组合机床加工工艺设计与专用机床的发展

2020-04-09

组合机床是以通用部件为基础,配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具,组成的半自动或自动专用机床。

组合机床一般用于加工箱体类或特别形状的零件。加工时,工件一般不旋转,由刀具的旋转的运动和刀具与工件的相对进给运动,来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转,由刀具作进给运动,也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。

组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式,生产速率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化,可根据需要灵活配置,能缩短设计和制造周期。因此,组合机床兼有低成本和高速率的优点,在大批、大量生产中得到广泛应用,并可用以组成自动生产线。

为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用,往往需要应用成组技术,把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工,以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种,可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。

组合机床未来的发展将较多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动,以简化结构、缩短生产节拍;采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动替换系统,以提高工艺可调性;以及纳入柔性制造系统等。

通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。

支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件,有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。

输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件,主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。

控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件,有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。

为了使专用机床能在中小批量生产中得到应用,往往需要应用成组技术,把结构和工艺相似的零件集中在一台专用机床上加工,以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种,可换主轴箱式专用机床和转塔式专用机床。

专用机床未来的发展将较多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动,以简化结构、缩短生产节拍;采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动替换系统,以提高工艺可调性;以及纳入柔性制造系统等。

专用机床的进给系统通常由机械传动系统和电气控制系统两部分组成,定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。

在闭环系统中,专用机床通常可以通过定位检测装置防止进给系统中的主要部件产生位置偏差,如滚珠丝杠等部件。而对于开环系统,由于影响因素较多、情况比较复杂,无法进行定位监控,所以对机床的加工精度影响较大。

专用机床加工中由于机床定位导致的加工精度误差:

通过长期的零部件加工的数据分析和实践操作看出,机床定位对于数控机床的加工精度有较大影响。

专用机床的加工误差,从结构上看,多由定位精度引起,其中机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。

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