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附錄A
專用組合機床的發(fā)展概況
摘要:概述組合機床綜合自動化技術的發(fā)展新動向,分析組合機床柔性化的幾個主要方面,簡介通用部件、加工精度、應用范圍等現(xiàn)狀及發(fā)展,介紹現(xiàn)代組合機床技術發(fā)展的主流。
關鍵詞:組合機床、機床技術、自動線、發(fā)展
一.組合機床概述
組合機床是對一種或若干種工件按預先確定的工序進行加工的機床。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、樘孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序,它能夠對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。隨著組合機床技術的發(fā)展,它能完成的工藝范圍日益擴大。
許多大型、形狀復雜的工件,需要的加工工序很多,不可能在一臺組合機床上全部加工完成,這就需要用多臺組合機床加工,按工件加工順序依次排列,組成組合機床流水線,在組合機床流水線的基礎上,發(fā)展成組合機床自動線。
組合機床及自動線所使用的通用部件是具有特定功能,按標準化、系列化、通用化原則設計、制造的組合機床基礎部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列,有適用的技術參數(shù)和完善的配套關系。
組合機床與通用機床、其它專用機床比較,具有以下特點:
(1)由于組合機床采用多刀加工,機床自動化程度高,因此比通用機床生產率高,產品質量穩(wěn)定,勞動強度低。
(2)組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的70%~80%,因此,設計和制造周期短,經(jīng)濟效益好。
(3)當機床被加工的產品更新時,專用機床的大部分部件要作廢。組合機床的通用部件是根據(jù)國家標準設計的,并等效于國家標準,因此其通用部件可以重復使用,不必另行設計和制造。
(4)組合機床加工工件,由于采用專用夾具、組合刀具和導向裝置等,產品加工質量靠工藝裝備保證,對操作工人的技術要求不高。
(5)組合機床的通用部件是經(jīng)過周密設計和長期生產實踐考驗的,又有專門廠家成批生產,它與一般專用機床比較,其結構穩(wěn)定,工作可靠,使用和維修方便。
二.組合機床配套部件的發(fā)展
隨著直流伺服驅動滑臺、數(shù)控滑臺、數(shù)控三坐標加工模塊、多軸箱儲存和多軸箱更換裝置等新一代通用部件相繼出現(xiàn)。采用模塊化設計原則將常規(guī)組合機床的通用部件和加工中心的組成模塊統(tǒng)籌設計,組成新的型譜,也是一種新的趨勢。為了適應組合機床制造廠發(fā)展柔性制造系統(tǒng)等綜合自動化的需要,誕生了像可編程伺服驅動位置控制裝置、計算機數(shù)控滑臺、機器人裝卸料系統(tǒng)、帶誤差信息屏幕顯示的診斷裝置、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等配套性通用部件模塊。
三.組合機床加工性能的新發(fā)展
現(xiàn)階段在組合機床上加工大平面的平面度已達到1m長上0.02~0.04mm。粗糙度達到Ra0.4~0.8um;孔徑精度達到0.0015~0.055mm。定位銷孔的中心距精度達到±0.013mm;一般孔位置精度達到±0.02~±0.025mm;單向鏜孔的同軸度達到0.005~ 0.01mm。雙向鏜孔的同軸度達到0.015~0.02mm;一些特種加工工藝的精度:如止口精度可達到0.015~0.02mm。缸蓋閥座及導管孔的同軸度達到0.00750~0.01mm。
由于采用了新的結構、新刀具、新工藝方法、刀具自動補償系統(tǒng)、專用刀具的復合工藝,直接利用軟件進行誤差補償方法,組合機床加工精度正在不斷提高。
四.自動化技術在組合機床上的新應用
組合機床自動線主要用于大批量生產。雖然技術已很成熟,但一般利用率低、缺乏柔性,難以適應現(xiàn)代中批量輪番生產的需要,現(xiàn)代柔性自動化技術給組合機床綜合自動化技術的發(fā)展,帶來根本性的變革。其中,自動裝配機也得到了發(fā)展。
現(xiàn)代自動裝配機廣泛采用了組合機床原理及相關技術,現(xiàn)代機電產品的生產規(guī)模不斷擴大,裝配工作量占據(jù)愈來愈大的比重。為此,裝配作業(yè)自動化技術得到了迅速發(fā)展。目前,國外自動化裝配工藝、已從零件緊固連接、壓入、扭合、鉚接、粘接、焊接等基本作業(yè)方式,發(fā)展到去毛刺、清洗、檢測及產品總裝后的試車、檢驗、注油、噴漆、包裝等工序,一些綜合自動化加工系統(tǒng)內通常設有自動裝配工序。
一個現(xiàn)代化自動裝配系統(tǒng)。由裝配元件及裝配主體件的供料及輸送系統(tǒng),裝配裝置及控制和檢測裝置所組成。這些系統(tǒng)裝置的設計原則和組合機床及其相似:結構典型,部件和組件通用,形式統(tǒng)一。用于不同裝配對象時只是夾具不同。自動裝配機的通用部件中也有裝配工作頭、裝配機主體、供料裝置及檢測裝置等。目前,世界各國都大力發(fā)展通用化程度較高的直線或回轉型間歇輸送式裝配機來替代連續(xù)輸送式裝配機,發(fā)展具有柔性及可進行多品種裝配的自動裝配線。該種裝配線廣泛采用:“功能模塊式結構技術”,采用柔性連接的輸送方式。工業(yè)機器人由于可在一次動作循環(huán)中靈活完成各種動作,可代替裝配機許多復雜部件的動作,從而大大簡化裝配機自身的復雜結構。工業(yè)機器人有固定程序的,也有計算機控制的,其采用大大增加了自動裝配線的柔性。
五.組合機床的優(yōu)勢
現(xiàn)代組合機床已經(jīng)逐漸打破了通常認為只適用于箱體類零件加工的模式,其功能和應用范圍正在不斷地延伸和擴展。
組合機床加工旋轉體零件的情況下,采用組合機床加工軸類和盤類零件具有明顯的優(yōu)越性。一些軸件,尤其是大型軸件,可以用旋轉夾具夾持中部,在組合機床或專用機床上進行兩端同時加工,其優(yōu)點是工序集中,省去調頭加工,增加了刀具及其驅動部件的布置空間。
現(xiàn)代成批大量生產的儀表、精密機械、家用電器、鐘表等工業(yè)部門,常有小型箱體類、蓋罩類、連桿撥叉類、雜件等小型異形零件。這類零件由于廣泛采用先進高效的毛坯制造工藝,金屬切除量較小,且大部分零件的材質是鋁合金或銅合金,加工時,切削力較小。由于生產節(jié)拍短,要求有極高的生產率。用組合機床加工這類零件時,要作專門的設計,以適應這類零件構造和加工上的特殊性。通常加工這類零件的組合機床稱為小型組合機床,自成體系,發(fā)展迅速。
參考文獻
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