1962_臥式雙面28軸組合鉆床右主軸箱設(shè)計(jì)

1962_臥式雙面28軸組合鉆床右主軸箱設(shè)計(jì),臥式,雙面,28,組合,鉆床,主軸,設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 1 頁(yè) 組合機(jī)床摘要：通過(guò)此篇文獻(xiàn)可以大致了解組合機(jī)床的概念、發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為此次畢業(yè)設(shè)計(jì)做好充分準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：組合機(jī)床組合機(jī)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(jī)床。目前，組合機(jī)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(kuò)、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(dòng)化的發(fā)展，其工藝范圍正擴(kuò)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(dòng)裝置和檢測(cè)、清洗和零件分類及打印等非切削工作。組合機(jī)床具有如下特點(diǎn)：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?yàn)楣ば蚣?，可多面、多工位、多軸、多刀同時(shí)自動(dòng)加工。3）加工精度穩(wěn)定。因?yàn)楣ば蚬潭?，可選用成熟的通用部件、精密的夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一致性。4）研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低。5）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。6）配置靈活。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化、組合化?？砂垂ぜ蚬ば蛞螅么罅客ㄓ貌考蜕倭繉Ｓ貌考`活組成各種類型的組合機(jī)床及其自動(dòng)線。[1]國(guó)內(nèi)外一直很重視組合機(jī)床通用部件的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，早已產(chǎn)生國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)通用部件不僅具有完整的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并已貫徹了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于組合機(jī)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(jī)床發(fā)展的一個(gè)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(jìn)、更新和完善。在組合機(jī)床的設(shè)計(jì)中如何選擇通用部件問(wèn)題也是重要的內(nèi)容之一，因此，我們對(duì)組合機(jī)床的通用部件應(yīng)有較詳細(xì)的了解。組合機(jī)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(jì)的要求，就可以在不同功用的組合機(jī)床上相互通用。 ［2］通用部件按功能可分為動(dòng)力部件、支撐部件、輸送部件、控制部件和輔助部件五類。動(dòng)力部件為組合機(jī)床提供主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主要有動(dòng)力箱、切削頭和動(dòng)力滑臺(tái)。支撐部件用以安裝動(dòng)力滑臺(tái)、帶有進(jìn)給機(jī)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(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 2 頁(yè) 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(tái)、環(huán)形分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度鼓輪和往復(fù)移動(dòng)工作臺(tái)等?？刂撇考靡钥刂茩C(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)，有液壓站、電氣柜和操縱臺(tái)等。輔助部件有潤(rùn)滑裝置、冷卻裝置和排屑裝置等。[3] 在我國(guó)，組合機(jī)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(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，進(jìn)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(guó)家把組合機(jī)床的研究制造納入規(guī)劃，建立了專業(yè)科研機(jī)構(gòu)，有計(jì)劃地安排組合機(jī)床通用部件的生產(chǎn)。1956年3月，當(dāng)時(shí)的第一機(jī)械工業(yè)部第二機(jī)器管理局批準(zhǔn)成立了第一專業(yè)設(shè)計(jì)處(即現(xiàn)大連組合機(jī)床研究所的前身)，全面引進(jìn)了前蘇聯(lián)的組合機(jī)床通用部件和設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料，開(kāi)始了我國(guó)組合機(jī)床的創(chuàng)業(yè)階段。并于同年在大連機(jī)床廠制造出我國(guó)的第一臺(tái)組合機(jī)床。1961年，又制造出我國(guó)第一條組合機(jī)床自動(dòng)線。1966年以后，組合機(jī)床的研究和制造迅速發(fā)展。許多省、市、自治區(qū)加強(qiáng)了制造和設(shè)計(jì)隊(duì)伍，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r安排一些工廠為生產(chǎn)點(diǎn)，積極設(shè)計(jì)和制造組合機(jī)床。組合機(jī)床設(shè)計(jì)制造從“一所一廠” 起步已發(fā)展到如今 —個(gè)獨(dú)立的配套齊全的行業(yè)。在國(guó)際，1908年，美國(guó)福持汽車公司率先制造出第一臺(tái)組合機(jī)床，用于汽車零件的加工。1928年，前蘇聯(lián)開(kāi)始生產(chǎn)組合機(jī)床。 ［4］近年來(lái)隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了巨大變化。組合機(jī)床有了以下的發(fā)展：1）數(shù)控化。數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn)，不僅完全改變了過(guò)去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng)，而目．也使組合機(jī)床機(jī)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(jī)床的通用件，它必將引起組合機(jī)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(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度已達(dá)到了驚人高速。順應(yīng)機(jī)床高速化的潮流，組合機(jī)床的速度也越來(lái)越高。4）精密化。由于機(jī)床實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化，因而機(jī)床的加工精度越來(lái)越高，使一些過(guò)去看來(lái)難以達(dá)到的加工精度今天也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。5）全防護(hù)化。全封閉是現(xiàn)在機(jī)床的一大特點(diǎn)，不論是單機(jī)還是機(jī)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(hù)，不但使機(jī)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(guó)外許多公司中，組合機(jī)床設(shè)計(jì)已普遍采用 CAD 工作站，在設(shè)計(jì)室?guī)缀鹾茈y見(jiàn)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 3 頁(yè) 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(jī)床及自動(dòng)線設(shè)計(jì)方案比較和選擇，以及方案報(bào)價(jià)等方面均已得到廣泛應(yīng)用，從而顯著地提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短了設(shè)計(jì)周期。加之國(guó)外許多公司在組合機(jī)床和自動(dòng)線組成模塊方面的系列化和通用化程度很高(一般達(dá)90%以上)，使組合機(jī)床和自動(dòng)線的交貨期進(jìn)一步縮短。