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組合機(jī)床的發(fā)展背景
組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專用部件組成的專用機(jī)床。它是隨著生產(chǎn)的發(fā)展,由萬能機(jī)床和專用機(jī)床發(fā)展來的。由于眾多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來越大,精度要求也越來越高,一些零件采用萬能機(jī)床加工就不能很好的滿足要求了。在這種情況下,組合機(jī)床就應(yīng)運(yùn)而生了。它同時(shí)具備專用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)和萬能機(jī)床能夠重新調(diào)整,以適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn),即根據(jù)工件加工的需要,用通用部件配以部分專用部件組成一臺(tái)組合機(jī)床。
組合機(jī)床及其生產(chǎn)線,是專用于大批量機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的高效自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備,是汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等工業(yè)不可替代的主要加工設(shè)備。近年來隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展,組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。組合機(jī)床呈現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì):
u 由于組合機(jī)床是由70-90%的通用零部件組成,在需要的時(shí)候,它可以部分或全部的進(jìn)改裝,以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。
u 組合機(jī)床是按具體加工對(duì)象專門設(shè)計(jì)的, 因而可以按最合理的工藝過程進(jìn)行加工。
u 在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把刀具對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工。
u 組合機(jī)床常常是多軸對(duì)箱體零件一個(gè)面上的許多孔同時(shí)進(jìn)行加工,這樣就能比較好的保證各孔相互之間的精度要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
u 由于組合機(jī)床大多數(shù)零、部件是同類的通用部件,這就簡化了機(jī)床的維護(hù)和修理。
u 組合機(jī)床的通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。
組合機(jī)床也存在著如可變性較萬能機(jī)床低、改裝時(shí)勞動(dòng)量比較大、結(jié)構(gòu)較專用機(jī)床復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此組合機(jī)床在今后的發(fā)展中,將從提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大工藝范圍、提高加工精度、提高自動(dòng)化程度、提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線的可靠性等方面得到進(jìn)一步突破。
在組合機(jī)床上,有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)某些特定的要求,如主軸定位、加速和減速、分組傳動(dòng)、行程控制、剎車、讓刀、調(diào)刀、鎖緊、過扭保護(hù)以及皮帶傳動(dòng)的張緊和卸載等,就要求設(shè)計(jì)能滿足上述要求的附加機(jī)構(gòu),供設(shè)計(jì)主軸箱時(shí)運(yùn)用。
主軸定位器的簡介
主軸定位的方式,分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種。通常在機(jī)床操作比較簡單,生產(chǎn)率和自動(dòng)化要求又不高時(shí),宜采用手動(dòng)定位。這種結(jié)構(gòu)即簡單,使用又可靠。
(1)自動(dòng)主軸定位
實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)定位的方法很多,按其控制方式不同,分為下述幾種:
u 機(jī)械減速定位
主軸用機(jī)械實(shí)現(xiàn)減速定位的,叫做機(jī)械減速定位。供機(jī)械減速用的機(jī)構(gòu)很多,其結(jié)構(gòu)也各不相同。但是,它們都是由減速和定位兩部分組成。T7511主軸定位減速機(jī)構(gòu)和T7511-F21定位鉤是已通用化的部件。T7511-F21定位鉤可與臥式主軸定位減速機(jī)構(gòu)配合使用,用于臥式主軸箱的主軸定位;T7511-F21定位鉤又可與立式主軸定位減速機(jī)構(gòu)配合使用,用于立式主軸箱的主軸定位。機(jī)械減速定位中的主軸定位所需的時(shí)間大約在1秒左右。
u 電氣減速定位
主軸用電氣實(shí)現(xiàn)減速和定位的,叫做電氣減速定位。最典型的就是使主軸從兩個(gè)方向快速趨近定位位置而慢速進(jìn)行定位的一種電氣定位方法。
電氣減速由主電機(jī)同時(shí)通入交流和直流電來實(shí)現(xiàn),電氣定位則由電氣定位器來完成。電氣定位器主要由三塊回轉(zhuǎn)定位擋鐵,三觸頭組合開關(guān)及其拉動(dòng)電磁鐵和主軸松位開關(guān)等元件組成。這種電氣減速定位,最初用在汽車傳動(dòng)叉耳環(huán)加工自動(dòng)線的半精鏜主軸箱上。主軸箱電機(jī)的功率為5.5千瓦。實(shí)踐證明,定位效果良好,定位時(shí)間平均約3秒左右。
