第2章组合机床通用部件及其选择

第二章 组合机床通用部件及其选择
第一节 通用部件的类型及标准
通用部件是具有特定功能，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。它有统一的联系尺寸标准， 结构合理，性能稳定。
组合机床的通用化程度是衡量其技术水平的重要标志。通 用部件的选择是组合机床设计的重要内容之一。 一、通用部件的分类
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联轴节传动的动力箱通过联轴节与电机直连，可以吸收振动， 使运动平稳。采用联轴节传动，动力箱不需要润滑，这样就机以 避免主轴箱与动力箱之间的漏油。
我国目前的通用部件中只有齿轮传动的动力箱，其主要尺寸 及性能见下表
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工艺切削头
工艺切削头是标准化了的专用主轴头，其中包括铣削头、镗 削头及镗孔车端面头等，这些单轴的工艺切削头属于刚性主轴结 构，在加工时，加工精度由主轴部件与导轨运动精度保证，主轴 的设计方法与一般通用机床相同。
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液压滑台的典型自动工作循环如下表
液压滑台自动工作循环程序
自动工作循环实例
1、快进→工进→快退→停止
钻、扩、镗、铰孔
2、快进→第一工进→第二工进→快退Leabharlann Baidu采用复合刀具钻孔和锪孔，由于
→停止
钻、锪进量不同
3、快进→工进→快进→工进→快退→ 加工箱壁孔，由于孔表面中断 停止
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机械滑台的技术参数 台面宽280mm以下的滑台，可以安装分级进给装置，用于进
行深孔加工。分级进给装置采用时间继电器控制。因此，在钻孔 深度的准确性及钻头过过载保护方面不如液压滑台。
液压滑台的技术性能表
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⑴ 液压滑台的优点 ① 在相当大的范围内进给量可以无级调速； ② 可以获得较大的进给力； ③ 由于液压驱动，零件磨损小，使用寿命长； ④ 工艺上要求多次进给时，通过液压换向阀，很容易实现； ⑤ 过载保护简单可靠； ⑥ 由行程调速阀来控制滑台的快进转工进，转换精度高，工 作可靠。
⑵ 二次工作进给——该工作循环主要用于循环中要求工作进给 速度变化 的情况下，如镗孔终了时再刮端面。
⑶ 超越进给——该工作循环主要用于镗削两个壁上的同轴孔。 ⑷ 反向进给——该工作循环的向前进给用于粗加工，反向进给 多用于精 加工。如镗孔、铣削等。 ⑸ 分级进给——该工作循环主要用于深孔钻削，便于刀具定期 自动退出 排屑和冷却。
发展完善，不但具备了完整的国家标准，并已贯彻了国际标准。
1、通用部件的特点
1.1 全面贯彻了国际、国家和机电部通用部件互换尺寸标准， 有利于打入国际市场。 1.2 全面贯彻了国家机械制图标准及公差配合、形位公差、表 面粗糙度、螺纹、齿轮及花键六项基础标准。 1.3 精度分为普通级、精密级和高精度级三种精度等级。 1.4 风度好、噪音低、振动小、寿命长，且便于使用和维修。 1.5 品种规格齐全
滑台还可以用作夹具和 工件的输送部件。
滑台的组合形式见下图。
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动力箱（多轴主轴箱）
滑台
单轴工艺切削头
钻削头等 完成钻、扩、铰等工序 镗削头 完成镗孔工序 铣削头 完成刮端面、铣削等工序
攻螺纹头 完成攻螺纹等工序
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滑台的组合形式
(a)滑台；(b)动力箱；(c)主轴箱；(d)单轴头；(e)铣削头；(f)镗孔车端面头 (g)主轴可调头；(h)多轴(单轴)动力头；(i)铣削动力头；(j)镗孔车端面动力头 (k)主轴可调动力头
交流伺服电机
滑台
齿轮
双螺母滚珠丝杠
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二、动力箱 是标准化了的专用主轴头，其端部安装刀具，尾部连接传动
装置，即可进行切削。 动力箱是为主轴箱的刀具提供切削主运动的驱动装置。它与
动力滑台和主轴箱配套使用。如图所示。 由动力滑台实现进给运动，动力箱上安装主轴箱实现切削主
运动，用以组成带导向装置加工的卧式或立式组合机床。
的通用部件。它包括回转工作台、移动工作台和回转鼓轮等。 4、控制部件：
用于控制具有运动动作的各个部件，以保证实现组合机 床的工作循环。
5、辅助部件： 包括定位、夹紧、润滑、冷却、排屑以及清洗机等各种
辅助装置。
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二、通用部件的标准简介 我国最早的组合机床通用部件的标准建于70年代，以后不断
