1962_臥式雙面28軸組合鉆床右主軸箱設(shè)計,臥式,雙面,28,組合,鉆床,主軸,設(shè)計 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 1 頁 組合機床摘要：通過此篇文獻可以大致了解組合機床的概念、發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為此次畢業(yè)設(shè)計做好充分準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：組合機床組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件組成的一種有效專用機床。目前，組合機床主要用于平面加工和孔加工兩類工序。平面加工包括銑平面、锪平面、車端面；孔加工包括鉆、擴、鉸、鏜孔及其倒角、切槽、攻螺紋、锪沉孔、滾壓孔等。隨著綜合自動化的發(fā)展，其工藝范圍正擴大到車外圓、行星銑削、拉削、推削、磨削及拋光、沖壓等工序。此外，還可以完成焊接、熱處理、自動裝置和檢測、清洗和零件分類及打印等非切削工作。組合機床具有如下特點：1）主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工。2）生產(chǎn)率高。因為工序集中，可多面、多工位、多軸、多刀同時自動加工。3）加工精度穩(wěn)定。因為工序固定，可選用成熟的通用部件、精密的夾具和自動工作循環(huán)來保證加工精度的一致性。4）研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護，成本低。5）自動化程度高，勞動強度低。6）配置靈活。因為結(jié)構(gòu)模塊化、組合化。可按工件或工序要求，用大量通用部件和少量專用部件靈活組成各種類型的組合機床及其自動線。[1]國內(nèi)外一直很重視組合機床通用部件的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，早已產(chǎn)生國際標(biāo)準(zhǔn)。我國通用部件不僅具有完整的國家標(biāo)準(zhǔn)，并已貫徹了國際標(biāo)準(zhǔn)。由于組合機床只是由大量通用部件和少量專用部件組成的，所以通用部件是組合機床發(fā)展的一個很重要的基礎(chǔ)和標(biāo)志。隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，通用部件的結(jié)構(gòu)、性能和品種在不斷改進、更新和完善。在組合機床的設(shè)計中如何選擇通用部件問題也是重要的內(nèi)容之一，因此，我們對組合機床的通用部件應(yīng)有較詳細的了解。組合機床通用部件的外廓尺寸以及部件之間連接處的一些相關(guān)尺寸（如組合面的大小，連接螺釘位置分布、尺寸，定位銷位置等）都有統(tǒng)一規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，所以只要各通用部件的規(guī)格、技術(shù)性能適合設(shè)計的要求，就可以在不同功用的組合機床上相互通用。 ［2］通用部件按功能可分為動力部件、支撐部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動力部件為組合機床提供主運動和進給運動，主要有動力箱、切削頭和動力滑臺。支撐部件用以安裝動力滑臺、帶有進給機構(gòu)的切削頭或夾具等，有側(cè)底座、中間底座、黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 2 頁 支架、可調(diào)支架、立柱和立柱底座等。輸送部件用以輸送工件或主軸箱至加工工位，主要有分度回轉(zhuǎn)工作臺、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺、分度鼓輪和往復(fù)移動工作臺等。控制部件用以控制機床的自動工作循環(huán)，有液壓站、電氣柜和操縱臺等。輔助部件有潤滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。[3] 在我國，組合機床發(fā)展已有28年的歷史，其科研和生產(chǎn)都具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)，應(yīng)用也已深入到很多行業(yè)，是當(dāng)前機械制造業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品更新，進行技術(shù)改造，提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展必不可少的設(shè)備之一。國家把組合機床的研究制造納入規(guī)劃，建立了專業(yè)科研機構(gòu)，有計劃地安排組合機床通用部件的生產(chǎn)。1956年3月，當(dāng)時的第一機械工業(yè)部第二機器管理局批準(zhǔn)成立了第一專業(yè)設(shè)計處(即現(xiàn)大連組合機床研究所的前身)，全面引進了前蘇聯(lián)的組合機床通用部件和設(shè)計指導(dǎo)資料，開始了我國組合機床的創(chuàng)業(yè)階段。并于同年在大連機床廠制造出我國的第一臺組合機床。1961年，又制造出我國第一條組合機床自動線。