第3章 機械加工自動線3

2023/2/2武漢理工大學機電學院1/24三、自動線輔助設備1、工件輸送裝置2、貯料裝置3、轉(zhuǎn)位裝置4、自動線夾具2023/2/2武漢理工大學機電學院2/242、貯料裝置對貯料裝置的要求（1）結(jié)構(gòu)緊湊，在保證所要求的貯存量的條件下，使體積最小、占地面積最少。（2）結(jié)構(gòu)簡單可靠，如果貯料裝置本身易出故障，就起不到應起的作用。2023/2/2武漢理工大學機電學院3/24兩種工作方式：通過式：從一臺機床送來的每一工件都從貯料器通過，再輸送到下一機床。倉貯式：在貯料器的進出口有活門控制，將輸料槽送來的工件分為兩路。一條通向貯料器進口；一條直接通向下一臺機床，直接供料

。（1）通用和專用機床自動線的貯料裝置Z型貯料器進出口與輸料槽相連

2023/2/2武漢理工大學機電學院4/24（2）組合機床自動線的貯料裝置貯料庫輔助輸送帶2023/2/2武漢理工大學機電學院5/24貯料庫2023/2/2武漢理工大學機電學院6/24輔助輸送帶輔助輸送帶棘爪可回轉(zhuǎn)180°2023/2/2武漢理工大學機電學院7/243、轉(zhuǎn)位裝置加工面加工面2023/2/2武漢理工大學機電學院8/24回轉(zhuǎn)裝置類型

繞水平軸回轉(zhuǎn)裝置（鼓輪）

回轉(zhuǎn)裝置類型繞垂直軸回轉(zhuǎn)裝置（轉(zhuǎn)臺）

復合回轉(zhuǎn)裝置2023/2/2武漢理工大學機電學院9/243.1繞垂直軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位裝置（轉(zhuǎn)臺）

1、油缸2、轉(zhuǎn)臺3、軸承4、齒輪軸5、操縱桿6、擋鐵7、行程開關2023/2/2武漢理工大學機電學院10/243.2繞水平軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位裝置（鼓輪）1、鼓輪；2、齒圈；3、大齒輪；4、小齒輪；5、齒條；6、滾子；7、偏心軸；8、滾子；2023/2/2武漢理工大學機電學院11/244、自動線夾具固定式夾具隨行夾具

夾具附屬于每一加工工位，不隨工件的輸送而移動，或安裝于機床的某一部件上，或安裝于專用的夾具底座上。這類夾具亦分為兩種類型，一種是用于鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具，工件安裝到夾具中以后在加工過程中固定不動；另一種是工件和夾具在加工時尚須作旋轉(zhuǎn)運動。前者多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機床自動線中，后者多用于旋轉(zhuǎn)體零件的車、磨、齒形加工等自動線中。

隨行夾具適用于結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對于有色金屬工件，如果在自動線中直接輸送時其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。2023/2/2武漢理工大學機電學院12/244.1固定式夾具固定式夾具鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具車、磨、齒形等加工的夾具2023/2/2武漢理工大學機電學院13/24(1)鉆、鏜、銑和攻絲加工用夾具

鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具，工件安裝到夾具中以后在加工過程中固定不動，多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機床自動線上。2023/2/2武漢理工大學機電學院14/242023/2/2武漢理工大學機電學院15/24(2)車、磨和齒形加工用夾具

在旋轉(zhuǎn)體零件的車、磨和齒形加工等的自動線中，常采用頂尖、彈性夾頭、心軸、自動卡盤和無心式夾具等來裝夾工件。如果所加工的是形狀特殊、要求定向裝卸的工件，則還須采用主軸定向停車機構(gòu)。2023/2/2武漢理工大學機電學院16/24梅花頂尖1、梅花齒爪盤2、彈簧2023/2/2武漢理工大學機電學院17/24撥爪頂尖

2023/2/2武漢理工大學機電學院18/24液壓自動卡盤1、盤體；2、球形傳動機構(gòu)；3、杠桿；4、卡爪；5、拉桿；6、拉管；2023/2/2武漢理工大學機電學院19/244.2隨行夾具

隨行夾具適用于結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對于有色金屬工件，如果在自動線中直接輸送時其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。2023/2/2武漢理工大學機電學院20/24轉(zhuǎn)向器殼體自動線上的隨行夾具

1、鋼板；2、定位滾子；3、螺母；4、螺桿；5、螺母；6、螺桿齒條；7、齒輪；8、V形壓板；2023/2/2武漢理工大學機電學院21/24活塞自動線的隨行夾具

1、隨行夾具板；2、定位銷；3、定位套；4、蓋子。2023/2/2武漢理工大學機電學院22/24叉子耳自動線的隨行夾具示意圖

2023/2/2武漢理工大學機電學院23/24設計隨行夾具的注意事項（1）由于采用隨行夾具使工件的定位尺寸鏈環(huán)節(jié)增加，從而使定位誤差增加，為了保證加工精度，應對隨行夾具提出較高的精度要求。對于加工精度要求很高的工件，又必須采用隨行夾具時，應當認真分析能否保證加工精度，必要時應提高工件定位基面和隨行夾具的精度要求。（2）由于隨行夾具常年累月在自動線中循環(huán)使用，而且在許多情況下隨行夾具的輸送基面就是定位基面，因此必須注意盡可能減小其磨損。一般可以采用下列一些辦法：在隨行夾具的底面上鑲裝淬硬鋼或耐磨金屬以作輸送基面；采用滾道輸送，或在隨行夾具的底面上安裝滾子；將隨行夾具上的輸送基面與定位基面分開，避免定位基面磨損。2023/2/2武漢理工大學機電學院24/24（3）工件在隨行夾具上的夾壓方式，目前大多采用螺紋自鎖夾緊機構(gòu)。因為這類夾壓機構(gòu)簡單，在輸送過程中不易松壓，并可以采用機械、氣動或液壓扳手實行目動化操作。在少數(shù)情況下，也有采用液壓夾緊的。這時，應注意密封的可靠性，以防在工作過程中因泄漏而產(chǎn)生松壓的現(xiàn)象。（4）隨行夾具在固定夾具上的夾壓，多采用鉤形壓板的方式，在加工工位上，是由四個鉤形壓板將隨行夾具的底板壓緊在固定夾具上的。這種方式，敞開性好，便于調(diào)整及觀察工作，而且鉤形壓板還有防止隨行夾具在插銷定位時可能被頂起的作用。但由于夾緊機構(gòu)設在夾具的底座內(nèi)，故設計時要充分注意維修的方便。2023/2/2武漢理工大學機電學院25/8四、自動線技術經(jīng)濟分析1、自動線的生產(chǎn)率和負荷率2、自動線的勞動生產(chǎn)率3、自動線壽命、折舊及總投資4、自動線年工序工藝成本5、自動線技術經(jīng)濟指標2023/2/2武漢理工大學機電學院26/82、自動線的勞動生產(chǎn)率（件/人年）指每人每年生產(chǎn)零件的件數(shù)，按下式計算年產(chǎn)量輔助工人系數(shù)生產(chǎn)工人數(shù)(不包括輔助工人數(shù))2023/2/2武漢理工大學機電學院27/83、自動線壽命、折舊系數(shù)設備壽命有三種計算法：

自然壽命：指自動線設備，由新到舊一直使用到不能用而報廢的小時數(shù)。技術壽命：由于技術的發(fā)展，需用生產(chǎn)效能高的設備來代替現(xiàn)有設備而使之報廢前的工作小時數(shù)。實際壽命：自動線上的設備不是由于以上兩種的情況，而是由于加工對象產(chǎn)品改型，設備停止使用而報廢前的工作小時數(shù)。

2023/2/2武漢理工大學機電學院28/8折舊系數(shù)

自動線都規(guī)定有一定的壽命期(年)，其壽命期的倒數(shù)，就是折舊系數(shù)。我國組合機床自動線的壽命期定為7～10年?！?.143之間。

壽命期2023/2/2武漢理工大學機電學院29/8自動線總投資

自動線設備投資額

自動線工藝裝備投資額

因自動線建成而使原生產(chǎn)該產(chǎn)品的設備、工裝報廢及其它損失費用

未列入以上三項的有關費用

2023/2/2武漢理工大學機電學院30/84、自動線年工序工藝成本年度生產(chǎn)工人人工費用

年度耗電費

年度廠房折舊維修費

年度設備維修費

年度工藝裝備折舊費

年度設備折舊費

2023/2/2武漢理工大學機電學院31/85、自動線技術經(jīng)濟指標1生產(chǎn)能力(件／年)2工作制度(班)3生產(chǎn)節(jié)拍(分鐘／件)4設備數(shù)量(臺)5工人數(shù)(人／每班)6設備生產(chǎn)率(件／臺·年)7勞動生產(chǎn)率(件／人·年)8加工費用(元／件)9生產(chǎn)面積(米2)10總功率(千瓦)11固定投資(萬元)

