設計范例1設備需求與工藝課件

1、設計范例1設備需求與工藝設計范例1設備需求與工藝第一部分：功能需求認識一、作業(yè)目的 結構裝配作業(yè) 利用外管殼裝配兩個內管，并通過施加壓力產生的變形作相對位置固定。第一部分：功能需求認識一、作業(yè)目的 結構裝配作業(yè)第一部分：功能需求認識二、主要技術要求1、壓合工作壓力55050 kg，要求變形壓力有持續(xù)保壓特征。2、壓裝后管殼外徑允許變形量不大于0.1mm。3、為降低工資成本，提高生產效率，要求全自動作業(yè)。4、裝配生產效率優(yōu)于40件/分鐘5、價格在10萬元左右。第一部分：功能需求認識二、主要技術要求1、壓合工作壓力5第一部分：功能需求認識三、工作對象的理化性質1、工作對象的形態(tài) 圓柱形2、工作對象

2、的性狀 外管較長，內管較短，尤其是內管23、工作對象的性質 外管為鋁材質量較小，內管為鉛材，比重大4、工作對象的化學性質 易燃（粉末）第一部分：功能需求認識三、工作對象的理化性質1、工作對象第一部分：功能需求認識四、原有工裝與工藝過程1、原有工藝裝備 零件套裝模具三套 半自動圓盤壓力機（1t）一臺 壓裝模具40套（循環(huán)周轉）三套件2、原有工作效率 8人一組：套裝x3人，裝卸x4人，周轉1人 班產10000件，1250件/人3、原有工資成本 以日工資100元計，單件工資成本為0.08元/件第一部分：功能需求認識四、原有工裝與工藝過程1、原有工藝第一部分：功能需求認識四、原有工裝與工藝過程4、原有

3、工藝過程 1）人工一次定位外管100件 2）人工一次定位內管1-100件，并裝入外管 3）人工一次定位內管2-100件，并裝入外管 4）人工（2人）內外管組合，裝入壓裝模具（限 制壓裝變形），放置在圓盤壓力機的物流裝置 上，送入間歇壓裝輸送盤。 5）壓力機以40轉/分鐘的速度往復運行，利用杠 桿、砝碼穩(wěn)定工作壓力，實施壓裝作業(yè)。 6）人工（2人）自模具中取出產品，回收模具。第一部分：功能需求認識四、原有工裝與工藝過程4、原有工藝第一部分：功能需求認識五、認識產品的工作環(huán)境1、溫度與壓力 室內工作：工作環(huán)境的溫度20+5C（空調）2、濕度 相對濕度70-80%3、能源 車間環(huán)境三相380V電源4

4、、其他 存在微量粉塵，有爆炸危險第一部分：功能需求認識五、認識產品的工作環(huán)境1、溫度與壓第一部分：功能需求認識六、設備的性能要求1、工作效率 提高人均生產效率10倍以上2、精度等級 滿足前述技術要求3、自動化程度 全自動作業(yè)，具備半自動作業(yè)能力4、可靠性 大修間隔周期優(yōu)于5000小時表第一部分：功能需求認識六、設備的性能要求1、工作效率第一部分：功能需求認識七、其他技術要求1、粉塵防爆，要求具有局部抽風除塵能力2、粉塵處理，噴淋回收（因用戶已有相應條 件，故在本案中不予考慮）第一部分：功能需求認識七、其他技術要求1、粉塵防爆，要求第二部分：工藝過程分析一、原有工藝特點1、批量套裝模具有利于提高

5、生產效率2、僅壓合過程為自動化作業(yè)，其余基本上是勞 動密集型作業(yè)，人工需求太大（8人），生產 效率低，工資成本高。3、使用杠桿、砝碼準確控制工作壓力。4、為適應材料塑性變形的時間需求，必須使用 標稱壓力保持一段時間（0.2秒）。第二部分：工藝過程分析一、原有工藝特點1、批量套裝模具有1、嚴格遵循原有裝配過程順序與保壓時間2、多工位并聯(lián)多件作業(yè)，能夠大幅度提高生產效率，但受零件誤差的影響，無法確保產品品質（過時工藝）。3、多工位串聯(lián)單件作業(yè)是當今自動化生產的主流，其主要優(yōu)勢是能夠確保產品品質，缺點是設備結構較為復雜。第二部分：工藝過程分析二、新建工藝設想1、嚴格遵循原有裝配過程順序與保壓時間第二

6、部分：工藝過程分析第二部分：工藝過程分析三、新建主機設想1、轉鼓式主機 多工位串聯(lián)連續(xù)作業(yè)，作業(yè)時間將消化在輸送過程中，能夠在保證品質的前提下大幅度提高生產效率。 在本案當中，由于以下因素用戶不予采用。為確保生產能力的可靠性，用戶希望多機冗余。多點壓合對主機結構的承載能力要求過高，可能導致設備可靠性降低。第二部分：工藝過程分析三、新建主機設想1、轉鼓式主機第二部分：工藝過程分析三、新建主機設想2、轉盤式自動機 多工位串聯(lián)間歇作業(yè)，利用間歇時間實施工位作業(yè)，由于間歇輔助時間的占用以及機構運動的加減速時間的影響，導致生產效率較低。 在本案當中，由于與原有設備結構相近，投資風險減低，用戶傾向于采用。

