吉林大学 机械制造装备设计2015 第4章幻灯片.ppt

Design of Mechanical Manufacturing Machining 第四章 组合机床设计 1. 具有固定夹具的单工位组合机床 单工位组合机床特别适用于加工大中型箱体类零件，能保证较高的位置精度。在整个加工循环中，夹具和工件固定不动，通过动力部件使刀具从单面、双面或多面对工件进行加工。 按照组成部件的配置型式以及动力部件的进给运动方向，单工位组合机床又分为卧式、立式、倾斜式和复合式等四种类型。 1）卧式组合机床 ——动力箱水平安装 2）立式组合机床 ——动力箱垂直安装 3）倾斜式组合机床 ——动力箱倾斜安装 4）复合式组合机床 2. 具有移动夹具的多工位组合机床 多工位组合机床有两个或两个以上的加工工位，工件可依次在各个工位上完成相应的工艺过程，生产率比单工位组合机床高。但由于存在移位或转位的定位误差，所以加工精度较单工位组合机床略低。这种机床的价格也较高。多工位组合机床适用于大批、大量生产中加工较复杂的中小型零件。 多工位组合机床按照夹具和工件的输送方式不同，可分为以下四种类型。 1）移动工作台的组合机床 2）回转工作台的组合机床 3）中央立柱式组合机床 4）鼓轮式组合机床 3. 转塔式组合机床 转塔式组合机床的特点是几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，各个多轴箱依次转到加工位置对工件进行加工。 组合机床主要用于平面加工和孔加工两类工序。平面加工包括铣平面、锪（刮）平面、车端面；孔加工包括钻、扩、铰、镗孔以及倒角、切槽、攻螺纹、锪沉孔、滚压孔等。 随着综合自动化的发展，其工艺范围正扩大到车外圆、行星铣削、拉削、推削、摩削、珩磨及抛光、冲压等工序。此外，还可以完成焊接、热处理、自动装配和检测、清洗和零件分类及打印等非切削加工工作。 1.发展适应中、小批量生产的组合机床 在机械制造工业中．中、小批量生产约占80%。在某些中批量生产的企业（如机床、阀门行业等）中。其关键工序采用组合机床．因此产品质量稳定，生产效率高．技术效果显著。所以发展具有可调、快调、装配灵活、适应多品种加工特点的组合机床十分迫切。转塔主轴箱式组合机床、可换主轴箱式组合机床以及自动换刀式数控组合机床可适用于中、小批量生产。但这类机床结构复杂，成本较高。 带转塔主轴箱的组合机床，转塔不能制造得太大，安装的主轴数量有限，只适应工序不多、形状不太复杂的零件加工。 可换主轴箱式组合机床设有专用的贮存和更换主轴箱的装置．按被加工工件工艺规程的程序从机床上卸下已用过的主轴箱，将需要的主轴箱用机械手自动装到机床的动力箱上，并使主轴箱自动定位和夹紧。这种组合机床结构复杂，只有用适于成组加工零件才有良好经济效果。 自动换刀式数控组合机床的贮刀库安装在转塔刀架上方，用机械手自动更换刀具，这种组合机床一般用单刀加工．加工精度较高，但生产率较低。 2.采用新型刀具 近年来出现了多种新型刀具．如具有镀层的硬质合金刀片、立方氯化硼刀具、金刚石刀具、各种可转位的密齿铣刀、喷吸钻头、镶有可转位刀片的“短钻头”等。由于提高了刀具的耐用度，大大缩短了多刀组合机床停机换刀时间，提高了组合机床的经济效益。 3.发展自动检测技术 自动检测包括对毛坯尺寸和工件硬度、钻孔深度、刀具折断、精加工尺寸和几何形状的检查等。检查方法分为主动检查与被动检查。 主动检查是将不合格的工件剔除，使之不往下一个工位输送。被动检查则是发现不合格的工件时发出停机信号。目前主动检查应用日趋广泛。由于电子元件迅速发展，集成控制器、微处理机的应用．使自动检测技术更加可靠。 自动检测技术的发展可以把被加工零件的实际尺寸控制在比规定公差更小的范围之内。还可以把加工后的工件按会差大小进行分组，以便按分组的公差带装配。实践表明．采用分组装配法提高产品的精度要比采用单纯提高设备精度的方法更为经济。 4.提高通用部件的水平 应开发适应强力铣削的大功率动力滑台、高精度镗削头和高精度滑台。机械驱动的动力部件应采用交流变频调速电机和直流伺服电机等。 采用镶钢导轨、滚珠丝杠、静压导轨、静压轴承等新结构，提高部件的精度和动、静态性能，因而使被加工工件的精度明显提高，表面粗糙度减小。 5.扩大工艺范围 逐步设计制造用于焊接、热处理、自动装配、自动打印、性能试验以及清洗和包装等用途的组合机床。 通用部件是组合机床的基础，是根据各自的功能要求，按标准化、系列化和通用化的原则设计和制造的独立部件。这些部件在组成各种组合机床时，能互相通用。在组合机床设计中，选择通用部件是重要内容之一。 1.通用部件的特点 (1)全面贯彻了国际、国家和机电部通用部件互换尺寸标准，有利于打入国际市场。 (2)全面贯彻了国家机械制图标准及公差配合、形位公差、表面粗糙度、螺纹、齿轮及花键六项基础标准。 (3)精度分为普通级、精密级和高