機(jī)械制造裝備設(shè)計北科大第七章

退出第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計返回主頁第一節(jié)概述第二節(jié)生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計第三節(jié)生產(chǎn)線專用機(jī)床的總體設(shè)計第四節(jié)機(jī)械加工生產(chǎn)線的總體布局設(shè)計第五節(jié)柔性制造系統(tǒng)上一頁下一頁第一頁，共七十七頁。

第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計7.1概述

一、機(jī)械加工生產(chǎn)線及其基本組成二、機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型三、影響機(jī)械加工生產(chǎn)線工藝和結(jié)構(gòu)方面的主要因素上一頁下一頁退出返回主頁四、機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計的內(nèi)容及步驟返回本章第二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.1機(jī)械加工生產(chǎn)線及其基本組成機(jī)械加工生產(chǎn)線：以機(jī)床為主要設(shè)備，配以相應(yīng)的輸送裝置與輔助裝置，按工件的加工工藝順序排列而成的生產(chǎn)作業(yè)線。機(jī)械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、傳送裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)組成。圖1第三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.2機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型機(jī)械加工生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度主要取決于工件的生產(chǎn)類型和工件的加工要求。

1、單一產(chǎn)品固定節(jié)拍生產(chǎn)線（1）生產(chǎn)線由自動化程度較高的、高效專用的加工裝備、工藝裝備、輸送裝備和輔助裝備組成，制造單一品種的產(chǎn)品，生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，屬大量生產(chǎn)類型。（2）生產(chǎn)線所有設(shè)備的工作節(jié)拍等于或成倍于生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。（3）生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品的工藝流程布局，工件沿固定的路線，采用自動化的物流輸送裝置。（4）工序間不必儲存供周轉(zhuǎn)用的半成品，設(shè)備必須充分可靠。第四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.2機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型2、單一產(chǎn)品非固定節(jié)拍生產(chǎn)線（1）生產(chǎn)線由專用制造裝備組成，產(chǎn)品是大量生產(chǎn)類型，投資強(qiáng)度少于第一類生產(chǎn)線。（2）縮短工件在工序間的搬運(yùn)路線，節(jié)省輔助時間。（3）生產(chǎn)線上各設(shè)備的工作周期不一樣。（4）各設(shè)備的工作節(jié)拍不一樣，需要儲料裝置。（5）生產(chǎn)線各設(shè)備間工件的傳輸沒有固定的節(jié)拍。第五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.2機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型3、成組產(chǎn)品可調(diào)整生產(chǎn)線（1）生產(chǎn)線由可調(diào)整的專用制造設(shè)備組成，有一定的生產(chǎn)效率和自動化程度。（2）縮短工件在工序間的搬運(yùn)路線，減少輔助時間。（3）各裝備的生產(chǎn)節(jié)拍是不一樣的。第六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.2機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型4、柔性制造生產(chǎn)線（1）由柔性加工設(shè)備、物料輸送裝置、計算機(jī)控制系統(tǒng)組成。（2）設(shè)備數(shù)量少，工序高度集中。（3）混流加工。（4）工件流動路線不確定。（5）工序間應(yīng)有在制品的儲存。（6）物料輸送裝置柔性大。第七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.1.3影響機(jī)械加工生產(chǎn)線工藝和結(jié)構(gòu)方案的主要因素1、工件的幾何形狀，總體特征、材質(zhì)、毛坯狀況及工藝要求

2、生產(chǎn)綱領(lǐng)

3、使用條件

4、裝備制造廠的制造能力第八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)7.1.4機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計的內(nèi)容及步驟1、生產(chǎn)線工藝方案的制訂2、全線自動化方案的擬訂3、生產(chǎn)線通用裝備的選型和提出專用機(jī)床的設(shè)計任務(wù)書4、生產(chǎn)線物流傳送裝備的選型和提出專用物流傳送裝備的設(shè)計任務(wù)書5、生產(chǎn)線輔助裝備的選型和提出專用輔助設(shè)備的設(shè)計任務(wù)書6、生產(chǎn)線總體布局設(shè)計，繪制生產(chǎn)線的總聯(lián)系尺寸圖7、繪制生產(chǎn)線周期表第九頁，共七十七頁。

