可调扭矩保护经济型数控车床浮动丝锥夹具设计

可调扭矩保护经济型数控车床浮动丝锥夹具设计
可调扭矩保护经济型数控车床浮动丝锥夹具设计

第12卷第2期2005年4月

工程设计学报

Journal of Engineering Design

Vol.12No.2Apr.2005

收稿日期:2004-10-01.

作者简介:项占琴(1946-),男,浙江武义人,教授,从事FM S 、机电一体化等研究,E-mail:x zq128@yaho o.co https://www.360docs.net/doc/5913132497.html,.

可调扭矩保护经济型数控车床

浮动丝锥夹具设计

项占琴,程绍慧

(浙江大学现代制造工程研究所,浙江杭州310027)

摘 要:主要介绍一种用于经济型数控车床自动攻丝的丝锥夹具的原理及设计,一方面能很大程度上降低工人劳动强度,另一方面能大大提高生产效率及产品质量.使用简单方便,在目前我国中低档数控车床占大多数的国情下,有着很广阔的应用前景.

关键词:数控车床;丝锥夹具;自动攻丝

中图分类号:T H 16 文献标识码:A 文章编号:1006-754X (2005)02-0097-04

Design on floating screw tap clamp on economical numerical

control lathe with djustable torque

XIA NG Zhan-qin,CHENG Shao-hui

(Instit ut e of M anufacturing Engineer ing ,Zhejiang U niv ersity,Ha ng zho u 310027,China)

Abstract :T his paper fo cuses o n principles and producing method of a scr ew tap clamp that can be applied on econo mical num er ical co ntrol lathe.The utilizatio n of such clamp can distinctly decr ease labor har dship o f w orkers w hile g reatly increase pr oductivity and pr oduct quality.Further more,under the conditio n that,in China ,the majority of numerical co ntro l lathes are sm all and medium types ,its easy operatio n display it a promising applying pro spect .Key words :num erical contro l lathe;screw tap clam p;autom atically tap 小孔攻丝是数控车床加工中一个常见的工序,其可靠程度及效率直接影响加工质量和生产效率.国内目前大部分数控车床为不带自动攻丝功能的经济型数控车床,其主轴一般为普通变频主轴,甚至还有一些为传统车床的主轴,这类机床主轴采用机械齿轮啮合变速,正、反转响应很慢,无法做到与刀架运动同步.而且刀架上没有配备丝锥夹具,攻丝时,一般先要将丝锥安装到尾座上,再通过手动操作尾座进行.这样做不但劳动强度大,工作效率低,而且无法实现自动控制,但因其价格低廉,目前在我国被广泛使用.通过摸索和实践,笔者成功设计并制作出一套可调扭矩保护数控车床浮动丝锥夹具.该夹具主要特点为:可调扭矩保护设计,解决自动攻丝常见的堵屑而扭断丝锥问题;轴向浮动设计,解决经济型数控车床攻丝退刀时,机床主轴与z 向伺服轴的不同步误差;快速装夹设计不同型号丝锥,其丝锥和夹

套的安装非常方便、快捷;丝锥柄伸入夹套的部分较长,其夹具精度较高.在我国目前中低档数控车床占大多数的国情下,有着很好的应用前景.

1 主要构成及工作原理

如图1所示,整副夹具主要包括两大部分:可浮动丝锥夹套柄和可调扭矩保护快速丝锥夹套.

可浮动丝锥夹套柄主要用来联接固定丝锥夹套,通过夹套柄体15,它可以像其他车刀一样方便、快捷地被固定到数控车床的刀架上,依靠左浮动弹簧16和右浮动弹簧18,丝锥夹套联接轴套12间隙配合在夹套柄体15内并可作轴向弹性浮动,可以克服机床主轴与z 向伺服轴的不同步误差,其浮动位移要大于机床z 向不同步误差G ,不同型号机床和不同切削参数下其G 值是不同的,可通过实验测得.其中比较简单的方法为:编写数控攻丝程序,用记号

图1 夹具总装图

Fig.1 T he assembly chart for the clamp

笔当外螺纹刀,观察记号笔的轨迹,在反转退刀时会出现乱牙,其乱牙的长度即为G .作者设计夹具的浮动范围大于G 即可.丝锥夹套柄还包括与丝锥夹套配合的快速联接卡头,逆时针旋转夹紧螺母13,松开夹紧钢球14,将丝锥夹套体3推入联接轴套12内,并使丝锥夹套上的扭矩传送环10的径向键对准丝锥联接轴套12上的径向键槽.然后顺时针旋转夹套夹紧螺母13,夹紧螺母13有一内锥面,它会挤压夹套夹紧钢球14,钢球刚好压在丝锥夹套体3的弧形沟槽上,从而卡住丝锥夹套.丝锥夹套柄上安装有止转螺钉17,通过丝锥联接轴套12上的轴向键槽来提供攻丝扭矩,并且丝锥夹套联接轴套12又通过丝锥夹套上的扭矩传递环将扭矩传送给夹套.

由于车床攻丝可能会用到不同型号的丝锥,为了使用方便可以参考国标和实际需要设计一组丝锥夹套.但其与浮动丝锥夹套柄联接部分是完全相同的,因此可方便地更换不同型号的丝锥.丝锥夹套主要由三部分组成.首先是与浮动丝锥夹套柄的联接部分,通过丝锥夹套体3和扭矩传送环10,丝锥夹套被联接到丝锥夹套柄上.其次是扭矩传递保护装置,正常攻丝时,扭矩传递环10上的4个径向半圆柱槽以及碟簧6会推动滑动锥套7使扭矩传递钢球8与丝锥夹套体3同步,丝锥夹套体3内有一四方孔与丝锥尾部的四方头配合,将攻丝扭矩顺利传递给丝锥.当切削堵塞引起瞬间转动力矩过大时,丝锥夹套体3上的4个小球坑会将4颗扭矩传递钢球8径向顶开,使得丝锥夹套体3随工件一起旋转从而保护丝锥,其峰值保护扭矩可通过旋转调整螺套5来控制.最后为快速丝锥夹持机构,它能快速实现丝锥的装卸夹紧.其结构如图1所示,首先推压丝锥夹紧套2,松

开均匀分布的3颗小钢球4,如果需要,装丝锥可将丝锥尾部推入夹紧套内,略微旋转丝锥直至丝锥尾部四方体插入丝锥夹套内对应的四方孔,松开丝锥夹紧套2,丝锥夹紧弹簧11会推动丝锥夹紧套2作反向移动,通过丝锥夹紧套3的内锥面挤压均匀分布的3颗小钢球4从而夹紧丝锥.而卸丝锥就更方便了,先推压丝锥夹紧套2,松开3个小钢球4,拔出丝锥即可.而丝锥夹紧套2的内孔直径和丝锥夹套体3内的四方孔大小主要由丝锥型号决定.

