凸輪式自動車床

凸輪式自動車床是一種通過凸輪來控制加工程式的自動加工工具機,在機械加工自動化工具機中使用較為廣泛,特點是加工速度快,加工精度較高,自動進料,料完自動停機,一人可操作多台工具機

基本情況,歷史,特點,兩種分類,更新與發展,

基本情況

凸輪式自動車床是一種高性能,高精度,低噪音的自動車床。特別適合銅、鋁、鐵、塑膠等精密零件加工製造,適用於儀表、鐘錶、汽車、摩托、腳踏車、眼鏡、文具、五金衛浴、電子零件、接外掛程式、電腦、手機、機電、軍工等行業成批加工小零件,特別是較為複雜的零件。

歷史

從瑞士、日本及台灣引進中國大陸市場也才幾十年,從當初寥寥無幾的幾百台,在市場上幾經周折,到現在的幾十萬台,已逐步融入機械加工行業。 九十年代初,台灣的自動車床製造業開始瞄準大陸市場,多家自動車床製造商紛紛推出了走刀式自動車床,台灣自動車床走向了大陸,並在大陸占據了主導地位。
凸輪式自動車床
隨著台灣部分自動車床製造商在大陸設立製造基地,有許多台灣商家便與大陸製造商合作開發自動車床製造。

特點

凸輪式動車床裝有5把刀、刀架按順序為1號、2號、3號、4號、5號刀每組刀具架可裝1-2把刀,1號與5號是車削外徑,2、3、4主要是切槽、倒角、切斷等工序。2根尾軸、2支鑽頭和1支絲錐、1隻板牙同時進行切削加工,並可同時進行攻牙、銑牙、板牙、壓花等加工。無需手工操作,複雜零件可同步進行車外圓、球面、圓錐面、圓弧面、台階、割槽、壓花、鑽孔、攻絲、板牙、切割等工序,全過程經一次加工即可完成。
尺寸控制精度高:工具機主軸精度可達0.003mm、滑塊微調由千分尺控制,尺寸控制精度可達0.005mm、主軸轉速2000-8000RPM之內。切削進刀量最小可控制到0.005,零件的粗糙度(銅件)最小可達Ra0.04-0.08。
自動送料:送料機構自動向主軸送料,料完自動停車報警,加工過程無需人工看料,達到了全面自動化的生產製造過程。操作者一人可同時操作多台機。
生產效率高:本工具機通過凸輪控制加工過程,凸輪每轉一個迴轉即完成一個加工過程。凸輪轉速1.0-36轉/分鐘,可根據不同的加工零件進行調整,每分鐘可加工30個零件左右,由於5把刀能同時進行切削加工,加工效率非常高,是一般CNC電腦車床和儀表車床無法比擬的。
送料自動化及切削刀具自動行走均使用凸輪來控制。凸輪式自動車床使用兩種凸輪:其一為圓筒狀形態,將其端面加工成種種形態後,使凸輪迴轉,通過傳動連桿和搖臂連線,將凸輪的迴轉運動變為刀架的直線運動。此凸輪稱為碗形凸輪,主要用於切削加工件的軸向切削方向。另一種是圓板狀形態,將其外周加工成所需的形狀,然後通過與刀架連線的傳動桿,將凸輪的迴轉運動變成刀具的直線運動;此凸輪主要用於加工件的徑向切削方向。將這兩種凸輪的左右、前後運動合成,就能使刀具形成傾斜或曲線的方向行走。