第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計7.2生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計

一、生產(chǎn)線工藝方案的制訂二、生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)線的分段上一頁下一頁退出返回主頁三、生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價返回本章第十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂1、分析被加工工件的要求以及生產(chǎn)線建設(shè)的現(xiàn)場條件

毛坯、工藝、發(fā)展、空間、動力（電、氣、油）、經(jīng)驗(yàn)

2、生產(chǎn)類型的確定（工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化的分類）生產(chǎn)類型分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。其中成批生產(chǎn)又分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型取決于產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)、加工周期。

3、確定毛坯類型經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定鑄件、鍛件、型材第十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂4、工件傳送方式的確定首先確定工件在生產(chǎn)線上是采取直接傳送還是隨行夾具傳送。工件有足夠大的支承面、兩側(cè)的導(dǎo)向面和供傳送帶棘爪用的推拉面采用直接傳送的方式，否則需要采用隨行夾具傳送，甚至加輔助支承。第十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂5、工件定位基面選擇（1）盡量采用統(tǒng)一的定位基面，以利于保證加工精度，簡化生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)；（2）第一道工序的定位基面選最重要的平面，再加工，保證這一平面加工余量均勻；（3）一面兩銷定位時，圓柱銷常放在工件移動方向前端；（4）為防止定位銷孔磨損嚴(yán)重，造成誤差，可采用兩套定位孔或采用較深定位孔；（5）采用兩個互相垂直平面及一個定位銷定位時，定位銷應(yīng)為菱形。第十三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂6、工件傳送基面的選擇（1）箱體類工件傳送基面的選擇

箱體類工件傳遞方式有直接傳送和間接傳送兩種。（2）回轉(zhuǎn)體類工件傳送基面的選擇（3）盤、環(huán)類工件和外形不規(guī)則工件傳送基面的選擇

第十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂7、確定各表面的加工工藝取決于工件材料、各加工面的尺寸、加工精度和表面粗糙度要求、加工部位的結(jié)構(gòu)特征、生產(chǎn)類型等。

（1）大平面加工：精度/表面粗糙度銑、粗銑—精銑、粗銑—半精銑—精銑

（2）孔加工：實(shí)體加工：鉆—擴(kuò)—鉸毛坯有預(yù)孔（D＞16～30）鉸——尺寸精度高，位置精度、直線度校正低；精鏜——位置精度、直線度高。

第十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂7、確定各表面的加工工藝（3）深孔加工：

難點(diǎn)——排屑、刀具冷卻、軸線易歪斜。定期推出//階梯孔//中空鉆頭//工件回轉(zhuǎn)//

斷屑槽

（4）螺紋加工：普通：鉆底孔—倒角—攻螺紋高精度：鉆孔—擴(kuò)至底孔直徑—倒角—攻螺紋

第十六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂8、選擇合理的切削用量（1)生產(chǎn)線刀具壽命的選擇原則較多考慮的原則是換刀不占用或少占用上班時間。（2）加工時間長、影響生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍的工序，盡量采用較大的切削用量，以縮短加工時間。（3）注意刀具的轉(zhuǎn)速，確定合理的切削速度和進(jìn)給量，使刀具具有大致相同的壽命。（4）考慮刀具各部分強(qiáng)度、壽命及其工作要求。第十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂9、劃分加工階段粗加工—半精加工—精加工好處：（1）減少熱變形，內(nèi)應(yīng)力變形的影響；（2）避免粗加工振動對精加工影響；（3）精加工設(shè)備精度持久保持。第十八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂10、確定工序集中和分散程度

（1）切削用量、夾緊力、夾具結(jié)構(gòu)、潤滑要求差別較大的工序，不宜集中完成；（2）相互間位置精度要求高的表面的精加工易集中完成；（3）注意工件的剛性；（4）合理安排粗、精加工工序；（5）保證機(jī)床調(diào)整，使用方便，工作可靠。第十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.1生產(chǎn)線工藝方案的制訂11、安排工序順序（原則）

