一种新型自动攻丝机设计

一种新型自动攻丝机设计

孙瑶龙

关键字：自动攻丝机;螺孔;数量

1.引言

随着中国制造在世界上的地位不断深入和稳固,大量的机械加工和产品制造在全国各个不同的地区完成。目前除了国有大型企业外,出现了许多外包型小微企业,他们是大中型加工企业生产链中,利润最低、耗费劳动力最多的相关工序主要解决完成的组成部分。在这些小微企业中,大量的人力在完成钻孔、攻丝、去毛刺等钳工工序内容。随着先进制造工艺的出现,加工制造利润的降低,传统加工制造的小微企业已经很难生存,故本论文针对当前现状,为小微企业设计一种低成本的加工设备——新型自动攻丝机。

创新是科学技术进步的源泉,机构创新决定机械性能的优劣和产品的成本,它在机械工程领域中占有很重要的地位,是振兴机械工业的重要途径。本文在介绍了创新的概念、创新的意义、创新思维、创新方法的基础上,重点探讨和研究了机构创新设计的基本理论、方法和应用。国内振动攻丝试验装置主要分为机械结构式和步进电机式两种。机械结构式振动攻丝机能同时调节振幅、振频的装置很少,而且螺距改变往往需要换靠模或者依靠丝锥的自导向,带来操作不便等问题;步进电机式振动攻丝机存在着振频低以及加工效率低的缺点。因此,本文研究的攻丝机控制系统是可变参数(主要指:螺距、主轴转速、振频、振幅等)的控制系统,测量系统是指对主轴转速、振频、振幅的测量。论文首先对本新型振动攻丝机的工作原理和主要特性进行了总体介绍,通过对所开发的振动攻丝机机械部分(调频部分、调幅部分和通用靠模部分)进行理论分析,依据该振动攻丝机的结构、工作原理和技术性能指标,制定了控制系统的设计方案。控制系统硬件部分利用微控制器技术开发了控制系统的主控器,研制了步进电机电源、掉电数据保护、液晶显示及电压保护等硬件模块,并依据系统预期性能指标,选择了步进电机、步进电机驱动器、三相异步电机、调频器、电源等;软件部分采用C语言开发了控制系统软件,该软件主要包括主程序模块、液晶屏显示模块、按键扫描模块、脉冲发生模块、参数存储模块等。采用虚拟仪器技术开发了测量系统,系统硬件部分开发内容主要有传感器的选择,与传感器配套机构的研制,并采用NI-6024E数据采集卡作为传感器与工业控制计算机的连接通道。系统软件部分基于LabVIEW开发了信号采集模块、信号分析模块、数据存储模块。最后,对研制的测控系统进行了整机联调以及现场试验。试验结果表明,振动攻丝控制系统运行正常,在螺距合成、振幅调整、振频调整等方面达到了预期设计要求;对不锈钢等难加工材料攻丝具有显著的效果。测量系统功能完善、设计新颖,在主轴转速、振频、振幅的测量上均达到了预期设计要求。

福特某产品在装饰面上有24颗螺纹孔，目前采用的传统方法，都是手工攻丝。其难度和难点在于：（1）攻丝时候的垂直度仅靠手感和经验来判断，靠肉眼来矫正。（2）效率低下，速度慢。（3）容易漏打，直接影响后序装配。尤其是由于用肉眼观察，攻丝不能保证垂直度，极容易折断丝锥，造成零件返工甚至报废，导致制造成本较高。

为了解决这一实际问题，我们结合实际设计制造了一种结构简单、制造成本低、操作方便、垂直度高的自动攻丝机，具有一定的社会推广价值。

2.自动攻丝机结构组成及设计思路

如图1，自动攻丝机主要由攻丝机，螺纹孔位置传感器、产品传感器、自动添加润滑油控制器、自动吹霄系统、螺纹孔深度感应器、螺孔计数器、智能控制系统构成。产品放在6产品工作台上，由中心孔定位，盖上固定工装，通过5产品感应器感应前方产品是否放置在工作台上来预防员工误触或者其他工件。由7螺孔位置感应器感应螺孔的位置使3丝攻在螺孔的正上方，1螺孔深度感应器是来感应螺孔的深度，预防攻丝钻头断裂，设备工作的时候由12计数器感应头来计数，由11智能控制系统控制工作台旋转的角度和时间。

3.结语

该设备具有体积、质量较小，结构简单、制造成本低、操作简单方便、减少钻头损耗、保证工件质量等优点。对于轮毂行业来说，该设备的出现无疑对于攻丝来说是一个福音，可广泛用于机械加工行业，有着一定的社会推广价值。

参考文献：

[1]全自动攻丝机结构设计及控制[J].金敉娜,谢光辉,封明亮,王光建.现代制造工程.2016(05)

[2]高效自动攻丝机的设计及控制研究[J].刘本学,申俊,董刚.制造业自动化.2014(21)

[3]一种新型自动攻丝机[J].田素玲.黑龙江科技信息.2013(36)

[4]一种攻丝机床[J].孟同昌.设备管理与维修.2013(02)