图2 z 向浮动模型图

F ig.2 T he floating mo dule fo r the z direction

2 关键机构设计分析

图2为可浮动丝锥夹套柄浮动简化模型.图2(a )为浮动头不受外力,设其两边为相同的压缩弹簧,左右压簧对浮动头的正压力P L =P R =40%P S ,P S 为压簧的极限载荷;图2(b )为浮动头受到外力P f ,其位移为f ∈(-f L ,f L ),f L 为最大浮动位移,f L =40%f S ,f S 为极限压缩变形量.试验统计得到通常G 远小于10mm ,但为了更安全将f L 设为10mm.攻丝开始时为了导入丝锥进行攻丝,浮动头需要提供一定的z 向正压力,设其大小为P f 1,它与丝锥大

?

98?工 程 设 计 学 报第12卷

小及加工材料等因素有关,根据加工经验得到0< P f

1

≤18N;设当P f1=P R-P L=(40%P S+K P×f1) -(40%P S-K P×f1)=18N时,f1=5mm,则单根弹簧的刚度K P=1.8N?m.由于在一般载荷条件下工作,按第Ⅲ类弹簧考虑,并选用B级碳素弹簧钢丝;考虑到可浮动丝锥夹套柄的紧凑性,预设压簧大径D<34mm,压簧中径d2=32mm,估取弹簧钢丝直径D2=1.6m m,算得旋绕比C=D2/d=20.查得R b=1570M Pa,S s=R b/2=785M Pa(GB/T1239.6-1992)[1].算得补偿系数K=(4C-1)/(4C-4)+ 0.615/C≈1.07,而左右弹簧最大压力可达到P L2= P R2=(40%P S+K P×f L)=80%K P×f S=36N,因而可推算出直径为

d1≥1.6P R2K C

S s≈1.585mm.[1]

其结果与估取值1.6mm仅差1%,可用.根据刚度计算弹簧圈数n=Gd4/8D32K P[2],G为切变模量79000M Pa,算得n=1.1,加上支撑2圈,共3.1圈.当攻丝到位后,由于机床主轴与z向伺服轴的不同步误差G,使得f减少G,从而P f减少2K P G.

图3为以其中1颗扭矩传递钢球8为分析对象建立力学模型.F1为滑动锥套7作用于钢球的力,锥套内锥面设计成45°,并且4颗钢球周向均匀分布,所以F1过yoz平面并与oz轴成45°,其大小为

F1=f d×K+f Z×K

4×cos45°

,(1) f Z=y,(2)

式(1)和式(2)中,f Z为碟簧总工作变形;f d为碟簧预紧变形,可调大小设为(y1/12,y1/3);K为碟簧刚度;y为钢球y向位移,y∈[0,y1],而y1的大小就是钢球在丝锥夹套体3上球坑的深度,它与H的极限值H1、丝锥夹套体3上球坑所在位置的半径r2以及钢球8半径r1有关

:

图3 钢球力学模型

F ig.3 T he fo rces module fo r the steel ball

y1=r2-r22-(r1×sin H1)2+r1(1-cos H1),(3)

y=y1-r2+r22-(r1×sin H)2-r1(1-cos H).(4)预设H1=45°,r1= 2.5m m,r2=10.5m m,则y1=1.6908mm.F2为丝锥夹套体3作用于钢球的力,主要用来传递攻丝扭矩,所以始终位于垂直于z 轴的x oy平面并与oy轴成H角,H∈[0,H1].F3为扭矩传递环10作用于钢球8的力,由于是内圆柱面与钢球接触,F3位于垂直于内圆柱面的x oz平面并与oz 负轴成5角,设4颗扭矩传递钢球均匀受力,T为攻丝扭矩,则可对钢球8建立如下空间汇交力系平衡方程:

T=4F3(r1+r2-y1+y)sin5,(5)

∑X:F2×sin H-F3×sin5=0,(6)

∑Y:F2×cos H-F1×sin45°=0,(7)

∑Z:F1×cos45°-F3×cos5=0.(8)联立方程(1)~(8),解得T=K×A,A有双解:

A=

28273

2500

f d sin

H P

180

cos

H P

180

(9)

(阶段一:H从0到H1,y恒为0);

A=f d-

28273

2500

+

1

2

441-25sin

H P

180

2

+

5

2

cos

H P

180

sin

H P

180

1

2

441-25sin

H P

180

2

+

5

2

cos

H P

180

cos

H P

180

(10)

(阶段二:H从H1到0)

钢球会被挤出球坑;从式(9)和式(10)式可以看出系数A与f d是线性的,图4为取f d的最小值y1/12和最大值y1/3绘制的A(H)图,分别算得A max1= 11.6166m?m m,A max2=16.8525m?mm,那么扭矩保护可调范围[T max1,T max2]为[K×A max1,K×A max2],试验测得如M10攻丝扭矩保护范围大致为[16,23]N?m,从而可推算出碟簧刚度K≈1370 N/mm.另一方面可从f z的最大值y1和f d的最大值

y1/3计算出碟簧压平的总变形量H Z=

y1+y1/3

70%

?

99

?

 第2期项占琴,等:可调扭矩保护经济型数控车床浮动丝锥夹具设计

3.2mm ,如四片碟簧对合组合,则每片碟簧的压平变形量H 0=H Z /4=0.8m m ,考虑结构紧凑和丝锥大小,可预设碟簧大径D d =29.5mm ,小径d d =19.5mm ,碟簧厚度t =1mm ,根据碟簧的刚度计算公式,可求出预设刚度K G =1378.74N /mm ≈1370N /mm [2],基本接近预期的碟簧刚度,则设计结束.如相差较大则调每片碟簧的压平变形量和碟簧的厚度以及碟簧片数直至与预期碟簧的刚度相近为止

.

