第6章汽車加工生產(chǎn)線總體設(shè)計

1、第六章第六章 機械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計機械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計6.1 6.1 概概 述述 6.1.1 6.1.1 機械加工生產(chǎn)線及其基本組成機械加工生產(chǎn)線及其基本組成 機械加工生產(chǎn)線機械加工生產(chǎn)線為實現(xiàn)零件的機械加工工藝為實現(xiàn)零件的機械加工工藝過程，以機床為主要設(shè)備再配以相應(yīng)的輸送裝置與輔過程，以機床為主要設(shè)備再配以相應(yīng)的輸送裝置與輔助裝置，并按工件的加工工藝順序排列而成的生產(chǎn)作助裝置，并按工件的加工工藝順序排列而成的生產(chǎn)作業(yè)線。機械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、輸送業(yè)線。機械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、輸送裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)組成。裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)組成。 6.1.2 6.1.2

2、 機械加工生產(chǎn)線的類型機械加工生產(chǎn)線的類型 機械加工生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度常常有很大差機械加工生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)及復(fù)雜程度常常有很大差別，主要取決于工件的生產(chǎn)類型和工件的加工要求，別，主要取決于工件的生產(chǎn)類型和工件的加工要求，主要有如下類型主要有如下類型 1. 1. 單一產(chǎn)品固定節(jié)拍生產(chǎn)線單一產(chǎn)品固定節(jié)拍生產(chǎn)線 其特點是：其特點是：生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品的工藝流程生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品的工藝流程布局，由高效專用的制造裝備、輸送裝備和輔助裝備布局，由高效專用的制造裝備、輸送裝備和輔助裝備組成，制造單一品種的產(chǎn)品，工件沿固定的路線流動，組成，制造單一品種的產(chǎn)品，工件沿固定的路線流動，采用自動化的物流輸送

3、裝置，嚴格按生產(chǎn)節(jié)拍進行生采用自動化的物流輸送裝置，嚴格按生產(chǎn)節(jié)拍進行生產(chǎn)，在制品數(shù)量少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)，在制品數(shù)量少，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定, ,專用專用性強，投資大，較難進行改造以適應(yīng)其它產(chǎn)品的生產(chǎn)。性強，投資大，較難進行改造以適應(yīng)其它產(chǎn)品的生產(chǎn)。2. 2. 單一產(chǎn)品非固定節(jié)拍生產(chǎn)線單一產(chǎn)品非固定節(jié)拍生產(chǎn)線 其特點是：其特點是：生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品工藝流程布生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品工藝流程布局，由局，由不同自動化程度的專用制造裝備組成，不同自動化程度的專用制造裝備組成，工件沿工件沿固定的路線流動，各設(shè)備的工作節(jié)拍不一樣固定的路線流動，各設(shè)備的工作節(jié)拍不一樣, , 生產(chǎn)線生產(chǎn)線

4、各設(shè)備間工件的傳輸沒有固定的節(jié)拍，較難采用自動各設(shè)備間工件的傳輸沒有固定的節(jié)拍，較難采用自動化程度較高的工件輸送裝置。相隔若干個設(shè)備之間需化程度較高的工件輸送裝置。相隔若干個設(shè)備之間需設(shè)置儲料裝置，將生產(chǎn)線分成若干工段。儲料裝置前設(shè)置儲料裝置，將生產(chǎn)線分成若干工段。儲料裝置前后的設(shè)備或工段可以彼此獨立地工作。后的設(shè)備或工段可以彼此獨立地工作。 3. 3. 成組產(chǎn)品可調(diào)整生產(chǎn)線成組產(chǎn)品可調(diào)整生產(chǎn)線 其特點是：其特點是：生產(chǎn)線的制造裝備按成組工藝流程布生產(chǎn)線的制造裝備按成組工藝流程布局局, ,由由可調(diào)整的專用制造裝備組成可調(diào)整的專用制造裝備組成, ,生產(chǎn)按結(jié)構(gòu)和工藝生產(chǎn)按結(jié)構(gòu)和工藝相似產(chǎn)品相似產(chǎn)品

5、, ,屬于多品種中小屬于多品種中小批量生產(chǎn)類型批量生產(chǎn)類型, ,具有一定的具有一定的生產(chǎn)效率和自動化程度。生產(chǎn)效率和自動化程度。各產(chǎn)品沿大致相同的路線流各產(chǎn)品沿大致相同的路線流動，當產(chǎn)品更新時改造和重組生產(chǎn)線的可能性較大，動，當產(chǎn)品更新時改造和重組生產(chǎn)線的可能性較大，生產(chǎn)線上各設(shè)備的工作節(jié)拍是不一樣的，設(shè)備或工段生產(chǎn)線上各設(shè)備的工作節(jié)拍是不一樣的，設(shè)備或工段間需設(shè)置儲料裝置，輸送裝置的自動化程度通常不是間需設(shè)置儲料裝置，輸送裝置的自動化程度通常不是很高。很高。4.4.柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線 其特點是：其特點是：生產(chǎn)線的制造裝備由高度自動化的多生產(chǎn)線的制造裝備由高度自動化的多功能柔性加工設(shè)

6、備功能柔性加工設(shè)備( (如加工中心、數(shù)控機床等如加工中心、數(shù)控機床等) )、物料、物料輸送裝置及計算機控制系統(tǒng)組成，主要用于中小批量輸送裝置及計算機控制系統(tǒng)組成，主要用于中小批量生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高、加工工藝不同生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高、加工工藝不同的同類工件。建立這類生產(chǎn)線技術(shù)難度高，投資大。的同類工件。建立這類生產(chǎn)線技術(shù)難度高，投資大。生產(chǎn)線進行混流加工，各設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)是多變的，生產(chǎn)線進行混流加工，各設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)是多變的，生產(chǎn)線沒有統(tǒng)一的節(jié)拍，工序間應(yīng)有在制品的存儲，生產(chǎn)線沒有統(tǒng)一的節(jié)拍，工序間應(yīng)有在制品的存儲，物料輸送裝置有較大的柔性，能靈活迅速地生產(chǎn)出符物料輸送

