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1、人入?气气入入八气凡气八气夕犷扩了“?、产了口了、入产护了、产广、产广、产了、刀, ? ?入入 入厂护么产了护么,声?入八八八 ?价广、?产尸、才产、? !一兰色盛 # 皇 恋资变竺兰生、士气国外转塔主轴箱和自动更换主轴箱组合机床的发展和现状转塔主轴箱和自动更换主轴箱组合机床%,近 几 年来 在 西欧的一些国家里得到了较大的发展。转塔主轴箱组合机床及手动更换主轴箱组合机床,早在年了立泣在一 些工厂的小批 或中批生产 中 应用过,得到很高的 加工精度和良好的 技术经济效果,但并没有引起更多人 的 注意,也 没有得到 进 一步的发展。六十 年代初期带鱼丝和 自动更换刀具的钻搅床即所谓 的“机械加工
2、中心”式机床出现以后,人们把实现单件或 小 批生产中孔加土& 一脚产尸一、一& 一& 一一一一一方面的 自动化 问题,更 多地寄托 在这 种机 床上面。在美国 的一 些工厂也 曾经使用过这一类机床组 成的自动线,虽然灵活性大大增加了,但生产效率并不高,特别是在钻孔工序上,多半是用单轴一个孔一 个 孔地钻削的,生产 率不 高。中小批生产 中,在 孔加工方面既有高效率又有适当灵活性 的 问题并没有 得到解 决。因此重 新 考虑是否 可以从高这个 问题,从 转塔钻 床和白动换刀的钻撞床的经验中,提出了自动更换主轴箱 或 转塔主轴箱的方案。在六十年代,西欧各国在 经 济上有了一些新的发展,需要 高效率
3、又有适当灵 活性 的新 的加工 设备。六士经代中期,法 国雷诺 汽车公司制成韭韭迩更换主轴 箱 的立式组合 钻床,几 年以后又制 成了转塔主 铀箱组合机 宋,并设计出通用的 转塔 动力 头, (前已制 成 了大小不 同的几种转塔动 力头,形成了一个新的 通用件系列。近 几年 米,西德的 一些工 厂又 制成了带直 线式储存架,用程序 控制 移动小车自动存取并更 换主轴箱 的 组合机床,这样灵 活性就更大了。我 国有的工厂一也在生产中应用了比较简单的双 面 转塔头组 合机床,收到 一定 良好的 效果。转塔 动力头一般为四方 形或 六方形,可以装上四个或六个不同型式的主轴箱。可以用 一个 或两 个这
4、种 动力头 组成单面 或双 面组合机宋,同时还可以采用回转夹具)或回转工作台,在一次装夹下对一个零件几个不同平面和孔进 行 加工,特 别是适用于一些 生产批量不大的箱体零件,这样一台机 床就相 当于好 几台一般组合机床。根据 有 关资 料 介绍,这 种转塔动力 头组成的 机床适 用于年产量为+四,一+ , 的零件,或者每批的产量为 一( 件、生产率每小下.面而窗而三下吴霭歹犷制系统比较复杂,壑担醚蜓迎遴里鱼丝/合机床的灵活性更, , 甲,&一&0& 一&更广。在某些情况下,还可以把 一些零件1昆合在一台组合机床上进 行加)用一般机床加 工时机 床间 储存 零 件的 数量。但一般来说,结构与控特
5、 别是对用移动小车自动更 换主抽箱的组合机床,其结构和控制 系统更为复杂,在生产上的应用不象转塔主轴箱组合叽床那样普遍。一一转塔动力头组合机床及自动更换主轴箱组合机床的优点如下!?减少机床数量、节省占地面积 和投资。由于这类组合机床适 应 于小批量多品种加工,因此使过去不能利用一般组合机床来加工的零件,也可以把这类零件组合在一台转塔动力 头组合机床或更换主轴箱组合机床上来加工。从工艺上看,以前需要好几台组合机床加工 的零件,在生产率不太高时,可以只 用一 台或二台转塔主轴箱组合机床来加工,因此可以大大的减少机床数量,从而节省 了占地面积和投资,经济效果是很好的。可以用 下面几个例子来说明!#
6、法国雷诺汽车公司 的 一台带六个主轴箱的自动更换主轴箱立式组合钻床,用于加工四种不同后轮壳 时#括包钻、铰、攻丝等工序,每 小 时产量合计为% &件,可代替七 台通用 钻床使 用,节省 面 积 & 平方米#用七台通用 钻床为( &平方米,用自动更换主轴箱组合机床为% &米%,节省五 名操 作工人,同 时还 可以节省在原先需要的每台 机床之 间的在制品 &件。#%用三 台带转塔主轴箱加 工 六种筑路 机械的 重型箱体和轴盖#括包钻、铰、攻丝和铣削 等工序,每小时生产率为)一件,比用通 用机床加工节省 占地面积+ &,节省投资 &,。夕233一( 一广/ ? 3一图(各国生产的转塔动力头的主要性能