（1）粗精加工分開，重要表面，要拉遠(yuǎn)；（2）易出廢品的粗加工工序，應(yīng)放在最前面或放在線外加工；（3）精度高、不易穩(wěn)定達(dá)到要求的表面，放在線外加工；（4）盡可能減少機(jī)床臺數(shù)；（5）位置精度要求高的表面盡可能在一個工位上加工；（6）同軸度、平行度要求高的孔系，精加工從同側(cè)進(jìn)行；（7）減少轉(zhuǎn)位裝置；（8）易斷刀具工序放在精加工之前；（9）通常螺紋工序放在最后。第二十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.2.2生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)線的分段1、生產(chǎn)節(jié)拍的平衡生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍計算式：

其中，T為一年基本工時，一般規(guī)定，一班制為

2360h/年，兩班制為4650h/年；為復(fù)雜系數(shù)，一般取0.65~0.85；N為生產(chǎn)線加工工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件數(shù)/年）；式中，q為產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；n為每臺產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量（件/臺）；為備品率；為廢品率。第二十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.2生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)線的分段1、生產(chǎn)節(jié)拍的平衡

實(shí)現(xiàn)節(jié)拍平衡應(yīng)采取的措施:

（1）采用新的工藝方法，提高工序節(jié)拍；（2）增加順序加工工位；（3）實(shí)現(xiàn)多件并行加工，提高單件的工序節(jié)拍。

第二十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.2生產(chǎn)節(jié)拍的平衡和生產(chǎn)線的分段2、生產(chǎn)線的分段生產(chǎn)線屬于以下情況往往需要分段：（1）進(jìn)行轉(zhuǎn)位和翻轉(zhuǎn)時，分段獨(dú)立傳送；（2）為平衡生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，對限制性工序采用“增加同時加工的工位數(shù)”時，單獨(dú)組成工段；（3）當(dāng)生產(chǎn)線的工位數(shù)多時，一般要分段;

（4）當(dāng)工件加工精度要求較高時，減少工件熱變形和內(nèi)應(yīng)力對后續(xù)工序的影響。第二十三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.3生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價生產(chǎn)線的工作可靠性、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益是設(shè)計和建造生產(chǎn)線時首先應(yīng)該考慮和要協(xié)調(diào)解決的問題，也是評價生產(chǎn)線優(yōu)劣的主要指標(biāo)。第二十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.3生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價1、生產(chǎn)線的工作可靠性

在給定的生產(chǎn)綱領(lǐng)所決定的規(guī)模下，在生產(chǎn)線規(guī)定的全部使用期限內(nèi)，連續(xù)生產(chǎn)合格產(chǎn)品的工作能力。提高可靠性和效率的措施：（1）提高尋找故障和排除故障的速度。（2）重要工位并聯(lián)排列，易出故障的器件并聯(lián)連接。（3）加強(qiáng)管理，減少生產(chǎn)線停機(jī)時間。第二十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.2.3生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價2、生產(chǎn)線的生產(chǎn)率（1）生產(chǎn)線生產(chǎn)率的分析生產(chǎn)線在正常運(yùn)行并處于連續(xù)加工時，生產(chǎn)一個工件的工作循環(huán)時間就是生產(chǎn)節(jié)拍。由生產(chǎn)線工作循環(huán)時間所決定的生產(chǎn)率稱為

生產(chǎn)線的循環(huán)生產(chǎn)率。停頓原因：調(diào)整和更換刀具或工具；生產(chǎn)線組成的器件、設(shè)備、裝置和儀器儀表等的故障；組織管理不善；生產(chǎn)出的工件不符合技術(shù)要求；多品種生產(chǎn)線上，更換加工對象的調(diào)整。