7、裝置有較大的柔性，能靈活迅速地生產(chǎn)出符合市場需要的一定范圍內(nèi)的產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣泛。合市場需要的一定范圍內(nèi)的產(chǎn)品，應(yīng)用越來越廣泛。 6.1.3 6.1.3 機械加工生產(chǎn)線設(shè)計應(yīng)遵循的原則機械加工生產(chǎn)線設(shè)計應(yīng)遵循的原則 1 1）首先應(yīng)保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，加工成本較低；）首先應(yīng)保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量，加工成本較低； 2 2）在保證產(chǎn)品加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)滿足生產(chǎn)綱）在保證產(chǎn)品加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求；領(lǐng)的要求； 3 3）生產(chǎn)線應(yīng)有一定的柔性；）生產(chǎn)線應(yīng)有一定的柔性； 4 4） 應(yīng)盡量減輕工人的勞動強度，提供一個安全、應(yīng)盡量減輕工人的勞動強度，提供一個安全、舒適和宜人的工作環(huán)境；舒適和宜人

8、的工作環(huán)境； 5 5）生產(chǎn)線的設(shè)計應(yīng)有利于對資源和環(huán)境的保護，）生產(chǎn)線的設(shè)計應(yīng)有利于對資源和環(huán)境的保護，實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)過程。實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)過程。 6.1.4 6.1.4 機械加工生產(chǎn)線設(shè)計的內(nèi)容及步驟機械加工生產(chǎn)線設(shè)計的內(nèi)容及步驟 1 1）生產(chǎn)線工藝方案的制訂。）生產(chǎn)線工藝方案的制訂。2 2）生產(chǎn)線通用加工裝備的選型和專用機床的設(shè)計。）生產(chǎn)線通用加工裝備的選型和專用機床的設(shè)計。3 3）生產(chǎn)線物流輸送裝置的選型及設(shè)計。）生產(chǎn)線物流輸送裝置的選型及設(shè)計。4 4）生產(chǎn)線輔助裝置的選型及設(shè)計。）生產(chǎn)線輔助裝置的選型及設(shè)計。5 5）生產(chǎn)線總體布局設(shè)計。）生產(chǎn)線總體布局設(shè)計。6 6）生產(chǎn)線總聯(lián)系尺寸圖的繪

9、制。）生產(chǎn)線總聯(lián)系尺寸圖的繪制。6.2 6.2 生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計生產(chǎn)線工藝方案設(shè)計 6.2.1 6.2.1 生產(chǎn)線工藝方案的制訂生產(chǎn)線工藝方案的制訂 1.1.分析被加工零件的要求及現(xiàn)場條件分析被加工零件的要求及現(xiàn)場條件 1 1）分析被加工零件的種類、結(jié)構(gòu)和工藝情況，需）分析被加工零件的種類、結(jié)構(gòu)和工藝情況，需要完成的工藝內(nèi)容，應(yīng)達到的精度要求和技術(shù)條件。要完成的工藝內(nèi)容，應(yīng)達到的精度要求和技術(shù)條件。2 2）分析零件技術(shù)要求對產(chǎn)品性能影響程度。）分析零件技術(shù)要求對產(chǎn)品性能影響程度。3 3）分析工件的材料和硬度，毛坯情況、加工余量，）分析工件的材料和硬度，毛坯情況、加工余量，預(yù)加工情況預(yù)加工情況

10、( (包括定位基面的加工包括定位基面的加工) )達到的精度。達到的精度。4 4）要求達到的生產(chǎn)率大小。）要求達到的生產(chǎn)率大小。 5 5）車間平面布置情況，工件和切屑的流向，生）車間平面布置情況，工件和切屑的流向，生產(chǎn)線在車間的安裝位置及允許占用面積，車間對刀具產(chǎn)線在車間的安裝位置及允許占用面積，車間對刀具結(jié)構(gòu)和材料、切削用量等方面的特殊要求；結(jié)構(gòu)和材料、切削用量等方面的特殊要求；6 6）有無潤滑、冷卻液的集中供給系統(tǒng)及其壓力，）有無潤滑、冷卻液的集中供給系統(tǒng)及其壓力，潤滑潤滑冷卻供給設(shè)備的位置；冷卻供給設(shè)備的位置；7 7）車間電網(wǎng)的電壓，允許最大的起動功率，有）車間電網(wǎng)的電壓，允許最大的起動功

11、率，有無壓縮空氣及其壓力；無壓縮空氣及其壓力；8 8）被加工零件的現(xiàn)行工藝及其加工方法，精度）被加工零件的現(xiàn)行工藝及其加工方法，精度保證情況及生產(chǎn)率。保證情況及生產(chǎn)率。2. 2. 確定生產(chǎn)類型確定生產(chǎn)類型 設(shè)計生產(chǎn)線必須首先確定產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。不設(shè)計生產(chǎn)線必須首先確定產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。不同生產(chǎn)類型生產(chǎn)線的專業(yè)化和自動化程度有較大差同生產(chǎn)類型生產(chǎn)線的專業(yè)化和自動化程度有較大差別，制造裝備的選型和設(shè)計的要求也不同，生產(chǎn)線別，制造裝備的選型和設(shè)計的要求也不同，生產(chǎn)線的總體布局和物流設(shè)計也各有特點的總體布局和物流設(shè)計也各有特點。生產(chǎn)類型是指工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。生產(chǎn)類型是指工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度

12、的分類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三類。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三類。 3. 3. 確定毛坯類型確定毛坯類型 毛坯類型有鑄件、鍛件和型材三大類。鑄件可毛坯類型有鑄件、鍛件和型材三大類。鑄件可采用砂型鑄造或特種鑄造等方法獲得。特種鑄造方采用砂型鑄造或特種鑄造等方法獲得。特種鑄造方法有熔模鑄造、殼型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、法有熔模鑄造、殼型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造、連續(xù)鑄造等，離心鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造、連續(xù)鑄造等，一般可獲得較高的鑄件質(zhì)量。鍛件可采用手工鍛造、一般可獲得較高的鑄件質(zhì)量。鍛件可采用手工鍛造、自由鍛造、胎模鍛造、模型鍛造

13、或特種鍛造等方法自由鍛造、胎模鍛造、模型鍛造或特種鍛造等方法獲得。特種鍛造如軋、輥、沖、擠等。獲得。特種鍛造如軋、輥、沖、擠等。 4. 4. 生產(chǎn)線工藝方案的擬定生產(chǎn)線工藝方案的擬定 1 1）輸送方式的確定）輸送方式的確定 2 2）定位基面的選擇）定位基面的選擇 3 3）確定各表面的加工工藝）確定各表面的加工工藝 4 4）劃分加工階段）劃分加工階段 5 5）確定工序集中和分散程度）確定工序集中和分散程度 6 6）安排工序順序）安排工序順序 6.2.2 6.2.2 機床設(shè)備的選型機床設(shè)備的選型 機床設(shè)備是否選擇得正確、合理，不僅影響工機床設(shè)備是否選擇得正確、合理，不僅影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率

14、和制造成本，而且還將涉件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和制造成本，而且還將涉及生產(chǎn)線的投資強度和投資的回收期限。機床設(shè)備及生產(chǎn)線的投資強度和投資的回收期限。機床設(shè)備選型是生產(chǎn)線設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。選型是生產(chǎn)線設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 6.2.3 6.2.3 生產(chǎn)線的生產(chǎn)率與經(jīng)濟性生產(chǎn)線的生產(chǎn)率與經(jīng)濟性 1. 1. 生產(chǎn)線的生產(chǎn)率生產(chǎn)線的生產(chǎn)率 生產(chǎn)線的生產(chǎn)率可用生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間生產(chǎn)線的生產(chǎn)率可用生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間tP衡衡量，量，tP值越小，生產(chǎn)線的生產(chǎn)率越高。值越小，生產(chǎn)線的生產(chǎn)率越高。 tP = T N 式中式中: N生產(chǎn)線的計算生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)線的計算生產(chǎn)綱領(lǐng)(件年件年)。 T生產(chǎn)線的全年有效工作時間生產(chǎn)線的

15、全年有效工作時間(小時小時)。 T = 8（365 52 2 10）m k。 m為生產(chǎn)線每天工作班數(shù)為生產(chǎn)線每天工作班數(shù) k為生產(chǎn)線停修系數(shù)為生產(chǎn)線停修系數(shù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間tP是進行生產(chǎn)線設(shè)計的重是進行生產(chǎn)線設(shè)計的重要依據(jù)，生產(chǎn)線中各個工序的單件時間要依據(jù)，生產(chǎn)線中各個工序的單件時間td都必須小于都必須小于生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間。生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍時間。一條生產(chǎn)線要完成若干道工序的加工，有些工序一條生產(chǎn)線要完成若干道工序的加工，有些工序的機床可能利用得較充分，有些工序的機床可能利的機床可能利用得較充分，有些工序的機床可能利用得不充分。為衡量整條生產(chǎn)線機床的利用情況，用得不充

16、分。為衡量整條生產(chǎn)線機床的利用情況，應(yīng)求出整條生產(chǎn)線的機床平均負荷率應(yīng)求出整條生產(chǎn)線的機床平均負荷率平均平均 。為確保生產(chǎn)線機床能得到充分利用，生產(chǎn)線的機為確保生產(chǎn)線機床能得到充分利用，生產(chǎn)線的機床平均負荷率床平均負荷率平均平均不應(yīng)低于不應(yīng)低于0.8。 2.2.生產(chǎn)線的經(jīng)濟性分析生產(chǎn)線的經(jīng)濟性分析 生產(chǎn)線的經(jīng)濟效果的優(yōu)劣主要由以下兩項經(jīng)濟生產(chǎn)線的經(jīng)濟效果的優(yōu)劣主要由以下兩項經(jīng)濟指標來衡量：指標來衡量：1 1）零件的生產(chǎn)成本）零件的生產(chǎn)成本 一個零件的生產(chǎn)成本由直接費用和間接費用兩一個零件的生產(chǎn)成本由直接費用和間接費用兩大類組成。直接費用是指與制造零件直接有關(guān)的費大類組成。直接費用是指與制造零件

17、直接有關(guān)的費用，包括毛坯費用、工序費用、積存費用、運輸費用，包括毛坯費用、工序費用、積存費用、運輸費用和資源損失費用等。用和資源損失費用等。間接費用包括工廠的行政管間接費用包括工廠的行政管理費用、技術(shù)部門的費用和車間費用等。理費用、技術(shù)部門的費用和車間費用等。2 2）建線投資的回收期）建線投資的回收期 生產(chǎn)線建線投資的回收期的長短直接關(guān)系到生產(chǎn)生產(chǎn)線建線投資的回收期的長短直接關(guān)系到生產(chǎn)線的經(jīng)濟效益，是生產(chǎn)線設(shè)計的重要經(jīng)濟指標。生產(chǎn)線的經(jīng)濟效益，是生產(chǎn)線設(shè)計的重要經(jīng)濟指標。生產(chǎn)線建線投資回收期限線建線投資回收期限T( (年年) )為：為： )CS(NIT 式中：式中：I 生產(chǎn)線建線投資總額生產(chǎn)線