7、见下表!国国别和工厂厂捷克./01过2 3工厂厂法国雷诺公司司英国虹456789工厂厂型型号号 ?: & & &;丑 (?,&(,(?% ?,+ + +最大=&#? &马力 转转塔头驱动轴转数数可 自动变换?种种一种,在=)%一? 一种电机转数数# # #转分 转数!+&,% &,= 或=+一? 转分分.?/ / / & & &范围内?用交挨齿轮轮轮来来来来改变变变进进进进给驱动方式式电气液压快速移动! ! !电气机杖电气机械#丝杠或或给给给给电动机 液压#油缸 工工工工作进给! ! ! 液液液液压马达和滚珠丝杠杠杠最最最大进给力#公斤 )& & &。 。 工工工作进给量量一? & & & &
8、、%& & &电气机械!四组每组组# # # # #毫米分 %级,护 ?% 用交换齿轮轮%?级%?% ?, =、% % %改改改改改变变(、= &,=一? ( ( (液液液液液液压!#无级调整 ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )?= 、? ( ( (行行行程#毫米 ?&,)=& & & & &转转转转塔回转驱动方式式式双速 电机机浓压马达达塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔塔转转转塔定位精度度度在& &长度上&?& %毫毫毫米米米米米米米转转转塔 转位时间间 转位一次)+秒根据据一一一一一所装主轴箱刀具
9、重 量量回回回回转 。需要)秒回转 + &需要, 。秒秒而定定安安装主轴箱数量及尺寸寸四个&)&或二个四个? ) & & &+ + + + +&)=&和二个& &二个或四个& &) &六个)=) & & & )=& 一一一一这些转塔动力头 的结构特点如下!?总 布置转塔头装在 相当 于 动力滑台的上 平面上,转塔头 的中心部份装有减速及其他机构,在中心部份的顶 上装有立式 电机,中心部份固定不回转。多 边形转塔架套装在中心部份的外面 进行回转。这样,不仅减轻了回转部份的重量,也可以使电气和液压管路等的连结简单和方便。%?转塔头的驱动主 电动机通过电磁离合器和减速齿轮带动转塔头驱动轴转动,便于切
10、断传动链。驱动轴通过其端部的爪牙离合器与加工的主轴箱相啮合,驱动轴上 的爪牙离合器是用 油缸或气缸等来推动而实现啮合的。这样只有处在加工位置的 主轴箱的轴转动,而其他面上的轴不转动。主轴箱主轴的回转与动力头的进给运动之间需要有互一=一锁,不然主轴不转而 动力头向前进给就 会损坏刀具。雷诺公司转塔动力头是采用气缸 来推动离合器 的。气缸的 两个 位置,通过杠 杆分 别压下一个行 程开关 来 实 现上述互锁。英国阿乞特尔工厂转塔 头#见本 期英 国 45 67 9工厂转塔式 组 合 机 床一文图?则采 用了两 种频率不 同的电脉 冲讯号 来 实现 互锁,在驱 动轴齿轮 附近装 有发 出磁场与接收脉
11、冲的传感器。当齿轮在磁场中 转动 时,一齿一齿的 发 出脉 冲。当 低频脉冲,也就是齿轮转得很慢时,通过 控 制箱使油 缸推动离合器与主轴 箱的 轴啮 合。这样就避免了啮合时的 较大冲击。当高频脉冲时,也就是离合器已啮合,主轴箱已在进行正常回转时,控制箱才能发出讯号,允许动力 头 前进。=?转塔头的回转分度转 塔头回转 部 份#括 包主轴箱、刀具 和 钻模板等的重量是 相当大的,一般达几吨甚至 达 到几乎 十吨。需要 在几秒钟内进行转 位和定 位是一个相当艰巨的 设计问题。为了使回转轻便并提高使用寿 命,在转位时利 用气垫#在支承平面上 开环槽通入压 缩空气或大直 径 静 油压支 承将整个回转
12、部份稍 微抬起,使回转部份 飘浮在一 层薄薄的气膜或油膜之 上,可以很轻便地进行回转。为了降低回转终了的冲击,采 用各种形 式的降速 办 法。雷诺 公司转塔头在转 位终了时,将其速 度降低为 。,阿乞特尔工厂转塔头用特种 液压缓冲 油 缸#缓冲阻力保持 恒 定与运动速 度无关进行制 动。尽管采用了各种措施,但转 位一次一般还需粤上巴赵少专塔头的定位机构与一般回转分度工作台相似,采用插销、反靠等方式。为 了提高转塔头在加工时的刚性,一般采用夹紧或自锁装置。雷诺公 司 转塔头用气动 夹紧,捷克转塔头 用自锁装置锁紧。在一些多品种加工,中为了便于调整而采用 的 转塔头,因为不需 要 频繁的回转,从简