第二十六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.2.3生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價2、生產(chǎn)線的生產(chǎn)率（2）生產(chǎn)線生產(chǎn)率和可靠性的關(guān)系隨機(jī)性取決于生產(chǎn)線的工作循環(huán)周期，故障強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)和排除故障的持續(xù)時間。第二十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)7.2.3生產(chǎn)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能評價3、生產(chǎn)線的經(jīng)濟(jì)效益分析經(jīng)濟(jì)效益的分析和比較的基本原則是將幾個不同技術(shù)方案的有關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)加以比較。一般進(jìn)行比較性的計算：（1）產(chǎn)品年生產(chǎn)成本比較法（2）產(chǎn)品單件成本比較法第二十八頁，共七十七頁。

第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計7.3生產(chǎn)線專用機(jī)床的總體設(shè)計

一、概述

三、組合機(jī)床設(shè)計步驟上一頁下一頁退出返回主頁返回本章四、組合機(jī)床總體設(shè)計二、組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)及基本配置型式第二十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.3.1概述加工設(shè)備：通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、專用機(jī)床。通用、數(shù)控機(jī)床都有定型產(chǎn)品，專用機(jī)床則沒有，需要根據(jù)所加工零件的工藝要求專門設(shè)計。工藝裝備：通用的自動機(jī)床和半自動機(jī)床經(jīng)自動化改造的通用機(jī)床專用機(jī)床第三十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.1概述組合機(jī)床是采用模塊化原理設(shè)計的專用機(jī)床，將機(jī)床分為若干個大部件，各部件按系列化原則設(shè)計出一系列通用部件?？傮w設(shè)計工作：被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖和生產(chǎn)率計算卡等。第三十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁

7.3.2組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)及基本配置型式1、組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)：1）主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工；2）生產(chǎn)率高；3）加工精度穩(wěn)定；4）研制周期短，便于設(shè)計、制造和使用維護(hù)，成本低；5）自動化程度高，勞動強(qiáng)度低；6）配置靈活。第三十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.2組合機(jī)床的組成、特點(diǎn)及基本配置型式2、組合機(jī)床的配置型式

1）大型機(jī)床的配置形式：

具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床圖3具有移動式夾具的（多工位）組合機(jī)床：具有移動工作臺的機(jī)床圖4具有回轉(zhuǎn)工作臺的機(jī)床圖5鼓輪式機(jī)床圖6中央立柱式機(jī)床圖7轉(zhuǎn)塔主軸箱式組合機(jī)床圖82）小型機(jī)床的配置型式圖9第三十三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.3組合機(jī)床的設(shè)計步驟組合機(jī)床一般都是根據(jù)和用戶簽訂的設(shè)計、制造合同進(jìn)行設(shè)計的。合同中規(guī)定了具體的加工對象（工件）、加工內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率要求、交貨日期及價格等主要的設(shè)計原始數(shù)據(jù)。其設(shè)計步驟為：調(diào)查研究總體方案設(shè)計技術(shù)設(shè)計工作設(shè)計第三十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計組合機(jī)床總體設(shè)計主要是繪制“三圖一卡”，就是針對具體的零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)場總體方案圖樣文件設(shè)計。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖；加工示意圖；機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖；編制生產(chǎn)率計算卡。第三十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計1、被加工零件工序圖1）被加工零件工序圖的功用

根據(jù)選定的工藝方案，表示在本機(jī)床或生產(chǎn)線上完成的工序內(nèi)容、加工部位的尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準(zhǔn)、夾緊部位，以及工件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前毛坯情況的圖樣。它是在原零件圖的基礎(chǔ)上以突出本機(jī)床或生產(chǎn)線加工內(nèi)容，輔以必要的文字說明繪制的。它是專用機(jī)床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時檢驗(yàn)和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)文件。第三十六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計1、被加工零件工序圖

