宁工院机械制造装备课件1.7机械加工生产线总体设计

退出第七节机械加工生产线总体设计返回主页一、概述二、生产线工艺方案设计三、生产线专用机床的总体设计四、机械加工生产线的总体布局设计五、柔性制造系统上一页下一页

一、概述

1、机械加工生产线及其基本组成2、机械加工生产线的类型3、机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素上一页下一页退出返回主页4、机械加工生产线总体设计的内容及步骤返回本章退出返回本节返回主页下一页1

机械加工生产线及其基本组成机械加工生产线：以机床为主要设备，配以相应的输送装置与辅助装置，按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。图1退出返回本节返回主页下一页2

机械加工生产线的类型机械加工生产线的结构及复杂程度主要取决于工件的生产类型和工件的加工要求。（一）单一产品固定节拍生产线

（1）生产线由自动化程度较高的、高效专用的加工装备、工艺装备、输送装备和辅助装备组成，制造单一品种的产品，生产效率高、产品质量稳定，属大量生产类型。（2）生产线所有设备的工作节拍等于或成倍于生产线的生产节拍。（3）生产线的制造装备按产品的工艺流程布局，工件沿固定的路线，采用自动化的物流输送装置。（4）工序间不必储存供周转用的半成品，设备必须充分可靠。退出返回本节返回主页下一页2

机械加工生产线的类型（二）单一产品非固定节拍生产线（1）生产线由专用制造装备组成，产品是大量生产类型，投资强度少于第一类生产线。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，节省辅助时间。（3）生产线上各设备的工作周期不一样。（4）各设备的工作节拍不一样，需要储料装置。（5）生产线各设备间工件的传输没有固定的节拍。退出返回本节返回主页下一页2

机械加工生产线的类型（三）成组产品可调整生产线（1）生产线由可调整的专用制造设备组成，有一定的生产效率和自动化程度。（2）缩短工件在工序间的搬运路线，减少辅助时间。（3）各装备的生产节拍是不一样的。退出返回本节返回主页下一页2

机械加工生产线的类型（四）柔性制造生产线（1）由柔性加工设备、物料输送装置、计算机控制系统组成。（2）设备数量少，工序高度集中。（3）混流加工。（4）工件流动路线不确定。（5）工序间应有在制品的储存。（6）物料输送装置柔性大。退出返回本节返回主页下一页3

机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素（一）工件的几何形状，总体特征、材质、毛坯状况及工艺要求（二）生产纲领（三）使用条件（四）装备制造厂的制造能力退出返回本节返回主页进入下一节4

机械加工生产线总体设计的内容及步骤（一）生产线工艺方案的制订（二）全线自动化方案的拟订（三）生产线通用装备的选型和提出专用机床的设计任务书（四）生产线物流传送装备的选型和提出专用物流传送装备的设计任务书（五）生产线辅助装备的选型和提出专用辅助设备的设计任务书（六）生产线总体布局设计，绘制生产线的总联系尺寸图（七）绘制生产线周期表

二、生产线工艺方案设计

1、生产线工艺方案的制订2、生产节拍的平衡和生产线的分段3、机床设备的选型上一页下一页退出返回主页4、生产线的技术经济性能评价返回本章退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（一）分析被加工工件的要求以及生产线建设的现场条件

毛坯、工艺、发展、空间、动力（电、气、油）、经验（二）生产类型的确定（工业企业生产专业化的分类）生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产。其中成批生产又分为大批量生产、中批量生产和小批量生产。

取决于产品的年生产纲领、加工周期。（三）确定毛坯类型—经技术经济分析确定铸件、锻件、型材退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（四）工件传送方式的确定首先确定工件在生产线上是采取直接传送还是随行夹具传送。工件有足够大的支承面、两侧的导向面和供传送带棘爪用的推拉面采用直接传送的方式，否则需要采用随行夹具传送，甚至于加辅助支承。退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（五）工件定位基面选择（1）尽量采用统一的定位基面，以利于保证加工精度，简化生产线的结构；