如意大利 IMAS 公司，一臺(tái)復(fù)雜程度較高的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式組合機(jī)床從訂單到供貨一般為8個(gè)月；德國(guó) 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(dòng)線從訂單到供貨僅為14個(gè)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?yàn)樵谕ǔＴO(shè)計(jì)組合機(jī)床時(shí)，同樣要求組合機(jī)床制造廠與用戶之間進(jìn)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(jī)床制造廠總是根據(jù)用戶提供的工件圖紙和樣件來(lái)進(jìn)行專用設(shè)備的設(shè)計(jì)的，在工作環(huán)節(jié)上是一種按順序進(jìn)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(guò)裝備制造部門早期介入用戶產(chǎn)品的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門考慮其結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，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(dòng)設(shè)計(jì))，從而加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，同時(shí)達(dá)到降低制造費(fèi)用和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。在國(guó)外，近十年來(lái)，很多汽車制造廠都在積極推行并行工程，并有不少組合機(jī)床制造廠與汽車廠密切合作應(yīng)用這一方法來(lái)加速專用裝備的設(shè)計(jì)制造。例如，美國(guó)的 Ingersoll 和 Lamb，德國(guó)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(jì)制造了眾多的缸體、缸蓋和變速箱體等加工自動(dòng)線，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。[7]自動(dòng)線的經(jīng)濟(jì)性只有在其進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的情況下才有可能實(shí)現(xiàn)。為提高自動(dòng)線加工過(guò)程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量，目前在自動(dòng)線上愈來(lái)愈多的采用過(guò)程監(jiān)控，快速進(jìn)行故障診斷和早期預(yù)報(bào)加工偏差，使操作人員和維修人員能及時(shí)地進(jìn)行干預(yù)，以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間和避免加工質(zhì)量偏差。顯然，提高自動(dòng)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(dòng)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(dòng)線運(yùn)行控制與監(jiān)控系統(tǒng)和刀具監(jiān)控系統(tǒng)這幾個(gè)部分組成的。[8]機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)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(dòng)系統(tǒng)和主軸部件一般都設(shè)計(jì)成一個(gè)主軸件或刀具實(shí)現(xiàn)主切削運(yùn)動(dòng)。主傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件一般都設(shè)計(jì)成一個(gè)主軸箱。機(jī)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(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 4 頁(yè) 軸的轉(zhuǎn)速范圍較寬，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變換，同時(shí)還應(yīng)有足夠的輸出扭矩。對(duì)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(jī)床上，為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸與夾持，還必須有刀具的自動(dòng)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(jī)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。孔的技術(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?，切削加工的方法有鉆孔、擴(kuò)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(jìn)行孔加工的機(jī)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(jī)床、超聲波加工機(jī)床、激光加工機(jī)床等。同一種孔的加工，有時(shí)可以在幾種不同的機(jī)床上進(jìn)行。例如，鉆孔就可以在鉆床、車床、銑床和銑鏜床進(jìn)行。因此，在選擇孔的加工方案時(shí)，要同時(shí)考慮機(jī)床的選用。各種零件上的銷釘孔、穿螺釘孔和潤(rùn)滑油孔，一般在鉆床上加工。[10]組合機(jī)床多軸箱的結(jié)構(gòu)圖采用一些習(xí)慣畫(huà)法。例如，在主視圖中，對(duì)于相嚙合的齒輪只畫(huà)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(kāi)圖中，對(duì)于結(jié)構(gòu)、尺寸相同的軸只畫(huà)一根，而且每根（包括軸承、齒輪等元件）又只畫(huà)一半，但需要在軸的一端注明相應(yīng)的軸號(hào)，對(duì)于齒輪也可不按比例畫(huà)。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(zhǎng)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(lái)加以保證。組合機(jī)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(jī)床。組合機(jī)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(dòng)化要求，人們?cè)陂L(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中不斷創(chuàng)造、不斷改進(jìn)，逐步形成了各類專用機(jī)床。專用機(jī)床是為完成工作某一道工序的加工而設(shè)計(jì)制造的，可采用多刀加工，具有自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)零件結(jié)構(gòu)與尺寸改變時(shí)，須重新調(diào)整機(jī)床或重新設(shè)計(jì)、制造，不利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。為了克服專用機(jī)床的不足，在生產(chǎn)中發(fā)明了新型的組合機(jī)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(jì) (文 獻(xiàn) 綜 述 ) 第 5 頁(yè) 有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。一旦被加工零件的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀發(fā)生變化時(shí)，能較快地進(jìn)行重新調(diào)整，組合成新的機(jī)床。這一特點(diǎn)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(xiàn)[1]謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[2]張接信.組合機(jī)床及其自動(dòng)化[M].北京：人民交通出版社,2009.[3]范國(guó)清.組合機(jī)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(guó)風(fēng)云實(shí)錄[M].河北人民出版社,1994.[5]李如松.組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)[J],1999.[6]John. L. Feirer. Machine Tools Netalworking [M].1973.[7]Menfred Weck. Handbook of Machine Tools [M].1984.[8]李如松.組合機(jī)床和自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展[J].1990 .[9]羅良玲、劉旭波.數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2005.[10]傅水根.機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2004.[11]楊俊峰.機(jī)床及夾具[M].北京：清華大學(xué)出版社 ,2004.[12]徐建俊.電機(jī)與電氣控制[M].北京：北京交通大學(xué)出版社， 2003.