图4 A (H )图

Fig .4 A (H

)demo nstr ation 3 使用方法

先是安装可浮动丝锥夹套柄,像其他车刀一样通过方刀柄直接固定到方刀架上,安装时要注意尽量使丝锥夹套联接轴套12的轴心线与车床回转轴

心线平行并且在同一水平面上(假设机床为水平导轨).然后选择加工丝锥对应的丝锥夹套,将丝锥装入丝锥夹套,再将夹套装入夹套柄并锁紧夹套夹紧螺母13.

尽管经济型数控车床不带专用攻丝循环指令,但可以用一些常用的数控车削指令如,G32,G00,G01组合替代.通常浅孔或通孔攻丝可一次完成,但如遇加工材料比较韧及深孔、盲孔攻丝时,由于排屑相对困难,丝锥需多次回退方可顺利完成攻丝.以M 10×24的盲孔攻丝为例,其参考程序如下(南京第二机床厂CK6136H 经济型数控车床):

...; N 314G 01Z -9F 45;

N200M 03S30;

N316M 03;

...; N 318G 32Z -18F 1.5;

N 300G 00X 0Z 2;N 320M 04;

N 302G32Z-6F1.5;N322G01Z-15F45;N 304M 04;

N324M 03;

N 306G 01Z -3F 45;N 326G 32Z -24F 1.5;N 308M 03;N328M 04;N 310G32Z-12F1.5;

N330G01Z3F45;

N 312M 04; ...;

由于攻丝加工属多刃切削,攻丝时其丝锥柄受力非常大,特别当韧性材料、盲孔或深孔攻丝时,很容易出现切屑拥堵现象,从而导致攻丝打滑甚至丝锥扭断.但可通过程序控制丝锥作间隙性回退断屑来避免堵屑现象,另一方面,可控制攻丝转速(一般取20~30r/m in)和添加攻丝润滑液来减少切削应力及降低切削温度.参考文献:

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100?工 程 设 计 学 报第12卷

数控车床常用夹具介绍

数控车床常用夹具介绍 车床的夹具主要是指安装在车床主轴上的夹具,这类夹具和机床主轴相连接并带动工件一起随主轴旋转。车床类夹具主要分成两大类:各种卡盘,适用于盘类零件和短轴类零件加工的夹具;中心孔、顶尖定心定位安装工件的夹具,适用于长度尺寸较大或加工工序较多的轴类零件。 数控车削加工要求夹具应具有较高的定位精度和刚性,结构简单、通用性强,便于在机床上安装夹具及迅速装卸工件、自动化等特性。 一、各种卡盘夹具 在数控车床加工中,大多数情况是使用工件或毛坯的外圆定位,以下几种夹具就是靠圆周来定位的夹具。 1.三爪卡盘 ⑴三爪卡盘特点 三爪卡盘(如图1所示),是最常用的车床通用卡具,三爪卡盘最大的优点是可以自动定心,夹持范围大,装夹速度快,但定心精度存在误差,不适于同轴度要求高的工件的二次装夹。 为了防止车削时因工件变形和振动而影响加工质量,工件在三爪自定心卡盘中装夹时,其悬伸长度不宜过长。如:工件直径≤30mm,其悬伸长度不应大于直径的3倍;若工件直径>30mm,其悬伸长度不应大于直径的

4倍。同时也可避免工件被车刀顶弯、顶落而造成打刀事故。 ⑵卡爪 CNC车床有两种常用的标准卡盘卡爪,是硬卡爪和软卡爪,见图2所示。 图2 三爪自定心卡盘的硬卡爪和软卡爪 当卡爪夹持在未加工面上,如,铸件或粗糙棒料表面,需要大的夹紧力时,使用硬卡爪;通常为保证刚度和耐磨性,硬卡爪要进行热处理,硬度较高。 当需要减小两个或多个零件直径跳动偏差,以及在已加工表而不希望有夹痕时,则应使用软卡爪。软卡爪通常用低碳钢制造,软爪在使用前,为配合被加工工件,要进行镗孔加工。 软爪装夹的最大特点是工件虽经多次装夹仍能保持一定的位置精度。大大缩短了工件的装夹校正时间。在车削软爪或每次装卸零件时,应注意固定使用同一扳手方孔,夹紧力也要均匀一致,改用其他扳手方孔或改变夹紧力的大小,都会改变卡盘平面螺纹的移动量,从而影响装夹后的定位精度。 2.液压动力卡盘 三爪卡盘常见的有机械式和液压式两种。液压卡盘,动作灵敏、装夹迅速、方便,能实现较大压紧力,能提高生产率和减轻劳动强度。但夹持范围变化小,尺寸变化大时需重新调整卡爪位置。自动化程度高的数控车床经常使用液压自定心卡盘,尤其适用于批量加工。 液压动力卡盘夹紧力的大小可通过调整液压系统的油压进行控制,以适应棒料、盘类零件和薄壁套筒零件的装夹。 3.可调卡爪式卡盘 可调卡爪式四爪卡盘如图3所示。每个基体卡座上的卡爪,能单独手动粗、精位置调整。可手动操作分别移动各卡爪,使零件夹紧、定位。加工前,要把工件加工面中心对中到卡盘(主轴)中心。

丝锥钻孔攻丝全部讲解

第一章国标螺纹的一般知识 一.螺纹的分类 1.螺纹分内螺纹和外螺纹两种; 2.按牙形分可分为:1)三角形螺纹2)梯形螺纹3)矩形螺纹4)锯齿形螺纹; 3.按线数分单头螺纹和多头螺纹; 4.按旋入方向分左旋螺纹和右旋螺纹两种, 右旋不标注,左旋加LH,如M24*1.5LH; 5.按用途不同分有:米制普通螺纹、用螺纹密封的管螺纹、非螺纹密封的管螺纹、60°圆锥管螺纹、米制锥螺纹等 二. 米制普通螺纹 1.米制普通螺纹用大写M表示,牙型角2α=60°(α表示牙型半角); 2.米制普通螺纹按螺距分粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种; 2.1.粗牙普通螺纹标记一般不标明螺距,如M20表示粗牙螺纹;细牙螺纹标记必须标明螺距,如M30×1.5表示细牙螺纹、其中螺距为1.5。 2.2.普通螺纹用于机械零件之间的连接和紧固,一般螺纹连接多用粗牙螺纹,细牙螺纹比同一公称直径的粗牙螺纹强度略高,自锁性能较好。 3.米制普通螺纹的标记:M20-6H、M20×1.5LH-6g-40,其中M 表示米制普通螺纹,20表示螺纹的公称直径为20mm,1.5表示螺距,LH表示左旋,6H、6g表示螺纹精度等级,大写精度等级代号表示内螺纹,小写精度等级代号表示外螺纹,40表示旋合长度; 3.1.常用米制普通粗牙螺纹的螺距如下表(螺纹底孔直径:碳钢φ=公称直径-P;铸铁φ=公称直径-1.05~1.1P;加工外螺纹光杆直径取φ=公称直径-0.13P): 表1 常用米制普通粗牙螺纹的直径/螺距