1966年以后，組合機床的研究和制造迅速發(fā)展。許多省、市、自治區(qū)加強了制造和設(shè)計隊伍，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r安排一些工廠為生產(chǎn)點，積極設(shè)計和制造組合機床。組合機床設(shè)計制造從“一所一廠” 起步已發(fā)展到如今 —個獨立的配套齊全的行業(yè)。在國際，1908年，美國福持汽車公司率先制造出第一臺組合機床，用于汽車零件的加工。1928年，前蘇聯(lián)開始生產(chǎn)組合機床。 ［4］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)生了巨大變化。組合機床有了以下的發(fā)展：1）數(shù)控化。數(shù)控組合機床的出現(xiàn)，不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統(tǒng)，而目．也使組合機床機械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。2）模塊化。數(shù)控加工模塊化極大地豐富了組合機床的通用件，它必將引起組合機床通用件發(fā)生根本性變化。3）高速化。由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度及切削力，大大減小切削溫度，提高生產(chǎn)效率，特別是數(shù)控機床的主運動和進給運動速度已達到了驚人高速。順應(yīng)機床高速化的潮流，組合機床的速度也越來越高。4）精密化。由于機床實現(xiàn)了數(shù)控化，因而機床的加工精度越來越高，使一些過去看來難以達到的加工精度今天也已經(jīng)實現(xiàn)了。5）全防護化。全封閉是現(xiàn)在機床的一大特點，不論是單機還是機床生產(chǎn)線，均采用全封閉的外罩， 電器、液壓全部采用空中走線。全封閉防護，不但使機床及其生產(chǎn)線外形美觀，而且也提高了安全性、可靠性和維修的便利性。 ［5］在國外許多公司中，組合機床設(shè)計已普遍采用 CAD 工作站，在設(shè)計室?guī)缀鹾茈y見黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 3 頁 到傳統(tǒng)的繪圖板。CAD 除應(yīng)用于繪圖工作外，并在構(gòu)件的剛度分析(有限元方法)、組合機床及自動線設(shè)計方案比較和選擇，以及方案報價等方面均已得到廣泛應(yīng)用，從而顯著地提高了設(shè)計質(zhì)量和縮短了設(shè)計周期。加之國外許多公司在組合機床和自動線組成模塊方面的系列化和通用化程度很高(一般達90%以上)，使組合機床和自動線的交貨期進一步縮短。如意大利 IMAS 公司，一臺復(fù)雜程度較高的回轉(zhuǎn)工作臺式組合機床從訂單到供貨一般為8個月；德國 Honsberg 公司為前蘇聯(lián)制造的加工變速箱體和箱蓋的兩條柔性自動線從訂單到供貨僅為14個月。［6］從并行工程的基本思想看，這一方法似乎也不是新發(fā)明。因為在通常設(shè)計組合機床時，同樣要求組合機床制造廠與用戶之間進行密切合作，以便使專用設(shè)備能更好地滿足用戶的各種要求。但是，并行工程同這種做法有著本質(zhì)上的不同。眾所周知，組合機床制造廠總是根據(jù)用戶提供的工件圖紙和樣件來進行專用設(shè)備的設(shè)計的，在工作環(huán)節(jié)上是一種按順序進行的作業(yè)。而并行工程則突破了這種上下道作業(yè)的工作程序，它要求通過裝備制造部門早期介入用戶產(chǎn)品的規(guī)劃和設(shè)計，在產(chǎn)品設(shè)計部門考慮其結(jié)構(gòu)和功能時，能協(xié)同考慮產(chǎn)品的加工和裝配工藝(以制造工藝和裝配工藝帶動設(shè)計)，從而加速產(chǎn)品開發(fā)，同時達到降低制造費用和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在國外，近十年來，很多汽車制造廠都在積極推行并行工程，并有不少組合機床制造廠與汽車廠密切合作應(yīng)用這一方法來加速專用裝備的設(shè)計制造。例如，美國的 Ingersoll 和 Lamb，德國的 Grob 和 Ex-cell-o 等公司都應(yīng)用并行工程分別為一些汽車廠設(shè)計制造了眾多的缸體、缸蓋和變速箱體等加工自動線，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟效益。[7]自動線的經(jīng)濟性只有在其進行連續(xù)生產(chǎn)的情況下才有可能實現(xiàn)。為提高自動線加工過程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量，目前在自動線上愈來愈多的采用過程監(jiān)控，快速進行故障診斷和早期預(yù)報加工偏差，使操作人員和維修人員能及時地進行干預(yù)，以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機時間和避免加工質(zhì)量偏差。顯然，提高自動線的利用率和工件加工質(zhì)量是生產(chǎn)控制和監(jiān)控的主要目的。