通用部件按功能分，分五大类 1、动力部件：
用于传递动力，实现工作运动的通用部件。包括动力滑 台、动力箱、各种切削头等。
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2、支承部件： 用于安装动力部件、穿着部件等的通用部件。包括侧底
座、立柱、立柱底座、支架等。
3、输送部件： 具有定位和夹紧装置，用于安装工件并运送到预定工位
③立铣刀:用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上， 工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时可轴向 进给。
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④三面刃铣刀：用于加工各种沟槽和台阶面其两侧面和圆周 上均有刀齿。
⑤角度铣刀：用于铣削成一定角度的沟槽,有单角和双角铣刀 两种。
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滑台的主要参数
滑台的主要参数规定为 滑台台面宽度尺寸。组合机 床各种通用部件的品种、规 格及其配套关系也以滑台宽 度尺寸为标准，原因如下：
（1）直接反映在滑台上安装工艺切削头的能力，间接反映 铣刀最大直径等。在安装主轴箱时，可以反映出被加工零件加工 位置的分布面积等。
4、快进→第一工进→第二工进→停留 镗孔、车刮端面 →快退→停止
5、快进→停止→工进→停止→快退→ 镗削同一轴线上的多层壁孔时，
停止
为了工件径向让刀，在镗杆进入
之后及未退出前，有中间停止
6、快进→第一工进→反向第二次工进 利用反向进给对工件进行精加工 →快退→停止
7、快进→工进→退回（多次重复循 钻深孔时，为排除切屑需要周期 环），每次快进终点是上次循环退回 地退出钻头 之位置→加工完毕→快退→停止
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液压滑台即可用于配置卧式机床，又可用于立式机床。当液 压滑台用于配置立式或倾斜式机床时，为了使滑台在滑座上移动 轻便和防止滑台下滑，需要配置平衡重锤。
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2、 液压滑台的技术参数 台面宽320mm以下的滑台，可以安装分级进给装置，用于进
（2）滑台台面宽度是一个主要结合尺寸，结合面尺寸的标 准化能使组合机床各部件外型协调美观。
（3）滑台台面宽度作为通用部件配套标准，使机床受力合 理，提高组合机床的刚度。
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（一） HY系列液压滑台
1、 液压滑台结构
液压滑台是由滑台、滑座和油缸三部分组成。
滑座
滑台
活塞杆
液压缸
油缸固定在滑座上，活塞杆则固定在滑台下面，当压力油时 入油缸的后腔或前腔时，便可实现滑台座沿导轨向前或向后移动。
控制滑台各种运动的液压系统装置可根据滑台动作程序另外 配置
滑座与滑台配置“单矩型”导轨用于精加工， “双矩型” 导轨用于粗加工，
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HY系列液压滑台工作流程
⑴ 一次工作进给——该工作循环主要用于对工作进给速度要求 不变的情况下，如钻、扩、铰、镗孔等。当孔的加工深度要求较 高精度时，可采用死挡铁停留来保证。
行深孔加工。分级进给机构已有标准部件，可根据工艺需要选择。 液压滑台的技术性能见下表
液压滑台的技术性能表
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（一） HJ系列机械滑台 机械滑台与液压滑台的用途及导轨型式完全一致，滑台主要
参数和互换尺寸也相同。
结构和特点
1、机械滑台由滑台、滑座及传动装置三部分组成。机械滑 台的滑动装置采用两个电机及差速器传动。
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第二节 常用通用部件
一、动力滑台 动力滑台：是由滑座、滑鞍（台）和驱动装置等组成、实现
直线进给运动的动力部件。滑台在滑座导轨上移动，实现机床的 进给运动。滑台上可以安装各种功用的单轴工艺切削头或安装动 力箱和主轴箱。
滑台上可以安装各种 功能的单轴工艺切削头和 主轴箱，对工件进行工艺 加工。
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3、通用部件的型号、规格及其配套关系
通用部件标准规定动力滑台的主参数为其台面宽度，也是与滑 台配套的其它通用部件的主参数。主参数采用R10系列，其公比是 1.25。
组合机床通用部件的品种、规格及其配套关系见表2－2