3.2.米制普通内螺纹的加工底孔直径可用下式作近似计算:d=D-1.0825P,其中D为公称直径,P为螺距。 三. 用螺纹密封的管螺纹(GB 7306与ISO7/1相同) 1.用螺纹密封的管螺纹不加填料或密封质就能防止渗漏。用螺纹密封的管螺纹有圆柱内螺纹和圆锥外螺纹、圆锥内螺纹和圆锥外螺纹两种连接形式。压力在5×105Pa以下时,用前一种连接已足够紧密,后一种连接通常只在高温及高压下采用。 2.用螺纹密封的管螺纹内螺纹有圆锥、圆柱两种形式。外螺纹只有圆锥一种形式。牙型如下:锥度1:16,牙形角55°,旧螺纹标准示例:ZG3/8; 3.标记示例: 圆锥内螺纹Rc 3/8 圆柱内螺纹Rp3/8 圆锥外螺纹R3/8 当螺纹为左旋螺纹时Rc 3/8-LH(LH表示左旋螺纹) 常用螺纹(标记:Rc 3/8、Rp3/8、R3/8)的基本尺寸: 表2

数控机床工装夹具的选择和安装

数控机床工装夹具的选择和安装 目前,机械加工按生产批量可分为两大类:一类是单件、多品种、小批量(简称小批量生产);另一类是少品种、大批量(简称大批量生产)。其中前者大约占到机械加工总产值的70——80%,是机械加工的主体。 同样一款机床,为何生产效率却相差好几倍?得出的结论是:数控机床选用的夹具不合适,从而使数控机床的生产效率大幅降低。下面介绍数控机床夹具的合理选择及应用。 如何提高数控机床利用率?通过技术分析,夹具的使用有很大的关系。据不完全统计,国内企业数控机床选用夹具不合理的比例高达50%以上。至2010年底,中国数控机床保有量近一百万台,也就是说有50万台以上的数控机床由于夹具选择不合理或应用不当,而出现了“窝工”现象;从另外一个角度来讲,在数控机床夹具的选择与应用上大有文章可做,因为其中蕴含枱可观的潜在经济效益。 小批量生产周期﹦生产(准备/等待)时间+工件加工时间由于小批量生产“工件加工时间”很短,因此“生产(准备/等待)时间”的长短对于加工周期有枱至关重要的影响。要想提高生产效率,就必须想办法缩短生产(准备/等待)时间。 1、下面推荐三类小批量生产可优先考虑的数控机床夹具: 组合夹具 组合夹具又称为“积木式夹具”,它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成,客户可以根据加工要求,象“搭积木”一样,快速拼装出各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间,极大地缩短了生产准备时间,因而有效地缩短了小批量生产周期,即提高了生产效率。另外,组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工,特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。 精密组合平口钳 精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”,与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠,因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装(拆卸)、快速装夹等优点,因此可以缩短生产准备时间,提高小批量生产效率。目前国际上常用的精密组合平口钳装夹范围一般在1000mm以内的,夹紧力一般在5000Kgf以内。

CA6140普通车床数控化改造设计

目录 第一章设计任务 (5) 1.1题目: (5) 1.2 任务 (5) 第二章总体方案的确定 (6) 第三章机械系统的改造设计方案 (7) 3.1主轴系统的改造方案 (7) 3.2安装电动卡盘 (7) 3.3换装自动回转刀架 (8) 3.4螺纹编码器的安装方案 (8) 3.5进给系统的改造与设计方案 (9) 第四章进给传动部件的计算和选型 (10) 4.1脉冲当量的确定 (10) 4.2切削力的计算 (10) 4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (11) 4.4同步带减速箱的设计 (12) 4.5步进电动机的计算与选型 (13) 4.6同步带传递效率的校核 (16) 第五章绘制进给传动机构的装配图 (18) 第六章控制系统硬件电路设计 (21) 第七章步进电动机驱动电源的选用 (22) 第八章容总结 (29) 参考文献 (30) 摘要

我国目前机床总量为380万余台,而其中数控机床总数只有11.34万台,这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点,因此这些产品在国际、国市场上缺乏竞争了,这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。 对于我国的实际情况,大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的,只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说,能充分发挥设备的潜力,改造后的机床比传统机床有很多突出优点,由于数控机床的计算机有很高的运算能力,可以准确的计算出每个坐标轴的运动量,加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记忆和存储下来,然后按程序规定的顺序自动去执行,从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序,就可以实现另一工件的加工,从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样,要重新了解机床操作和维修,也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,操作和维修方面培训时间短,见效快。另外,数控改造可以充分利用现有地基,不必像购入新机那样需要重新构筑地基,还可以根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备的自动化水平和档次,将机床改造成当今水平的机床。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础,不但技术上具有先进性,同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性,且投入费用低,用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益,已成为我国设备技术改造中主要方向之一,也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要容之一。

数控机床夹具的类型和特点夹具、刀具的选择及切削用量

一、夹具的选择、工件装夹方法的确定 1.夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求:一是夹具应具有足够的精度和刚度;二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时,通常考虑以下几点: 1)尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具,避免采用专用夹具,以缩短生产准备时间。 2)在成批生产时才考虑采用专用夹具,并力求结构简单。 3)装卸工件要迅速方便,以减少机床的停机时间。 4)夹具在机床上安装要准确可靠,以保证工件在正确的位置上加工。 2.夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类:一类用于盘类或短轴类零件,工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘(三爪、四爪)中,由卡盘传动旋转;另一类用于轴类零件,毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间,工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 数控铣床上的夹具,一般安装在工作台上,其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如:通用台虎钳、数控分度转台等。 3.零件的安装 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样,要合理选择定位基准和夹紧方案,注意以下两点: 1)力求设计、工艺与编程计算的基准统一,这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。2)尽量减少装夹次数,尽可能在一次定位装夹后,加工出全部待加工表面。 二、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置 1.刀具的选择 与普通机床加工方法相比,数控加工对刀具提出了更高的要求,不仅需要刚性好、精度高,而且要求尺寸稳定,耐用度高,断屑和排屑性能好;同时要求安装调整方便,这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。(1)车削用刀具及其选择数控车削常用的车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 1)尖形车刀尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成,如90°内外圆车刀、左右端面车刀、切槽(切断)车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。 尖形车刀几何参数(主要是几何角度)的选择方法与普通车削时基本相同,但应结合数控加工的特点(如加工路线、加工干涉等)进行全面的考虑,并应兼顾刀尖本身的强度。2)圆弧形车刀圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖,应此,刀位点不在圆弧上,而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面,特别适合于车削各种光滑连接(凹形)的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点:一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上

