好博体育加工设备自动化2

　　

　　加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化 和实现了辅助工作自动化的加工设备。需要实现自动化的 主要内容有：

　　1）对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现 加工设备的完全自动化；

　　切削加工是使用切削工具（包括刀具、磨具和磨 料），在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的 材料层切除成切屑，使工件获得规定的几何形状、精 度和表面质量的加工方法。

　　切削加工有许多种分类方法，最常用的分类是按切 削方法分为：车削、钻削、镗削、铣削、刨削、插削、 锯削、拉削、磨削、精整和光整加工等。

　　❖ 由主轴箱、主轴、主轴电 机、轴承、刀具拉紧装置， 主轴定向停止装置等组成。

　　数控车床的类型主要有通用型、卡盘型、排刀型、 双主轴型、棒料型以及一些专门化车床等。现对其主 要动作自动化作一简单介绍。

　　❖ 1-液压缸，2-液压马 达，3-小齿轮，4-中 心齿轮，5-中心轴， 6-弹簧，7、8-齿轮， 9-编码器齿轮

　　❖ 组合机床：就是以通用部件为基础，配以少量的按被加 工零件特殊要求而设计的专用部件，对一种或几种被加 工零件按预先确定的工序进行加工的高效机床 。

　　❖ 具有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度较高的 特点，又具有一定的重新调整能力，以适应工件变化的 要求。

　　❖ 它可以把机床分解为若干个具有一定功能的独立部件， 对其中一些能够在机床上相互通用的部件，预先设计、 制造，使这些部件标准化、系列化和通用化，专供配置 和组成组合机床时应用。这种具有特定功能，按标准化、 系列化、通用化原则设计制造的组合机床基础部件，称 为组合机床的通用部件。在生产中可以根据工件加工要 求，利用这些通用部件，再设计和制作少量的专用部件， 就可以组成组合机床了。当加工的工件改变时，则只要 重新设计和制造新的专用部件，与组合机床通用部件一 起重新配置，组合成能适应新的加工要求的组合机床

　　❖ 加工中心的结构组成可分为以下六个部分-❖ 基础部件， ❖ 主轴部件， ❖ 自动换刀系统， ❖ 自动托盘交换系统， ❖ 数控系统， ❖ 辅助系统。

　　切削加工生产率的提高更主要的与切削加工设备的 自动化程度的提高关系更大（减少切削加工辅助时 间）。

　　车削加工主要是通过车刀对随主轴一起旋转的工件 的相对运动来完成金属切削工作的一种加工形式，其 车削加工设备称之为车床，是所有机械加工设备中使 用最早、应用最广和数量最多的设备。车削加工自动 化包括多个单元动作的自动化和工作循环的自动化， 其发展方向主要是数控车床、车削中心和车削柔性单 元等。

　　车削中心与数控卧式车床的区别在于：车削中心的转 塔刀架上带有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按 轮廓成形要求连续回转（不等速回转）运动和进行连

　　车削中心除具有数控车床的特点，还可以在此基础上 发展出车磨中心、车铣中心等多工序复合加工的机床， 有的还可以完成数控激光加工。当车削中心的主轴具

　　1. 1号纵向进给凸轮 2. 接料臂进给凸轮 3. 1、2号进给凸轮 4. 1、4号进给凸轮 5. 夹紧松开凸轮 6. 3号进给凸轮 7. 铣槽用凸轮 8. 挡料臂摆动凸轮 9. 螺纹附件进给凸轮 10. 螺纹附件变速凸轮

　　❖ 未经加工的 工件安装在 工位1进行 加工，加工 后换装到工 位2，在工 位 2加工后 取下。

　　加工中心是带有刀库和自动换刀装置的多工序 数控机床，它由机械设备和数控系统组成，是 一种适用于复杂零件加工的高效自动化机床。。

　　通常，加工中心仅指主要完成镗铣加工的加工中心。这种自动完成 多工序集中加工的方法，扩展到各种类型的数控机床，例如车削中 心、滚齿中心、磨削中心等。

　　当在工件规定部位上铣槽、钻孔或要求主轴定向停止 后以便装卸、检测工件时，车削中心必须具有主轴定

　　度上定位。主轴粗分度由主轴电动机分度转动完成， 位置编码器装在与主轴相关的位置，最终定位依靠主 轴后端的齿式分度盘和插销来完成,定位精度可达±0.1°, 分度增量角一般为12°、15°等。如需要专门角度可以 更换齿盘装置（主轴分度盘）。C轴分度定位后，还要 有夹紧机构，以防止主轴转位。

　　要用于棒料、盘料加工。一般采用凸轮和档块或数控 系统自动控制刀架、主轴箱的运动和其他辅助运动。 其主要类型有单轴纵切自动车床、主轴箱固定型单轴 自动车床、单轴转塔自动车床和单轴横切自动车床等 几种类型。 （2）数控车床 数控车床的主要特点如下： ①数控车床的主轴转速和进给速度高。 ②数控车床具有高精度。 ③数控车床能实现多种工序复合的全部加工。 ④数控车床具有高柔性。

