淺談汽車(chē)組合機(jī)床的設(shè)計(jì)

鄒玉清

摘要：組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)、尤其是在汽車(chē)制造業(yè)中應(yīng)用得越來(lái)越普遍，其設(shè)計(jì)也將影響汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展，成為生產(chǎn)發(fā)展的必需。

關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： TH323 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

1 簡(jiǎn)介

近年來(lái)，隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床的服務(wù)對(duì)象已逐漸將重心轉(zhuǎn)移到汽車(chē)工業(yè)發(fā)展中。過(guò)去的組合機(jī)床均為剛性組合，而現(xiàn)在的組合機(jī)床也已經(jīng)漸漸轉(zhuǎn)為具有一定柔性的組合，特別是一些數(shù)控機(jī)床的使用，使得組合機(jī)床從以前的只能進(jìn)行粗加工或半精加工逐漸轉(zhuǎn)換成精加工。為了廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，組合機(jī)床行業(yè)還專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等主要部件制定了關(guān)鍵工藝設(shè)備，使得精加工廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)。目前，在汽車(chē)領(lǐng)域組合機(jī)床是一種專(zhuān)用的高效自動(dòng)化裝備，它可以高效實(shí)現(xiàn)大批量機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)、它是高質(zhì)量生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備。因此，組合機(jī)床及其自動(dòng)線的技術(shù)性能，在很大程度上決定了相關(guān)工業(yè)部門(mén)產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)生產(chǎn)組織的結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率，也在很大程度上決定了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力[1～3]。汽車(chē)工業(yè)已逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，一個(gè)大批量、高起點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)化的大發(fā)展已經(jīng)揭起。組合機(jī)床行業(yè)作為向汽車(chē)工業(yè)提供裝備的重要行業(yè)，也將隨之而有更大的起步。

對(duì)于大多數(shù)汽車(chē)廠生產(chǎn)的汽車(chē)，要求專(zhuān)業(yè)化程度高、批量大、質(zhì)量好。為了滿足生產(chǎn)要求，必須上設(shè)備、上能力。組合機(jī)床廠是生產(chǎn)組合機(jī)床的專(zhuān)業(yè)廠家。組合機(jī)床是用按系列化、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。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)展而來(lái)的。因此，組合機(jī)床大大的縮短了設(shè)計(jì)制造周期，減少了制造中的問(wèn)題，提高了機(jī)床的工作可靠性、降低了機(jī)床的制造成本，大大地提高了生產(chǎn)率。成為生產(chǎn)發(fā)展的必需。因此，組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)、尤其是在汽車(chē)制造業(yè)中應(yīng)用得越來(lái)越普遍[4]。

2 組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)

（1）組合機(jī)床方案的制定：

組合機(jī)床方案的制定，通常遵照簡(jiǎn)單、合理、經(jīng)濟(jì)、最大限度的考慮到機(jī)床部件的通用化的原則。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、生產(chǎn)率和工藝過(guò)程，大體上就可以確定機(jī)床的結(jié)構(gòu)型式[5]。

（2）動(dòng)力部件的選擇：

動(dòng)力部件用以實(shí)現(xiàn)切削的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，是組合機(jī)床中最主要的通用部件。選擇動(dòng)力部件的依據(jù)，是刀具的切削功率及進(jìn)給力。

（3）三圖一卡的編制：

被加工零件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺(tái)機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、夾壓部位、加工用定位基準(zhǔn)、技術(shù)要求、以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎(chǔ)上，以突出本機(jī)床的加工內(nèi)容，加上必要的說(shuō)明繪制的。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造使用時(shí)調(diào)整機(jī)床，檢查精度的重要技術(shù)文件。

加工示意圖在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中占有重要地位，是組合機(jī)床重要圖紙之一。它是調(diào)整機(jī)床和刀具的依據(jù)，同是也是設(shè)計(jì)夾具、刀具、主軸箱以及選擇動(dòng)力部件的主要資料。加工示意圖，要反映機(jī)床的加工過(guò)程和加工方法，并決定夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長(zhǎng)度、刀具具種類(lèi)及數(shù)量，刀具長(zhǎng)度及加工尺寸，主軸、主軸尺寸及伸出長(zhǎng)度、刀具、與工件間聯(lián)系尺寸等。根據(jù)機(jī)床要求的生產(chǎn)率及刀具特點(diǎn)，合理地選擇切削用量，決定動(dòng)力頭的工作循環(huán)。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯(lián)系的關(guān)系，是開(kāi)展各專(zhuān)業(yè)部件設(shè)計(jì)和確定機(jī)床最大占地面積的指導(dǎo)圖。組合機(jī)床聯(lián)系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據(jù)初步選定的主要通用部件，以及確定的專(zhuān)用部件的結(jié)構(gòu)原理而繪制的。根據(jù)加工示意圖所選定的工作循環(huán)，工作行程及切削用量等，就可以計(jì)算機(jī)床的生產(chǎn)率，并編制生產(chǎn)率計(jì)算卡。生產(chǎn)率計(jì)算卡應(yīng)反映出機(jī)床的加工過(guò)程和動(dòng)作、時(shí)間、切削用量以及機(jī)床生產(chǎn)率與負(fù)荷率的關(guān)系等。

