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組合機(jī)床的發(fā)展背景
組合機(jī)床是按系列化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設(shè)計(jì)的專(zhuān)用部件組成的專(zhuān)用機(jī)床。它是隨著生產(chǎn)的發(fā)展，由萬(wàn)能機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床發(fā)展來(lái)的。由于眾多企業(yè)的產(chǎn)品產(chǎn)量越來(lái)越大，精度要求也越來(lái)越高，一些零件采用萬(wàn)能機(jī)床加工就不能很好的滿足要求了。在這種情況下，組合機(jī)床就應(yīng)運(yùn)而生了。它同時(shí)具備專(zhuān)用機(jī)床效率高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)和萬(wàn)能機(jī)床能夠重新調(diào)整，以適應(yīng)新工件加工的特點(diǎn)，即根據(jù)工件加工的需要，用通用部件配以部分專(zhuān)用部件組成一臺(tái)組合機(jī)床。
組合機(jī)床及其生產(chǎn)線,是專(zhuān)用于大批量機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的高效自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備，是汽車(chē)、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等工業(yè)不可替代的主要加工設(shè)備。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)生了翻天覆地的變化。組合機(jī)床呈現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì)：
u 由于組合機(jī)床是由70-90%的通用零部件組成，在需要的時(shí)候，它可以部分或全部的進(jìn)改裝，以組成適應(yīng)新的加工要求的新設(shè)備。
u 組合機(jī)床是按具體加工對(duì)象專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的， 因而可以按最合理的工藝過(guò)程進(jìn)行加工。
u 在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向采用多把刀具對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工。
u 組合機(jī)床常常是多軸對(duì)箱體零件一個(gè)面上的許多孔同時(shí)進(jìn)行加工，這樣就能比較好的保證各孔相互之間的精度要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
u 由于組合機(jī)床大多數(shù)零、部件是同類(lèi)的通用部件，這就簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和修理。
u 組合機(jī)床的通用部件可以組織專(zhuān)門(mén)工廠集中生產(chǎn)。
組合機(jī)床也存在著如可變性較萬(wàn)能機(jī)床低、改裝時(shí)勞動(dòng)量比較大、結(jié)構(gòu)較專(zhuān)用機(jī)床復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此組合機(jī)床在今后的發(fā)展中，將從提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大工藝范圍、提高加工精度、提高自動(dòng)化程度、提高組合機(jī)床及其自動(dòng)線的可靠性等方面得到進(jìn)一步突破。
在組合機(jī)床上，有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)某些特定的要求，如主軸定位、加速和減速、分組傳動(dòng)、行程控制、剎車(chē)、讓刀、調(diào)刀、鎖緊、過(guò)扭保護(hù)以及皮帶傳動(dòng)的張緊和卸載等，就要求設(shè)計(jì)能滿足上述要求的附加機(jī)構(gòu)，供設(shè)計(jì)主軸箱時(shí)運(yùn)用。
