一种新型组合机床输送装置

杨 莲，杨书根，崔海斌, 戴启峰, 张圣娟 ,丁 玲

(江苏高精机电装备有限公司 技术开发中心，江苏 盐城 224053)

一种新型组合机床输送装置

杨 莲，杨书根，崔海斌, 戴启峰, 张圣娟 ,丁 玲

(江苏高精机电装备有限公司 技术开发中心，江苏 盐城 224053)

论文介绍了一种新型组合机床自动线输送装置，该装置在输送工件时可实现多件平行同时输送，显著提高了生产效率。该输送装置是从上方送料，用挡料气缸对工件加以限位，工件加工后的废料不会堆积在输送装置上，保证了自动线的连续运行，效果良好。

组合机床；自动线；新型输送装置

0 引言

目前，一般组合机床自动线按加工零件的输送方式分为直接输送和间接输送两大类。直接输送是指一组工件由输送带直接带动，各工件同时输送到其相应的工位。输送基面为工件上的某一表面，其可分为弹簧式棘爪式输送、抬起式步阀式输送、摆杆式输送和现在流行的架空式机械手输送(俗称桁架输送)；而间接输送是因为工件没有合适的输送和定位基面，或为防止已精加工的基面在输送过程中被擦伤和有压痕，是将工件事先装在随行夹具上，故也称随行夹具自动线。

图1 棘爪输送

图1为常用的直接输送的弹簧式棘爪输送结构，该输送装置正常情况下送料装置放置在工件下方，且只能单件一次平行送入加工工位，由于缺少对工件的定位机构，在输送过程中工件在其惯性作用下产生位移，不能保证工件运送终了准确位置，同时这种输送带由于放在工件的下方，在加工过程中有切屑的掉入，这种输送装置偶尔有弹性棘爪卡死的现象。

新型组合机床自动线输送装置从工件的上方送料，用挡料气缸对工件加以限位，可保证加工后的废料不会堆积在输送装置上同，保证输送装置的连续运行，同时可满足多件工件同时输送，提高了生产效率。

1 问题的提出

图2为某缸盖的加工工序图，材料为HT200，要求加工该缸盖的两侧面，加工节拍为50秒/件。同时滿足旁置式自动上下料。工件以底面(精加工面)及两销孔φ12和φ10定位，以φ43孔初限位。

图2 加工工序图

2 解决方案

(1) 铣刀盘直径的选择

根据铣刀盘的选择原则:面铣刀直径D应按铣削工件表面的宽度B来确定。

D=(1.1∽1.6)B

(1)

图中工件表面宽度为125

D=(1.1∽1.6)*125=137.5∽200

标准铣刀盘的直径采用公比为1.25和标准系列，即为50、63、80、100、125、160、200……故取铣刀盘直径为160mm，铣刀齿数z=9

式中D为铣刀盘直径，B为工件宽度，Z为铣刀齿数。

(2) 切削用量的选择

普通硬质合金铣刀盘加工铸件的铣削用量(线速度V)为80—130m/min。考虑到现代刀具性能的提高及涂层的运用，综合各刀具公司推荐的线速度为125—250m/min，我们取V=160 m/min；铣刀盘的每齿进给量(Sz)为0.05—0.2mm/Z,取Sz=0.12mm/Z

V=πDn/1000

(2)

n=1000V/πD=1000*160/(3.14*160)=320r/min

S=nSzZ

(3)

S=320*0.12*9=346mm/min

式中V为刀具线速度，D为铣刀盘直径，n为铣刀盘转速，Sz为每齿进给量，Z为铣刀盘齿数，S为工作台进给速度。

(3) 生产率计算

图三为该工件单件输送的加工示意图：根据设计参数：工作台快进速度10000mm/min,快进距离600mm；自动线输送速度5000mm/min,节距800mm

图3 单一工件的加工示意图

(4)

T辅=T上料+T工作台快进+T工作台快退

=800/5000+600/10000+820/10000=0.30min=18s

(5)

T总=T机+T辅=38+18=56S

(6)

