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組合機床的發(fā)展背景
組合機床是按系列化標準化設(shè)計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計的專用部件組成的專用機床。它是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬能機床和專用機床發(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床加工就不能很好的滿足要求了。在這種情況下，組合機床就應(yīng)運而生了。它同時具備專用機床效率高結(jié)構(gòu)簡單的特點和萬能機床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點，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組合機床。
組合機床及其生產(chǎn)線,是專用于大批量機械產(chǎn)品生產(chǎn)的高效自動化技術(shù)設(shè)備，是汽車、拖拉機、內(nèi)燃機等工業(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)、計算機技術(shù)等的發(fā)展，組合機床的機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。組合機床呈現(xiàn)出以下優(yōu)勢：
u 由于組合機床是由70-90%的通用零部件組成，在需要的時候，它可以部分或全部的進改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。
u 組合機床是按具體加工對象專門設(shè)計的， 因而可以按最合理的工藝過程進行加工。
u 在組合機床上可以同時從幾個方向采用多把刀具對幾個工件進行加工。
u 組合機床常常是多軸對箱體零件一個面上的許多孔同時進行加工，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 由于組合機床大多數(shù)零、部件是同類的通用部件，這就簡化了機床的維護和修理。
u 組合機床的通用部件可以組織專門工廠集中生產(chǎn)。
組合機床也存在著如可變性較萬能機床低、改裝時勞動量比較大、結(jié)構(gòu)較專用機床復雜等缺點。因此組合機床在今后的發(fā)展中，將從提高生產(chǎn)率、擴大工藝范圍、提高加工精度、提高自動化程度、提高組合機床及其自動線的可靠性等方面得到進一步突破。
在組合機床上，有時為了實現(xiàn)某些特定的要求，如主軸定位、加速和減速、分組傳動、行程控制、剎車、讓刀、調(diào)刀、鎖緊、過扭保護以及皮帶傳動的張緊和卸載等，就要求設(shè)計能滿足上述要求的附加機構(gòu)，供設(shè)計主軸箱時運用。
主軸定位器的簡介
主軸定位的方式，分為自動和手動兩種。通常在機床操作比較簡單，生產(chǎn)率和自動化要求又不高時，宜采用手動定位。這種結(jié)構(gòu)即簡單，使用又可靠。
（1）自動主軸定位
實現(xiàn)主軸自動定位的方法很多，按其控制方式不同，分為下述幾種：
u 機械減速定位
主軸用機械實現(xiàn)減速定位的，叫做機械減速定位。供機械減速用的機構(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構(gòu)配合使用，用于立式主軸箱的主軸定位。機械減速定位中的主軸定位所需的時間大約在1秒左右。
u 電氣減速定位
主軸用電氣實現(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方向快速趨近定位位置而慢速進行定位的一種電氣定位方法。
電氣減速由主電機同時通入交流和直流電來實現(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，最初用在汽車傳動叉耳環(huán)加工自動線的半精鏜主軸箱上。主軸箱電機的功率為5.5千瓦。實踐證明，定位效果良好，定位時間平均約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。這類定位機構(gòu)的工作特點是保證鏜刀加工表面上不留有退刀痕。
u 電氣減速機械定位
主軸用電氣實現(xiàn)減速，由機械完成定位的，叫做電氣減速機械定位。屬于這類減速定位的電氣與機械兩者的組合形式也頗多，以定位電機通入交流和直流電實現(xiàn)減速。
（2）手動主軸定位
主軸手動定位時，可以采用手動主軸定位器，也可以采用定位銷，作為主軸的定位部件，定位采用手輪。對手輪的要求是，主軸工作回轉(zhuǎn)時，手輪不轉(zhuǎn)。手動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或退出。
為了減少主軸傳動系統(tǒng)慣性的沖擊和獲得準確定位，目前均采用低速的定位方法。確定鏜孔機床結(jié)構(gòu)方案時，由于工件加工部位的特點，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給速度退回時，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，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，須把工件抬起一個高度，鏜桿定位，使鏜刀朝上，則可送進工件，然后工件落下定位夾壓，鏜桿旋轉(zhuǎn)進行切削加工。最后，鏜桿停止轉(zhuǎn)動，定位退出。
（3） 當加工內(nèi)孔直徑稍大于外面孔時，為了自動送進鏜刀，要采取主軸定位方案。
當需要加工的相鄰孔很近，或者孔距箱體壁很近，采用轉(zhuǎn)動導向有困難而必須用固定導向，鏜刀又需要通過導向的時候，則可在固定導向上開設(shè)引刀槽，使鏜桿上的鏜刀送進后，再轉(zhuǎn)動加工。
工作原理：
可以用于機械減速定位的機構(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）機床原位時，鏜削主軸處于定位狀態(tài)；此時，限位開關(guān)14和12被松開。
（2）機床開始工作循環(huán)后，當發(fā)出“向前”信號時，主軸便在定位狀態(tài)下快速向被加工零件引進?？焖僖M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，電磁鐵13接電。電磁鐵13的銜鐵將定位鉤11拉離定位盤10，同時限位開關(guān)12和14壓下，從而鏜削主軸解除定位，主電機可以接電旋轉(zhuǎn)。
（3）主電機起動旋轉(zhuǎn)后，主軸定位減速機構(gòu)中的定位盤10、齒輪1、2、3、4和軸5也被帶動回轉(zhuǎn)。鏜刀開始對被加工零件進行切削加工。
（4）加工到終點，通過電氣控制系統(tǒng)，主電機被切斷，經(jīng)過制動或延時后，電磁鐵13斷電，開關(guān)14被松開。此時，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9和電磁離合器15接電。于是，在定位電機的驅(qū)動下，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，鏜削主軸正向回轉(zhuǎn)），同時定位盤以8轉(zhuǎn)/分的速度逆時針方向轉(zhuǎn)動。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，開關(guān)12才被松開。開關(guān)12被松開后，定位電機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，定位鉤8的鉤端恰巧落入定位槽內(nèi)時，也就是恰逢鏜削主軸運行到定位位置上就停止時，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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