隨著機(jī)床相關(guān)技術(shù)的發(fā)展, 數(shù)控立式車床的結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)展, 其模塊化結(jié)構(gòu)必須體現(xiàn)增加功能, 擴(kuò)大工藝性能, 提高控制的自動(dòng)化水平。為了減少加工新零件的工藝設(shè)備和安裝調(diào)整時(shí)間, 應(yīng)增加多用途刀架、刀庫(kù)和直接檢驗(yàn)零件尺寸的檢測(cè)裝置等 。接下來(lái)本文將闡述數(shù)控立式車床模塊化結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
 

　　1工作臺(tái)模塊
 

　　工作臺(tái)模塊的橫系列模塊化按用途不同分為一般工作臺(tái)、分度工作臺(tái)、移動(dòng)工作臺(tái)和交換工作臺(tái)。而其縱系列模塊化則按加工直徑的不同, 從 1250mm 到 3150mm 分為 5 個(gè)區(qū)段, 因此每一種橫系列工作臺(tái)均有 5 個(gè)縱系列模塊。
 

　　為了能夠方便地加工工件的端面、側(cè)面以及與毛坯回轉(zhuǎn)軸線不同軸的孔, 可在一般工作臺(tái)的基礎(chǔ)上增設(shè)工作臺(tái)分度裝置, 從而得到分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)模塊。分度裝置包括花盤補(bǔ)充拖動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)讀數(shù)傳感器以及花盤定位夾持器。為使刀具能作三維移動(dòng), 就要設(shè)計(jì)可移動(dòng)工作臺(tái)。在制造柔性加工單元和柔性加工系統(tǒng)時(shí), 為了自動(dòng)交換工件, 應(yīng)增加拖換臺(tái)、存貯臺(tái)和找正臺(tái), 形成可交換工作臺(tái)。工作臺(tái)橫系列的結(jié)構(gòu)模塊主要是增加機(jī)床功能, 滿足工作臺(tái)多用途的需要。
 

　　2刀架模塊
 

　　刀架模塊的基礎(chǔ)件為焊接件。在進(jìn)行刀架的縱系列模塊化時(shí), 考慮的主要因素是zui大切削力的影響。加工直徑為 1250mm 以下時(shí)規(guī)范為一種規(guī)格的模塊,
 

　　刀架橫系列模塊化時(shí)按其功能不同可分為車刀架和車銑刀架, 其中車刀架的裝刀和刀具夾緊如果是手工進(jìn)行, 采用四方或六方刀臺(tái)轉(zhuǎn)位型車刀架; 如果是自動(dòng)夾緊刀具, 則采用單刀自動(dòng)夾緊型車刀架。單刀自動(dòng)夾緊型車刀架有非旋轉(zhuǎn)型車刀架和旋轉(zhuǎn)型車刀架兩種, 為擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能, 若在垂直車刀架上裝銑削功能頭, 則只能用刀具旋轉(zhuǎn)型車刀架。刀架橫系列結(jié)構(gòu)模塊的形成主要是適應(yīng)機(jī)床自動(dòng)化程度及滿足機(jī)床功能的需要。
 

　　3支承模塊
 

　　支承模塊主要有立柱、橫梁和滑座模塊, 其基礎(chǔ)件均為數(shù)控立式車床的大件, 由鑄造而成。因此支承模塊的模塊化主要考慮大件模塊化, 模塊化的目的是擴(kuò)大機(jī)床工作空間, 使機(jī)床的規(guī)格在保證機(jī)床剛度的前提下具有變化的可能性。
 

　　立柱的橫系列模塊化主要根據(jù)加工高度的變化分為基型、輕型和加高型 3 種; 橫梁的橫系列模塊化主要根據(jù)刀架在水平方向的移動(dòng)范圍而定。由于刀庫(kù)安裝在橫梁體上, 刀庫(kù)的安裝影響了刀架沿水平方向的移動(dòng)行程, 因此根據(jù)刀庫(kù)安裝與否和安裝位置, 橫梁長(zhǎng)度應(yīng)有所變化。例如, 若橫梁右邊裝刀庫(kù), 則其右邊需相應(yīng)加長(zhǎng)。滑座的作用主要是支承刀架, 不影響機(jī)床的加工范圍, 其用途比較單一, 因此沒有發(fā)展橫系列的必要。
 