2）工件工序圖表達(dá)的內(nèi)容（1）加工零件是毛坯，需標(biāo)明毛坯種類、精度和加工余量；如為半成品，應(yīng)標(biāo)明已加工部位、尺寸和已達(dá)到的技術(shù)要求。（2）定位基準(zhǔn)、輔助支承和夾緊部位及方向，以及它們與主要加工部位之間的尺寸和精度；以進(jìn)行夾具設(shè)計。（3）零件的加工部位、尺寸和精度、表面粗糙度、位置尺寸和技術(shù)要求。（4）被加工零件的名稱及編號、材料、硬度、質(zhì)量等。第三十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計2、加工示意圖1）加工示意圖的作用加工示意圖是根據(jù)生產(chǎn)率要求和工序圖要求而擬定的機(jī)床工藝方案，是刀具、輔具的示意圖，是刀具、輔具、夾具、電氣、液壓、主軸箱等部件設(shè)計的重要依據(jù)，是機(jī)床布局和機(jī)床性能的原始要求，是機(jī)床試車前對刀和調(diào)整的技術(shù)資料。第三十八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計2、加工示意圖

2）加工示意圖表示的內(nèi)容（1）加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況；（2）刀具、刀桿及其與主軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)；（3）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及大鏜桿的托架結(jié)構(gòu)；（4）上述各類結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸、配合尺寸及必要的配合度；（5）切削用量；（6）工作循環(huán)及工作行程；（7）多工位機(jī)床的工位區(qū)別以及逐個工位的上述內(nèi)容；（8）工件名稱、材料、加工余量、切削液以及是否需要讓刀等；（9）工件加工部位向視圖，并在向視圖上編出孔號。第三十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計2、加工示意圖

3）加工示意圖的繪制方法

多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)：鉆頭、接桿和主軸。（1）按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖。（2）根據(jù)工件加工要求及選定的加工方法確定刀具、導(dǎo)向套或托架的形式、位置及尺寸，選擇主軸和刀桿。圖12

（3）同一工位、同一加工面，加工相同結(jié)構(gòu)、尺寸和精度加工表面的主軸結(jié)構(gòu)是相同的，畫一根即可。第四十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計2、加工示意圖

3）加工示意圖的繪制方法

（4）對一些標(biāo)準(zhǔn)的通用結(jié)構(gòu)，可以不畫剖視。（5)標(biāo)注必要的尺寸。（6）確定動力部件的工作循環(huán)。（7）工作行程長度的確定。（8）最后在加工示意圖上標(biāo)注必要的說明。第四十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計3、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖1）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的作用表明了機(jī)床的形式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運(yùn)動關(guān)系，是開展各部件設(shè)計的依據(jù)。

2）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖表示的內(nèi)容（1）機(jī)床的布局形式（2）通用部件的型號和規(guī)格（3）主要專用部件的輪廓尺寸（4）工件幾個部件的主要聯(lián)系尺寸及運(yùn)動尺寸（5）電動機(jī)功率第四十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計3、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖

3）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖中主要聯(lián)系尺寸的確定（1）裝料高度尺寸的確定（2）夾具輪廓尺寸的確定（3）中間底座尺寸的確定（4）主軸箱輪廓尺寸的確定第四十三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計3、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖

4）機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖的繪制方法與步驟圖16

（1）縱向和高度方向尺寸基準(zhǔn)線的確定；（2）縱向尺寸的確定；（3）確定高度方向尺寸；（4）畫左視圖；（5）表示運(yùn)動部件的終點(diǎn)和原始狀態(tài)以及運(yùn)動過程中的情況；（6）標(biāo)注；（7）畫出各運(yùn)動部件的工作循環(huán)圖；第四十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計4、機(jī)床生產(chǎn)率計算卡

生產(chǎn)率計算卡是反映機(jī)床生產(chǎn)節(jié)拍或?qū)嶋H生產(chǎn)率和切削用量、動作時間、生產(chǎn)綱領(lǐng)及負(fù)荷率等關(guān)系的技術(shù)文件。它是用戶驗(yàn)收機(jī)床生產(chǎn)效率的重要依據(jù)。a.理想生產(chǎn)率Q（單位為：件/h）:是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)A（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。它與全年工時總數(shù)tk有關(guān)，一般情況下，單班制tk取2350h，兩班制tk取4600h，則

第四十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)7.3.4組合機(jī)床總體設(shè)計4、機(jī)床生產(chǎn)率計算卡

b)實(shí)際生產(chǎn)率Q1(單位為件/h):是指所設(shè)計機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即

