第3章 機(jī)械加工自動(dòng)線3

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院1/24三、自動(dòng)線輔助設(shè)備1、工件輸送裝置2、貯料裝置3、轉(zhuǎn)位裝置4、自動(dòng)線夾具2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院2/242、貯料裝置對(duì)貯料裝置的要求（1）結(jié)構(gòu)緊湊，在保證所要求的貯存量的條件下，使體積最小、占地面積最少。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，如果貯料裝置本身易出故障，就起不到應(yīng)起的作用。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院3/24兩種工作方式：通過(guò)式：從一臺(tái)機(jī)床送來(lái)的每一工件都從貯料器通過(guò)，再輸送到下一機(jī)床。倉(cāng)貯式：在貯料器的進(jìn)出口有活門控制，將輸料槽送來(lái)的工件分為兩路。一條通向貯料器進(jìn)口；一條直接通向下一臺(tái)機(jī)床，直接供料

。（1）通用和專用機(jī)床自動(dòng)線的貯料裝置Z型貯料器進(jìn)出口與輸料槽相連

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院4/24（2）組合機(jī)床自動(dòng)線的貯料裝置貯料庫(kù)輔助輸送帶2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院5/24貯料庫(kù)2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院6/24輔助輸送帶輔助輸送帶棘爪可回轉(zhuǎn)180°2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院7/243、轉(zhuǎn)位裝置加工面加工面2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院8/24回轉(zhuǎn)裝置類型

繞水平軸回轉(zhuǎn)裝置（鼓輪）

回轉(zhuǎn)裝置類型繞垂直軸回轉(zhuǎn)裝置（轉(zhuǎn)臺(tái)）

復(fù)合回轉(zhuǎn)裝置2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院9/243.1繞垂直軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位裝置（轉(zhuǎn)臺(tái)）

1、油缸2、轉(zhuǎn)臺(tái)3、軸承4、齒輪軸5、操縱桿6、擋鐵7、行程開關(guān)2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院10/243.2繞水平軸回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)位裝置（鼓輪）1、鼓輪；2、齒圈；3、大齒輪；4、小齒輪；5、齒條；6、滾子；7、偏心軸；8、滾子；2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院11/244、自動(dòng)線夾具固定式夾具隨行夾具

夾具附屬于每一加工工位，不隨工件的輸送而移動(dòng)，或安裝于機(jī)床的某一部件上，或安裝于專用的夾具底座上。這類夾具亦分為兩種類型，一種是用于鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具，工件安裝到夾具中以后在加工過(guò)程中固定不動(dòng)；另一種是工件和夾具在加工時(shí)尚須作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。前者多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機(jī)床自動(dòng)線中，后者多用于旋轉(zhuǎn)體零件的車、磨、齒形加工等自動(dòng)線中。

隨行夾具適用于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機(jī)床自動(dòng)線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對(duì)于有色金屬工件，如果在自動(dòng)線中直接輸送時(shí)其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院12/244.1固定式夾具固定式夾具鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具車、磨、齒形等加工的夾具2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院13/24(1)鉆、鏜、銑和攻絲加工用夾具

鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具，工件安裝到夾具中以后在加工過(guò)程中固定不動(dòng)，多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機(jī)床自動(dòng)線上。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院14/242023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院15/24(2)車、磨和齒形加工用夾具

在旋轉(zhuǎn)體零件的車、磨和齒形加工等的自動(dòng)線中，常采用頂尖、彈性?shī)A頭、心軸、自動(dòng)卡盤和無(wú)心式夾具等來(lái)裝夾工件。如果所加工的是形狀特殊、要求定向裝卸的工件，則還須采用主軸定向停車機(jī)構(gòu)。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院16/24梅花頂尖1、梅花齒爪盤2、彈簧2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院17/24撥爪頂尖

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院18/24液壓自動(dòng)卡盤1、盤體；2、球形傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；3、杠桿；4、卡爪；5、拉桿；6、拉管；2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院19/244.2隨行夾具