18、建線投資總額(元元) S 零件的銷售價格零件的銷售價格(元件元件) C 零件的制造成本零件的制造成本(元件元件) N 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)（件計算生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）年） 生產(chǎn)線建線投資回收期限了越短，生產(chǎn)線的經(jīng)濟生產(chǎn)線建線投資回收期限了越短，生產(chǎn)線的經(jīng)濟效益越好，一般應(yīng)同時滿足以下條件才允許建線：效益越好，一般應(yīng)同時滿足以下條件才允許建線：1 1）投資回收期應(yīng)小于生產(chǎn)線制造裝備的使用年限；）投資回收期應(yīng)小于生產(chǎn)線制造裝備的使用年限；2 2）投資回收期應(yīng)小于該產(chǎn)品）投資回收期應(yīng)小于該產(chǎn)品( (零件零件) )的預(yù)定生產(chǎn)年限；的預(yù)定生產(chǎn)年限；3 3）投資回收期應(yīng)小于）投資回收期應(yīng)小于4 46 6年。年。 在

19、生產(chǎn)線建線投資總額在生產(chǎn)線建線投資總額I中，加工裝備尤其是關(guān)鍵中，加工裝備尤其是關(guān)鍵加工裝備的投資所占份額甚大，在決定選購復(fù)雜昂貴加加工裝備的投資所占份額甚大，在決定選購復(fù)雜昂貴加工裝備前，必須核算其投資的回收期限，如在工裝備前，必須核算其投資的回收期限，如在4 46 6年年內(nèi)收不回設(shè)備投資，則不宜選購，應(yīng)另行選擇其它類型內(nèi)收不回設(shè)備投資，則不宜選購，應(yīng)另行選擇其它類型的加工裝備。的加工裝備。6.3 6.3 生產(chǎn)線專用機床的總體設(shè)計生產(chǎn)線專用機床的總體設(shè)計 生產(chǎn)線上的加工裝備既有通用機床、數(shù)控機床，生產(chǎn)線上的加工裝備既有通用機床、數(shù)控機床，也有專用機床。通用機床和數(shù)控機床一般都有定型產(chǎn)也有專用

20、機床。通用機床和數(shù)控機床一般都有定型產(chǎn)品，可以根據(jù)生產(chǎn)線的工藝要求進行選購。專用機床品，可以根據(jù)生產(chǎn)線的工藝要求進行選購。專用機床沒有定型產(chǎn)品，必須根據(jù)所加工零件的工藝要求進行沒有定型產(chǎn)品，必須根據(jù)所加工零件的工藝要求進行專門設(shè)計。專門設(shè)計。專用機床區(qū)別于通用機床的最基本的特征就是它專用機床區(qū)別于通用機床的最基本的特征就是它只用于完成某種零件的特定工序。在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)相只用于完成某種零件的特定工序。在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)相似零件族的典型零件的工藝要求進行設(shè)計；應(yīng)采用模似零件族的典型零件的工藝要求進行設(shè)計；應(yīng)采用模塊化設(shè)計方法。專用機床設(shè)計需完成被加工工件的工塊化設(shè)計方法。專用機床設(shè)計需完成被加工工件的

21、工序圖、加工示意圖、機床總聯(lián)系尺寸圖、機床夾具圖、序圖、加工示意圖、機床總聯(lián)系尺寸圖、機床夾具圖、生產(chǎn)率計算卡等，即生產(chǎn)率計算卡等，即“四圖一卡四圖一卡”的設(shè)計工作。的設(shè)計工作。 工件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺工件工序圖是根據(jù)選定的工藝方案，表示在一臺機床上或一條生產(chǎn)線上完成的工序內(nèi)容、加工部位的機床上或一條生產(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、夾緊部位，尺寸及精度、技術(shù)要求、加工用定位基準、夾緊部位，以及工件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的以及工件的材料、硬度和在本機床加工前毛坯情況的圖樣。它是在原零件圖基礎(chǔ)上以突出本機床或生產(chǎn)線圖樣。它是

22、在原零件圖基礎(chǔ)上以突出本機床或生產(chǎn)線加工內(nèi)容，輔以必要的文字說明繪制的。它是專用機加工內(nèi)容，輔以必要的文字說明繪制的。它是專用機床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時檢驗和調(diào)整機床床設(shè)計的主要依據(jù)，也是制造使用時檢驗和調(diào)整機床的重要技術(shù)文件。的重要技術(shù)文件。6.3.1 6.3.1 工序圖的繪制工序圖的繪制1. 1. 工序圖的作用與要求工序圖的作用與要求2. 2. 工序圖中應(yīng)表示的內(nèi)容工序圖中應(yīng)表示的內(nèi)容 1 1）工件的加工部位及其尺寸、形狀、位置精度和）工件的加工部位及其尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。表面粗糙度。 2 2）加工前零件的形狀、主要尺寸和已達到的技術(shù)）加工前零件的形狀、主要尺寸和已達