2023/2/2武漢理工大學機電學院32五、典型機械加工自動線1箱體類零件自動線：如發(fā)動機缸體、缸蓋、變速箱體等；2軸類零件自動線：如曲軸、凸輪軸、傳動軸、齒輪軸等；3盤套類零件自動線：如車輪、齒輪、活塞、活塞環(huán)等；4叉臂類零件自動線：如連桿、傳動叉、撥叉等。2023/2/2武漢理工大學機電學院331、箱體零件加工自動線

毛坯在送到自動線之前，預先把定位基面4和1、前后端面2和3以及缸體底面4上的兩個定位銷孔加工好，然后再送入自動線。零件材料：HT200此段自動線完成的工作：在氣缸體的前端面上鉆縱向潤滑油道孔，攻絲以及鏜凸輪軸軸承孔和曲軸軸承孔。2023/2/2武漢理工大學機電學院342023/2/2武漢理工大學機電學院35定位方式

工件的定位采用“一面兩銷”的定位方式，并采用液壓缸從氣缸體頂面夾緊。

潤滑油道孔較深，采用從兩面多個工位順序加工，以滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。

2023/2/2武漢理工大學機電學院36工藝過程第I工位：從兩端分別鉆削縱向潤滑油道孔至Φ14.3×132mm；第Ⅱ工位：繼續(xù)鉆油道孔至Φ13.5×261mm，同時粗擴第一擋凸輪軸軸承孔；第Ⅲ工位：仍然鉆削油道孔至Φ12.5×388mm，繼續(xù)擴凸輪軸軸承的其余各擋孔和粗鏜第一個曲軸軸承座凹槽孔；第Ⅳ工位：從一面將油道孔鉆通，并鉆出兩端面上的全部緊固螺紋底孔。第Ⅴ工位：對各緊固螺紋孔進行攻絲。2023/2/2武漢理工大學機電學院37加工示意圖2023/2/2武漢理工大學機電學院38加工示意圖（續(xù)）2023/2/2武漢理工大學機電學院39自動線的工作循環(huán)1)輸送帶前進，將氣缸體送至加工位置。2)插入定位銷，然后夾緊工件。3)動力頭快速趨近工件。4)動力頭工作進給，同時輸送帶返回原位。5)加工完畢，動力頭快速返回。6)夾緊液壓缸松開，定位銷回退。2023/2/2武漢理工大學機電學院40自動線總體布局圖2023/2/2武漢理工大學機電學院41自動線工藝設備

該自動線的工藝設備是采用組合機床，它由8個ZA494～ZA498型標準液壓鉆削動力頭和3個攻絲動力頭組成。全線共有63根主軸，完成鉆、擴、鏜孔和攻絲工作。輸送裝置采用一條棘爪式雙拉桿步伐式輸送帶，液壓驅(qū)動，其動作、速度與整個生產(chǎn)節(jié)拍相配合。2023/2/2武漢理工大學機電學院42固定式夾具雙工位，同時夾壓兩個工件。動作過程是：工件由輸送帶的棘爪送到滑板6上，并準確地停在定位銷2的上方，然后定位銷在撥桿1推動下插入工件的定位銷孔內(nèi)，撥桿1的擺動由單獨的液壓缸驅(qū)動，接著液壓缸5在控制閥的作用下使壓塊4夾緊工件。然后輸送帶返回，動力頭開始加工。2023/2/2武漢理工大學機電學院43組合機床和自動線的技術發(fā)展

自動線節(jié)拍時間tj

進一步縮短；縮短自動線的節(jié)拍主要是通過縮短基本時間和輔助時間來實現(xiàn)的?？s短基本時間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過提高切削速度和進給速度來縮短基本時間?？s短輔助時間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進以及加工模塊由快進轉(zhuǎn)換為工進后至刀具切入工件所花的時間。2023/2/2武漢理工大學機電學院44(2)組合機床柔性化進