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工艺切削头安装在滑台上，可以配置成立式或卧式组合机床。 主要特点：由于这类机床不需带导向装置工作，因此，夹具 结构简单，机床配置灵活。 (一) 铣削头
铣刀，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。 工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床 上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。
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种类
铣刀按用途区分有多种常用的型式。 ①圆柱形铣刀：用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀 的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿 两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用 于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。
②面铣刀：用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面 端面和圆周上均有刀齿也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、 镶齿式和可转位式 3种。
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2、通用部件编制方法 机械工业部颁发的通用标准及其型号表示法介绍如下
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组合机床通用部件的分类字头 表2－1
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组合机床通用部件的分类字头（续） 表2－1（续）
例如，1TX63G－Ⅱ，表示经过第一次改进设计，台面宽这 630mm的高精度级铣削头。
机械滑台型式大致有三种： ⑴ 双矩形导轨结构、单导轨两侧面导向型式，滚珠丝杠传动； ⑵ 双矩形导轨结构、单导轨两侧面导向型式，普通丝杠（铜螺母）传动； ⑶ 三矩形导轨导向，以中间导轨双侧导向，具有精度保持性好、导向约束 稳定性好及动态性能好等优点，而且导轨摩擦力作用线与驱动力作用线重合， 可降低滑鞍（台）扭转变形，是国际发展趋势。
2、滑台的快速运动的制动由快速电机后端的傍磁式电磁铁 实现，工作可靠，转换精度高。
3、在传动装置中设有过扭保护器。
4、将传动装置设计成单独的组合件，其目的是使相邻两个 尺寸规格的滑台可以共用一个传动装置，从而提高了传动装置的 通用化程度。
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机械滑台的传动装置采用两个电机及差速器传动。滑台的快速运动的制动由快速 电机后端的傍磁式直流电磁铁实现，工作可靠，转换精度高。在传动装置中设有过 扭矩保护器。将传动装置设计成单独的组合件，其目的是使相邻两个尺寸规格的滑 台可以共用一个传动装置，从而提高了传动装置通用化程度。
1、动力箱的结构型式
动力箱的结构型式有两种： 齿轮传动的动力箱和联轴节传动 的动力箱。
2、动力箱的传动特点
齿轮传动动力箱结构比较简单，运动从电机经一对降速齿轮 传到驱动轴。为了提高动力箱的刚度，设计规定动力箱与主轴箱 结合面的高度等于动力箱与滑台结合面的宽度。动力箱与主轴箱 的宽度以及动力箱的长度为同参数滑台宽度尺寸的1.25倍。
⑵ 液压滑台的缺点 ① 进给量由于载荷的变化和温度的影响而不够稳定； ② 液压系统漏油影响工作环境，浪费能源； ③ 调整维修比较麻烦。
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⑶ 机械滑台的优点 ① 进给量稳定，慢速无爬行，高速无振动，可以降低加工工 件的表面粗糙度； ② 具有较好的抗冲击能力，断续铣削、钻头钻通孔将要出口 时，不会因冲击而损 坏刀具； ③ 运行安全可靠，易发现故障，调整维修方便； ④ 没有液压驱动的管路、泄露、噪声和液压站占地的问题。
⑷ 机械滑台的缺点 ① 只能有级变速，变速比较麻烦； ② 一般没有可靠的过载保护； ③ 快进转工进时，转换位置精度较低。
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（三）数控机械滑台
数控机械滑台是1HJ系列机械滑台的派生产品，只是传动 装置采用了交流伺服数控系统，其它组成部分及主要联系尺 寸与1HJ系列机械滑台相同。其特点是可自动变换进给速度和 工作循环，可在较宽范围实现自动调速和位控、执行零件加 工的数控程序。因此，用这类滑台组成的组合机床或自动线， 适用于较多品种中小批量或大批量的柔性生产。