批量生產(chǎn)中一種快速換型專用組合機(jī)床的應(yīng)用

■ 山東汽車制造有限公司 （山東煙臺(tái) 264000） 于春莉

■ 山東大柴缸體缸蓋股份有限公司 （山東煙臺(tái) 264000） 李慧泉

在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體批量生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)存在不同型號(hào)的類似產(chǎn)品共線生產(chǎn)的情況。為了節(jié)省資源，降低制造成本，大多數(shù)企業(yè)會(huì)采用主軸箱兼顧多種機(jī)型、更換機(jī)床刀具和更換夾具定位零件的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。此方案存在如下弊端：不同產(chǎn)品加工面上的孔由于相互干涉，還需另外安排設(shè)備加工。這樣既增加了設(shè)備投入，又因工序的增加而增加了人員投入，從而提高了產(chǎn)品的制造成本。

1. 方案初想

公司需批量生產(chǎn)CC和YC兩種氣缸體。根據(jù)現(xiàn)有車間布局，兩種產(chǎn)品需共線生產(chǎn)。但是兩種產(chǎn)品側(cè)面孔系卻相差很大，很難實(shí)現(xiàn)共用專用組合機(jī)床，如果要把兩種產(chǎn)品的側(cè)面加工完需投入多臺(tái)專機(jī)。公司希望通過(guò)設(shè)計(jì)一機(jī)多用的專用組合機(jī)床，快速換型，減少換線時(shí)間和設(shè)備投入。

2. 機(jī)床設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)兩種外形差異較大氣缸體共用一臺(tái)專用組合機(jī)床來(lái)加工側(cè)面孔，且快速換型及減少換線時(shí)間、設(shè)備投入，我們需要考慮主軸箱是否能兼顧、是否不更換機(jī)床刀具和夾具定位零件。由于兩種氣缸體的側(cè)面形狀差別較大，孔系也很復(fù)雜，我們選擇先設(shè)計(jì)一臺(tái)加工氣缸體側(cè)面孔的專用組合機(jī)床。

首先，為了實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)專用組合機(jī)床上最大限度的多加工孔，我們考慮一臺(tái)機(jī)床多個(gè)主軸箱的方案。

方案一：主軸箱平行布置，即用兩工位的加工方式。這種布置要求工件必須是通過(guò)式的，機(jī)床需橫跨輥道線，而且機(jī)床的寬度會(huì)增加一倍，主軸箱也會(huì)增大一倍多。

方案二：主軸箱一字布置，用傳動(dòng)系統(tǒng)左右各帶一個(gè)主軸箱，通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸箱機(jī)構(gòu)，用不同的主軸箱來(lái)加工不同型號(hào)的氣缸體。滿足工件輸送為推拉式的要求，而且機(jī)床寬度小，減少底座、夾具體的寬度，節(jié)省空間和制造成本。另外單個(gè)主軸箱自帶鉆模板，解決不同型號(hào)產(chǎn)品孔系不一樣的問(wèn)題。

根據(jù)公司生產(chǎn)實(shí)際情況選擇方案二。

3. 結(jié)構(gòu)解析

機(jī)床外觀如圖1所示。整個(gè)機(jī)床由兩個(gè)側(cè)底座、一個(gè)中間底座、兩個(gè)滑臺(tái)、兩個(gè)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、兩套主軸箱系統(tǒng)、兩套刀具和一套夾具組成。

圖1 機(jī)床外觀

首先，確定機(jī)床總體方案，上料高度為1 000mm，上料方式為推拉式，采用一面兩銷的定位方式，手動(dòng)插銷，頂面液壓夾緊。加工不同型號(hào)的產(chǎn)品時(shí)通過(guò)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)自動(dòng)更換主軸箱。

（1）主軸箱系統(tǒng) 本機(jī)床共有兩套主軸箱系統(tǒng)，左右各一個(gè)。每個(gè)主軸箱系統(tǒng)由兩個(gè)主軸箱、一個(gè)動(dòng)力箱組成。左側(cè)主軸箱系統(tǒng)由YC-70、75、CC-70組成，右側(cè)主軸箱系統(tǒng)由YC-71、75、CC-71組成。YC-70、CC-70、YC-71、CC-71為主軸箱，75為動(dòng)力箱，如圖1所示。

由于主軸箱為一字排列，動(dòng)力箱電動(dòng)機(jī)無(wú)法與主軸平行放置，因此采用頂置方式放置，利用傘齒輪傳動(dòng)，通過(guò)兩根傳動(dòng)軸降速后輸出動(dòng)力。動(dòng)力箱前后端面與主軸箱用螺栓聯(lián)接，兩套定位銷定位。傳動(dòng)軸采用埋頭傳動(dòng)軸，避免與主軸箱傳動(dòng)軸干涉，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。因?yàn)闅飧左w加工孔系加工的主軸轉(zhuǎn)速一般為700r/min，降速后輸入主軸箱的轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一半，所以在設(shè)計(jì)主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)減少了降速的環(huán)節(jié)，從而減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，降低了機(jī)床的制造成本。動(dòng)力箱與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)主軸箱的回轉(zhuǎn)。

主軸箱由箱體、前蓋、主軸、傳動(dòng)軸、齒輪及附加機(jī)構(gòu)組成。如圖3所示。

主軸箱內(nèi)自帶潤(rùn)滑泵，通過(guò)分油器將潤(rùn)滑油噴濺在主軸箱內(nèi)的各個(gè)傳動(dòng)齒輪上，進(jìn)行潤(rùn)滑。

（2）夾具 夾具采用一面兩銷，手動(dòng)插銷，液壓夾緊的方式。夾緊油缸布置在夾具上蓋上，上蓋與夾具體用4根支柱支撐如圖4所示。

圖2 動(dòng)力箱

圖3 主軸箱

為了實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)產(chǎn)品的快速換線，鉆模板用兩根定位軸固定在主軸箱前蓋上，隨主軸箱一起旋轉(zhuǎn)。通過(guò)前蓋上定位軸的安裝孔的鏜孔坐標(biāo)、前蓋定位銷孔的鏜孔坐標(biāo)、鉆模板上定位軸的安裝孔的鏜孔坐標(biāo)和鉆模板上加工孔的鏜孔坐標(biāo)的位置度，保證主軸孔與鉆模板上加工孔的位置精度如圖5所示。

鉆模板上鏜定位孔，夾具體上有兩個(gè)定位支座，支座上布置兩個(gè)定位銷，滑臺(tái)工進(jìn)時(shí)定位銷插入鉆模板上定位孔內(nèi)的定位套內(nèi)，實(shí)現(xiàn)鉆模板與夾具的定位。如圖6所示。

夾具體上的定位塊保證與手動(dòng)插銷銷孔的位置度，從而保證了鉆模板上的鏜孔與工件的位置度。

夾具體上根據(jù)產(chǎn)品尺寸布置兩套定位銷。加工不同產(chǎn)品時(shí)，將其中一套定位銷撤掉。

（3）刀具 加工不同型號(hào)的氣缸體時(shí)，主軸箱上配備相應(yīng)的刀具。更換品種時(shí)不必調(diào)整刀具。

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這種快速換型專用組合機(jī)床的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了不同產(chǎn)品型號(hào)的氣缸體共線生產(chǎn)，減少機(jī)床的結(jié)構(gòu)尺寸，而且還能最大限度的在一道工序上完成多孔加工，減少生產(chǎn)線設(shè)備和人員投入，降低了產(chǎn)品加工成本。

圖4 夾具

圖5 前蓋與鉆模板的聯(lián)接

圖6 鉆模板與夾具定位