——生產(chǎn)一個零件所需時間（min）c)機(jī)床負(fù)荷率

當(dāng)Q1>Q時，機(jī)床負(fù)荷率為二者之比。即組合機(jī)床負(fù)荷率一般為0.75-0.90，自動線負(fù)荷率為0.6-0.7。

第四十六頁，共七十七頁。

第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計7.4機(jī)械加工生產(chǎn)線的總體布局設(shè)計

一、生產(chǎn)線的工件傳送裝備二、生產(chǎn)線總體布局設(shè)計三、生產(chǎn)線總體聯(lián)系尺寸圖上一頁下一頁退出返回主頁四、機(jī)械加工生產(chǎn)線其它裝備的選擇與配置返回本章第四十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.4.1生產(chǎn)線的工件傳送裝置機(jī)械加工生產(chǎn)線總體布局是指組成生產(chǎn)線的機(jī)床、輔助裝備以及聯(lián)結(jié)這些裝備的工件傳送裝備的布置形式和聯(lián)接方式。工件傳送裝備是將被加工工件從一個工位傳送到下一個工位。生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)形式往往取決于工件的輸送方式。

1、工件傳送裝備應(yīng)滿足的基本要求（1）結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、便于布置（2）傳輸速度高（3）工作精度要滿足定位要求（4）保持工件預(yù)定的方位（5）與生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)形式相適應(yīng)第四十八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.4.1生產(chǎn)線的工件傳送裝置2、常用工件傳送裝備的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍（1）送料槽和送料道：工件自重傳送和強(qiáng)制傳送。（2）步伐式傳送裝備：可以采用機(jī)械、氣壓或液壓驅(qū)動。常見的有棘爪步伐式圖17、回轉(zhuǎn)步伐式圖18

（3）轉(zhuǎn)位裝備：要求轉(zhuǎn)位時間短，轉(zhuǎn)位精度高，工件送入轉(zhuǎn)位裝置和從轉(zhuǎn)位裝置送出的方位應(yīng)分別與上、下工段工件的傳送方位一致。第四十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.4.2生產(chǎn)線總體布局形式由生產(chǎn)類型、工件結(jié)構(gòu)形式、工件傳送方式、車間條件、工藝過程和生產(chǎn)綱領(lǐng)等因素決定。

1、直接傳送方式直線通過式（圖20）、折線通過式（圖21、圖22）、并聯(lián)支線形（圖23）、框形（圖24）、非通過式

2、帶隨行夾具方式將工件安裝在隨行夾具上，傳送線將隨行夾具依次傳送到各工位。

返回方式：水平返回、上方返回和下方返回。第五十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.4.2生產(chǎn)線總體布局形式3、懸掛傳送方式圖27

主要適用外形復(fù)雜及沒有合適傳送基準(zhǔn)的工件及軸類零件，且只是尺寸較小、形狀復(fù)雜的工件。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，適用于生產(chǎn)節(jié)拍較長的生產(chǎn)線。

4、生產(chǎn)線的連接方式（1）剛性聯(lián)接傳送裝置將生產(chǎn)線聯(lián)成一個整體，用同一節(jié)奏把工件從一個工位傳到另一個工位。

（2）柔性聯(lián)接沒有儲料裝置的生產(chǎn)線。

第五十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.4.3生產(chǎn)線總體聯(lián)系尺寸圖需要確定的尺寸：（1）機(jī)床間距（2）傳送步距t的確定（3）裝料高度的確定（4）轉(zhuǎn)位臺聯(lián)系尺寸的確定用來改變工件的加工表面。（5）傳送帶驅(qū)動裝置聯(lián)系尺寸圖31（6）生產(chǎn)線內(nèi)各裝備之間距離尺寸的確定第五十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁進(jìn)入下一節(jié)7.4.4機(jī)械加工生產(chǎn)線其它裝備的選擇與配置1、傳送帶驅(qū)動裝置的布置2、小螺紋孔加工檢查裝置3、精加工工序的自動檢測裝置4、裝卸工位控制機(jī)構(gòu)5、毛坯檢查裝置6、液壓站、電器柜及管路布置7、橋梯、操縱臺和工具臺的布置第五十三頁，共七十七頁。