23、到的技術(shù)要求。要求。 3 3）定位基面、夾緊部位、輔助支承位置，以及它）定位基面、夾緊部位、輔助支承位置，以及它們與主要加工部位之間的尺寸和精度。們與主要加工部位之間的尺寸和精度。 4 4）工件的名稱、材料、硬度、重量以及毛坯種類、）工件的名稱、材料、硬度、重量以及毛坯種類、精度和加工余量等。精度和加工余量等。 3. 3. 工序圖的繪制方法工序圖的繪制方法 1 1）用細實線畫出工件的形狀和輪廓尺寸。）用細實線畫出工件的形狀和輪廓尺寸。 2 2）用粗實線畫出本機床加工的部位，并標出本道）用粗實線畫出本機床加工的部位，并標出本道工序加工表面的尺寸、精度、粗糙度、位置尺寸及精工序加工表面的尺寸、精度

24、、粗糙度、位置尺寸及精度和技術(shù)要求。度和技術(shù)要求。 3 3）標出加工用定位基準、夾緊部位及夾緊方向，）標出加工用定位基準、夾緊部位及夾緊方向，以便進行夾具的支承、定位及夾緊系統(tǒng)的設(shè)計。以便進行夾具的支承、定位及夾緊系統(tǒng)的設(shè)計。4 4）圖中應(yīng)注明工件的名稱、編號、材料、硬度）圖中應(yīng)注明工件的名稱、編號、材料、硬度以及被加工部位的余量。以及被加工部位的余量。5 5）生產(chǎn)線的工件工序圖繪制時，一般按全線或）生產(chǎn)線的工件工序圖繪制時，一般按全線或工段來繪制，并表示出與工件輸送設(shè)備有關(guān)的圖形、工段來繪制，并表示出與工件輸送設(shè)備有關(guān)的圖形、尺寸及精度要求。尺寸及精度要求。6 6）必要的文字說明。）必要的文

25、字說明。 6.3.2 6.3.2 加工示意圖設(shè)計加工示意圖設(shè)計 1.1.加工示意圖的作用加工示意圖的作用 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床工藝方案，是刀具、輔具的布置圖，是刀具、定的機床工藝方案，是刀具、輔具的布置圖，是刀具、輔具、夾具、電氣、液壓、主軸箱等部件設(shè)計的重要輔具、夾具、電氣、液壓、主軸箱等部件設(shè)計的重要依據(jù)，是機床布局和機床性能的原始要求，是機床試依據(jù)，是機床布局和機床性能的原始要求，是機床試車前對刀和調(diào)整的技術(shù)資料。車前對刀和調(diào)整的技術(shù)資料。 2.2.多軸鉆主軸箱主軸、刀具的結(jié)構(gòu)多軸鉆主軸箱主軸、刀具的結(jié)構(gòu) 多軸同時鉆

26、孔時，在加工終了位置多軸箱端面到多軸同時鉆孔時，在加工終了位置多軸箱端面到工件端面的距離是定值，然而每根主軸上的鉆頭加工工件端面的距離是定值，然而每根主軸上的鉆頭加工的孔深不一定相同，這就要求鉆頭安裝在不同的軸向的孔深不一定相同，這就要求鉆頭安裝在不同的軸向位置；鉆頭在使用時有磨損，因此要求刀具能軸向調(diào)位置；鉆頭在使用時有磨損，因此要求刀具能軸向調(diào)整以補償磨損。多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)主要由鉆頭、接桿整以補償磨損。多軸箱的主軸結(jié)構(gòu)主要由鉆頭、接桿和主軸三部分組成。和主軸三部分組成。3.3.加工示意圖表示的內(nèi)容加工示意圖表示的內(nèi)容 1 1）加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布情況。）加工部位結(jié)構(gòu)尺寸、精度及分布

27、情況。2 2）刀具、刀桿及其與主軸的連接結(jié)構(gòu)。）刀具、刀桿及其與主軸的連接結(jié)構(gòu)。3 3）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及大鏜桿的托架結(jié)構(gòu)。）導(dǎo)向結(jié)構(gòu)以及大鏜桿的托架結(jié)構(gòu)。4 4）上述結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸、配合尺寸及其配合精度。）上述結(jié)構(gòu)的聯(lián)系尺寸、配合尺寸及其配合精度。5 5）切削用量。）切削用量。6 6）工作循環(huán)及工作行程。）工作循環(huán)及工作行程。7 7）多工位機床的工位區(qū)別以及逐個工位的上述內(nèi)容。）多工位機床的工位區(qū)別以及逐個工位的上述內(nèi)容。8 8）工件名稱、材料、加工余量、冷卻潤滑及讓刀等。）工件名稱、材料、加工余量、冷卻潤滑及讓刀等。9 9）工件加工部位向示圖，并在向示圖上編出孔號。）工件加工部位向示圖，并在向示

28、圖上編出孔號。 4.4.加工示意圖的繪制方法加工示意圖的繪制方法 1 1）按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖。）按比例繪制工件的外形及加工部位的展開圖。工件在圖中允許只畫出加工部分。工件在圖中允許只畫出加工部分。2 2）根據(jù)工件加工要求及選定的加工方法確定刀具）根據(jù)工件加工要求及選定的加工方法確定刀具和導(dǎo)向或托架的型式、位置及尺寸，選擇主軸和接桿。和導(dǎo)向或托架的型式、位置及尺寸，選擇主軸和接桿。依次畫出刀具、導(dǎo)向和托架示意圖、接桿和主軸。依次畫出刀具、導(dǎo)向和托架示意圖、接桿和主軸。3 3）在同一工位、同一加工面上，相同的加工表面）在同一工位、同一加工面上，相同的加工表面的主軸接桿是相同的，

