淺談汽車組合機床的設計

鄒玉清

摘要：組合機床在機械制造工業、尤其是在汽車制造業中應用得越來越普遍，其設計也將影響汽車制造業的發展，成為生產發展的必需。

關鍵詞：組合機床；設計

中圖分類號： TH323 文獻標志碼 A

1 簡介

近年來，隨著電子技術，數控技術，計算機技術的發展，組合機床的服務對象已逐漸將重心轉移到汽車工業發展中。過去的組合機床均為剛性組合，而現在的組合機床也已經漸漸轉為具有一定柔性的組合，特別是一些數控機床的使用，使得組合機床從以前的只能進行粗加工或半精加工逐漸轉換成精加工。為了廣泛應用于汽車行業，組合機床行業還專門針對汽車發動機等主要部件制定了關鍵工藝設備，使得精加工廣泛的應用于汽車行業。目前，在汽車領域組合機床是一種專用的高效自動化裝備，它可以高效實現大批量機械產品的生產、它是高質量生產的關鍵裝備。因此，組合機床及其自動線的技術性能，在很大程度上決定了相關工業部門產品的產品質量、企業生產組織的結構和生產效率，也在很大程度上決定了企業產品的競爭力[1～3]。汽車工業已逐漸成為國民經濟的支柱產業，一個大批量、高起點、專業化的大發展已經揭起。組合機床行業作為向汽車工業提供裝備的重要行業，也將隨之而有更大的起步。

對于大多數汽車廠生產的汽車，要求專業化程度高、批量大、質量好。為了滿足生產要求，必須上設備、上能力。組合機床廠是生產組合機床的專業廠家。組合機床是用按系列化、標準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機床。是隨著生產的發展，由萬能機床和專用機床發展而來的。因此，組合機床大大的縮短了設計制造周期，減少了制造中的問題，提高了機床的工作可靠性、降低了機床的制造成本，大大地提高了生產率。成為生產發展的必需。因此，組合機床在機械制造工業、尤其是在汽車制造業中應用得越來越普遍[4]。

2 組合機床的總體設計

（1）組合機床方案的制定：

組合機床方案的制定，通常遵照簡單、合理、經濟、最大限度的考慮到機床部件的通用化的原則。一般來說，根據工件的結構特點、加工要求、生產率和工藝過程，大體上就可以確定機床的結構型式[5]。

（2）動力部件的選擇：

動力部件用以實現切削的旋轉和進給運動，是組合機床中最主要的通用部件。選擇動力部件的依據，是刀具的切削功率及進給力。

（3）三圖一卡的編制：

被加工零件工序圖是根據選定的工藝方案，表示在一臺機床上完成的工藝內容、加工部位的尺寸及精度、夾壓部位、加工用定位基準、技術要求、以及被加工零件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖紙。它是在原有的工件圖基礎上，以突出本機床的加工內容，加上必要的說明繪制的。它是組合機床設計的主要依據，也是制造使用時調整機床，檢查精度的重要技術文件。

加工示意圖在機床總體設計中占有重要地位，是組合機床重要圖紙之一。它是調整機床和刀具的依據，同是也是設計夾具、刀具、主軸箱以及選擇動力部件的主要資料。加工示意圖，要反映機床的加工過程和加工方法，并決定夾頭或接桿的尺寸，鏜桿長度、刀具具種類及數量，刀具長度及加工尺寸，主軸、主軸尺寸及伸出長度、刀具、與工件間聯系尺寸等。根據機床要求的生產率及刀具特點，合理地選擇切削用量，決定動力頭的工作循環。組合機床聯系尺寸圖是決定各部件的輪廓尺寸及相互間聯系的關系，是開展各專業部件設計和確定機床最大占地面積的指導圖。組合機床聯系尺寸圖是在被加工零件工序圖與加工示意圖繪制之后，根據初步選定的主要通用部件，以及確定的專用部件的結構原理而繪制的。根據加工示意圖所選定的工作循環，工作行程及切削用量等，就可以計算機床的生產率，并編制生產率計算卡。生產率計算卡應反映出機床的加工過程和動作、時間、切削用量以及機床生產率與負荷率的關系等。

（4）夾具的設計：

夾具是組合機床的重要組成部分，是根據機床的工藝和結構方案的具體要求而專門設計的。它的主要作用是實現被加工件的準確定位、夾緊。夾具的型式主要根據被加工件的形式而定。在安裝工件時，由于工作大而重，為了使定位銷能順利地插入定位孔中，除將定位銷做成錐頭外，還在夾具上設置了限位軸，進行工件的初步定位，以保證定位銷和定位孔中心線間的不同心誤差不超過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，工件產生過大的變形而影響加工精度，因此增設了輔助支承。工件的夾緊，主要是靠液壓油缸夾緊來實現，活塞桿上、下移動時，帶動上面拉桿及鉤形壓板上下移動，拉桿上面開有螺旋槽，在限位螺釘的作用下，拉桿上下移動的同時，旋轉60度，這樣便于工件的裝卸[6]。

3 組合機床的其它部分簡介

（1）組合機床床身：左右兩側床身在通用側床身的基礎上修改的，側床身兩側均留有壁龕用以安裝電氣件，中間底座是專門設計的[7]。

（2）組合機床冷卻裝置的設計：本機床設有冷卻裝置，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床夾具上，它們和冷卻泵站之間用鋼管連接。鉆孔時需要冷卻，因此采用7%的硫代乳化液。

（3）組合機床液壓和電氣：機床配有液壓站，電氣設備。動力頭，夾緊油缸的動作均靠液壓和電氣控制。

（4）組合機床工作循環：合上電源開關，電源指示燈亮，扭子開關轉到正常工作位置。按啟動按鈕，液壓站電機啟動，操作者將工件裝上，調整好浮動支承（一批件調一次）。按夾緊按鈕。兩個夾緊油缸同時動作將工件夾緊。按滑臺前進按鈕，兩個鉆削頭電機啟動同時動作，各自完成好各自的工作，循環退回原位，碰原位開關發出工作完畢訊號（必須二個動力頭都發出訊號，缺一不可），兩個鏜削頭啟動同時動作各自完成好各自動作，循環退回原位，碰原位開關發出工作完畢訊號（必須二個動力頭都發出訊號，缺一不可），夾緊油缸松開工件，操作者將工件卸下，機床完成一個工作循環，以后重復上述工作。循環工作結束時，按總停按鈕，機床全部停止工作。關閉電源開關，指示燈熄滅。

4 結語

組合機床雖然是由大量的通用部件、通用零件、標準件所組成，看起來似乎比較簡單，但實際上蘊藏著許多深奧的知識，有待于我們去學習、研究。隨著汽車工業的生產不斷發展，專業化生產的水平越來越高。這就需要我們不斷學習、創新，設計出跟得上時代發展的、高水平的組合機床來。

5 參考文獻

[1]楊君順，王肖燁，李飛.先進設計技術在現代設計中的應用分析[J].機械設計與制造， 2006（06）

[2]趙鵬飛.中國汽車工業技術創新研究[D].華中科技大學，2004

[3]劉念.汽車技術與汽車工業的發展及其若干技術社會學思考[D].中南大學，2002

[4]劉文湘.新型工業化道路與中國汽車工業的發展[D].武漢理工大學，2004

[5]何元貴.中國汽車企業規模經濟實證研究[D].暨南大學，2009

[6]謝家瀛主編.組合機床設計簡明手冊[M].機械工業出版社，1994

[7]徐和誼.北京汽車工業發展戰略研究[D].華中科技大學，2005