第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計7.5柔性制造系統(tǒng)

一、概述

二、柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的系統(tǒng)方法上一頁下一頁退出返回主頁返回本章三、柔性制造系統(tǒng)總體設(shè)計四、柔性制造系統(tǒng)實(shí)例第五十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.1概述1、FMS的概念柔性制造系統(tǒng)（FMS）是一個以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、面向車間的開放式集成制造系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)

CIMS的基礎(chǔ)，它具有CAD、數(shù)控編程、分布式數(shù)控、工夾具管理、數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量管理等功能，它能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進(jìn)行調(diào)整，適用于多品種、中小批量生產(chǎn)。

第五十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.1概述2、FMS的組成圖33

（1）加工子系統(tǒng)：加工裝備、輔助裝備、工藝裝備。

（2）物流子系統(tǒng)：物料儲存、傳送和搬運(yùn)。典型的物流過程：工件流，刀具流。（3）控制子系統(tǒng)：過程控制、過程監(jiān)視。上述為三種基本組成，還包括FMS的管理、操作與調(diào)整維護(hù)及編程等工作。第五十六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.1概述3、柔性制造系統(tǒng)的工作原理FMS的模型和原理框圖如圖34所示。FMS工作過程可以這樣來描述：柔性制造系統(tǒng)接到上一級控制系統(tǒng)的有關(guān)生產(chǎn)計劃信息和技術(shù)信息后，由其信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理、分配，并按照所給的程序?qū)ξ锪飨到y(tǒng)進(jìn)行控制。第五十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.1概述4、柔性制造系統(tǒng)的類型根據(jù)所含機(jī)床的數(shù)量、機(jī)床結(jié)構(gòu)的不同，可將柔性制造系統(tǒng)分為柔性制造裝置（FMU）、柔性加工單元（

FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、柔性生產(chǎn)線（FPL）：（1）柔性制造裝置是以一臺加工中心為主的系統(tǒng)。（2）柔性加工單元有多種配置形式，至少有一臺加工中心、托盤庫、自動托盤交換站和刀具交換裝置。（3）柔性制造系統(tǒng)是通過一個自動化傳輸系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)，把FMC、數(shù)控加工裝備、檢測裝備等各單元聯(lián)接起來，完成不同品種與規(guī)格的自動傳輸和加工。（4）柔性加工生產(chǎn)線與傳統(tǒng)生產(chǎn)線不同。

第五十八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.2柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的系統(tǒng)方法1、柔性制造系統(tǒng)的規(guī)劃首先應(yīng)明確包含哪些內(nèi)容、要達(dá)到的目標(biāo)。其包含的內(nèi)容如圖36所示

2、柔性制造系統(tǒng)的基本參數(shù)圖37

（1）柔性制造系統(tǒng)的規(guī)摸（2）柔性制造系統(tǒng)的運(yùn)行時間（3）工件的類型（4）工件的尺寸范圍第五十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.2柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的系統(tǒng)方法3、柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo)：圖38

以最少的投資來實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率的多品種加工和降低制造成本。

4、柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容和步驟：圖391）確定機(jī)床的種類，功能要求和數(shù)量；2）確定加工裝備的最佳自動化程度；3）規(guī)劃出物流系統(tǒng)；4）估計生產(chǎn)中可以利用的良機(jī)和可能出現(xiàn)的麻煩，然后系統(tǒng)地提出組織管理系統(tǒng)的方案，并提出管理策略和規(guī)程。

第六十頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計1、零件族的確定及其工藝分析要使FMS具有滿意的運(yùn)行效率，必須從用戶的實(shí)際要求出發(fā)，選擇好上線的零件，并進(jìn)行工藝分析：

