机械加工生产线设计

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1、机械制造装备设计主讲人：李爱芝4.1机械加工生产线概述4.2机械加工生产线工艺方案设计4.3机械加工生产线专用机床总体设计4.4生产线的总体布局设计4机械加工生产线总体设计机械加工生产线——◆机械加工生产线：实现零件的机械加工工艺过程，以机床为主要设备再配以相应的输送装置与辅助装置，并按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。4.1.1机械加工生产线的组成4.1.2类型4.1.3设计原则4.1.4设计步骤4.1机械加工生产线概述4.1.1机械加工生产线的组成加工设备→金属切削机床辅助装备工件输送装置机床上下料装置仓

2、储装备→储料装置转位装置控制系统全线控制与操作系统信号装置工艺装备输送装备清洗装置→清洗机排屑装置其他装置夹具刀具量具辅具4.1.2类型◆按所用加工装备分类通用机床生产线；专用机床生产线；组合机床生产线；柔性制造（加工）生产线。1．通用机床生产线：在流水线的基础上，利用现有的通用机床进行自动化改装后连接而成，有时根据需要配置少量专用机床。◇特点：周期短、成本低。◇应用：加工盘类、环类、轴、套、齿轮等中小尺寸旋转体类工件。→通用的单轴或多轴自动机床连成的生产线。2．专用机床生产线：专用自动机床为主要加工装备。特点：设

3、计制造周期长、投资较大、专用性强；生产率高、产品质量稳定。应用：产品结构稳定大批大量生产类型。3．组合机床生产线：以组合机床为主要加工装备。◇特点：与专用机床生产线比设计制造周期短、成本低——大部分是通用部件；生产率高、产品质量稳定。◇应用：产品结构稳定大批大量生产类型——箱体类和杂类工件。上述三种类型生产线→适用于单一品种（或少量品种）工件的大批大量生产。4．柔性制造（加工）生产线：以数控机床、加工中心为主要加工装备，配以柔性的物料储运装备，在计算机控制系统的控制下进行加工的自动化生产系统。◇特点：建立这类生产线

4、技术难度高，投资大；组成柔性生产线的加工设备数量少（<10台）；装夹次数少、加工精度高、简化生产线内工件的运送系统；进行批量生产或同时对多个品种工件进行混流加工。◇应用：结构形状复杂、精度要求高的同类工件中小批量生产类型。◆按生产线工作节拍特性分类：单一产品固定节拍生产线单一产品非固定节拍生产线1．单一产品固定节拍生产线：生产线中所有设备的工作节拍等于或成倍于生产线的生产节拍。移动步距t等于两台设备间距或两台设备间距的1/2。固定节拍生产线工件的传送特点:（1）生产效率高，产品质量稳定。（2）生产线所有设备工作节拍

5、等于或成倍于生产线生产节拍。（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，严格按生产线的生产节拍，强制地从一台设备送到下一台设备，接受加工、检验、转位或清洗。（4）在制品数量少。生产线由自动化程度较高的、高效专用的加工装备、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。工作节拍成倍于生产线的生产节拍的设备需要配备多台并行工作，以满足每个生产节拍完成一个工件的生产任务。由于工件的输送和加工严格地按生产节拍运行，工序间不必储存供周转用的半成品，因此在制品

6、数量少。生产线出现废品，废品剔除便出现空位。生产线上某台设备出现故障，将导致整条生产线瘫痪。2．单一产品非固定节拍生产线：生产线各设备的工作节拍不同，各设备的工作周期是其完成各工序需要的实际时间。非固定节拍生产线工件的传送特点:（1）生产效率较高，产品质量稳定。（2）生产线的制造装备按产品的工艺流程布局，工件沿固定的路线流动。（3）生产线上各设备的工作周期是其完成各工序需要的实际时间，各不相同。（4）在制品数量多。（5）难采用自动化程度较高的工件输送装置。生产线由生产效率较高的、具有不同自动化程度专用的加工装备组成

7、，在一些次要工序也可采用一般的通用设备，用于制造单一品种的产品，生产效率较高，产品质量稳定。生产线上各设备的工作节拍不同，在相邻设备之间，或相隔若干个设备之间需设置储料装置，将生产线分成若干工段——在制品数量多；储料装置前后的设备或工段可以彼此独立工作地工作。生产线上某台设备或工段出现故障，其余设备或工段仍然可以在一段时间内继续工作。生产线各设备间工件的传输没有固定的节拍，工件在工序间的传送通常不是直接从加工设备到加工设备，而是从加工设备到半成品暂存地，或从半成品暂存地到下一个加工设备——较难采用自动化程度较高的工

8、件输送装置。返回4.1.3设计原则1．保证在生产线设计寿命期内稳定地满足工件的加工精度和表面质量要求；2．满足生产纲领的要求，并留有一定的生产潜力；3．根据产品批量和可持续生产的时间，应考虑生产线具有一定的柔性（可调整性）——避免使用完全刚性的生产线；4．尽量减轻工人的劳动强度，提供一个安全、舒适和宜人的工作环境；5．生产线布局应减小占地面积，降低生产线的投