u 電氣減速磁感應(yīng)定位
主軸由電氣實(shí)現(xiàn)減速、由磁感應(yīng)完成定位的,叫做電氣減速磁感應(yīng)定位。這類定位機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)是保證鏜刀加工表面上不留有退刀痕。
u 電氣減速機(jī)械定位
主軸用電氣實(shí)現(xiàn)減速,由機(jī)械完成定位的,叫做電氣減速機(jī)械定位。屬于這類減速定位的電氣與機(jī)械兩者的組合形式也頗多,以定位電機(jī)通入交流和直流電實(shí)現(xiàn)減速。
(2)手動(dòng)主軸定位
主軸手動(dòng)定位時(shí),可以采用手動(dòng)主軸定位器,也可以采用定位銷,作為主軸的定位部件,定位采用手輪。對(duì)手輪的要求是,主軸工作回轉(zhuǎn)時(shí),手輪不轉(zhuǎn)。手動(dòng)定位器要安在便于操作的地方,手輪的直徑不宜太小。
主軸定位器是主軸箱常用的附加機(jī)構(gòu),它主要是供鏜削主軸定位用的。所謂主軸定位(更確切和直觀的來說是鏜桿上鏜刀的定位),就是使鏜削主軸上的鏜刀在每次加工結(jié)束后都處于規(guī)定的方位上,然后再向被加工零件引進(jìn)或退出。
為了減少主軸傳動(dòng)系統(tǒng)慣性的沖擊和獲得準(zhǔn)確定位,目前均采用低速的定位方法。確定鏜孔機(jī)床結(jié)構(gòu)方案時(shí),由于工件加工部位的特點(diǎn),常常遇到需要主軸定位的情況,就是要求鏜桿不旋轉(zhuǎn),并使鏜刀朝著一定方向,送到工件毛坯中,然后進(jìn)行加工。加工完了鏜桿又停止旋轉(zhuǎn),慢速將鏜刀定在規(guī)定方向,再退出工件。需要采用主軸定位方案的有如下幾種情況:
(1) 當(dāng)被加工零件的加工表面不允許留有退刀痕跡,從生產(chǎn)率來看,又不能采用以工作進(jìn)給速度退回時(shí),則可采取主軸定位,并使工件“讓刀”退出的方案。
(2) 在加工多層壁箱體同直徑同心孔系時(shí),例如汽缸體曲軸軸承孔,為了使鏜刀能通過待加工孔,而送到接近各加工部位,須把工件抬起一個(gè)高度,鏜桿定位,使鏜刀朝上,則可送進(jìn)工件,然后工件落下定位夾壓,鏜桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削加工。最后,鏜桿停止轉(zhuǎn)動(dòng),定位退出。
(3) 當(dāng)加工內(nèi)孔直徑稍大于外面孔時(shí),為了自動(dòng)送進(jìn)鏜刀,要采取主軸定位方案。
當(dāng)需要加工的相鄰孔很近,或者孔距箱體壁很近,采用轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向有困難而必須用固定導(dǎo)向,鏜刀又需要通過導(dǎo)向的時(shí)候,則可在固定導(dǎo)向上開設(shè)引刀槽,使鏜桿上的鏜刀送進(jìn)后,再轉(zhuǎn)動(dòng)加工。
工作原理:
可以用于機(jī)械減速定位的機(jī)構(gòu)很多,其結(jié)構(gòu)也各有不同。但是,它們都是由減速和定位兩部分組成的。
無論是哪種機(jī)械減速定位器,其工作原理基本上是一樣的。以下結(jié)合圖介紹其基本原理:
(1)機(jī)床原位時(shí),鏜削主軸處于定位狀態(tài);此時(shí),限位開關(guān)14和12被松開。
(2)機(jī)床開始工作循環(huán)后,當(dāng)發(fā)出“向前”信號(hào)時(shí),主軸便在定位狀態(tài)下快速向被加工零件引進(jìn)。快速引進(jìn)結(jié)束后,被加工零件在夾具作用下移到加工位置上,通過電氣信號(hào),電磁鐵13接電。電磁鐵13的銜鐵將定位鉤11拉離定位盤10,同時(shí)限位開關(guān)12和14壓下,從而鏜削主軸解除定位,主電機(jī)可以接電旋轉(zhuǎn)。
(3)主電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)后,主軸定位減速機(jī)構(gòu)中的定位盤10、齒輪1、2、3、4和軸5也被帶動(dòng)回轉(zhuǎn)。鏜刀開始對(duì)被加工零件進(jìn)行切削加工。
(4)加工到終點(diǎn),通過電氣控制系統(tǒng),主電機(jī)被切斷,經(jīng)過制動(dòng)或延時(shí)后,電磁鐵13斷電,開關(guān)14被松開。此時(shí),定位鉤11在彈簧作用下其鉤端抵到定位盤10上。若鉤端未落入定位盤的槽內(nèi),則開關(guān)12仍處于被壓下狀態(tài);在此情況下,通過繼電作用,定位電機(jī)9和電磁離合器15接電。于是,在定位電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,通過蝸桿8、蝸輪7、套筒6、電磁離合器15、軸5、齒輪3和4,使鏜削主軸作慢速反向回轉(zhuǎn)(切削時(shí),鏜削主軸正向回轉(zhuǎn)),同時(shí)定位盤以8轉(zhuǎn)/分的速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。直到定位鉤的鉤端落入槽內(nèi),即主軸轉(zhuǎn)到要求的定位位置時(shí),開關(guān)12才被松開。開關(guān)12被松開后,定位電機(jī)9和電磁離合器15便斷電,至此鏜削主軸的定位過程接結(jié)束。待被加工零件讓位后,鏜削主軸便可從中退出。
(5)若是電磁鐵13斷電的瞬時(shí),定位鉤8的鉤端恰巧落入定位槽內(nèi)時(shí),也就是恰逢鏜削主軸運(yùn)行到定位位置上就停止時(shí),則無上述定位過程。
1.齒輪 2.齒輪 3.齒輪 4.齒輪 5.軸 6.套筒 7.蝸輪 8.蝸桿 9.定位電極
10.定位盤 11.定位鉤 12.開關(guān) 13.電磁鐵 14.開關(guān) 15.離合器
主軸機(jī)械減速定位器的工作原理圖
主軸定位裝置的基本參數(shù):
鏜削主軸定位的轉(zhuǎn)數(shù),主軸直徑
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