主軸定位器的簡(jiǎn)介
主軸定位的方式，分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種。通常在機(jī)床操作比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率和自動(dòng)化要求又不高時(shí)，宜采用手動(dòng)定位。這種結(jié)構(gòu)即簡(jiǎn)單，使用又可靠。
（1）自動(dòng)主軸定位
實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)定位的方法很多，按其控制方式不同，分為下述幾種：
u 機(jī)械減速定位
主軸用機(jī)械實(shí)現(xiàn)減速定位的，叫做機(jī)械減速定位。供機(jī)械減速用的機(jī)構(gòu)很多，其結(jié)構(gòu)也各不相同。但是，它們都是由減速和定位兩部分組成。T7511主軸定位減速機(jī)構(gòu)和T7511-F21定位鉤是已通用化的部件。T7511-F21定位鉤可與臥式主軸定位減速機(jī)構(gòu)配合使用，用于臥式主軸箱的主軸定位；T7511-F21定位鉤又可與立式主軸定位減速機(jī)構(gòu)配合使用，用于立式主軸箱的主軸定位。機(jī)械減速定位中的主軸定位所需的時(shí)間大約在1秒左右。
u 電氣減速定位
主軸用電氣實(shí)現(xiàn)減速和定位的，叫做電氣減速定位。最典型的就是使主軸從兩個(gè)方向快速趨近定位位置而慢速進(jìn)行定位的一種電氣定位方法。
電氣減速由主電機(jī)同時(shí)通入交流和直流電來(lái)實(shí)現(xiàn)，電氣定位則由電氣定位器來(lái)完成。電氣定位器主要由三塊回轉(zhuǎn)定位擋鐵，三觸頭組合開(kāi)關(guān)及其拉動(dòng)電磁鐵和主軸松位開(kāi)關(guān)等元件組成。這種電氣減速定位，最初用在汽車(chē)傳動(dòng)叉耳環(huán)加工自動(dòng)線的半精鏜主軸箱上。主軸箱電機(jī)的功率為5.5千瓦。實(shí)踐證明，定位效果良好，定位時(shí)間平均約3秒左右。
u 電氣減速磁感應(yīng)定位
主軸由電氣實(shí)現(xiàn)減速、由磁感應(yīng)完成定位的，叫做電氣減速磁感應(yīng)定位。這類(lèi)定位機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)是保證鏜刀加工表面上不留有退刀痕。
u 電氣減速機(jī)械定位
主軸用電氣實(shí)現(xiàn)減速，由機(jī)械完成定位的，叫做電氣減速機(jī)械定位。屬于這類(lèi)減速定位的電氣與機(jī)械兩者的組合形式也頗多，以定位電機(jī)通入交流和直流電實(shí)現(xiàn)減速。
（2）手動(dòng)主軸定位
主軸手動(dòng)定位時(shí)，可以采用手動(dòng)主軸定位器，也可以采用定位銷(xiāo)，作為主軸的定位部件，定位采用手輪。對(duì)手輪的要求是，主軸工作回轉(zhuǎn)時(shí)，手輪不轉(zhuǎn)。手動(dòng)定位器要安在便于操作的地方，手輪的直徑不宜太小。
主軸定位器是主軸箱常用的附加機(jī)構(gòu)，它主要是供鏜削主軸定位用的。所謂主軸定位（更確切和直觀的來(lái)說(shuō)是鏜桿上鏜刀的定位），就是使鏜削主軸上的鏜刀在每次加工結(jié)束后都處于規(guī)定的方位上，然后再向被加工零件引進(jìn)或退出。
為了減少主軸傳動(dòng)系統(tǒng)慣性的沖擊和獲得準(zhǔn)確定位，目前均采用低速的定位方法。確定鏜孔機(jī)床結(jié)構(gòu)方案時(shí)，由于工件加工部位的特點(diǎn)，常常遇到需要主軸定位的情況，就是要求鏜桿不旋轉(zhuǎn)，并使鏜刀朝著一定方向，送到工件毛坯中，然后進(jìn)行加工。加工完了鏜桿又停止旋轉(zhuǎn)，慢速將鏜刀定在規(guī)定方向，再退出工件。需要采用主軸定位方案的有如下幾種情況：
（1） 當(dāng)被加工零件的加工表面不允許留有退刀痕跡，從生產(chǎn)率來(lái)看，又不能采用以工作進(jìn)給速度退回時(shí)，則可采取主軸定位，并使工件“讓刀”退出的方案。
