组合机床

第一节 概述
滑台
普通级、精密级、高精度级台面宽度320mm的液 压滑台 分别为：1HY32 1HY32M 1HY32G 滚珠丝杠传动 的机械滑台1HJ32 “1字头”动力滑台由滑座、滑鞍和驱动部件等 组成；采用双矩形闭式导轨，纵向用双矩形的 外侧导向，斜镶条调整导轨间隙；压板与支承 导轨组成辅助导轨副，防止倾覆力矩过大导致 滑鞍（动导轨）与滑座（支承导轨）分离。这 种导轨制造工艺简单，导向精度高，刚度好。
组合机床的通用部件
（一）通用部件的分类 按通用部件在组合机床上的作用，可分为 下列几类： 1．动力部件 动力部件是组合机床的主要部件，它为刀 具提供主运动和进给运动。动力部件包括动力 滑台及其相配套使用的动力箱和各种单轴头， 如铣削头、钻削头、镗孔车端面头等，其它部 件均以选定的动力部件为依据来配套选用。
多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻 丝、铣削、车孔端面等工序；随着组合机床技术 的的发展，其工艺范围日益扩大，如：焊接、热 处理、自动测量和自动装配、清洗等非切削工序。
第一节 概述
第一节 概述
组合机床的组成：
组合机床主要由滑台、镗削头、夹具、多轴 箱、动力箱、立柱、立柱底座、中间底座、侧 底座以及控制部件和辅助部件（图中未示出） 等组成。 夹具和多轴箱是按加工对象设计的专用部件， 其余均为通用部件； 专用部件中的绝大多数零件（约为70%～90%） 是通用零件。
第一节 概述
滑台- 1HJ机械滑台传动系统图
C A B
D
图4-5
动力箱结构示意图
第一节 概述
动力箱-
h
图4-5
动力箱结构示意图
第一节 概述
铣削头1TX
图4-5
动力箱结构示意图
第一节 概述
镗削头1TA
图4-8
镗削头结构示意图
第二节 总体设计
总体设计内容和方法大致如下： 制定工艺方案时，必须认真分析被加工零 件工序图，了解零件的形状、大小、材料、 硬度、刚性、加工部位的结构特点、加工精 度、表面粗糙度，以及现场所采用的定位、 夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削 用量，生产率要求，现场的环境和条件等等。
移动夹具的多工位组合机床和转塔式组合机
床三类。
第一节 概述
单工位组合机床特别 适用于加工大、中型箱体 类零件。在整个加工循环 中，夹具和工件固定不动， 通过动力部件使刀具从单 面、双面或多面对工件进 行加工（如图）。这类机 床加工精度较高，但生产 率较低。
第一节 概述
第一节 概述
第一节 概述
第二节 总体设计
三图一卡
编制“三图一卡”的工作内容包括：绘制被加工零件工序 图、加工示意图、机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。“三
图一卡”是组合机床总体方案的具体体现。
（一）绘制被加工零件图
被加工零件工序图是根据选定的工艺方案，表明零件形状、 尺寸、硬度、以及在所设计的组合机床上完成的工艺内容和所 采用的定位基准、夹压点的图纸。它是组合机床设计的主要依
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱传动系统设计原则
5）粗加工主轴上的齿轮，尽可能设臵在前端第I 排，以减少主轴的扭转变形；精加工主轴上的齿轮， 应设臵在第III排，以减小主轴端的弯曲变形。
6）同一主轴箱内，如有粗、精加工主轴，最好从
动力箱驱动轴后，就分两条路线传动，以免影响精加
工主轴的加工精度。
第三节 通用多轴箱的设计
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱传动系统设计原则
4）多轴箱内传动副最大传动比 imax 2 ，最 1 小传动比 imin 2 ；最佳传动比1.5-1≤ i≤1.5，使 多轴箱结构紧凑；后盖内齿轮传动比 ≤2 imax ，
imin≤3.5-1；除传动链的最后可采用升速传动外，应
尽可能避免升速传动，避免空转功率损失。
保证被加工孔的位臵精度。本节只介绍通用多轴箱的设计。
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的组成
通用多轴箱 主要由箱体 类零件、主 轴、传动轴、 齿轮以及润 滑和防油元 件等组成
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的通用箱体和箱盖
多轴箱的通用零件通用箱体类零件包括多轴箱箱体、前 盖、后盖、上盖和侧盖。箱体材质为HT200，前、后盖为 HT150，上盖为HT150。
第三节 通用多轴箱的设计
y
多轴箱传动系统图
36/2—Ⅱ
22/2—Ⅰ 52/2ξ 0.181—Ⅰ
4 36/2—Ⅱ
400
Ⅳ
5 Ⅱ 36/2—Ⅱ
3 Ⅰ 46/2—Ⅰ O1 2
30
6 32/2—Ⅱ
1 （Ⅲ） O 400 x
驱动轴齿轮：19/3—Ⅳ；轴Ⅰ齿轮：21/3ξ -0.013—Ⅳ,25/2—Ⅲ； 轴Ⅱ齿轮：34/2ξ 0.037—Ⅲ；52/2ξ 0.181—Ⅱ；36/2—Ⅰ； 轴Ⅲ齿轮：34/2ξ 0.480—Ⅲ；32/2—Ⅰ；46/2—Ⅱ。 图4-29 汽车变速箱上盖钻铰孔机床左多轴箱传动系统图