攻丝工艺编程

6. 5攻丝工艺编程 6. 5. 1 攻丝加工的内容、要求 用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻螺纹; 攻丝加工的螺纹多为三角螺纹,为零件间连接结构,常用的攻丝加工的螺纹有;牙型 角为60°的公制螺纹,也叫普通螺纹;牙型角为55°的英制螺纹;用于管道连接的英制管 螺纹和圆锥管螺纹。本节主要涉及的攻丝加工的是公制内螺纹,熟悉有关螺纹结构尺寸、 技术要求的常识,是学习攻丝工艺的重要基础。 普通螺纹的基本尺寸如下: (1) 螺纹大径:d = D (螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同 ) (2) 中径:d2 = D2= d — 0.6495P (3) 牙型高度:H = O.5413P (4) 螺纹小径:d1 = D1 = d — 1.0825P 如图6-5-1中M10-7H 的螺纹,为普通右旋内螺纹。查表得螺距 P = 1.5,其基本尺寸: 螺纹大径:D = 10; 旦 j 图6-5-1需要攻丝加工的工件图样

螺纹中径:D2 = D- 0.6495P = 9.02 螺纹小径:D1 = D- 1.0825P = 8.36 中径公差带代号小径公差带代号7H(o O.0.224 7H( 0.375 牙型高度:H= O.5413P = 0.82 螺纹有效长度:L= 20.0 螺纹孔口倒角:C1.5 严 *—

6. 5. 2 丝锥及选用 丝锥加工内螺纹的一种常用刀具,其基本结构是一个轴向开槽的外螺纹,如图 6-5-2 所示。螺纹部分可分为切削锥部分和校准部分。 切削锥磨出锥角,以便逐渐切去全部余量; 校准部分有完整齿形,起修光、校准和导向作用。工具尾部通过夹头和标准锥柄与机床主 轴锥孔联接。 攻丝加工的实质是用丝锥进行成型加工 ,丝锥的牙型、螺距、螺旋槽形状、倒角类型、 丝锥的材料、切削的材料和刀套等因素,影响内螺纹孔加工质量。 根据丝锥倒角长度的不同,丝锥分为:平底丝锥;插丝丝锥;锥形丝锥。丝锥倒角长度 影响CNC 加工中的编程深度数据。 丝锥的倒角长度可以用螺纹线数表示, 锥形丝锥的常见线数为 8?10,插丝丝锥为3? 5,平底丝锥为1?1.5。各种丝锥的倒角角度也不一样,通常锥形丝锥为 4°?5°,插丝 图6-5-4浮动丝锥 丝锥为8。?13°,平底丝锥为 25。?35°。 盲孔加工通常需要使用平底丝锥,通孔加工大多数情况下选用插丝丝锥,极少数情况 下也使用锥形丝锥。总地说来,倒角越长,钻孔留下的深度间隙就越大。 与不同的丝锥刀套连接,丝锥分两种类型:刚性丝锥,见图 6-5-3 ;浮动丝锥(张力补 偿型丝锥,见图 6-5-4。 浮动型丝锥刀套的设计给丝锥一个和手动攻丝所需的类似的 “感觉”,这种类型的刀套 允许丝锥在一定的范围缩进或伸出,而且,浮动刀套的可调扭矩,用以改变丝锥张紧力。 使用刚性丝锥则要求 CNC 机床控制器具有同步运行功能,攻丝时,必须保持丝锥导 程和主轴转速之间的同步关系:进给速度=导程X 转速。 除非CNC 机床具有同步运行功能,支持刚性攻丝,否则应选用浮动丝锥,但浮动型丝 锥较为昂贵。 浮动丝锥攻丝时,可将进给率适当下调 5%,将有更好的攻丝效果,当给定的 Z 向进 图6-5-3刚性丝锥 杯in ; ■wt

丝攻攻牙常用的计算公式【非常实用】

丝攻攻牙常用的计算公式,非常实用 内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展. 一、挤牙丝攻内孔径计算公式: 公式:牙外径-1/2×牙距 例1:公式:M3×0.5=3-(1/2×0.5)=2.75mm M6×1.0=6-(1/2×1.0)=5.5mm 例2:公式:M3×0.5=3-(0.5÷2)=2.75mm M6×1.0=6-(1.0÷2)=5.5mm 二、一般英制丝攻之换算公式: 1英寸=25.4mm(代码) 例1:(1/4-30) 1/4×25.4=6.35(牙径) 25.4÷30=0.846(牙距) 则1/4-30换算成公制牙应为:M6.35×0.846 例2:(3/16-32) 3/16×25.4=4.76(牙径) 25.4÷32=0.79(牙距)

则3/16-32换算成公制牙应为:M4.76×0.79 三、一般英制牙换算成公制牙的公式: 分子÷分母×25.4=牙外径(同上) 例1:(3/8-24) 3÷8×25.4=9.525(牙外径) 25.4÷24=1.058(公制牙距) 则3/8-24换算成公制牙应为:M9.525×1.058 四、美制牙换算公制牙公式: 例:6-32 6-32 (0.06+0.013)/代码×6=0.138 0.138×25.4=3.505(牙外径) 25.4÷32=0.635(牙距) 那么6-32换算成公制牙应为:M3.505×0.635 1、孔内径计算公式: 牙外径-1/2×牙距则应为: M3.505-1/2×0.635=3.19 那么6-32他内孔径应为3.19 2、挤压丝攻内孔算法: 下孔径简易计算公式1: 牙外径-(牙距×0.4250.475)/代码=下孔径

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示: 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽相同,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度范围宽;具有足够的传动刚度和高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 (1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r /min 或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。 (2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 (3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 (4)电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展,数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID,使用灵活,柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施,使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反

馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同,闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内,后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上,机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低,但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在,故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好,但由于机械传动部件在控制环内,所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数,而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系,故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高,且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花而影响生产,并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力,限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上,使得电动机效率低,散热差。为了改善换向能力,减小电枢的漏感,转子变得短粗,影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位,并随着新技术的发展而不断完善,具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展,智能化功率模块得到普及与应用;二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟,将促进先进控制算法的应用;三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟,将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度:0.01mm(即为脉冲当量);最大进给速度:V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm,工作台及刀架重:110㎏;最大轴,向力=160㎏;导轨静摩擦系数=0.2; max 行程=1280mm;步进电机:110BF003;步距角:0.75°;电机转动惯量:J=1.8×10-2㎏.m2。

夹具的概念及作用_数控机床夹具的类型和特点

夹具的概念及作用数控机床夹具的类型和特点 应用机床夹具,有利于保证工件的加工精度、稳定产品质量;有利于提高劳动生产率和降低成本;有利于改善工人劳动条件,保证安全生产;有利于扩大机床工艺范围,实现“一机多用”。 1.机床夹具的类型 夹具是一种装夹工件的工艺装备,它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。 在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中,机床夹具是一种不可缺少的工艺装备,它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。 机床夹具的种类繁多,可以从不同的角度对机床夹具进行分类。常用的分类方法有以下几种。 (1)按夹具的使用特点分类 根据夹具在不同生产类型中的通用特性,机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。 ①通用夹具已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具,称为通用夹具,其结构、尺寸已规格化,而且具有一定通用性,如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强,可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应,只需选购即可。其缺点是夹具的精度不高,生产率也较低,且较难装夹形状复杂的工件,故一般适用于单件小批量生产中。 ②专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具,称为专用夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中,采用各种专用夹具,可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。 专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外,中小批量生产中也需要采用一些专用夹具,但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。 ③可调夹具某些元件可调整或更换,以适应多种工件加工的夹具,称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件,只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大;后者则是一种专用可调夹具,它按成组原理设计并能加工一族相似的工件,故在多品种,中、小批量生产中使用有较好的经济效果。 ④组合夹具采用标准的组合元件、部件,专为某一工件的某道工序组装的夹具,称为组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性,可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸,清洗后留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期,元件能重复多次使用,并具有减少专用夹具数量等优点,因此组合夹具在单件,中、小批量多品种生产和数控加工中,是一种较经济的夹具。 ⑤拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装零部件拼装而成的夹具,称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点,但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。 (2)按使用机床分类

攻丝工艺编程

6.5 攻丝工艺编程 6.5.1 攻丝加工的内容、要求 用丝锥在工件孔中切削出内螺纹的加工方法称为攻螺纹; 攻丝加工的螺纹多为三角螺纹,为零件间连接结构,常用的攻丝加工的螺纹有;牙型角为60°的公制螺纹,也叫普通螺纹;牙型角为55°的英制螺纹;用于管道连接的英制管螺纹和圆锥管螺纹。本节主要涉及的攻丝加工的是公制内螺纹,熟悉有关螺纹结构尺寸、技术要求的常识,是学习攻丝工艺的重要基础。 普通螺纹的基本尺寸如下: (1)螺纹大径:d=D (螺纹大径的基本尺寸与公称直径相同) (2)中径: d2=D2=d-0.6495P (3)牙型高度:H=O.5413P (4)螺纹小径:d1=D1=d-1.0825P 如图6-5-1中M10-7H的螺纹,为普通右旋内螺纹。查表得螺距P=1.5,其基本尺寸:螺纹大径:D=10; 螺纹中径: D2=D-0.6495P=9.02 螺纹小径:D1=D-1.0825P=8.36 中径公差带代号7H) (0.0.224 + 小径公差带代号7H) (0.375 + 牙型高度:H=O.5413P=0.82 螺纹有效长度:L=20.0 螺纹孔口倒角:C1.5 图6-5-1需要攻丝加工的工件图样 图6-5-2丝锥基本结构

6 .5.2 丝锥及选用 丝锥加工内螺纹的一种常用刀具,其基本结构是一个轴向开槽的外螺纹,如图6-5-2所示。螺纹部分可分为切削锥部分和校准部分。切削锥磨出锥角,以便逐渐切去全部余量;校准部分有完整齿形,起修光、校准和导向作用。工具尾部通过夹头和标准锥柄与机床主轴锥孔联接。 攻丝加工的实质是用丝锥进行成型加工, 丝锥的牙型、螺距、螺旋槽形状、倒角类型、丝锥的材料、切削的材料和刀套等因素,影响内螺纹孔加工质量。 根据丝锥倒角长度的不同,丝锥分为:平底丝锥;插丝丝锥;锥形丝锥。丝锥倒角长度影响CNC加工中的编程深度数据。 丝锥的倒角长度可以用螺纹线数表示,锥形丝锥的常见线数为8~10,插丝丝锥为3~5,平底丝锥为1~1.5。各种丝锥的倒角角度也不一样,通常锥形丝锥为4°~5°,插丝 丝锥为8°~13°,平底丝锥为25°~35°。 盲孔加工通常需要使用平底丝锥,通孔加工大多数情况下选用插丝丝锥,极少数情况下也使用锥形丝锥。总地说来,倒角越长,钻孔留下的深度间隙就越大。 与不同的丝锥刀套连接,丝锥分两种类型:刚性丝锥,见图6-5-3;浮动丝锥(张力补偿型丝锥,见图6-5-4。 浮动型丝锥刀套的设计给丝锥一个和手动攻丝所需的类似的“感觉”,这种类型的刀套允许丝锥在一定的范围缩进或伸出,而且,浮动刀套的可调扭矩,用以改变丝锥张紧力。 使用刚性丝锥则要求CNC机床控制器具有同步运行功能,攻丝时,必须保持丝锥导程和主轴转速之间的同步关系:进给速度=导程×转速。 除非CNC机床具有同步运行功能,支持刚性攻丝,否则应选用浮动丝锥,但浮动型丝锥较为昂贵。 浮动丝锥攻丝时,可将进给率适当下调5%,将有更好的攻丝效果,当给定的Z向进图6-5-3刚性丝锥图6-5-4浮动丝锥