式中T机为机加工时间，T辅为辅助时间,T上料为上料时间,T工作台快进为工作台快进时间，T工作台快退为工作台快退时间,T总为加工节拍时间,S工为工进距离，S为工作台进给速度。

以上机床用辅助时间还未考虑工作台和输送油缸的加速度，这时机床加工的节拍已经超出自动线所要求的节拍，故机床方案要更改,改为多件输送。

图4 两件工件的加工示意图

图4为两件输送的加工示意图：

T机=S工/S=437/346=1.263min=76s

T辅=T上料+T工作台快进+T工作台快退

=800/5000+700/10000+1137/10000=0.34min=21s

T总=T机+T辅=76+21=97S<2*50S=100s

通过以上对加工工艺的分析，该工件的加工需两件同时加工才能满足使用厂家自动线对节拍的要求。

(4) 结构方案

通过以上的分析，该自动线加工两侧面为满足生产率的要求，需两件缸盖同时加工，这就要求自动线的输送装置必须保证两工件同时输送。由于加工两侧面的机床为旁置式输送，故自动线的输送与铣削工作台为垂直布置。

若用直接输送。①用两道弹簧式棘爪式输送结构,但由于弹簧式棘爪式输送结构正常用于通过式而不是旁置式；②用摆杆式输送，由于是两道输送结构，但由于工作台移动过程中，摆杆让不开工件。故输送装置不能布置在工件的下面及侧面，因此设计了如图5的输送装置。该输送是将输送机构放置在机床的上部，具体原理在下面论述。

图5为设计的输送装置结构示意图。

1.支承机构 2.输送机构 3.联接支架 4.导轨

(5) 方案组成与工作原理

该输送装置组成:支承机构1安装在托料机构8上，输送机构2安装在支承机构1顶部，导轨4将滑板5联接在支承机构1底部，用联接支架3将输送机构2与滑板5联接，抓料机构a6、抓料机构b7分别安装在滑板5下部相应位置。

具体工作原理：上料时,上料区和加工区的抓料机构a6、抓料机构b7伸出——输送机构2通过联接支架3将驱动滑板5在导轨4上运动，在滑板5的带动下，同时带动工件同步在托料机构8上移动到设定工位(上料区的工件到加工区，加工区的工件到下料区)。

此输送装置同时输送两个工件，若同时输送三个，只需滑板5加宽，增加两个抓料机构即可实现。该装置已获国家专利。

3 结论

在工件外形尺寸误差不大的情况下，将输送机构置于机床的上方，使用此输送装置提高了效率，节省了空间，铁屑落不到输送装置上，保证了输送装置的稳定性，加工面不因输送装置上沾有铁屑面损坏加工面，同时铁屑直接落在排屑区，便于清扫，受到了使用单位的好评。

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(编辑 赵蓉)

A new Delivery Device for Modular Machine

YANG Lian,YANG Shu-gen,CUI Hai-bin,DAI Qi-feng,ZHANG Sheng-juan ,DING Ling

(Jiangsu Gaojing Mechanical & Electrical Equipment Co., Ltd., Yancheng Jiangsu 224053,China)

In most of cases,Modular Machine Tool and Its Automation Line using direct and indirect transportation methods transport the workpiece. This thesis introduces a new delivery device,The device can resolve multiple pieces parallel transport, improve producing efficiency notably,and reduce production cost. The delivery device is feeding from above, with block cylinder on the workpiece to be limiting, waste is not processed workpiece stacking on the conveying device, ensuring the continuous operation.

automatic line; modular machine; new delivery device

1001-2265(2014)04-0137-02

10.13462/j.cnki.mmtamt.2014.04.038

2013-12-25；

2014-02-26

杨莲(1971—),女，江苏盐城人,江苏高精机电装备有限公司技术开发中心工程师，研究方向为机床设计与工艺装备，(E-mail) y-lian@sohu.com ；通讯作者：杨书根(1969—),男,江苏盐城人, 江苏高精机电装备有限公司技术开发中心高级工程师 ,研究方向为机床设计与工艺装备,(E-mail) ysg8411534@sina.com。

文献标识码：A