13、化结构出发,很多是采用 手动回转的。?与主轴箱连结 部份的 结构由于多 品种加工 的 需要,转塔头上的主轴箱还是有可能要随时更 换的,因此,连结部份也必须按快换原则 来 设计。一般采 用 两个定位销#固定或用手柄动作四个螺 钉或滑块来夹紧。因此,在加工完一 批工件以后,就能比较方便地更换主轴箱,用 于加工其他零件。?操纵 方式一般采用 挡 铁 系统来操 纵,这样比较简单实用。也可以把挡铁做成转鼓式的#把实现各个主轴箱加 工循环所需 要挡铁,装在沿转鼓周 围的纵向槽中,根据需要进 行转位。为 了简化前端的死挡铁,阿气特尔工厂转塔头采用一个死挡铁而将刀具作成不同长度来适应加工 长度。只有捷克转塔头
14、的操 纵 方式比较灵 活,可以用一组十进制开关来选择#包括主轴箱号数传动轴转数、进给方向、进给量等,甚至 用穿孔带来进行数字控制。把几个单独驱 动的主轴箱装 在回转分度工作台匕来组成 转塔主轴箱 的方 案#图 4,6 的优点是!不必另行设计转塔动 力头,利 用现有通 用件稍作必要的修改 即 可。主轴箱的数量可以较多!六个、八个或更 多。用 这种回转主 轴箱时,夹具和工件装在动力滑台上,靠滑台的 移动实现进 给。这样,移 动部分 的 重量就比整 个 转塔头 实 现进给时要 轻,对 一些大型或重 型工件,采用这种 方式也是 有 利的,这 样在设 计 使用上比较方便。其缺点是,只能从一面进行加工,不
15、能同时用 几 个转塔头从几个面进 行 加工,生 产效率较低。另外,虽然 每个主轴箱都带有 一个电机,但 每次只有一个电机工作,其余的闲着,显得不经 济。用装在环形工作 台上 的回转 主轴箱#如图6 ,只采 用一个电机,就可以避 免上述缺点。一?一英国 456 7 89工厂转塔式组合机床英国 7 99机床公 司4 567 9工厂生 产了一 种新 型转塔式组合机床。机床可制成单面或双面,带有四工位或六工位的转塔。机床可 制成单台式或与普通加工工位联成自动线。机床控制系统可使机床实现完全 自动操作或手 动 操作,当自动线采 用一台或数台这种新型 机床时,亦可使用 这种控制系统。最近英 国9 3发动机
16、厂为完成大型柴油机发动 机汽 缸体上 的大量工序,采 用了很 多 这种新 设备!有单面的,有双面的,可单独操作,也可 联成 自动线。所生产的汽 缸体如 图。 45 67 9工厂 所制造的 转塔式组合机床,可在工件六个面上实现膛孔、钻孔、攻丝、铰孔、捻孔或刮端面。这些机床的 一个特点是,在设计 时考虑到一种新设计的工件和正在生产 中的工件,也就是说,可以加工很多不同 型式的工轴箱始终处在垂直位置是通过装在花盘内的齿轮 的回转来实现的。图所示为西德 9 公司 一台三面自动更换主轴箱组合机床。加工的零件是纺织机侧架,外形尺寸较大,为&( &) ) .( )毫米,不 便采用 转塔主轴箱方案。主轴箱存放
17、在动力头后 面的 贮存架上,在贮存架的两面各有一个运输小车。当动 力头加 工完了,发出讯号,把一个主 轴箱从贮存架上 取下,放到 小车上,小车把主轴箱送到动 力头跟前,抬到动力头高度,并安装到动力头上。同时新换的主轴箱把原先在动力头上 的主轴箱推到另一个小车上,由小车把用 过的 主轴箱送回贮存架上,上述动作和其他有关 动力 头 和回转夹具 的控制都是自动进行的。在机床中间底 座上装有回转台,工件回转一 次,和更换两面卧式动力头 的 主 轴箱,这 台三面机 宋可以对工件的 五个面进行加工。机床的生产率每小 时达 到=件。机床可 用带插孔式程序控制,也可以用数字程序控制。图)所示为另一种形 式 的
18、自动更换主轴箱组合机床。主轴箱仰放#主轴朝 上装在动力头 顶上 的环形储存架上。当需要的主轴箱自动回转到动力头前端位置时,一个机械手把主轴箱抬起并把主轴箱倒下#主轴处在水平位置,平行地放在 加工主轴箱的上方。位于这 两 个主轴箱之间的另一个机械手,抓住 这两个主轴箱,机械手回转 +&。度,把新主轴箱装到动力 头上,把已用过 的主轴箱转 到动力头的前端上 空,以便用机械手送回储存架。这种布置比较紧凑,调换主轴箱也比较方 便,但主轴箱的外形尺寸不能过大,只能用于 加 工一些 中小零件。注!.这两种形式的组合机床 在国外组合机床( &年第%期和第?期,组合机床通讯( 年第?期和第)期上刊登了报道?作过介绍?、?见国外组合机床 !# 年,第%期 第% 页,图! &和 ?见国外组合机床,!了。年,第(期,第页,图)( 一)一