29、只畫出一根即可。的主軸接桿是相同的，只畫出一根即可。4）對一些標準的通用結(jié)構(gòu)，可以不畫剖視圖，而）對一些標準的通用結(jié)構(gòu)，可以不畫剖視圖，而專用結(jié)構(gòu)應(yīng)畫剖視圖。專用結(jié)構(gòu)應(yīng)畫剖視圖。5）標注主軸端部外徑和內(nèi)孔徑）標注主軸端部外徑和內(nèi)孔徑(Dd)，懸伸長度，懸伸長度，刀具各段直徑及長度，導(dǎo)向的直徑、長度、配合，工刀具各段直徑及長度，導(dǎo)向的直徑、長度、配合，工件距導(dǎo)向套端面的距離等。件距導(dǎo)向套端面的距離等。6）決定動力部件的工作循環(huán)及行程。）決定動力部件的工作循環(huán)及行程。 5.5.決定動力部件的工作循環(huán)及行程決定動力部件的工作循環(huán)及行程1 1）工作進給長度）工作進給長度2 2）快退行程長度）快退行程長

30、度3 3）快進行程長度）快進行程長度4 4）工作行程長度）工作行程長度5 5）總的行程長度）總的行程長度6.3.3 6.3.3 機床總聯(lián)系尺寸圖設(shè)計機床總聯(lián)系尺寸圖設(shè)計 1.1.機床總聯(lián)系尺寸圖的作用機床總聯(lián)系尺寸圖的作用 機床總聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機床的型式和布機床總聯(lián)系尺寸圖清楚地表明了機床的型式和布局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運局，規(guī)定各部件的輪廓尺寸及相互間的裝配關(guān)系和運動關(guān)系，是開展各部件設(shè)計的依據(jù)。動關(guān)系，是開展各部件設(shè)計的依據(jù)。 2.2.機床總聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容機床總聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容 1 1）機床的布局形式）機床的布局形式2 2）通用部件的型號和規(guī)格）通用部件的型

31、號和規(guī)格3 3）主要專用部件的輪廓尺寸）主要專用部件的輪廓尺寸4 4）工件及各部件間的主要聯(lián)系尺寸及運動尺寸）工件及各部件間的主要聯(lián)系尺寸及運動尺寸5 5）電動機功率）電動機功率3.3.機床總聯(lián)系尺寸圖中主要聯(lián)系尺寸的確定機床總聯(lián)系尺寸圖中主要聯(lián)系尺寸的確定 1)1)裝料高度尺寸的確定裝料高度尺寸的確定 ；2)2)夾具輪廓尺寸的確定；夾具輪廓尺寸的確定；3)3)中間底座尺寸的確定；中間底座尺寸的確定；4)4)主軸箱輪廓尺寸的確定。主軸箱輪廓尺寸的確定。 4.4.機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制方法與步驟機床總聯(lián)系尺寸圖的繪制方法與步驟 6.3.4 6.3.4 生產(chǎn)率計算卡的編制生產(chǎn)率計算卡的編制6.4

32、6.4 生產(chǎn)線的總體布局設(shè)計生產(chǎn)線的總體布局設(shè)計 在進行生產(chǎn)線總體布局設(shè)計時，須確定工件的在進行生產(chǎn)線總體布局設(shè)計時，須確定工件的輸送方式和裝置，合理配置毛坯、半成品和成品的輸送方式和裝置，合理配置毛坯、半成品和成品的存放面積和存放地點，確定生產(chǎn)線總體布局方式，存放面積和存放地點，確定生產(chǎn)線總體布局方式，繪制設(shè)備平面布置總聯(lián)系尺寸圖。繪制設(shè)備平面布置總聯(lián)系尺寸圖。 6.4.1 6.4.1 生產(chǎn)線的工件輸送裝置生產(chǎn)線的工件輸送裝置 工件輸送裝置是生產(chǎn)線中的一個重要組成部分，工件輸送裝置是生產(chǎn)線中的一個重要組成部分，它將被加工工件從一個工序它將被加工工件從一個工序( (工位工位) )傳送到下一工序

33、傳送到下一工序( (工位工位) )。為保證生產(chǎn)線按規(guī)定節(jié)拍連續(xù)工作提供條件，。為保證生產(chǎn)線按規(guī)定節(jié)拍連續(xù)工作提供條件，并從結(jié)構(gòu)上把生產(chǎn)線上眾多加工設(shè)備聯(lián)接成為一個整并從結(jié)構(gòu)上把生產(chǎn)線上眾多加工設(shè)備聯(lián)接成為一個整體。生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)型式往往取決于工件的體。生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)型式往往取決于工件的輸送方式。輸送方式。 1. 1. 對工件輸送裝置的基本要求對工件輸送裝置的基本要求 1 1）輸送速度要高，盡量減少生產(chǎn)線的輔助時間。）輸送速度要高，盡量減少生產(chǎn)線的輔助時間。2 2）輸送裝置的工作精度要滿足工件（或隨行夾具）輸送裝置的工作精度要滿足工件（或隨行夾具）的定位要求。的定位要求。 3 3

34、）輸送過程中要嚴格保持工件預(yù)定的方位。）輸送過程中要嚴格保持工件預(yù)定的方位。4 4）輸送裝置應(yīng)與生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)型式相）輸送裝置應(yīng)與生產(chǎn)線的總體布局和結(jié)構(gòu)型式相適應(yīng)。適應(yīng)。 2.2.常用工件輸送裝置的類型、特點及應(yīng)用范圍常用工件輸送裝置的類型、特點及應(yīng)用范圍 1 1）輸料槽和輸料道）輸料槽和輸料道 輸料槽和輸料道有利用工件自重輸送和強制輸送輸料槽和輸料道有利用工件自重輸送和強制輸送兩種型式。利用工件自重輸送工件不需要動力源和驅(qū)兩種型式。利用工件自重輸送工件不需要動力源和驅(qū)動裝置，結(jié)構(gòu)簡單。只有在無法用自重輸送方式或為動裝置，結(jié)構(gòu)簡單。只有在無法用自重輸送方式或為保證工件輸送的可靠性時，才