（4）夾具的設(shè)計(jì)：

夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它的主要作用是實(shí)現(xiàn)被加工件的準(zhǔn)確定位、夾緊。夾具的型式主要根據(jù)被加工件的形式而定。在安裝工件時(shí)，由于工作大而重，為了使定位銷(xiāo)能順利地插入定位孔中，除將定位銷(xiāo)做成錐頭外，還在夾具上設(shè)置了限位軸，進(jìn)行工件的初步定位，以保證定位銷(xiāo)和定位孔中心線間的不同心誤差不超過(guò)1-2mm。由于工件剛性不足，為了防止在大的切削力和夾壓力作用下，工件產(chǎn)生過(guò)大的變形而影響加工精度，因此增設(shè)了輔助支承。工件的夾緊，主要是靠液壓油缸夾緊來(lái)實(shí)現(xiàn)，活塞桿上、下移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)上面拉桿及鉤形壓板上下移動(dòng)，拉桿上面開(kāi)有螺旋槽，在限位螺釘?shù)淖饔孟?，拉桿上下移動(dòng)的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)60度，這樣便于工件的裝卸[6]。

3 組合機(jī)床的其它部分簡(jiǎn)介

（1）組合機(jī)床床身：左右兩側(cè)床身在通用側(cè)床身的基礎(chǔ)上修改的，側(cè)床身兩側(cè)均留有壁龕用以安裝電氣件，中間底座是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的[7]。

（2）組合機(jī)床冷卻裝置的設(shè)計(jì)：本機(jī)床設(shè)有冷卻裝置，它是由噴頭、管子和活栓、電泵和泵箱組成。噴頭和管子安裝在機(jī)床夾具上，它們和冷卻泵站之間用鋼管連接。鉆孔時(shí)需要冷卻，因此采用7%的硫代乳化液。

（3）組合機(jī)床液壓和電氣：機(jī)床配有液壓站，電氣設(shè)備。動(dòng)力頭，夾緊油缸的動(dòng)作均靠液壓和電氣控制。

（4）組合機(jī)床工作循環(huán)：合上電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮，扭子開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到正常工作位置。按啟動(dòng)按鈕，液壓站電機(jī)啟動(dòng)，操作者將工件裝上，調(diào)整好浮動(dòng)支承（一批件調(diào)一次）。按夾緊按鈕。兩個(gè)夾緊油缸同時(shí)動(dòng)作將工件夾緊。按滑臺(tái)前進(jìn)按鈕，兩個(gè)鉆削頭電機(jī)啟動(dòng)同時(shí)動(dòng)作，各自完成好各自的工作，循環(huán)退回原位，碰原位開(kāi)關(guān)發(fā)出工作完畢訊號(hào)（必須二個(gè)動(dòng)力頭都發(fā)出訊號(hào)，缺一不可），兩個(gè)鏜削頭啟動(dòng)同時(shí)動(dòng)作各自完成好各自動(dòng)作，循環(huán)退回原位，碰原位開(kāi)關(guān)發(fā)出工作完畢訊號(hào)（必須二個(gè)動(dòng)力頭都發(fā)出訊號(hào)，缺一不可），夾緊油缸松開(kāi)工件，操作者將工件卸下，機(jī)床完成一個(gè)工作循環(huán)，以后重復(fù)上述工作。循環(huán)工作結(jié)束時(shí)，按總停按鈕，機(jī)床全部停止工作。關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)，指示燈熄滅。

4 結(jié)語(yǔ)

組合機(jī)床雖然是由大量的通用部件、通用零件、標(biāo)準(zhǔn)件所組成，看起來(lái)似乎比較簡(jiǎn)單，但實(shí)際上蘊(yùn)藏著許多深?yuàn)W的知識(shí)，有待于我們?nèi)W(xué)習(xí)、研究。隨著汽車(chē)工業(yè)的生產(chǎn)不斷發(fā)展，專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的水平越來(lái)越高。這就需要我們不斷學(xué)習(xí)、創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出跟得上時(shí)代發(fā)展的、高水平的組合機(jī)床來(lái)。

5 參考文獻(xiàn)

[1]楊君順，王肖燁，李飛.先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造， 2006（06）

[2]趙鵬飛.中國(guó)汽車(chē)工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新研究[D].華中科技大學(xué)，2004

[3]劉念.汽車(chē)技術(shù)與汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展及其若干技術(shù)社會(huì)學(xué)思考[D].中南大學(xué)，2002

[4]劉文湘.新型工業(yè)化道路與中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展[D].武漢理工大學(xué)，2004

[5]何元貴.中國(guó)汽車(chē)企業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)實(shí)證研究[D].暨南大學(xué)，2009

[6]謝家瀛主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994

[7]徐和誼.北京汽車(chē)工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].華中科技大學(xué)，2005