有关刀库设计论文

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1、1绪论1.1前言1947年，美国底特律福特汽车公司建成了机械加工自动线，自此，机械加工就进入一个新的时期。这实际是最初的柔性制造系统(FlexibleManufacturingSystem以下均简称FMS)雏形。1967年，英国Molins公司美国分公司的的JohnBond申请柔性制造系统(FMS)概念专利保护，柔性制造系统的概念自此就正式提出了。一般而言，对于大批量、少品种的情况，一般采用自动流水线，包括物流设备和相对固定的加工工艺，这町称为固定自动化方式。自动流水线通常相当昂贵,设备基本固定，不灵活，只能加工

2、一个零件，或者几个相互类似的零件。如果要改变产品的品种，自动流水线要作较大的改动，在投资和时间方面的耗费很大。自动流水线的优点是生产率很高，由于设备是固定的，所以设备利用率也很高，缺点是成本高，不具有灵活性。对于小批量、多品种的情况，一般可采用单台数控(NC)机床。它可提供加工一组产品系列的灵活性。从一种类型的零件转换到另一种类型的零件，不需要改变机床硕件，仅需要改变控制程序(NC程序)及夹具和刀具。NC机床加工产品生产率低，成本高；优点是灵活性较大。对于中等批量、中等品种的情况，就要考虑一个折中方案。在金属零件

3、制造中，中等批量、中等品种的情况是最常见情况。据美国统计资料，在金属加工工业中，这类情况约占75%。因此如何解决这种情况下的制造问题，是一个十分关键的问题。如果直接采用以上两种较为传统的方式，将会产生如下一系列不利机床利用率太低；加工时间增长;中间缓冲库存増大；刀具利用率太低；车间空间利用率太低等。这些因素都将导致成本的提高。因此，结合自动流水线与NC机床的特点，将NC机床与物料输送设备通过计算机联系起來，形成一个系统，來解决中等批量、中等品种的问题。这就形成了所谓的“FMS”。因此FMS可以看作NC机床或设备自

4、动化的延伸。柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成，能适应加工对彖变换的自动化机械制造系统。一个完整的FMS应至少由以下部分组成即加工、物流、信息流三个子系统，如图1.1所示。图1.1FMS体统的组成采用FMS的主要技术经济效果是：能按订单需求需要，及时安排所需零件的加工，实现及时生产，从而减少毛坯和在制品的库存量及相应的流动资金占用量，缩短生产周期；提高设备的利用率，减少设备数量和厂房面积；减少直接劳动力，在少人看管条件下可实现昼夜24小时的连续“无人化生产=提高产品质量的一

5、致性。在这种背景下，柔性制造系统诞生了。1.2课题来源木课题来自丁•自选课题——教学型柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem以下均简称FMS）中卩L

6、轴中心的设计项目，该加工中心主要面对于箱体加工，如扩孔、镇孔等。加工中心主耍rti主轴组件、工作台、刀库、液压系统等几部分组成。木论文主耍涉及其中的刀库组件模块的设计。1.3研究目的与意义通过本次的设计工作，能够在对而向箱体加工的FMS应用的四轴加工屮心的了解的基础上，实现对刀库组件的设计，并与同组人相应主轴组件、工作台、夹具的设计一起

7、形成加工中心设计方案，为教学型FMS实验系统开发服务，使得教学过程屮能够更有效让学生理解FMS如何在生产的过程屮捉高生产率和设备使用率，缩减生产成本，获取最大经济效益。1.4柔性制造系统的国内外发展现状和趋势我国的第一套FMS在1986年十月在北京机床研究所试运行，用于加工伺服电机零件，相对于国内，国外，特别是日木FMS应用尤其广泛。美国和德国也有较多应用。比较著名的FMS生产厂家有日木的FANUC,美国的Ingersollmilling,德国的Werner&Kolb公司，现在使用中的FMS约有50%为日木制造，

8、剩余的50%中大部分由美国和德国制造。在FMST

9、j场占有率上，国外公司占据统治地位。1.按规模大小FMS可分为如下4类:①柔性制造单元(FMC)；0)柔性制造系统(FMS)；③柔性制造线(FML)；④柔性制造工厂(FMF)o2.关键技术①计算机辅助设计②模糊控制技术③人工智能、专家系统及智能传感器技术④人工神经网络技术3•发展趋势柔性制造系统未來将向发展各种工艺内容的柔性制造单元和小型FMS；完善FMS的口动化功能；扩大FMS完成的作业内容，并与计算机辅助设计和辅助制造技术(CAD/CAM)和结合，向全盘口动化

10、工厂方向发展。①FMC将成为发展和应用的热门技术这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益和接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展Z重。0)发展效率更高的FML多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。③朝多功能方向发展由单纯加工型