35、采用強制輸送的輸料槽保證工件輸送的可靠性時，才采用強制輸送的輸料槽或輸料道?；蜉斄系?。2 2）步伐式輸送裝置）步伐式輸送裝置 步伐式輸送裝置利用其上的剛性推桿來推動工件，步伐式輸送裝置利用其上的剛性推桿來推動工件，可以采用機械驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動，常用于箱可以采用機械驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動，常用于箱體類零件和帶隨行夾具的生產(chǎn)線中。常見的步伐式輸體類零件和帶隨行夾具的生產(chǎn)線中。常見的步伐式輸送裝置有棘爪步伐式、回轉(zhuǎn)步伐式及抬起步伐式等。送裝置有棘爪步伐式、回轉(zhuǎn)步伐式及抬起步伐式等。步伐式輸送裝置的結(jié)構(gòu)比較簡單，通用性較強，但由步伐式輸送裝置的結(jié)構(gòu)比較簡單，通用性較強，但由于受工件運動慣量的

36、影響，當輸送速度較高時，工件于受工件運動慣量的影響，當輸送速度較高時，工件的輸送精度不易保證。的輸送精度不易保證。3 3）轉(zhuǎn)位裝置）轉(zhuǎn)位裝置 在生產(chǎn)線上，為改換工件的加工面，常采用轉(zhuǎn)位在生產(chǎn)線上，為改換工件的加工面，常采用轉(zhuǎn)位裝置將工件繞水平軸、垂直軸、或空間任一軸回轉(zhuǎn)一裝置將工件繞水平軸、垂直軸、或空間任一軸回轉(zhuǎn)一定的角度。轉(zhuǎn)位裝置將生產(chǎn)線劃分為前后兩個工段。定的角度。轉(zhuǎn)位裝置將生產(chǎn)線劃分為前后兩個工段。對轉(zhuǎn)位裝置的要求是轉(zhuǎn)位時間短，轉(zhuǎn)位精度高，工件對轉(zhuǎn)位裝置的要求是轉(zhuǎn)位時間短，轉(zhuǎn)位精度高，工件輸入轉(zhuǎn)位裝置和從轉(zhuǎn)位裝置輸出的方位應(yīng)分別與上、輸入轉(zhuǎn)位裝置和從轉(zhuǎn)位裝置輸出的方位應(yīng)分別與上、下工段

37、工件的輸送方位一致。下工段工件的輸送方位一致。4 4）橋式吊車和單軌吊車）橋式吊車和單軌吊車 在加工一些外形尺寸較大的工件，如機床床身的在加工一些外形尺寸較大的工件，如機床床身的生產(chǎn)線中，常用橋式吊車或單軌吊車等起重工具輸送生產(chǎn)線中，常用橋式吊車或單軌吊車等起重工具輸送工件。工件。6.4.2 6.4.2 生產(chǎn)線總體布局型式生產(chǎn)線總體布局型式 生產(chǎn)線總體布局方式與生產(chǎn)線的類別有關(guān)：在單生產(chǎn)線總體布局方式與生產(chǎn)線的類別有關(guān)：在單一產(chǎn)品的生產(chǎn)線上，加工設(shè)備是嚴格按工件的加工工一產(chǎn)品的生產(chǎn)線上，加工設(shè)備是嚴格按工件的加工工藝順序布置的；在成組產(chǎn)品生產(chǎn)線上，加工設(shè)備是按藝順序布置的；在成組產(chǎn)品生產(chǎn)線上，

38、加工設(shè)備是按相似零件族中典型零件的加工工藝順序布置的；在多相似零件族中典型零件的加工工藝順序布置的；在多品種可調(diào)生產(chǎn)線上，則是按生產(chǎn)批量較大的、有代表品種可調(diào)生產(chǎn)線上，則是按生產(chǎn)批量較大的、有代表性的主要零件的加工工藝順序布置的。此外，生產(chǎn)線性的主要零件的加工工藝順序布置的。此外，生產(chǎn)線總體布局方式還和工件的結(jié)構(gòu)形狀、工件的輸送方式總體布局方式還和工件的結(jié)構(gòu)形狀、工件的輸送方式等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。 1. 1. 箱體、雜類工件加工生產(chǎn)線的布局方式箱體、雜類工件加工生產(chǎn)線的布局方式 1) 1) 直線通過式直線通過式 2 2）折線通過式）折線通過式 3 3）帶有關(guān)聯(lián)支線的形式）帶有關(guān)聯(lián)支線的形式

39、 4 4）框型）框型 5 5）非通過式）非通過式 2.2.回轉(zhuǎn)體類工件加工生產(chǎn)線的布局方式回轉(zhuǎn)體類工件加工生產(chǎn)線的布局方式 1 1）工件輸送裝置設(shè)置在機床之間）工件輸送裝置設(shè)置在機床之間 這類輸送裝置結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件輔助時間短，這類輸送裝置結(jié)構(gòu)簡單，裝卸工件輔助時間短，生產(chǎn)線占地面積小，一般適用于加工外形較簡單的小生產(chǎn)線占地面積小，一般適用于加工外形較簡單的小軸類零件。軸類零件。 2 2）工件輸送裝置設(shè)置在機床外側(cè)）工件輸送裝置設(shè)置在機床外側(cè) 這種這種布局形式可將聯(lián)線機床縱向單行排列，也可布局形式可將聯(lián)線機床縱向單行排列，也可以按兩行面對面排列或交錯排列。工件輸送裝置根據(jù)以按兩行面對面排列或

