组合机床及加工自动线

出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2403页（1765字）

组合机床及加工自动线属专用设备，目前主要用于汽车和摩托车箱体类零件的加工，由于一台机床可同时对零件的多个部位进行自动加工，使其效率特别高，满足了大批量生产的需要。

图44．3－1 为一条小规模加工自动线机床分布图

图44．3－1 组合机床自动线的组成示意图

1－中央操纵台；2－翻转鼓轮；3－排屑装置；4－液压泵站；5－转位台；6－工件输送装置

此自动线由3台组合机床单机组成。即Ⅰ工位立式钻孔机床、Ⅱ工位双面卧式机床、Ⅲ工位双面卧式机床、液压系统采用集中泵站，每一台机床的控制阀组安装在自己床身上，相当于一个子系统。每台机床由滑台、侧底座、多轴箱、动力箱、夹具组成。动力箱带动多轴箱完成刀具主运动，滑台用液压驱动实现多种进给运动(快进、一次工进或二次工进和快退等)。

此外，除主运动外，还有输送、夹紧、转位、翻转等辅助运动。机床进入自动循环状态后，自动线完成对工件的自切削加工。

图44．3－2 为此自动线液压原理图，集中供油系统主要解决的问题是力求功率损失最小，并防止各子系统之间压力干扰，同时要考虑系统可靠性和安全性。

图44．3－2(a) 组合机床自动线液压系统图

图44．3－2(b) 组合机床自动线液压系统图

图44．3－2(c) 组合机床自动线液压系统图

此系统由能源部分和3个子系统组成。能源部分由限压式变量泵配相应容积的蓄能器组成，向各子系统提供充足的液压能源，保证压力范围在5．5～7MPa之间。当子系统需要流量时，泵和蓄能器同时向系统供油；当液压缸停止或处于工进状态时，泵再向蓄能器充油，充到变量泵的调整压力(系统的上限压力)时，泵自动调整到零输出流量。这样，可以控制系统发热到最低限度。此外由于泵源压力总保持在一定范围内，满足各负载的需要，所以避免了各分支机构之间的压力干扰。阀40和41的作用是使蓄能器中的压力油在机床不工作(1DT断电)时全部卸荷，一是提高蓄能器的使用寿命，二是使系统安全可靠，避免事故发生。

各分支的工作进给滑台采用进口节流调速加背压的调速方法。例如Ⅰ工位钻削滑台快进转工进用行程阀转换，快进时顺序阀23关闭，液压油通过阀25、24、21、39进入液压缸，实现差动回路，以提高快进速度。当行程挡铁压到行程调速阀39时，控制压力将阀23打开，而单向阀24关闭，这时滑台处于慢速进给运动。为了提高进给稳定性，设置了背压阀22，通过调节背压力，增强系统刚性。这种进给系统原理在组合机床中大量采用。例如图44．3－2中有Ⅱ工位粗镗、Ⅱ工位钻削、Ⅲ工位钻削、Ⅲ工位精镗。Ⅱ工位钻削快进转工进采用电磁转换，快进到位后，行程开关发信号使阀3断电实现慢速进给。阀2为顺序背压阀，当滑台快进时，处于全通状态，当阀3断电瞬间，控制压力将阀2推入背压状态，实现进给稳定。Ⅲ工位钻削的原理和此相同。如果系统进给要求非常稳定，也可采用进口调速加变背压阀来实现。例如：图44．3－2中阀38和阀30的组成，其背压的大小取决于加工负载的变化，这样系统刚性大大提高。

此系统除主运动外还有夹紧、转位、输送、翻转等辅助运动。为了防止工件夹紧力过大工件变形，一般都用减压阀(阀12)来调节夹紧力，输送油缸行程长，速度快，因此用18、19实现差动回路。

系统配置过程中，许多分支系统采用差动原理，目的是节省泵的输出流量，以提高系统传动效率。

该组合机床自动线液压系统是目前国内外普遍采用的系统，广泛应用在汽车、拖拉机以及摩托车制造行业中。