FMS零件族初選；FMS上線零件工藝分析的特點(diǎn)；工藝分析步驟：第六十一頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計1、零件族的確定及其工藝分析c.工藝分析步驟：消化和分析工序劃分選擇工藝基準(zhǔn)安排工藝路線。選擇切削刀具，確定切削參數(shù)。擬定夾具方案。加工零件的檢查安排。工時計算與統(tǒng)計。生產(chǎn)批量。工藝方案的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行效益的預(yù)估。第六十二頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計2、加工設(shè)備的選擇與配置（1）FMS對機(jī)床的要求：加工工序集中、控制方便、兼顧柔性和生產(chǎn)率

（2）選擇機(jī)床的原則

機(jī)床種類和數(shù)量的確定圖40

（3）FMS的機(jī)床配置型式

第六十三頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計3、FMS總體平面布局1）FMS總體平面布局的原則：有利于提高加工精度；排屑方便，便于盛切屑小車推出系統(tǒng)或設(shè)置排屑自動輸送溝；便于整個車間的物流通暢和自動化；避免系統(tǒng)通信線路受到外界磁場干擾；布局模塊化，使系統(tǒng)控制簡潔；有利于人身安全，設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)；占地面積較小，且便于維修；便于系統(tǒng)擴(kuò)展。第六十四頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計3、FMS總體平面布局

2）FMS總體平面布局的形式：（1）基于裝備之間關(guān)系的平面布局隨機(jī)布局、功能布局、模塊布局和單元布局。

（2）基于物料傳送路徑的平面布局直線形布局、環(huán)形布局、網(wǎng)絡(luò)形等。第六十五頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計4、FMS各獨(dú)立工位及其配置原則工位的設(shè)置與柔性制造系統(tǒng)的規(guī)模、類型與功能需求有關(guān)。

1）機(jī)械加工工位

對工件進(jìn)行切削加工的地點(diǎn)，一般泛指機(jī)床。

加工中心的精度包括工作臺和主軸移動的直線度、定位精度、重復(fù)精度以及主軸回轉(zhuǎn)精度等。第六十六頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計2）裝卸工位在托盤上裝卸夾具和工件的地點(diǎn)，它是工件進(jìn)入、退出FMS的界面。3）檢測工位

對完工或部分完工的工件進(jìn)行測量或檢驗(yàn)的地點(diǎn)。4）清洗工位

對托盤進(jìn)行自動沖洗和清除滯留在其上的切屑的地點(diǎn)。第六十七頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁下一頁7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計

5、FMS的物料儲運(yùn)系統(tǒng)及其配置FMS的物料是指工件（含托盤和夾具）和刀具（含刀具柄部）。1）工件搬運(yùn)系統(tǒng)工件經(jīng)工件裝卸站進(jìn)入或退出系統(tǒng)以及在系統(tǒng)內(nèi)的傳送過程。2）刀具搬運(yùn)系統(tǒng)指刀具（含刀具柄部）經(jīng)刀具進(jìn)出站進(jìn)入或退出系統(tǒng)以及在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)送的裝置。

第六十八頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計

6、FMS檢測監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)置原則及其內(nèi)容1）設(shè)置檢測監(jiān)視系統(tǒng)的原則及要求：進(jìn)一步容納新技術(shù)和擴(kuò)充的能力；可靠性，可維護(hù)性與操作性。便于數(shù)據(jù)分散采集和集中分析。合適的響應(yīng)速度。預(yù)報故障。對工作人員提供可靠保護(hù)。預(yù)處理測量信號的能力，對復(fù)雜參數(shù)的判斷能力以及測量和處理大量的模擬和數(shù)字信號的能力。第六十九頁，共七十七頁。第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計退出返回本節(jié)返回主頁未完待續(xù)……7.5.3柔性制造系統(tǒng)的總體設(shè)計6、FMS檢測監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)置原則及其內(nèi)容2）FMS檢測監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視方式及其內(nèi)容方式：①對設(shè)備或環(huán)境進(jìn)行連續(xù)實(shí)時地測量②對檢測點(diǎn)或環(huán)境定時或按約定時間進(jìn)行采集測量③操作者在任意的時間對監(jiān)測點(diǎn)或環(huán)境進(jìn)行觀察測量，④工件加工