（2） 在加工多層壁箱體同直徑同心孔系時(shí)，例如汽缸體曲軸軸承孔，為了使鏜刀能通過(guò)待加工孔，而送到接近各加工部位，須把工件抬起一個(gè)高度，鏜桿定位，使鏜刀朝上，則可送進(jìn)工件，然后工件落下定位夾壓，鏜桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削加工。最后，鏜桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，定位退出。
（3） 當(dāng)加工內(nèi)孔直徑稍大于外面孔時(shí)，為了自動(dòng)送進(jìn)鏜刀，要采取主軸定位方案。
當(dāng)需要加工的相鄰孔很近，或者孔距箱體壁很近，采用轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向有困難而必須用固定導(dǎo)向，鏜刀又需要通過(guò)導(dǎo)向的時(shí)候，則可在固定導(dǎo)向上開(kāi)設(shè)引刀槽，使鏜桿上的鏜刀送進(jìn)后，再轉(zhuǎn)動(dòng)加工。
工作原理：
可以用于機(jī)械減速定位的機(jī)構(gòu)很多，其結(jié)構(gòu)也各有不同。但是，它們都是由減速和定位兩部分組成的。
無(wú)論是哪種機(jī)械減速定位器，其工作原理基本上是一樣的。以下結(jié)合圖介紹其基本原理：
（1）機(jī)床原位時(shí)，鏜削主軸處于定位狀態(tài)；此時(shí)，限位開(kāi)關(guān)14和12被松開(kāi)。
（2）機(jī)床開(kāi)始工作循環(huán)后，當(dāng)發(fā)出“向前”信號(hào)時(shí)，主軸便在定位狀態(tài)下快速向被加工零件引進(jìn)?？焖僖M(jìn)結(jié)束后，被加工零件在夾具作用下移到加工位置上，通過(guò)電氣信號(hào)，電磁鐵13接電。電磁鐵13的銜鐵將定位鉤11拉離定位盤(pán)10，同時(shí)限位開(kāi)關(guān)12和14壓下，從而鏜削主軸解除定位，主電機(jī)可以接電旋轉(zhuǎn)。
（3）主電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，主軸定位減速機(jī)構(gòu)中的定位盤(pán)10、齒輪1、2、3、4和軸5也被帶動(dòng)回轉(zhuǎn)。鏜刀開(kāi)始對(duì)被加工零件進(jìn)行切削加工。
（4）加工到終點(diǎn)，通過(guò)電氣控制系統(tǒng)，主電機(jī)被切斷，經(jīng)過(guò)制動(dòng)或延時(shí)后，電磁鐵13斷電，開(kāi)關(guān)14被松開(kāi)。此時(shí)，定位鉤11在彈簧作用下其鉤端抵到定位盤(pán)10上。若鉤端未落入定位盤(pán)的槽內(nèi)，則開(kāi)關(guān)12仍處于被壓下?tīng)顟B(tài)；在此情況下，通過(guò)繼電作用，定位電機(jī)9和電磁離合器15接電。于是，在定位電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)蝸桿8、蝸輪7、套筒6、電磁離合器15、軸5、齒輪3和4，使鏜削主軸作慢速反向回轉(zhuǎn)（切削時(shí)，鏜削主軸正向回轉(zhuǎn)），同時(shí)定位盤(pán)以8轉(zhuǎn)/分的速度逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。直到定位鉤的鉤端落入槽內(nèi)，即主軸轉(zhuǎn)到要求的定位位置時(shí)，開(kāi)關(guān)12才被松開(kāi)。開(kāi)關(guān)12被松開(kāi)后，定位電機(jī)9和電磁離合器15便斷電，至此鏜削主軸的定位過(guò)程接結(jié)束。待被加工零件讓位后，鏜削主軸便可從中退出。
（5）若是電磁鐵13斷電的瞬時(shí)，定位鉤8的鉤端恰巧落入定位槽內(nèi)時(shí)，也就是恰逢鏜削主軸運(yùn)行到定位位置上就停止時(shí)，則無(wú)上述定位過(guò)程。
1.齒輪 2.齒輪 3.齒輪 4.齒輪 5.軸 6.套筒 7.蝸輪 8.蝸桿 9.定位電極
10.定位盤(pán) 11.定位鉤 12.開(kāi)關(guān) 13.電磁鐵 14.開(kāi)關(guān) 15.離合器
主軸機(jī)械減速定位器的工作原理圖
主軸定位裝置的基本參數(shù)：
鏜削主軸定位的轉(zhuǎn)數(shù)，主軸直徑
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