攻丝机与丝锥的设计及制造

攻丝机与丝锥的设计及制造摘要：在机械行业中想要企业提高生产效益、降低工人的劳动强度、从而降低制造成本, 主要是进行产品的新加工工艺改善，面对我公司螺栓公差与普通车床加工的螺母公差不理想的配合，互换性差等的问题存在。追其原因发现螺母的中径尺寸、牙型角等参数在加工过程中都难于保证，为解决这些问题。从而提出改变加工工艺：用攻丝机与丝锥配套进行攻丝来加工螺母。而是先对攻丝机进行了设计及制造，经校验设计及制造成功。此后从市场上高价购买回几条标准丝锥进行螺母加工，在加工过程中发现丝锥容易被攻断，基于丝锥的使用寿命和购买价格高等因素的考虑，决定自行设计及制造丝锥给予现存问题的解决，从而增加经济效益。

关键词：设备简单、投资费用少、生产率高、产品配合保证、可降低操作员的劳动强度和技术要求。

前言

攻丝机与丝锥设计及制造（一）原因：在攻丝机与丝锥未设计及制造出之前，所有螺栓和螺母的加工都是用传统方法（普通车床）来进行加工的，发现质量都难能以保证，影响其之间的配合。（二）目的：①主要改善我公司螺栓公差与普通车床加工的螺母公差的配合不理想，互换性差的问题及增加经济效益。②改变加工工艺，降低生产成本的同时要提高生产效率、保证产品的配合合格率；降低操作员的劳动强度和技术要求。预期使螺栓与螺母配合合格率达到100%的目标。

自2002年我公司车间购买滚丝机以来，加工螺栓的产品数量成倍增长，直到2004年，年产量高达三十万左右，面对加工出来的这么一大批数量的螺栓要与螺母配合，（螺母为传统加工，即：普通车床车削），采用传统的样板调整试配合法，由于螺栓与螺母的中径尺寸制造误差，导致配合后出现“一夫一妻”的现象，大大降低了螺栓与螺母的互换性，从而在大大降低了生产效益的同时也大大增强了操作工人的劳动强度，增加了产品的制造成本。

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基于上面问题的存在，要求螺栓与螺母配合互换性好，提高生产效益、降低工人的劳动强度、从而降低制造成本。面对这种“压力”，我公司车间

每位领导、技术人员和员工都一直在积极学习、探索和创新，都具有强烈的责任感和使命感，终于在2004年11月26日成功设计并制造出攻丝机与丝锥并投入生产，取得了骄人的成绩，较原来生产制造的加工工艺（车床车削）的总体生产效率提高了；螺栓与螺母配合互换自由；可以大大降低操作工人的劳动强度及技术要求；从此产品制造成本大大降低了；得到了公司领导和财务的一致认可。

现分别介绍攻丝机与丝锥的设计及制造的原因、目的、攻丝机和丝锥的结构特点；生产出的产品特点；比较丝锥攻丝与车床车削工艺的经济性；比较自行设计及制造的丝锥与在市场购买的丝锥的经济性；设计步骤及设计过程中存在问题的解决方案和待解决的问题。

攻丝机设计及制造的原因：在未制造出攻丝机之前，我公司车间的所有螺栓和螺母都是用普通车床来加工的，发现质量都难能以保证，后来螺栓采用滚压机滚压加工，螺栓的质量得到保证的同时螺栓强度也得到了提高。但发现螺栓公差与普通车床加工出来的螺母公差的配合仍不理想，互换性差，追其原因，发现是螺母的中径尺寸、牙型角等参数在加工过程中都难于保证。要想较好地达到产品的配合要求，则要求机床操作人员的技术水平要高，但也都不可能排除有费品出现。基于这些问题的存在考虑，我公司车间技术人员提出进行攻丝机的设计及制造，并取得了成效。

丝锥的设计及制造的原因：在攻丝机制造好准备投产时，从市场上高价购买回几条标准的丝锥进行螺母加工，在加工过程中发现丝锥容易被攻断，追其原因，发现标准丝锥的导向性不好，测量得主偏角Kr太大为17°，后来改变主偏角Kr为X°，效果较好，但仍然不理想，丝锥仍容易，再进一步认真的分析和总结，最终得出丝锥易断的的二个原因；①：主偏角Kr过大；

②：丝锥的切削刃强度不够。基于丝锥的使用寿命和购买价钱高等因素的考虑，决定自行设计和制造丝锥。选择切削性能好的9CrSi材料做丝锥，设计切削导向角度为X.X°～X.X°，前角为XX°，设计为四刀刃丝锥，可增大切屑的容屑面积，并通过热处理加强切削刃的强度，经试用后，加工出来的螺母与螺栓配合达到了产品的配合要求，互换自由。

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攻丝机与丝锥设计及制造的目的：主要改变产品的加工工艺，在生产成本降低的同时要提高生产效率；可降低操作人员的劳动强度的同时也可降低

技术要求；且要提高产品质量。基于上述的要求存在，为了解决问题从而进行设计及制造此设备。此设备适用于攻丝材料为延伸率为δ≥10%，抗拉强度为σb＜1KN/mm的各种碳素钢、合金钢和白色金属，包括对M27～M80的普通螺纹加工，亦可对工件进行矫直。

攻丝机的结构特点

1：整体刚性好。各受力部件结构坚实、定位、夹紧装置可靠且简单。

2：安装准确快捷、拆卸方便。工件夹具和刀具装夹部位都设有简便的更换装置，需要时可随时按需更换。

3：攻丝机刀架中心与夹具的夹紧中心自对基准性好，从而保证了产品的质量，大大减少了对刀时间。

4：攻丝机的传动系统简单，采用马达与减速机配用的二级传动，主轴的传动平稳，噪声小。

5：攻丝机整体设备简单，便于是常的保养和维修。

6：由于攻丝机的设备简单，所以制造成本较低且工艺性好。

丝锥的结构特点

1：丝锥的材料塑性、韧性好，硬度为HRC57～59。

2：丝锥的导向性好，切削性能好，切削刃强度高。

3：经试用丝攻的设计结构合理，容屑槽面积大，排屑顺畅，散热冷却都快，从而使丝攻的使用寿命增长。

4：丝锥的结构较简单，所以制造成本较低且工艺性好。

生产出的产品特点

1：产品质量保证，合格率达100%。

2：螺栓与螺母公差都容易达到设计图纸要求，配合容易且互换性好。

3：产品尺寸精度较高，中径尺寸控制得好，牙型角保证为60°。

4：螺纹强度较高因此使用寿命较长，制造成本较低。

丝锥攻丝工艺与车削加工工艺的经济性分析工艺基本的组成由可变费用V与不变费用C两部分组成。可变费用与零件（或产品）年产量有关，客观存在包括材料或毛坯费，操作工人的工资，

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机床的维护费，万能机床和万能夹具的折旧费用。单件工艺（或）成本Ed （单位为元/件）可用下式表示：