40、交錯排列。工件輸送裝置根據(jù)聯(lián)線機床的排列方式可設(shè)置在機床的前方或機床的一聯(lián)線機床的排列方式可設(shè)置在機床的前方或機床的一側(cè)。側(cè)。 6.5 6.5 柔性制造生產(chǎn)線柔性制造生產(chǎn)線 柔性制造生產(chǎn)線是由高度自動化的多功能柔性加柔性制造生產(chǎn)線是由高度自動化的多功能柔性加工設(shè)備工設(shè)備( (如加工中心、數(shù)控機床等如加工中心、數(shù)控機床等) )、物料輸送裝置及、物料輸送裝置及計算機控制系統(tǒng)組成，主要用于中小批量生產(chǎn)各種結(jié)計算機控制系統(tǒng)組成，主要用于中小批量生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高、加工工藝不同的同類工件。構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高、加工工藝不同的同類工件。建立柔性制造生產(chǎn)線是利用柔性制造技術(shù)，它是建立柔性制造

41、生產(chǎn)線是利用柔性制造技術(shù)，它是集數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)、機器人技術(shù)以及現(xiàn)代生產(chǎn)集數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)、機器人技術(shù)以及現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)。管理技術(shù)為一體的現(xiàn)代制造技術(shù)。 6.5.1 6.5.1 柔性制造生產(chǎn)線的應(yīng)用和分類柔性制造生產(chǎn)線的應(yīng)用和分類 采用柔性制造生產(chǎn)線，可以解決多品種、中小采用柔性制造生產(chǎn)線，可以解決多品種、中小批量生產(chǎn)效率低、成本高及質(zhì)量差的問題。柔性制批量生產(chǎn)效率低、成本高及質(zhì)量差的問題。柔性制造生產(chǎn)線有多種形式，如獨立制造島、柔性制造單造生產(chǎn)線有多種形式，如獨立制造島、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)等。與剛性自動化生產(chǎn)線的特征元和柔性制造系統(tǒng)等。與剛性自動化生產(chǎn)線

42、的特征相反，工序相對集中、沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍、物流相反，工序相對集中、沒有固定的生產(chǎn)節(jié)拍、物流無統(tǒng)一的路線，進行混流加工，實現(xiàn)在中、小批量無統(tǒng)一的路線，進行混流加工，實現(xiàn)在中、小批量生產(chǎn)條件下接近大量生產(chǎn)中采用剛性自動線所實現(xiàn)生產(chǎn)條件下接近大量生產(chǎn)中采用剛性自動線所實現(xiàn)的高效率和低成本。的高效率和低成本。 這里所謂的這里所謂的“柔性柔性”是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種是指一個制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，集中反映在加工、人員和設(shè)備生產(chǎn)條件變化的能力，集中反映在加工、人員和設(shè)備等方面。加工的柔性是指能加工不同零件的自由度，等方面。加工的柔性是指能加工不同零件的自由度，它與加工工藝方法、設(shè)備的聯(lián)接

43、形式、作業(yè)計劃出現(xiàn)它與加工工藝方法、設(shè)備的聯(lián)接形式、作業(yè)計劃出現(xiàn)干擾時重新安排的余地和生產(chǎn)調(diào)度的靈活性有關(guān)。人干擾時重新安排的余地和生產(chǎn)調(diào)度的靈活性有關(guān)。人員柔性是指不管加工任務(wù)的數(shù)量和時間有什么變化，員柔性是指不管加工任務(wù)的數(shù)量和時間有什么變化，操作人員能夠完成加工任務(wù)的能力。人員柔性高，就操作人員能夠完成加工任務(wù)的能力。人員柔性高，就可以利用現(xiàn)有人員完成不同的加工任務(wù)。設(shè)備柔性是可以利用現(xiàn)有人員完成不同的加工任務(wù)。設(shè)備柔性是機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件加工的能力。設(shè)備柔性高，機床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件加工的能力。設(shè)備柔性高，改變加工對象時的調(diào)整時間就短。改變加工對象時的調(diào)整時間就短。 獨立制造島

44、是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，由若干臺數(shù)控獨立制造島是以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，由若干臺數(shù)控機床和普通機床組成的制造系統(tǒng)，其特點是將工藝技機床和普通機床組成的制造系統(tǒng)，其特點是將工藝技術(shù)準備、生產(chǎn)組織管理和制造過程結(jié)合在一起，借助術(shù)準備、生產(chǎn)組織管理和制造過程結(jié)合在一起，借助計算機進行工藝設(shè)計、數(shù)控程序管理、作業(yè)計劃編制計算機進行工藝設(shè)計、數(shù)控程序管理、作業(yè)計劃編制和實時生產(chǎn)調(diào)度等。這種生產(chǎn)模式具有較廣泛的使用和實時生產(chǎn)調(diào)度等。這種生產(chǎn)模式具有較廣泛的使用范圍，投資相對較少，無論在加工柔性、人員柔性和范圍，投資相對較少，無論在加工柔性、人員柔性和設(shè)備柔性等方面都比較高。設(shè)備柔性等方面都比較高。 柔性制造單元通常由柔性制造單元通常由1 12 2臺加工中心構(gòu)成，并具臺加工中心構(gòu)成，并具有不同形式的刀具交換和工件的裝卸、輸送及儲存功有不同形式的刀具交換和工件的裝卸、輸送及儲存功能。除了機床的數(shù)控裝置外，通常還有一臺單元計算能。除了機床的數(shù)控裝置外，通常還有一臺單元計算機來進行數(shù)控程序的管理和外圍設(shè)備的協(xié)調(diào)。柔性制機來進行數(shù)控程序的管理和外圍設(shè)備的協(xié)調(diào)。柔性制造單元適合于小批量生產(chǎn)，加工形狀比