7、第二部分：工藝過程分析三、新建主機設想2、轉盤式自動機第二部分：工藝過程分析四、運功規(guī)律與參數(shù)1、運動規(guī)律【分解、簡化的原則】 工作主機-往復直線間歇運動 工位輸送輔機-與主機協(xié)調的間歇運動 料倉輔機-隨機給料，供應速度大于需求2、運動參數(shù) 工作節(jié)奏-60次/分鐘 運行速度-一般 工作行程-80-100mm 運動質量-振動 主機-大質量往復直線運動，須消除沖擊 輔機-大質量間歇運動，必須消除沖擊第二部分：工藝過程分析1、運動規(guī)律【分解、簡化的原則】第二部分：工藝過程分析五、料倉輔機與空間限制1、外管輔機輔機 1）鉤盤式料倉 2）電磁振動料倉2、內管輔機 電磁振動料倉3、空間限制 本機為主機輔機

8、一體化設計，無其他結構 制約。第二部分：工藝過程分析五、料倉輔機與空間限制1、外管輔機第二部分：工藝過程分析六、運行工作特點分析1、三個零件必須有各自的自動供給料倉，解決儲存、排序、定向、定量問題。2、為確保裝配品質，必須使用壓裝模具來限制變 形；而為簡化工藝過程，模具最好相對固定。3、壓力機應具有一定的底部停留（保壓）能力。4、必須遵循原有工藝5、受工藝保壓需求限制，主機工作節(jié)奏不宜超過 60次/分。第二部分：工藝過程分析六、運行工作特點分析1、三個零件必第三部分：基本工作方案的確定一、工藝過程方案1、工藝結構方案 1）工位輸送方式 線性輸空間占用較大，并且模具回收需要增加工作機構，故不予考

9、慮。 回轉輸送系統(tǒng)為循環(huán)工作方式，能夠簡化機構。考慮到重力的利用，故采用平面回轉機構。 2）主機結構方式 工作機構采用典型的豎直往復方式，以便能夠有效地利用重力，達到簡化機構的目的。第三部分：基本工作方案的確定一、工藝過程方案1、工藝結構第三部分：基本工作方案的確定二、裝配工裝初步設計1、模具主體（外圓尺寸限制） 若外管自上部裝入，則內管（尺寸略?。┭b入時難以定位；此外產品必須自模具主體下方退出；故采用模具上部內管導向，下部外管裝入方式。2、模具底座（承載裝配壓合壓力） 由于外管自模具下部裝入必須有導向錐面，故底座設計成為二級圓柱結構形式：小圓柱用于消除錐面影響，大圓柱用于承載。第三部分：基本

10、工作方案的確定二、裝配工裝初步設計1、模具第三部分：基本工作方案的確定二、裝配工裝初步設計第三部分：基本工作方案的確定二、裝配工裝初步設計第三部分：基本工作方案的確定三、作業(yè)工作過程描述1、往復式送料器送入外管（軸線與模具主體重合），模具底座自模具下部上行，將外管推入模具主體。送料器夾頭利用其彈性適時脫離外管。2、圓盤式送料器將內管1送至模具上方（不能自行跌落，恐姿態(tài)不穩(wěn)定），利用滑塊的下行運動，裝料沖將內管1推入模具外管。3、圓盤式送料器將內管2送至模具上方（不能自行跌落，恐姿態(tài)不穩(wěn)定），利用滑塊的下行運動，裝料沖將內管2推入外管。第三部分：基本工作方案的確定三、作業(yè)工作過程描述1、往復第三

11、部分：基本工作方案的確定三、作業(yè)工作過程描述4、利用滑塊的下行運動，檢測沖頭壓入模具。若套裝正常或漏裝內管，沖頭無相對運動，無報警信號。若套裝位置過高，導致檢測重頭上移，發(fā)出報警信號并停車。5、壓合沖頭隨滑塊的下行，通過對產品的擠壓導致模具下行，將定壓杠桿頂起（定壓），完成壓合。6、退料沖頭隨滑塊下行，將產品自模具下方頂出。第三部分：基本工作方案的確定三、作業(yè)工作過程描述4、利用第三部分：基本工作方案的確定四、設備結構方案1、工作主機 往復式壓力機，注意保壓功能。 根據(jù)模具結構，暫定工作行程100mm 板式焊接機架2、工作輔機 三臺零件料倉位于主機上方（可利用重力輸送零件） 第三部分：基本工作

12、方案的確定四、設備結構方案1、工作主機第三部分：基本工作方案的確定四、設備結構方案3、工藝布局 1）六工位間歇轉位圓盤 此時若運行節(jié)奏為1次/秒，生產效率僅達60件/分鐘，絕對生產效率過低。 此外，壓合工位偏離工作中心，對設備導向機構不利。圖3.六工位轉位結構第三部分：基本工作方案的確定四、設備結構方案3、工藝布局第三部分：基本工作方案的確定四、設備結構方案 2）12工位間歇轉位圓盤 此時若運行節(jié)奏為1次/秒，生產效率可達120件/分鐘， 絕對生產效率提高一倍。 此外兩個壓合工位對稱布置，壓力中心與設備重合。圖4.12工位轉位結構第三部分：基本工作方案的確定四、設備結構方案 2）12工第三部分：基本工作方案的確定五、工藝系統(tǒng)1、工作主機 若采用12工位方案，每次壓合將有兩件并聯(lián)工作，此時標稱壓力應有1.5t以上。 為防止?jié)櫥臀廴竟ぜ鶑蜋C構的導向部分應位于轉位結構側面或下方。2、間歇機構 12工位馬氏槽輪，或12工位圓柱凸輪分割器，動靜比1/4。3、外管料倉 解決外管的儲存、排序、定向、定量、輸送等問題。4、內管料倉x2 解決內管的儲存、排序、定向、定量、輸送等