机械机床毕业设计56普通CA6140车床的经济型数控改造

1绪论 数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率,其应用越来越广泛,但是数控的应用也受到其他条件限制:(1)数控机床价格昂贵,一次性投资巨大,中小企业常是心有力而力不足;(2)目前,各企业都有大量的普通机床,完全用数控机床替换根本不可能,而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费;(3)在国内,订购新数控机床的交货周期一般较长,往往不能满足生产急需;(4)通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。 要较好的解决上述问题,应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置,使其具有一定的自动化能力,以实现额定的加工工艺目标。这一工作早在20世纪60年代已经在开始迅速发展,并有专门企业经营这门业务。目前,国外已发展成为一个新兴产业部门,从美国、日本等工业化国家的经验看,机床的数控化改造也必不可少,如日本的大企业中有26%的机床经过数控化改造,中小企业则达74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控化改造业务。中国是拥有300多万台机床的国家,其中大部分是多年积累生产的普通机床,自动化程度低。要想在近几年用自动和精密设备更新现有机床,不论是资金还是中国机床制造厂的能力都是办不到的,因此,普通机床的数控化改造大有可为,它适合中国的经济水平、生产水平和教育水平,已成为中国设备技术改造的主要方向之一。 机床数控化改造的优点:(1)改造闲置设备,能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能,提高了机床的使用价值,可以提高固定资产的使用效率;(2)适应多品种、小批量零件生产;(3)自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高;(4)降低对工人的操作水平的要求;(5)数控改造费用低、经济性好;(6)数控改造的周期短,可满足生产急需。因此,我们必须走数控改造之路。 普通车床(如C616,C618,CA6140)等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来,通过进给箱变速后,由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好,改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动,切削次序也由人工控制。 对普通车床进行数控化改造,主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统;刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样,利用数控装置,车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数,切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换,再加上纵向和横向进给联动的功能,数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件,并能实现多工序自动车削,从而提高了生产效率和加工精度,也能适应小批量多品种复杂零件的加工。

螺钉的拧紧力矩和检验方法

螺钉的拧紧力矩和检验方法 一颗螺钉仅几分钱,但使用不当,会使装配的机器零部件松动、脱落,从而导致功能失常。本文讨论如下几个问题:不同的螺钉拧紧力矩参考值;怎样检验螺钉拧紧力矩是否合适;螺钉拧紧力矩大小的调整方法和影响螺钉连接质量的因素。 一、不同的螺钉拧紧力矩参考值 表1摘录和整理于机械设计手册,它是依螺纹连接拧紧力矩计算方法而得,它的计算主要考虑了螺钉螺纹的承受力,即在没有滑牙和拧断螺钉的情况下,从螺钉螺纹的强度考虑,对于电子装配中的静载荷,拧紧力矩要取破坏力矩的0.8:1 以下。 表1:用于金属的普通螺钉拧紧力矩参考值 注:8.8/10.9/12.0 是螺钉的机械性能等级,未标注的螺钉按低等级取。 表2摘录和整理于原上海仪表局组织的自攻螺钉攻关组数据和《Mechnical Fastening Plastics》Brayton Lincola 著的书中数据,以及经验值,需要特别说明塑料的自攻螺钉拧紧力矩与塑料的材料和螺纹底孔有很大关系,拧紧力矩更要通过试验来确定。自攻螺钉连接主要考虑的螺母材料的塑料不能滑牙,而且要保证足够的拧紧力矩和破坏力矩之比,大于1:2.5 。

表2:用于塑料的自攻螺钉拧紧力矩参考值 注:表中的螺母材料是塑料 ABS 。 二、装配时螺钉拧紧力矩的确定 螺钉拧紧力矩仅依靠理论计算是不够的,在实际应用中螺钉连接拧紧力矩主要是满足产品在工作、运输中的紧固和防松动。螺钉的紧固和防松动的检验常用振动试验来验证。振动试验可以根据不同的产品,依据国家相关的可靠性、环境试验标准来确定。综上所述,合适的螺钉拧紧力矩的确定,应该是依据表中“螺钉拧紧力矩参考值”,装配一批产品,然后实际观察螺钉是否拧到位,有无螺纹滑牙和损伤,以及拧断螺钉的现象;同时按产品标准做振动试验,螺钉连接不能发生松动现象。 三、怎样知道和调整装配时螺钉拧紧力矩的大小 首先,应该用一个力矩测试仪去校验用来装配的电动起子。具体方法是确定螺钉拧紧力矩后,电动起子手工调整大致位置,再用力矩测试仪去校验。 对于一些带负载能力不好的便携式电动起子,充电电池电力不足,引起的力矩变化,开始可以用力矩测试仪去校验,后续可以由有经验的工艺技术人员进行手工调整。这样做的主要目的是提高生产的便利性。 四、影响螺钉连接质量的相关因素 ①螺钉拧紧力矩; ②防松措施; ③螺钉的大小; ④螺钉螺距的大小; ⑤螺钉的材质,性能等级;

经济型数控车床横向进给系统设计

0、绪论 本设计课题为:经济型数控车床横向进给系统设计 。因为我们没有精良的 加工工具或者是自动化系数等各方面远远的不及西欧等国家。 所以我国的机械制 造业与他们的有着很大的差距的原因,。制造业是关系到国际民生的大事,是富 民强国的必要因素,我国要有更好的发展,必须形成我们自己富有特色的现代化 制造体系。 随着时代的发展,科技的日新月异,数控技术的应用范围日益扩大,数控机 床及其系统己成为现代化机器制造业中不可缺少的组成部分。 面对我国目前机床 拥有量少、工业生产规模小的特点,突出的任务是用较少的资金迅速改变机械工 业落后的生产面貌,使之尽可能地提高自动化程度,保证加工质量,减轻劳动强 度,提高经济效益。 “横向进给系统”“主传动系统”和“纵向进给系统”被称为车床的三大核 心系统,其重要地位是不言而喻了。三大系统的精确性、准确性、必将影响加工 产品的性能。而实现这一任务的有效的、基本的途径就是普及应用经济型数控机 床,并对原有的机床进行数控改造。而这就是我们课题的目的。 前提条件:1.床身上最大回转直径?400mm 2.快移速度x轴4m/min 3.定位精度 x 轴0.035mm 4.重复定位精度x轴0.0075mm,刀架 0.010mm 设计要求: 设计课题要求: 横向进给运动设计时, 电机与丝杠采用柔性结构, 电机选用伺服电机,对电机的大小选择进行验证,及对滚珠丝杠直径和支承形式 选择进行强度较核,设计精度达原始数据。 本课题所设计的进给系统是针对经济型中档数控车床的, 该系统设计成功一 旦应用到生产实践中, 将使工厂的生产的数字化水平加强,生产力水平显著提 高 ,劳动强度减轻,经济效益得到提高。 根据自己三个多月来的设计过程,编写了这本《设计说明书》, 其中,书 中肯定存在着相当的一些问题,期望领导、老师给予批评,指正。