兩種分類

凸輪式自動車床分為簡易自動車床和精密自動車床。
簡易凸輪式自動車床簡易凸輪式自動車床
簡易的有一根主軸,兩組刀架,通過簡易的一到兩組凸輪來傳動,可以前送料,也可後送料,加工程式簡單,加工精度相對比較低,是一種替代儀表車床的簡易自動車床。
精密自動車床有五組刀架,兩個尾軸,一般通過多組凸輪來傳動,採用後送料機構,可加工比較複雜的小零件,加工速度快,加工精度較高。
精密自動車床可分為走心式和走刀式兩大類。
走心式自動車床的加工過程,是通過筒夾夾住加工材料,材料向前走動,而刀具不動,通過刀具的直線運動或搖擺運動來加工零件。此類自動車床加工細長零件尤為突出,最小加工直徑可小於1mm,最長可加工到50mm。
走刀式自動車床的加工過程,是用筒夾夾住材料,通過車刀前後左右移動來加工零件,與普通車床的加工方式相同。此類工具機的加工範圍比較大,可車加工比較複雜的零件,特別是銅件的加工,不但速度快,而且加工複雜的工件尤為突出。走刀式凸輪自動車床一般有五組刀架:按順序分別稱為一號刀,二號刀,三號刀,四號刀,五號刀,每組刀具架可裝1~2把車刀。一號刀具組和五號刀具組是車削外徑用,二號三號四號刀具組主要是作切槽、倒角切斷工件等工序。自動車床帶有一個擋料阻臂,可作擋料(材料加工總長)、打中心孔、鑽孔等加工工序。走刀式自動車床還帶有兩根尾軸,可用鑽尾夾裝夾鑽頭絲攻板牙,進行鑽孔、攻內絲、套外絲的加工。此類自動車床帶有一個重锺式簡易的自動送料機構,一次裝一根不超過3米的棒料。加工過程自動送料,料完自動停車並報警。凸輪走刀式自動車床裝上5把刀、2支鑽頭或1支絲錐、1隻板牙,可同時進行攻牙、銑牙、板牙、滾花等加工,無需手工操作,複雜零件可同步進行車外圓、球面、圓錐面、圓弧面、台階、割槽、滾花鑽孔攻絲、板牙、切割等工序,全過程經一次加工即可完成。
凸輪式自動車床加工,是以五組刀具,兩根尾同時進行切削加工,在車削外徑時,可以同時進行鑽孔、倒角、切槽等加工工序,其加工速度是凸輪轉一圈,加工完一個零件。由於其加工過程是多刀同時進行切削,加工速度相當快,如加工外徑5mm,長度5mm的M2小型銅螺母,須進行車削外徑,外徑滾壓斜紋花,鑽孔,螺紋內孔兩頭倒角,攻螺紋等多道工序,加工一個零件最快只須3秒鐘。這類工具機的加工精度一般在正負0.01mm。從加工速度和加工精度來看,凸輪式自動車床,是儀表鐘錶汽車、摩托、腳踏車眼鏡、文具、燈具、五金衛浴、電子零件、接外掛程式、電腦手機、家電、機電、軍工等行業成批加工小零件的最佳選擇。
某些凸輪自動車床經過改進設計,與同類的自動車床機型相比,雙軸裝置可向後移動20mm,一次切削長度可達60mm,最長零件可加工至110mm。採用大功率電磁離合器,最大可加工M14×1(銅)、M8×1.25(鋼)的螺紋;攻牙電路是國內首家採用積體電路晶片無觸點控制,與過去的有觸點的控制電器電路相比,消除了觸點的機械故障,故障率小,壽命長,控制精度高。

更新與發展

由於凸輪式自動車床的結構比較緊湊,主軸至尾座間的距離比較小,只能加工長度為70左右的零件。為了讓加工的功能進一步完善,自動車床製造商也在不斷地進行設計上的更新。有的公司就對自動車床進行了多處改進,將尾座設計成可後移式尾座,在需要進行較長零件加工時,可將尾座後移,這種走刀式自動車床能夠加工長度在120mm的零件,某公司還將尾座進行特殊改制,在同一台自動車床上,更換一個特殊的尾座,最長的加工零件長度可放長到200mm。這大大提高了走刀式自動車床的加工範圍。
走刀式自動車床走刀式自動車床
加工過程中到處飛濺的油屑也是一個不可忽視的問題,所以某工具機公司在原有自動車床上增加了如圖所示的油罩,以保持車間整潔,調機及維修時也無需移動油罩,擋住油屑的同時又不會影響到調試等操作。這種自動車床增加防護罩後優點有:全封閉透明設計,無油漬飛濺,更加節約,另一方面,噪音大大降低,更加環保。凸輪式自動車床雖然有加工精度穩定、加工速度快獨特的性能,但在數控車床不斷地替代普通車床的發展趨勢中,必然有它的局限性,即調試不方便,需要專業的操作人員。凸輪車床的局限性,也就是它需要改進和發展的地方,如果能把數控技術與凸輪技術合二為一的話,自動車床的發展空間更為強大。這也是自動車床製造商需要不斷地思考和創新之處。
走刀式自動車床刀具組走刀式自動車床刀具組
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