從目前自動線生產(chǎn)控制和監(jiān)控的內(nèi)容看，生產(chǎn)控制和監(jiān)控系統(tǒng)基本上是由質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)、自動線運行控制與監(jiān)控系統(tǒng)和刀具監(jiān)控系統(tǒng)這幾個部分組成的。[8]機床的主傳動系統(tǒng)將電動機的扭矩或功率傳遞給主軸部件，使安裝在主軸內(nèi)的工主傳動系統(tǒng)和主軸部件一般都設(shè)計成一個主軸件或刀具實現(xiàn)主切削運動。主傳動系統(tǒng)和主軸部件一般都設(shè)計成一個主軸箱。機床為了適應(yīng)各種加工的需求，要求主軸的轉(zhuǎn)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 4 頁 軸的轉(zhuǎn)速范圍較寬，能實現(xiàn)自動變換，同時還應(yīng)有足夠的輸出扭矩。對于主軸部件，要求主軸的回轉(zhuǎn)軸心線的位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定，即應(yīng)有高的回轉(zhuǎn)精度，并有足夠的剛度和抗震性。在加工中心類的機床上，為了實現(xiàn)刀具在主軸上的自動裝卸與夾持，還必須有刀具的自動加緊裝置以及主軸準(zhǔn)停裝置等結(jié)構(gòu)。[9]內(nèi)圓（即孔）是組成機械零件的基本表面，尤其是盤套類和支架箱體類零件，孔是重要表面之一?？椎募夹g(shù)要求有尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量等要求。其中位置精度主要是孔和外圓的同軸度公差，孔與端面的垂直度公差等?？椎募庸し椒ê芏啵邢骷庸さ姆椒ㄓ秀@孔、擴孔、鉸孔、車孔、鏜孔、拉孔、磨孔以及金剛鏜、緊密磨削、超精加工、研磨和拋光等；特種加工孔的方法有電火花穿孔、超聲波穿孔和激光打孔等。能進行孔加工的機床也很多，床用的有鉆床、車床、銑床、銑鏜床、磨床、拉床以及電火花成型機床、超聲波加工機床、激光加工機床等。同一種孔的加工，有時可以在幾種不同的機床上進行。例如，鉆孔就可以在鉆床、車床、銑床和銑鏜床進行。因此，在選擇孔的加工方案時，要同時考慮機床的選用。各種零件上的銷釘孔、穿螺釘孔和潤滑油孔，一般在鉆床上加工。[10]組合機床多軸箱的結(jié)構(gòu)圖采用一些習(xí)慣畫法。例如，在主視圖中，對于相嚙合的齒輪只畫節(jié)圓，用羅馬數(shù)字表示其排次，以“齒數(shù)/模數(shù)”形式標(biāo)明各齒輪的齒數(shù)和模數(shù)；在展開圖中，對于結(jié)構(gòu)、尺寸相同的軸只畫一根，而且每根（包括軸承、齒輪等元件）又只畫一半，但需要在軸的一端注明相應(yīng)的軸號，對于齒輪也可不按比例畫。多軸箱的主軸，由于其支承之間的距離很小（只有 150mm 左右） ，而裝在其前端的刀具懸伸長度很大，往往是支承距離的好幾倍，剛性很差，因此單靠主軸本身不能保證孔加工的位置精度，而必須靠夾具的導(dǎo)向套來加以保證。組合機床的型式很多，根據(jù)工件的加工要求，采用不同結(jié)構(gòu)的通用部件，可以靈活地組成各種不同配置的組合機床。組合機床的配置型式可以分為單工位和多工位兩種。[11]為了改善生產(chǎn)條件，滿足生產(chǎn)發(fā)展的專業(yè)化、自動化要求，人們在長期生產(chǎn)實踐中不斷創(chuàng)造、不斷改進，逐步形成了各類專用機床。專用機床是為完成工作某一道工序的加工而設(shè)計制造的，可采用多刀加工，具有自動化程度高，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定，機床結(jié)構(gòu)簡單、操作方便等優(yōu)點。但當(dāng)零件結(jié)構(gòu)與尺寸改變時，須重新調(diào)整機床或重新設(shè)計、制造，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。為了克服專用機床的不足，在生產(chǎn)中發(fā)明了新型的組合機床。它以通用部件為基礎(chǔ)，配合少量的專用部件組合而成，具黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻 綜 述 ) 第 5 頁 有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率和自動化程度高的特點。一旦被加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀發(fā)生變化時，能較快地進行重新調(diào)整，組合成新的機床。這一特點有利產(chǎn)品的更新，目前在許多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。[12]參 考 文 獻[1]謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,2002.[2]張接信.組合機床及其自動化[M].北京：人民交通出版社,2009.[3]范國清.組合機床通用部件專輯[M].大連：大連組合研究所,1975.[4]蘇東方、方孔木.中華人民共和國風(fēng)云實錄[M].河北人民出版社,1994.[5]李如松.組合機床與自動化加工技術(shù)[J],1999.[6]John. 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