加工完毕后，电击反转，靠模杆退回原位。攻丝工作循环由攻丝行程掌握机构掌握。最大行程为60毫米。靠模螺母和
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