　　立柱和橫梁在其加工直徑范圍內(nèi), 剛度變化較大,分別規(guī)范為5 個(gè)縱系列模塊。其中橫梁體采用箱形結(jié)構(gòu), 而其縱系列模塊的背部結(jié)構(gòu)則依次加大。滑座縱系列模塊由于其剛度變化不大, 僅分兩種截面, 加工直徑為 1250mm 以下時(shí)規(guī)范為一種規(guī)格的模塊, 加工直徑為 1250mm 到 3150mm 時(shí), 規(guī)范為另一種規(guī)格的模塊。
 

　　模塊化的初級(jí)階段主要是大件模塊化, 武重廠以前的立式車床模塊化設(shè)計(jì)基本上處于這一水平。
 

　　4傳動(dòng)模塊
 

　　傳動(dòng)模塊主要有主變速箱、垂直和水平進(jìn)給箱、橫梁升降箱等模塊, 其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)比較成熟, 不宜發(fā)展結(jié)構(gòu)不同的橫系列產(chǎn)品。其縱系列模塊化主要考慮由動(dòng)力引起的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題, 由于傳動(dòng)功率的差異, 加工直徑為 1250mm 以下時(shí)規(guī)范為一種規(guī)格的模塊, 加工直徑為 1250mm 到 3150mm 時(shí)規(guī)范為另一種規(guī)格的模塊。對(duì)于橫梁升降箱模塊, 在機(jī)床加工范圍內(nèi), 機(jī)床的zui大加工高度有4 種, 對(duì)應(yīng)的橫梁升降行程也不同, 但只需更換絲桿即可通用。故橫梁升降箱模塊只需一種規(guī)格。
 

　　5輔助模塊和監(jiān)測(cè)模塊
 

　　輔助模塊和監(jiān)測(cè)模塊均為具有獨(dú)立性的功能單元, 可以任選, 易于拼組和搭配, 主要作用是擴(kuò)大機(jī)床功能, 增加自動(dòng)化程度, 提高加工效率。對(duì)于銑頭、防護(hù)罩、拖線裝置可實(shí)現(xiàn)部件模塊化; 對(duì)工件測(cè)量裝置、機(jī)內(nèi)對(duì)刀裝置、刀具監(jiān)控裝置可實(shí)現(xiàn)功能單元模塊化。對(duì)自動(dòng)換刀裝置, 根據(jù)用途和性能不同, 可發(fā)展橫系列模塊。如果僅需車刀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀, 則采用圓盤式刀庫(kù); 若車刀和銑刀均需自動(dòng)更換, 則采用雙層圓盤刀庫(kù), 且上層存放 4~ 6 把非旋轉(zhuǎn)式刀具( 夾刀器) , 下層存放直徑較小的刀桿和銑刀。對(duì)柔性加工單元所需的大容量銑刀庫(kù)則采用回轉(zhuǎn)式拖鏈刀庫(kù), 并配以機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具自動(dòng)更換。
 

　　輔助模塊和監(jiān)測(cè)模塊zui能體現(xiàn)立式車床的發(fā)展水平。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展, 在進(jìn)行立式車床模塊化設(shè)計(jì)時(shí), 輔助模塊和監(jiān)測(cè)模塊的模塊化是應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾暤摹?br /> 

　　數(shù)控立式車床的模塊化設(shè)計(jì)zui終體現(xiàn)在模塊化結(jié)構(gòu)上, 對(duì)于每一功能模塊均有不同用途和不同結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模塊存在, 這些結(jié)構(gòu)模塊的集合構(gòu)成了數(shù)控立式車床的模塊庫(kù)。從功能的角度看, 機(jī)械產(chǎn)品的功能都可分解為傳動(dòng)、執(zhí)行、支承、輔助和監(jiān)測(cè)等分功能, 設(shè)計(jì)的目的就是要實(shí)現(xiàn)從功能到結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。與此相適應(yīng), 機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也可由傳動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊等模塊組成, 對(duì)于不同的模塊采用不同的模塊化方法, 做到傳動(dòng)模塊通用化, 執(zhí)行模塊擴(kuò)展化, 支承模塊可調(diào)化, 輔助、監(jiān)測(cè)模塊自控化, 才能真正體現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。