　　铣削是通过回转多刃刀具对工件进行切削加工的一种 手段，其对应的加工设备称为铣床。它几乎应用于所有 的机械制造及修理部门，一般用于粗加工及半精加工， 有时也用于精加工。除能加工平面、沟槽、轮齿、螺纹、 花键轴等外，还可加工比较复杂的型面。数控铣床、仿 形铣床的出现，提高了铣床的加工精度和自动化程度， 使复杂型面加工自动化成为可能。特别是数控技术的应 用扩大了铣床的加工范围，提高了铣床的自动化程度。

　　加工设备自动化是指在加工过程中所用的加工设备能 够高效、精密、可靠地自动进行加工，此外还应能进一步集 中工序和具有一定的柔性。加工设备应满足要求： （1）加工工序集中； （2）控制方便； （3）柔性和生产率兼顾； （4）通信接口； （5）系统的可靠性和机床负荷率。

　　❖ 在主轴3后端装有一个发磁 体4（磁铁块或电磁铁）， 磁传感器5能感应到磁块的 位置。好博体育官方当磁块对准磁传感 器时，传感器就发出信号， 经放大器6放大后，由定向 电路7使主轴电机11立刻停 止，主轴停在此位置上。

　　❖ 加工中心要纳入到FMS系统中，必须能够自动上下 料，才能形成自动加工循环系统。因此每台加工中 心都需要带有自动托盘交换系统。

　　使得生产率得到了很大的发展，先后开发了适应不同生产 率水平要求的自动化加工设备，主要有以下各类： （1）全（半）自动单机：又分为单轴和多轴全（半）自 动单机两类。 （走刀机构） （2）组合机床

　　（3）自动线（Transfer Line——TL） （4）一般数控机床 （5）加工中心（MC） （6）柔性制造单元（FMC）

　　加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间，改善工 人的劳动条件和减轻工人的劳动强度。

　　单台加工设备的自动化能较好地满足零件加工过程中某 个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要，为多机床 管理创造了条件，是建立自动生产线和过渡到全盘自动化 的必要前提，是机械制造业更进一步向前发展的基础。

　　❖ 单工位组合机床：夹具位置固定不变，适于完成较 简单工艺的大型、中型工件的加工

　　❖ 多工位组合机床：可以借助夹具，改变加工位置。 夹具位置的变动，可以是手动也可以是机动。夹具 一般采用移动或回转来完成位置的改变，以使得在 各个工位上对工件进行不同工序的加工。这种配置 形式，工序的集中程度较高，通常适用于工件需要 多工位加工的大批量生产。此时一台多工位的组合 机床，可以完成一个工件的全部或大部分的加工工 作，能节省很多辅助时间，生产率较高。

　　钻削加工中心以钻削为主，可完成钻孔、扩孔、铰孔、 锪孔、好博体育官方攻螺纹等加工，还兼有轻载荷铣削、镗削功能。

　　❖ 1-主轴，2、5-轴 承，3-柱销，好博体育官方4-蜗 杆，6-C轴箱体支 轴，7-齿形带，8电动机，9-蜗轮

　　多主轴的车削中心能在一台机床上完成更多加工工序， 既缩短了加工周期，又提高了工件精度。多主轴车削中 心的各主要主轴的驱动功率和尺寸均相同，可分别称第1 主轴、第2主轴、好博体育官方第3主轴……。多主轴可分别加工一种 工件的全部工序或分别加工多个工件。

　　3）根据加工工件的特点和工艺要求设计制造专用的自 动化加工设备，如组合机床等；

　　1．生产率分析 当自动化加工设备连续生产时，加工一个工件的工作循环 时间 是由t切g 削时间和空程辅助时间组成的，即

　　❖ 在机床切削工件的同时，托盘交换系统已经将下一 个待加工的工件准备好了，机床停下来等待换件 （将加工完成的工件取下，再将毛坯装上工作台）， 只是进行托盘交换。所以，它使工件装卸时间大幅 度减少。

　　钻削自动化大部分都是在各类普通钻床的基础上，配备 点位数控系统来实现的。其定位精度为±0.02～0.1mm。 数控钻床通常有立式、卧式、专门化以及钻削加工中心 几种。

　　②如果进一步减少 tf ，则 tf愈小， 增加K时生产率Q 的提高就愈显著。

　　结论：tf和tqt对g 机床t f 生产率的影响是相互制约和相互促 进的。当生产工艺发展到一定水平，即工艺生产率K提高到

　　一定程度时，必须提高机床自动化程度，进一步减少空程辅 助时间，促使生产率不断提高。另一方面，在相对落后的工 艺基础上实现机床自动化，生产率的提高是有限的，为了取 得良好的效果，应当在先进的工艺基础上实现机床自动化。好博体育官方