数控机床的夹具及其应用

目录 1、数控机床夹具的概述 1)、机床夹具的定义2)、机床夹具的组成 3)、机床夹具的作用 4).机床夹具的分 类 5)、数控加工夹具的特点 6)、机床夹具的现状及发展方向 2、数控机床典型夹具简介 (1)车床的夹具 1)三爪自定心卡盘 2)四爪单动卡盘 3)花盘、角铁和常用附件 (2) 铣床的夹具 1 )、常用的夹具种类 2)、数控铣床夹具的选用原则 (3) 典型的夹紧机构 1 )斜楔夹紧机构 2)、螺旋夹紧机构 3)、偏心夹紧机构 4).联动夹紧机构 5).定心夹紧机构 数控机床的夹具及其应用

一、数控机床夹具的概述 1、机床夹具的定义 在机床上加工工件时,为了在工件的某一部位加工出符合工艺规程要求的表面,加工前首先要使工件在机床上占有正确的位置,即定位。由于在加工过程中工件受到切削力、重力、振动、离心力、惯性力等作用,所以还应采用一定的机构,使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上,即夹紧。在采用工件定位与夹紧的过程又称为工件的装夹,在机床上使工件占有正确的加工位置并使其在加工过程中始终保持不变的工艺装备就称为机床夹具.如数控车床上使用的三爪自定心卡盘或四爪单动卡盘及顶尖,数控铣床上使用的平口钳、风度头等,都是机床夹具. 2 、机床夹具的组成 机床夹具按其作用和功能通常可由定位元件、加紧装置、安装 连接元件、导向元件、对刀元件和夹具体等几个 部分组成。 (1)定位元件 定位元件用于确定工件在夹具中的位置, 使工件在加工时相对刀具及运动轨迹有一个正确 的位置。定位元件是夹具的主要功能元件之一, 其定位精度将直接影响工件的加工精度。常用的 定位元件有V型块、定位销、定位块等,如图中, 定位销2即是定位元件。

介绍几种数控车床的常用夹具

介绍几种数控车床的常用夹具 同样一款数控车床,为何生产效率却相差好几倍?原因是数控车床选用的夹具不合适,从而使数控车床的生产效率大幅降低。下面介绍常见的数控车床夹具。 1.组合夹具 组合夹具又称为“积木式夹具”,它由一系列经过标准化设计、功能各异、规格尺寸不同的机床夹具元件组成,客户可以根据加工要求,象“搭积木”一样,快速拼装出各种类型的机床夹具。由于组合夹具省去了设计和制造专用夹具时间,极大地缩短了生产准备时间,因而有效地缩短了小批量生产周期,即提高了生产效率。另外,组合夹具还具有定位精度高、装夹柔性大、循环重复使用、制造节能节材、使用成本低廉等优点。故小批量加工,特别是产品形状较为复杂时可优先考虑使用组合夹具。 2.精密组合平口钳 精密组合平口钳实际上属于组合夹具中的“合件”,与其它组合夹具元件相比其通用性更强、标准化程度更高、使用更简便、装夹更可靠,因此在全球范围内得到了广泛的应用。精密组合平口钳具有快速安装(拆卸)、快速装夹等优点,因此可以缩短生产准备时间,提高小批量生产效率。 需要注意的是,这里所说的精密组合平口钳并不是老式机加虎钳,老式机加虎钳功能单一、制造精度低、无法成组使用、使用寿命短,不适宜在数控车床、加工中心上使用。这里所说的精密组合平口钳是专门针对数控车床、加工中心特点所设计的一系列新型平口钳,此类产品具有装夹柔性大、定位精度高、夹紧快速、可成组使用等特点,特别适合数控车床、加工中心使用。 3.电永磁夹具 电永磁夹具是以钕铁硼等新型永磁材料为磁力源,运用现代磁路原理而设计出来的一种新型夹具。大量的机加工实践表明,电永磁夹具可以大幅提高数控车床、加工中心的综合加工效能。

CA6140型车床的经济型数控改造设计(横向)

摘要 数控机床作为机电液气一体化的典型产品,能解决机械制造中结构复杂、精密、批量、零件多变的问题,加工质量稳定,生产效率较高。 购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现,这严重阻碍企业设备更新的步伐。为此把普通机床数控化改造,不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径,提升企业竞争力,在我国成为制造强国的进程中,占有一席之地。本文的主要内容有: 1.对普通车床数控化改造经济性评价详细论证,确定普通车床数控化改造方案; 2.对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计,支承方式的设计与轴承型号选择,步进电机选择等进行了详细研究; 3.对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较,根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号,提出选择方法; 4.为保持切削螺纹的功能,仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型,脉冲发生器直接与主轴间连接方法,并形成了相应的技术图; 5.拆卸普通机床,甩掉原有进给箱等,对主传动系统的进行大修,滑板贴塑与铲刮调试,对机床相关部件和参数进行测绘、测量; 6.绘出相应的零件图和装备图; 7.给出普通车床数控化改造的安装、调试方法。 关键词:普通车床、数控、改造

Abstract As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining. Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Enterprise s’ equipment updating step are counteracted severly. So General lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’ competitive power. So it can takes its place in our way to a powerful manufacturing country. The main contents is: 1. The economical efficiency of the reform is evaluated in detail and the reforming scheme is maked according to misty optimum’s synthesize adjudicate principle. 2. The ball screw’s t ype, assembling, supporting, bearing type, and stepping motor of feeding system is designed. 3. The import and domestic NC systems were compared carefully, brought up a choose method and selected the NC system and automatic tool rest according to the function and accuracy index of reforming. 4. In order to protect the function of cutting a screw ,we carefully studied the impulse regulator and its connection with the principal axis, and draw out a technique diagram. 5. Disassembled the lathe, throw away the old feeding system, repaired the main driving system ,covered plastics on sliding surface, shoveling or scraping and testing, counted or measured the parts of the lathe. 6. Draw out parts diagrams and assemble diagram. 7 .Methods of installing and testing of general purpose lathe’s numerically controlled reforming were put forward. Key words: General purpose lathe、Numerical control(NC)、Reform

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