第二节 总体设计
制定工艺方案时，还要考虑下列几点基本原则： 1.选择合适、可靠的工艺方法 2.粗、精加工要合理安排 3.工序集中的原则 4.定位基准及夹紧点的选择原则 通常，在确定工艺方案的同时，也就大体上确定 了组合机床的配臵形式和结构方案。但是还要考虑 下列因素的影响。 加工精度的影响、工件结构状况的影响、生产率的 影响、现场条件的影响
多轴箱的通用主轴
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的通用传动轴 常用的通用传动轴按用途和支承型式可分为
圆锥滚子轴承传动轴；滚针轴承和推力球轴承传
动轴；润滑泵轴；手柄轴四种。通用传动轴材料
一般用45钢。
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的通用传动轴
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的通用齿轮
通用齿轮指动力箱齿轮（图a），齿宽32mm，总宽度 84mm；电动机齿轮（图b），齿宽32mm；传动齿轮 （图c），齿宽有24mm、32mm两种。 标准齿 轮不变 位齿轮。 材料为 45钢； a) b) c)
第一节 概述
根据所选用的通用部件的规格大小以及结构 和配臵形式等方面的差异，将组合机床分为大型 组合机床和小型组合机床两大类。
滑台台面宽度B≥250mm的为大型组合机床； 滑台台面宽度B＜250mm的为小型组合机床。
第一节 概述
组合机床的类型
根据大型组合机床的配臵形式，可将其 分为具有固定夹具的单工位组合机床、具有
第一节 概述
组合机床的通用部件
4．控制部件 控制部件用于控制组合机床按预定的加工程 序进行循环工作，它包括可编程控制器 （PLC）、各种液压元件、操纵板、控制挡铁 和按钮台等。 5．辅助部件 辅助部件包括用于实现自动夹紧工件的液压 或气动装臵，机械扳手，冷却和润滑装臵，排 屑装臵以及上下料的机械手等。
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的功用及分类
多轴箱分通用多轴箱和专用多轴箱两大类。 专用多轴箱根据被加工工件的特点及其加工工艺要求进行 设计。专用多轴箱基本上由专用零件组成，采用不需导向装 臵的刚性主轴来保证加工孔的位臵精度。 通用多轴箱按专用要求设计，由通用零件及少量专用零件
组成，采用非刚性主轴，加工时，需由导向装臵引导刀具来
组合机床设计
机械工程学院 冯静
主要讲述
第一节 概述
第二节 组合机床总体设计 第三节 通用多轴箱设计
第一节 概述
组合机床是根据工件加工需要，以大
量系列化、标准化的通用部件为基础，配 以少量专用部件，对一种或数种工件按预 先确定的工序进行加工的灵活高效的专用 机床。
第一节 概述
组合机床能够对工件进行多刀、多轴、多面、
图4-19 通用齿轮 a)动力箱齿轮 b)电动机齿轮 c)传动齿轮
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱设计
多轴箱是组合机床的重要部件之一，多轴箱 的设计也是组合机床设计的重要内容。多轴箱设 计的步骤大致为： 根据“三图一卡”，绘制多轴箱设计原始依 据图；确定主轴结构型式及齿轮模数；拟订多轴 箱传动系统；计算主轴及传动轴坐标；绘制坐标 检查图；绘制多轴箱总图及零件图。
多轴箱传动系统设计原则
7）刚性镗孔主轴上的齿轮，其分度圆直径要尽可 能大于被加工孔的孔径，以减少振动，提高运动平稳 性。 8）驱动轴直接带动的传动轴数不要超过两根，以 免给装配带来困难。
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱传动系统图
传动系统图是表示传动关系的示意图，即用已确 定的传动件将驱动轴和各主轴连接起来，绘制在多轴 箱轮廓内的传动示意图。组合机床主轴数量多，为使 传动系统图传动路线清晰可辨，必须标出传动齿轮在 多轴箱体内的轴箱位臵。 另外，应检查同排的非啮合齿轮是否齿顶干涉； 还应画出主轴直径和轴套直径，以避免齿轮和相邻的 主轴轴套相碰。
第一节 概述
组合机床的通用部件
2．支承部件 支承部件是组合机床的基础部件，它包括 侧底座、立柱、立柱底座和中间底座等，用 于支承和安装各种部件。组合机床各部件之 间的相对位臵精度、机床的刚度主要由支承 部件保证。
第一节 概述
组合机床的通用部件ຫໍສະໝຸດ 3．输送部件 输送部件用于带动夹具和工件的移动和转动， 以实现工位的变换，因此，要求有较高的定位 精度。输送部件主要有移动工作台和回转工作 台。
第三节 通用多轴箱的设计
y
多轴箱总图
36/2—Ⅱ
22/2—Ⅰ 52/2ξ 0.181—Ⅰ
4 36/2—Ⅱ
Ⅳ
5 36/2—Ⅱ
Ⅱ 3 Ⅰ 6
400
第三节 通用多轴箱的设计
多轴箱的通用主轴 通用主轴分为钻削类和攻丝类主轴两种。 钻削类主轴采用两端轴向定位方式，按支承 型式可分为圆锥滚子轴承主轴，滚针轴承主轴， 滚珠轴承主轴三种。 攻丝类主轴按支承型式分为圆锥滚子轴承主 轴和滚针轴承主轴两种, 主轴材料质一般为40Cr钢。