（2）第一道工序的定位基面选最重要的平面，再加工……余量均匀；

（3）一面两销定位时，圆柱销常放在工件移动方向前端；

（4）为防止定位销孔磨损严重造成误差，可采用两套定位孔或采用较深定位孔；

（5）采用两个垂直面及一个定位销定位时，定位销应为菱形。退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（六）工件传送基面的选择

（1）箱体类工件传送基面的选择

直接传送和间接传送两种

（2）回转体类工件传送基面的选择

（3）盘、环类工件和外形不规则工件传送基面的选择

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7.2.1生产线工艺方案的制订（七）确定各表面的加工工艺取决于工件材料、各加工面的尺寸、加工精度和表面粗糙度要求、加工部位的结构特征、生产类型等。

（1）大平面加工：精度/表面粗糙度

铣、粗铣—精铣、粗铣—半精铣—精铣

（2）孔加工：实体加工：钻—扩—铰毛坯有预孔（D＞16～30）铰——尺寸精度高，位置精度、直线度校正低；精镗——位置精度、直线度高。

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生产线工艺方案的制订（七）确定各表面的加工工艺（3）深孔加工：

难点——排泻、刀具冷却、轴线易歪斜。定期推出//阶梯孔//中空钻头//工件回转//

断屑槽

（4）螺纹加工：普通：钻底孔—倒角—攻螺纹高精度：钻孔—扩至底孔直径—倒角—攻螺纹

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生产线工艺方案的制订（八）选择合理的切削用量（1)生产线刀具寿命的选择原则

较多考虑的原则是换刀不占用或少占用上班时间。

（2）加工时间长、影响生产线生产节拍的工序，尽量采用较大的切削用量，以缩短加工时间。

（3）注意刀具的转速，确定合理的切削速度和进给量，使刀具具有大致相同的寿命。

（4）考虑刀具各部分强度、寿命及其工作要求。退出返回本节返回主页下一页

7.2.1生产线工艺方案的制订（九）划分加工阶段粗加工—半精加工—精加工好处：（1）减少热变性，内应力变性的影响；（2）避免粗加工振动对精加工影响；（3）精加工设备精度保持有利。退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（十）确定工序集中和分散程度

（1）切削用量、夹紧力、夹具结构、润滑要求差别较大的工序，不宜集中完成；（2）相互间位置精度要求高的表面的精加工易集中完成；（3）要注意工件的刚性；（4）要合理安排粗、精加工工序；（5）要保证机床调整，使用方便，工作可靠。退出返回本节返回主页下一页1

生产线工艺方案的制订（十一）安排工序顺序（原则）

（1）粗精加工分开，重要表面，要拉远；（2）易出废品的粗加工工序，应放在最前面或放在线外；（3）精度高、不易稳定达到要求的表面，放在线外加工；（4）尽可能减少机床台数；（5）位置精度要求高的表面尽可能在一个工位上加工；（6）同轴度、平行度要求高的孔系，精加工从同侧进行；（7）减少转位装置；（8）易断刀具工序放在精加工之前；（9）通常攻丝工序放在最后。退出返回本节返回主页未完待续……2

生产节拍的平衡和生产线的分段（一）生产节拍的平衡生产线的生产节拍计算式：

其中，T为一年基本工时，一般规定，一班制为

2360h/年，两班制为4650h/年；为复杂系数，一般取0.65~0.85；N为生产线加工工件的年生产纲领（件数/年）；式中，q为产品的年产量（台/年）；n为每台产品所需生产线加工的工件数量（件/台）；为备品率；为废品率。退出返回本节返回主页下一页2

生产节拍的平衡和生产线的分段（一）生产节拍的平衡

实现节拍平衡采取的措施:

（1）采用新的工艺方法，提高工序节拍；（2）增加顺序加工工位；（3）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍。