第6章汽车加工生产线总体设计

1、第六章第六章 机械加工生产线总体设计机械加工生产线总体设计6.1 6.1 概概 述述 6.1.1 6.1.1 机械加工生产线及其基本组成机械加工生产线及其基本组成 机械加工生产线机械加工生产线为实现零件的机械加工工艺为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助装置，并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、输送业线。机械加工生产线由加工装备、工艺装备、输送装备、辅助装备和控制系统组成。装备、辅助装备和控制系统组成。 6.1.2 6.1.2

2、 机械加工生产线的类型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常常有很大差机械加工生产线的结构及复杂程度常常有很大差别，主要取决于工件的生产类型和工件的加工要求，别，主要取决于工件的生产类型和工件的加工要求，主要有如下类型主要有如下类型 1. 1. 单一产品固定节拍生产线单一产品固定节拍生产线 其特点是：其特点是：生产线的制造装备按产品的工艺流程生产线的制造装备按产品的工艺流程布局，由高效专用的制造装备、输送装备和辅助装备布局，由高效专用的制造装备、输送装备和辅助装备组成，制造单一品种的产品，工件沿固定的路线流动，组成，制造单一品种的产品，工件沿固定的路线流动，采用自动化的物流输送

3、装置，严格按生产节拍进行生采用自动化的物流输送装置，严格按生产节拍进行生产，在制品数量少，生产效率高，产品质量稳定产，在制品数量少，生产效率高，产品质量稳定, ,专用专用性强，投资大，较难进行改造以适应其它产品的生产。性强，投资大，较难进行改造以适应其它产品的生产。2. 2. 单一产品非固定节拍生产线单一产品非固定节拍生产线 其特点是：其特点是：生产线的制造装备按产品工艺流程布生产线的制造装备按产品工艺流程布局，由局，由不同自动化程度的专用制造装备组成，不同自动化程度的专用制造装备组成，工件沿工件沿固定的路线流动，各设备的工作节拍不一样固定的路线流动，各设备的工作节拍不一样, , 生产线生产线

4、各设备间工件的传输没有固定的节拍，较难采用自动各设备间工件的传输没有固定的节拍，较难采用自动化程度较高的工件输送装置。相隔若干个设备之间需化程度较高的工件输送装置。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。储料装置前设置储料装置，将生产线分成若干工段。储料装置前后的设备或工段可以彼此独立地工作。后的设备或工段可以彼此独立地工作。 3. 3. 成组产品可调整生产线成组产品可调整生产线 其特点是：其特点是：生产线的制造装备按成组工艺流程布生产线的制造装备按成组工艺流程布局局, ,由由可调整的专用制造装备组成可调整的专用制造装备组成, ,生产按结构和工艺生产按结构和工艺相似产品相似产品

5、, ,属于多品种中小属于多品种中小批量生产类型批量生产类型, ,具有一定的具有一定的生产效率和自动化程度。生产效率和自动化程度。各产品沿大致相同的路线流各产品沿大致相同的路线流动，当产品更新时改造和重组生产线的可能性较大，动，当产品更新时改造和重组生产线的可能性较大，生产线上各设备的工作节拍是不一样的，设备或工段生产线上各设备的工作节拍是不一样的，设备或工段间需设置储料装置，输送装置的自动化程度通常不是间需设置储料装置，输送装置的自动化程度通常不是很高。很高。4.4.柔性制造生产线柔性制造生产线 其特点是：其特点是：生产线的制造装备由高度自动化的多生产线的制造装备由高度自动化的多功能柔性加工设

6、备功能柔性加工设备( (如加工中心、数控机床等如加工中心、数控机床等) )、物料、物料输送装置及计算机控制系统组成，主要用于中小批量输送装置及计算机控制系统组成，主要用于中小批量生产各种结构形状复杂、精度要求高、加工工艺不同生产各种结构形状复杂、精度要求高、加工工艺不同的同类工件。建立这类生产线技术难度高，投资大。的同类工件。建立这类生产线技术难度高，投资大。生产线进行混流加工，各设备的生产任务是多变的，生产线进行混流加工，各设备的生产任务是多变的，生产线没有统一的节拍，工序间应有在制品的存储，生产线没有统一的节拍，工序间应有在制品的存储，物料输送装置有较大的柔性，能灵活迅速地生产出符物料输送

7、装置有较大的柔性，能灵活迅速地生产出符合市场需要的一定范围内的产品，应用越来越广泛。合市场需要的一定范围内的产品，应用越来越广泛。 6.1.3 6.1.3 机械加工生产线设计应遵循的原则机械加工生产线设计应遵循的原则 1 1）首先应保证产品的加工质量，加工成本较低；）首先应保证产品的加工质量，加工成本较低； 2 2）在保证产品加工质量的基础上，应满足生产纲）在保证产品加工质量的基础上，应满足生产纲领的要求；领的要求； 3 3）生产线应有一定的柔性；）生产线应有一定的柔性； 4 4） 应尽量减轻工人的劳动强度，提供一个安全、应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；舒适和宜人

8、的工作环境； 5 5）生产线的设计应有利于对资源和环境的保护，）生产线的设计应有利于对资源和环境的保护，实现清洁化生产过程。实现清洁化生产过程。 6.1.4 6.1.4 机械加工生产线设计的内容及步骤机械加工生产线设计的内容及步骤 1 1）生产线工艺方案的制订。）生产线工艺方案的制订。2 2）生产线通用加工装备的选型和专用机床的设计。）生产线通用加工装备的选型和专用机床的设计。3 3）生产线物流输送装置的选型及设计。）生产线物流输送装置的选型及设计。4 4）生产线辅助装置的选型及设计。）生产线辅助装置的选型及设计。5 5）生产线总体布局设计。）生产线总体布局设计。6 6）生产线总联系尺寸图的绘

9、制。）生产线总联系尺寸图的绘制。6.2 6.2 生产线工艺方案设计生产线工艺方案设计 6.2.1 6.2.1 生产线工艺方案的制订生产线工艺方案的制订 1.1.分析被加工零件的要求及现场条件分析被加工零件的要求及现场条件 1 1）分析被加工零件的种类、结构和工艺情况，需）分析被加工零件的种类、结构和工艺情况，需要完成的工艺内容，应达到的精度要求和技术条件。要完成的工艺内容，应达到的精度要求和技术条件。2 2）分析零件技术要求对产品性能影响程度。）分析零件技术要求对产品性能影响程度。3 3）分析工件的材料和硬度，毛坯情况、加工余量，）分析工件的材料和硬度，毛坯情况、加工余量，预加工情况预加工情况

10、( (包括定位基面的加工包括定位基面的加工) )达到的精度。达到的精度。4 4）要求达到的生产率大小。）要求达到的生产率大小。 5 5）车间平面布置情况，工件和切屑的流向，生）车间平面布置情况，工件和切屑的流向，生产线在车间的安装位置及允许占用面积，车间对刀具产线在车间的安装位置及允许占用面积，车间对刀具结构和材料、切削用量等方面的特殊要求；结构和材料、切削用量等方面的特殊要求；6 6）有无润滑、冷却液的集中供给系统及其压力，）有无润滑、冷却液的集中供给系统及其压力，润滑润滑冷却供给设备的位置；冷却供给设备的位置；7 7）车间电网的电压，允许最大的起动功率，有）车间电网的电压，允许最大的起动功

11、率，有无压缩空气及其压力；无压缩空气及其压力；8 8）被加工零件的现行工艺及其加工方法，精度）被加工零件的现行工艺及其加工方法，精度保证情况及生产率。保证情况及生产率。2. 2. 确定生产类型确定生产类型 设计生产线必须首先确定产品的生产类型。不设计生产线必须首先确定产品的生产类型。不同生产类型生产线的专业化和自动化程度有较大差同生产类型生产线的专业化和自动化程度有较大差别，制造装备的选型和设计的要求也不同，生产线别，制造装备的选型和设计的要求也不同，生产线的总体布局和物流设计也各有特点的总体布局和物流设计也各有特点。生产类型是指工业企业生产专业化程度的分类。生产类型是指工业企业生产专业化程度

12、的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三类。 3. 3. 确定毛坯类型确定毛坯类型 毛坯类型有铸件、锻件和型材三大类。铸件可毛坯类型有铸件、锻件和型材三大类。铸件可采用砂型铸造或特种铸造等方法获得。特种铸造方采用砂型铸造或特种铸造等方法获得。特种铸造方法有熔模铸造、壳型铸造、金属型铸造、压力铸造、法有熔模铸造、壳型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造等，离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、连续铸造等，一般可获得较高的铸件质量。锻件可采用手工锻造、一般可获得较高的铸件质量。锻件可采用手工锻造、自由锻造、胎模锻造、模型锻造

13、或特种锻造等方法自由锻造、胎模锻造、模型锻造或特种锻造等方法获得。特种锻造如轧、辊、冲、挤等。获得。特种锻造如轧、辊、冲、挤等。 4. 4. 生产线工艺方案的拟定生产线工艺方案的拟定 1 1）输送方式的确定）输送方式的确定 2 2）定位基面的选择）定位基面的选择 3 3）确定各表面的加工工艺）确定各表面的加工工艺 4 4）划分加工阶段）划分加工阶段 5 5）确定工序集中和分散程度）确定工序集中和分散程度 6 6）安排工序顺序）安排工序顺序 6.2.2 6.2.2 机床设备的选型机床设备的选型 机床设备是否选择得正确、合理，不仅影响工机床设备是否选择得正确、合理，不仅影响工件的加工质量、生产效率

14、和制造成本，而且还将涉件的加工质量、生产效率和制造成本，而且还将涉及生产线的投资强度和投资的回收期限。机床设备及生产线的投资强度和投资的回收期限。机床设备选型是生产线设计的关键环节。选型是生产线设计的关键环节。 6.2.3 6.2.3 生产线的生产率与经济性生产线的生产率与经济性 1. 1. 生产线的生产率生产线的生产率 生产线的生产率可用生产线的生产节拍时间生产线的生产率可用生产线的生产节拍时间tP衡衡量，量，tP值越小，生产线的生产率越高。值越小，生产线的生产率越高。 tP = T N 式中式中: N生产线的计算生产纲领生产线的计算生产纲领(件年件年)。 T生产线的全年有效工作时间生产线的

15、全年有效工作时间(小时小时)。 T = 8（365 52 2 10）m k。 m为生产线每天工作班数为生产线每天工作班数 k为生产线停修系数为生产线停修系数生产线的生产节拍时间生产线的生产节拍时间tP是进行生产线设计的重是进行生产线设计的重要依据，生产线中各个工序的单件时间要依据，生产线中各个工序的单件时间td都必须小于都必须小于生产线的生产节拍时间。生产线的生产节拍时间。一条生产线要完成若干道工序的加工，有些工序一条生产线要完成若干道工序的加工，有些工序的机床可能利用得较充分，有些工序的机床可能利的机床可能利用得较充分，有些工序的机床可能利用得不充分。为衡量整条生产线机床的利用情况，用得不充

16、分。为衡量整条生产线机床的利用情况，应求出整条生产线的机床平均负荷率应求出整条生产线的机床平均负荷率平均平均 。为确保生产线机床能得到充分利用，生产线的机为确保生产线机床能得到充分利用，生产线的机床平均负荷率床平均负荷率平均平均不应低于不应低于0.8。 2.2.生产线的经济性分析生产线的经济性分析 生产线的经济效果的优劣主要由以下两项经济生产线的经济效果的优劣主要由以下两项经济指标来衡量：指标来衡量：1 1）零件的生产成本）零件的生产成本 一个零件的生产成本由直接费用和间接费用两一个零件的生产成本由直接费用和间接费用两大类组成。直接费用是指与制造零件直接有关的费大类组成。直接费用是指与制造零件

17、直接有关的费用，包括毛坯费用、工序费用、积存费用、运输费用，包括毛坯费用、工序费用、积存费用、运输费用和资源损失费用等。用和资源损失费用等。间接费用包括工厂的行政管间接费用包括工厂的行政管理费用、技术部门的费用和车间费用等。理费用、技术部门的费用和车间费用等。2 2）建线投资的回收期）建线投资的回收期 生产线建线投资的回收期的长短直接关系到生产生产线建线投资的回收期的长短直接关系到生产线的经济效益，是生产线设计的重要经济指标。生产线的经济效益，是生产线设计的重要经济指标。生产线建线投资回收期限线建线投资回收期限T( (年年) )为：为： )CS(NIT 式中：式中：I 生产线建线投资总额生产线

18、建线投资总额(元元) S 零件的销售价格零件的销售价格(元件元件) C 零件的制造成本零件的制造成本(元件元件) N 计算生产纲领（件计算生产纲领（件/年）年） 生产线建线投资回收期限了越短，生产线的经济生产线建线投资回收期限了越短，生产线的经济效益越好，一般应同时满足以下条件才允许建线：效益越好，一般应同时满足以下条件才允许建线：1 1）投资回收期应小于生产线制造装备的使用年限；）投资回收期应小于生产线制造装备的使用年限；2 2）投资回收期应小于该产品）投资回收期应小于该产品( (零件零件) )的预定生产年限；的预定生产年限；3 3）投资回收期应小于）投资回收期应小于4 46 6年。年。 在

19、生产线建线投资总额在生产线建线投资总额I中，加工装备尤其是关键中，加工装备尤其是关键加工装备的投资所占份额甚大，在决定选购复杂昂贵加加工装备的投资所占份额甚大，在决定选购复杂昂贵加工装备前，必须核算其投资的回收期限，如在工装备前，必须核算其投资的回收期限，如在4 46 6年年内收不回设备投资，则不宜选购，应另行选择其它类型内收不回设备投资，则不宜选购，应另行选择其它类型的加工装备。的加工装备。6.3 6.3 生产线专用机床的总体设计生产线专用机床的总体设计 生产线上的加工装备既有通用机床、数控机床，生产线上的加工装备既有通用机床、数控机床，也有专用机床。通用机床和数控机床一般都有定型产也有专用

20、机床。通用机床和数控机床一般都有定型产品，可以根据生产线的工艺要求进行选购。专用机床品，可以根据生产线的工艺要求进行选购。专用机床没有定型产品，必须根据所加工零件的工艺要求进行没有定型产品，必须根据所加工零件的工艺要求进行专门设计。专门设计。专用机床区别于通用机床的最基本的特征就是它专用机床区别于通用机床的最基本的特征就是它只用于完成某种零件的特定工序。在设计时应根据相只用于完成某种零件的特定工序。在设计时应根据相似零件族的典型零件的工艺要求进行设计；应采用模似零件族的典型零件的工艺要求进行设计；应采用模块化设计方法。专用机床设计需完成被加工工件的工块化设计方法。专用机床设计需完成被加工工件的

21、工序图、加工示意图、机床总联系尺寸图、机床夹具图、序图、加工示意图、机床总联系尺寸图、机床夹具图、生产率计算卡等，即生产率计算卡等，即“四图一卡四图一卡”的设计工作。的设计工作。 工件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台工件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台机床上或一条生产线上完成的工序内容、加工部位的机床上或一条生产线上完成的工序内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位，尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位，以及工件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的以及工件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图样。它是在原零件图基础上以突出本机床或生产线图样。它是

22、在原零件图基础上以突出本机床或生产线加工内容，辅以必要的文字说明绘制的。它是专用机加工内容，辅以必要的文字说明绘制的。它是专用机床设计的主要依据，也是制造使用时检验和调整机床床设计的主要依据，也是制造使用时检验和调整机床的重要技术文件。的重要技术文件。6.3.1 6.3.1 工序图的绘制工序图的绘制1. 1. 工序图的作用与要求工序图的作用与要求2. 2. 工序图中应表示的内容工序图中应表示的内容 1 1）工件的加工部位及其尺寸、形状、位置精度和）工件的加工部位及其尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。表面粗糙度。 2 2）加工前零件的形状、主要尺寸和已达到的技术）加工前零件的形状、主要尺寸和已达

23、到的技术要求。要求。 3 3）定位基面、夹紧部位、辅助支承位置，以及它）定位基面、夹紧部位、辅助支承位置，以及它们与主要加工部位之间的尺寸和精度。们与主要加工部位之间的尺寸和精度。 4 4）工件的名称、材料、硬度、重量以及毛坯种类、）工件的名称、材料、硬度、重量以及毛坯种类、精度和加工余量等。精度和加工余量等。 3. 3. 工序图的绘制方法工序图的绘制方法 1 1）用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸。）用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸。 2 2）用粗实线画出本机床加工的部位，并标出本道）用粗实线画出本机床加工的部位，并标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术要求。度和技术要求。 3 3）标出加工用定位基准、夹紧部位及夹紧方向，）标出加工用定位基准、夹紧部位及夹紧方向，以便进行夹具的支承、定位及夹紧系统的设计。以便进行夹具的支承、定位及夹紧系统的设计。4 4）图中应注明工件的名称、编号、材料、硬度）图中应注明工件的名称、编号、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）生产线的工件工序图绘制时，一般按全线或）生产线的工件工序图绘制时，一般按全线或工段来绘制，并表示出与工件输送设备有关的图形、工段来绘制，并表示出与工件输送设备有关的图形、尺寸及精度要求。尺寸及精度要求。6 6）必要的文字说明。）必要的文

25、字说明。 6.3.2 6.3.2 加工示意图设计加工示意图设计 1.1.加工示意图的作用加工示意图的作用 加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而拟加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而拟定的机床工艺方案，是刀具、辅具的布置图，是刀具、定的机床工艺方案，是刀具、辅具的布置图，是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要辅具、夹具、电气、液压、主轴箱等部件设计的重要依据，是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试依据，是机床布局和机床性能的原始要求，是机床试车前对刀和调整的技术资料。车前对刀和调整的技术资料。 2.2.多轴钻主轴箱主轴、刀具的结构多轴钻主轴箱主轴、刀具的结构 多轴同时钻

26、孔时，在加工终了位置多轴箱端面到多轴同时钻孔时，在加工终了位置多轴箱端面到工件端面的距离是定值，然而每根主轴上的钻头加工工件端面的距离是定值，然而每根主轴上的钻头加工的孔深不一定相同，这就要求钻头安装在不同的轴向的孔深不一定相同，这就要求钻头安装在不同的轴向位置；钻头在使用时有磨损，因此要求刀具能轴向调位置；钻头在使用时有磨损，因此要求刀具能轴向调整以补偿磨损。多轴箱的主轴结构主要由钻头、接杆整以补偿磨损。多轴箱的主轴结构主要由钻头、接杆和主轴三部分组成。和主轴三部分组成。3.3.加工示意图表示的内容加工示意图表示的内容 1 1）加工部位结构尺寸、精度及分布情况。）加工部位结构尺寸、精度及分布

27、情况。2 2）刀具、刀杆及其与主轴的连接结构。）刀具、刀杆及其与主轴的连接结构。3 3）导向结构以及大镗杆的托架结构。）导向结构以及大镗杆的托架结构。4 4）上述结构的联系尺寸、配合尺寸及其配合精度。）上述结构的联系尺寸、配合尺寸及其配合精度。5 5）切削用量。）切削用量。6 6）工作循环及工作行程。）工作循环及工作行程。7 7）多工位机床的工位区别以及逐个工位的上述内容。）多工位机床的工位区别以及逐个工位的上述内容。8 8）工件名称、材料、加工余量、冷却润滑及让刀等。）工件名称、材料、加工余量、冷却润滑及让刀等。9 9）工件加工部位向示图，并在向示图上编出孔号。）工件加工部位向示图，并在向示

28、图上编出孔号。 4.4.加工示意图的绘制方法加工示意图的绘制方法 1 1）按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。）按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。工件在图中允许只画出加工部分。工件在图中允许只画出加工部分。2 2）根据工件加工要求及选定的加工方法确定刀具）根据工件加工要求及选定的加工方法确定刀具和导向或托架的型式、位置及尺寸，选择主轴和接杆。和导向或托架的型式、位置及尺寸，选择主轴和接杆。依次画出刀具、导向和托架示意图、接杆和主轴。依次画出刀具、导向和托架示意图、接杆和主轴。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轴接杆是相同的，

29、只画出一根即可。的主轴接杆是相同的，只画出一根即可。4）对一些标准的通用结构，可以不画剖视图，而）对一些标准的通用结构，可以不画剖视图，而专用结构应画剖视图。专用结构应画剖视图。5）标注主轴端部外径和内孔径）标注主轴端部外径和内孔径(Dd)，悬伸长度，悬伸长度，刀具各段直径及长度，导向的直径、长度、配合，工刀具各段直径及长度，导向的直径、长度、配合，工件距导向套端面的距离等。件距导向套端面的距离等。6）决定动力部件的工作循环及行程。）决定动力部件的工作循环及行程。 5.5.决定动力部件的工作循环及行程决定动力部件的工作循环及行程1 1）工作进给长度）工作进给长度2 2）快退行程长度）快退行程长

30、度3 3）快进行程长度）快进行程长度4 4）工作行程长度）工作行程长度5 5）总的行程长度）总的行程长度6.3.3 6.3.3 机床总联系尺寸图设计机床总联系尺寸图设计 1.1.机床总联系尺寸图的作用机床总联系尺寸图的作用 机床总联系尺寸图清楚地表明了机床的型式和布机床总联系尺寸图清楚地表明了机床的型式和布局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运局，规定各部件的轮廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系，是开展各部件设计的依据。动关系，是开展各部件设计的依据。 2.2.机床总联系尺寸图的内容机床总联系尺寸图的内容 1 1）机床的布局形式）机床的布局形式2 2）通用部件的型号和规格）通用部件的型

31、号和规格3 3）主要专用部件的轮廓尺寸）主要专用部件的轮廓尺寸4 4）工件及各部件间的主要联系尺寸及运动尺寸）工件及各部件间的主要联系尺寸及运动尺寸5 5）电动机功率）电动机功率3.3.机床总联系尺寸图中主要联系尺寸的确定机床总联系尺寸图中主要联系尺寸的确定 1)1)装料高度尺寸的确定装料高度尺寸的确定 ；2)2)夹具轮廓尺寸的确定；夹具轮廓尺寸的确定；3)3)中间底座尺寸的确定；中间底座尺寸的确定；4)4)主轴箱轮廓尺寸的确定。主轴箱轮廓尺寸的确定。 4.4.机床总联系尺寸图的绘制方法与步骤机床总联系尺寸图的绘制方法与步骤 6.3.4 6.3.4 生产率计算卡的编制生产率计算卡的编制6.4

32、6.4 生产线的总体布局设计生产线的总体布局设计 在进行生产线总体布局设计时，须确定工件的在进行生产线总体布局设计时，须确定工件的输送方式和装置，合理配置毛坯、半成品和成品的输送方式和装置，合理配置毛坯、半成品和成品的存放面积和存放地点，确定生产线总体布局方式，存放面积和存放地点，确定生产线总体布局方式，绘制设备平面布置总联系尺寸图。绘制设备平面布置总联系尺寸图。 6.4.1 6.4.1 生产线的工件输送装置生产线的工件输送装置 工件输送装置是生产线中的一个重要组成部分，工件输送装置是生产线中的一个重要组成部分，它将被加工工件从一个工序它将被加工工件从一个工序( (工位工位) )传送到下一工序

33、传送到下一工序( (工位工位) )。为保证生产线按规定节拍连续工作提供条件，。为保证生产线按规定节拍连续工作提供条件，并从结构上把生产线上众多加工设备联接成为一个整并从结构上把生产线上众多加工设备联接成为一个整体。生产线的总体布局和结构型式往往取决于工件的体。生产线的总体布局和结构型式往往取决于工件的输送方式。输送方式。 1. 1. 对工件输送装置的基本要求对工件输送装置的基本要求 1 1）输送速度要高，尽量减少生产线的辅助时间。）输送速度要高，尽量减少生产线的辅助时间。2 2）输送装置的工作精度要满足工件（或随行夹具）输送装置的工作精度要满足工件（或随行夹具）的定位要求。的定位要求。 3 3

34、）输送过程中要严格保持工件预定的方位。）输送过程中要严格保持工件预定的方位。4 4）输送装置应与生产线的总体布局和结构型式相）输送装置应与生产线的总体布局和结构型式相适应。适应。 2.2.常用工件输送装置的类型、特点及应用范围常用工件输送装置的类型、特点及应用范围 1 1）输料槽和输料道）输料槽和输料道 输料槽和输料道有利用工件自重输送和强制输送输料槽和输料道有利用工件自重输送和强制输送两种型式。利用工件自重输送工件不需要动力源和驱两种型式。利用工件自重输送工件不需要动力源和驱动装置，结构简单。只有在无法用自重输送方式或为动装置，结构简单。只有在无法用自重输送方式或为保证工件输送的可靠性时，才

35、采用强制输送的输料槽保证工件输送的可靠性时，才采用强制输送的输料槽或输料道。或输料道。2 2）步伐式输送装置）步伐式输送装置 步伐式输送装置利用其上的刚性推杆来推动工件，步伐式输送装置利用其上的刚性推杆来推动工件，可以采用机械驱动、气压驱动和液压驱动，常用于箱可以采用机械驱动、气压驱动和液压驱动，常用于箱体类零件和带随行夹具的生产线中。常见的步伐式输体类零件和带随行夹具的生产线中。常见的步伐式输送装置有棘爪步伐式、回转步伐式及抬起步伐式等。送装置有棘爪步伐式、回转步伐式及抬起步伐式等。步伐式输送装置的结构比较简单，通用性较强，但由步伐式输送装置的结构比较简单，通用性较强，但由于受工件运动惯量的

36、影响，当输送速度较高时，工件于受工件运动惯量的影响，当输送速度较高时，工件的输送精度不易保证。的输送精度不易保证。3 3）转位装置）转位装置 在生产线上，为改换工件的加工面，常采用转位在生产线上，为改换工件的加工面，常采用转位装置将工件绕水平轴、垂直轴、或空间任一轴回转一装置将工件绕水平轴、垂直轴、或空间任一轴回转一定的角度。转位装置将生产线划分为前后两个工段。定的角度。转位装置将生产线划分为前后两个工段。对转位装置的要求是转位时间短，转位精度高，工件对转位装置的要求是转位时间短，转位精度高，工件输入转位装置和从转位装置输出的方位应分别与上、输入转位装置和从转位装置输出的方位应分别与上、下工段

37、工件的输送方位一致。下工段工件的输送方位一致。4 4）桥式吊车和单轨吊车）桥式吊车和单轨吊车 在加工一些外形尺寸较大的工件，如机床床身的在加工一些外形尺寸较大的工件，如机床床身的生产线中，常用桥式吊车或单轨吊车等起重工具输送生产线中，常用桥式吊车或单轨吊车等起重工具输送工件。工件。6.4.2 6.4.2 生产线总体布局型式生产线总体布局型式 生产线总体布局方式与生产线的类别有关：在单生产线总体布局方式与生产线的类别有关：在单一产品的生产线上，加工设备是严格按工件的加工工一产品的生产线上，加工设备是严格按工件的加工工艺顺序布置的；在成组产品生产线上，加工设备是按艺顺序布置的；在成组产品生产线上，

38、加工设备是按相似零件族中典型零件的加工工艺顺序布置的；在多相似零件族中典型零件的加工工艺顺序布置的；在多品种可调生产线上，则是按生产批量较大的、有代表品种可调生产线上，则是按生产批量较大的、有代表性的主要零件的加工工艺顺序布置的。此外，生产线性的主要零件的加工工艺顺序布置的。此外，生产线总体布局方式还和工件的结构形状、工件的输送方式总体布局方式还和工件的结构形状、工件的输送方式等因素有关。等因素有关。 1. 1. 箱体、杂类工件加工生产线的布局方式箱体、杂类工件加工生产线的布局方式 1) 1) 直线通过式直线通过式 2 2）折线通过式）折线通过式 3 3）带有关联支线的形式）带有关联支线的形式

39、 4 4）框型）框型 5 5）非通过式）非通过式 2.2.回转体类工件加工生产线的布局方式回转体类工件加工生产线的布局方式 1 1）工件输送装置设置在机床之间）工件输送装置设置在机床之间 这类输送装置结构简单，装卸工件辅助时间短，这类输送装置结构简单，装卸工件辅助时间短，生产线占地面积小，一般适用于加工外形较简单的小生产线占地面积小，一般适用于加工外形较简单的小轴类零件。轴类零件。 2 2）工件输送装置设置在机床外侧）工件输送装置设置在机床外侧 这种这种布局形式可将联线机床纵向单行排列，也可布局形式可将联线机床纵向单行排列，也可以按两行面对面排列或交错排列。工件输送装置根据以按两行面对面排列或

40、交错排列。工件输送装置根据联线机床的排列方式可设置在机床的前方或机床的一联线机床的排列方式可设置在机床的前方或机床的一侧。侧。 6.5 6.5 柔性制造生产线柔性制造生产线 柔性制造生产线是由高度自动化的多功能柔性加柔性制造生产线是由高度自动化的多功能柔性加工设备工设备( (如加工中心、数控机床等如加工中心、数控机床等) )、物料输送装置及、物料输送装置及计算机控制系统组成，主要用于中小批量生产各种结计算机控制系统组成，主要用于中小批量生产各种结构形状复杂、精度要求高、加工工艺不同的同类工件。构形状复杂、精度要求高、加工工艺不同的同类工件。建立柔性制造生产线是利用柔性制造技术，它是建立柔性制造

41、生产线是利用柔性制造技术，它是集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代生产集数控技术、计算机技术、机器人技术以及现代生产管理技术为一体的现代制造技术。管理技术为一体的现代制造技术。 6.5.1 6.5.1 柔性制造生产线的应用和分类柔性制造生产线的应用和分类 采用柔性制造生产线，可以解决多品种、中小采用柔性制造生产线，可以解决多品种、中小批量生产效率低、成本高及质量差的问题。柔性制批量生产效率低、成本高及质量差的问题。柔性制造生产线有多种形式，如独立制造岛、柔性制造单造生产线有多种形式，如独立制造岛、柔性制造单元和柔性制造系统等。与刚性自动化生产线的特征元和柔性制造系统等。与刚性自动化生产线

42、的特征相反，工序相对集中、没有固定的生产节拍、物流相反，工序相对集中、没有固定的生产节拍、物流无统一的路线，进行混流加工，实现在中、小批量无统一的路线，进行混流加工，实现在中、小批量生产条件下接近大量生产中采用刚性自动线所实现生产条件下接近大量生产中采用刚性自动线所实现的高效率和低成本。的高效率和低成本。 这里所谓的这里所谓的“柔性柔性”是指一个制造系统适应各种是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，集中反映在加工、人员和设备生产条件变化的能力，集中反映在加工、人员和设备等方面。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，它与加工工艺方法、设备的联接

43、形式、作业计划出现它与加工工艺方法、设备的联接形式、作业计划出现干扰时重新安排的余地和生产调度的灵活性有关。人干扰时重新安排的余地和生产调度的灵活性有关。人员柔性是指不管加工任务的数量和时间有什么变化，员柔性是指不管加工任务的数量和时间有什么变化，操作人员能够完成加工任务的能力。人员柔性高，就操作人员能够完成加工任务的能力。人员柔性高，就可以利用现有人员完成不同的加工任务。设备柔性是可以利用现有人员完成不同的加工任务。设备柔性是机床能在短期内适应新零件加工的能力。设备柔性高，机床能在短期内适应新零件加工的能力。设备柔性高，改变加工对象时的调整时间就短。改变加工对象时的调整时间就短。 独立制造岛

44、是以成组技术为基础，由若干台数控独立制造岛是以成组技术为基础，由若干台数控机床和普通机床组成的制造系统，其特点是将工艺技机床和普通机床组成的制造系统，其特点是将工艺技术准备、生产组织管理和制造过程结合在一起，借助术准备、生产组织管理和制造过程结合在一起，借助计算机进行工艺设计、数控程序管理、作业计划编制计算机进行工艺设计、数控程序管理、作业计划编制和实时生产调度等。这种生产模式具有较广泛的使用和实时生产调度等。这种生产模式具有较广泛的使用范围，投资相对较少，无论在加工柔性、人员柔性和范围，投资相对较少，无论在加工柔性、人员柔性和设备柔性等方面都比较高。设备柔性等方面都比较高。 柔性制造单元通常由柔性制造单元通常由1 12 2台加工中心构成，并具台加工中心构成，并具有不同形式的刀具交换和工件的装卸、输送及储存功有不同形式的刀具交换和工件的装卸、输送及储存功能。除了机床的数控装置外，通常还有一台单元计算能。除了机床的数控装置外，通常还有一台单元计算机来进行数控程序的管理和外围设备的协调。柔性制机来进行数控程序的管理和外围设备的协调。柔性制造单元适合于小批量生产，加工形状比