隨行夾具適用于結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機(jī)床自動(dòng)線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對(duì)于有色金屬工件，如果在自動(dòng)線中直接輸送時(shí)其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院20/24轉(zhuǎn)向器殼體自動(dòng)線上的隨行夾具

1、鋼板；2、定位滾子；3、螺母；4、螺桿；5、螺母；6、螺桿齒條；7、齒輪；8、V形壓板；2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院21/24活塞自動(dòng)線的隨行夾具

1、隨行夾具板；2、定位銷；3、定位套；4、蓋子。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院22/24叉子耳自動(dòng)線的隨行夾具示意圖

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院23/24設(shè)計(jì)隨行夾具的注意事項(xiàng)（1）由于采用隨行夾具使工件的定位尺寸鏈環(huán)節(jié)增加，從而使定位誤差增加，為了保證加工精度，應(yīng)對(duì)隨行夾具提出較高的精度要求。對(duì)于加工精度要求很高的工件，又必須采用隨行夾具時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析能否保證加工精度，必要時(shí)應(yīng)提高工件定位基面和隨行夾具的精度要求。（2）由于隨行夾具常年累月在自動(dòng)線中循環(huán)使用，而且在許多情況下隨行夾具的輸送基面就是定位基面，因此必須注意盡可能減小其磨損。一般可以采用下列一些辦法：在隨行夾具的底面上鑲裝淬硬鋼或耐磨金屬以作輸送基面；采用滾道輸送，或在隨行夾具的底面上安裝滾子；將隨行夾具上的輸送基面與定位基面分開，避免定位基面磨損。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院24/24（3）工件在隨行夾具上的夾壓方式，目前大多采用螺紋自鎖夾緊機(jī)構(gòu)。因?yàn)檫@類夾壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，在輸送過(guò)程中不易松壓，并可以采用機(jī)械、氣動(dòng)或液壓扳手實(shí)行目動(dòng)化操作。在少數(shù)情況下，也有采用液壓夾緊的。這時(shí)，應(yīng)注意密封的可靠性，以防在工作過(guò)程中因泄漏而產(chǎn)生松壓的現(xiàn)象。（4）隨行夾具在固定夾具上的夾壓，多采用鉤形壓板的方式，在加工工位上，是由四個(gè)鉤形壓板將隨行夾具的底板壓緊在固定夾具上的。這種方式，敞開性好，便于調(diào)整及觀察工作，而且鉤形壓板還有防止隨行夾具在插銷定位時(shí)可能被頂起的作用。但由于夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)在夾具的底座內(nèi)，故設(shè)計(jì)時(shí)要充分注意維修的方便。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院25/8四、自動(dòng)線技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1、自動(dòng)線的生產(chǎn)率和負(fù)荷率2、自動(dòng)線的勞動(dòng)生產(chǎn)率3、自動(dòng)線壽命、折舊及總投資4、自動(dòng)線年工序工藝成本5、自動(dòng)線技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院26/82、自動(dòng)線的勞動(dòng)生產(chǎn)率（件/人年）指每人每年生產(chǎn)零件的件數(shù)，按下式計(jì)算年產(chǎn)量輔助工人系數(shù)生產(chǎn)工人數(shù)(不包括輔助工人數(shù))2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院27/83、自動(dòng)線壽命、折舊系數(shù)設(shè)備壽命有三種計(jì)算法：

自然壽命：指自動(dòng)線設(shè)備，由新到舊一直使用到不能用而報(bào)廢的小時(shí)數(shù)。技術(shù)壽命：由于技術(shù)的發(fā)展，需用生產(chǎn)效能高的設(shè)備來(lái)代替現(xiàn)有設(shè)備而使之報(bào)廢前的工作小時(shí)數(shù)。實(shí)際壽命：自動(dòng)線上的設(shè)備不是由于以上兩種的情況，而是由于加工對(duì)象產(chǎn)品改型，設(shè)備停止使用而報(bào)廢前的工作小時(shí)數(shù)。

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院28/8折舊系數(shù)

自動(dòng)線都規(guī)定有一定的壽命期(年)，其壽命期的倒數(shù)，就是折舊系數(shù)。我國(guó)組合機(jī)床自動(dòng)線的壽命期定為7～10年?！?.143之間。

壽命期2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院29/8自動(dòng)線總投資

自動(dòng)線設(shè)備投資額

自動(dòng)線工藝裝備投資額

因自動(dòng)線建成而使原生產(chǎn)該產(chǎn)品的設(shè)備、工裝報(bào)廢及其它損失費(fèi)用

未列入以上三項(xiàng)的有關(guān)費(fèi)用

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院30/84、自動(dòng)線年工序工藝成本年度生產(chǎn)工人人工費(fèi)用

年度耗電費(fèi)

年度廠房折舊維修費(fèi)

年度設(shè)備維修費(fèi)

年度工藝裝備折舊費(fèi)

年度設(shè)備折舊費(fèi)

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院31/85、自動(dòng)線技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1生產(chǎn)能力(件／年)2工作制度(班)3生產(chǎn)節(jié)拍(分鐘／件)4設(shè)備數(shù)量(臺(tái))5工人數(shù)(人／每班)6設(shè)備生產(chǎn)率(件／臺(tái)·年)7勞動(dòng)生產(chǎn)率(件／人·年)8加工費(fèi)用(元／件)9生產(chǎn)面積(米2)10總功率(千瓦)11固定投資(萬(wàn)元)

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院32五、典型機(jī)械加工自動(dòng)線1箱體類零件自動(dòng)線：如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱體等；2軸類零件自動(dòng)線：如曲軸、凸輪軸、傳動(dòng)軸、齒輪軸等；3盤套類零件自動(dòng)線：如車輪、齒輪、活塞、活塞環(huán)等；4叉臂類零件自動(dòng)線：如連桿、傳動(dòng)叉、撥叉等。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院331、箱體零件加工自動(dòng)線

毛坯在送到自動(dòng)線之前，預(yù)先把定位基面4和1、前后端面2和3以及缸體底面4上的兩個(gè)定位銷孔加工好，然后再送入自動(dòng)線。零件材料：HT200此段自動(dòng)線完成的工作：在氣缸體的前端面上鉆縱向潤(rùn)滑油道孔，攻絲以及鏜凸輪軸軸承孔和曲軸軸承孔。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院342023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院35定位方式

工件的定位采用“一面兩銷”的定位方式，并采用液壓缸從氣缸體頂面夾緊。

潤(rùn)滑油道孔較深，采用從兩面多個(gè)工位順序加工，以滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。

2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院36工藝過(guò)程第I工位：從兩端分別鉆削縱向潤(rùn)滑油道孔至Φ14.3×132mm；第Ⅱ工位：繼續(xù)鉆油道孔至Φ13.5×261mm，同時(shí)粗?jǐn)U第一擋凸輪軸軸承孔；第Ⅲ工位：仍然鉆削油道孔至Φ12.5×388mm，繼續(xù)擴(kuò)凸輪軸軸承的其余各擋孔和粗鏜第一個(gè)曲軸軸承座凹槽孔；第Ⅳ工位：從一面將油道孔鉆通，并鉆出兩端面上的全部緊固螺紋底孔。第Ⅴ工位：對(duì)各緊固螺紋孔進(jìn)行攻絲。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院37加工示意圖2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院38加工示意圖（續(xù)）2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院39自動(dòng)線的工作循環(huán)1)輸送帶前進(jìn)，將氣缸體送至加工位置。2)插入定位銷，然后夾緊工件。3)動(dòng)力頭快速趨近工件。4)動(dòng)力頭工作進(jìn)給，同時(shí)輸送帶返回原位。5)加工完畢，動(dòng)力頭快速返回。6)夾緊液壓缸松開，定位銷回退。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院40自動(dòng)線總體布局圖2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院41自動(dòng)線工藝設(shè)備

該自動(dòng)線的工藝設(shè)備是采用組合機(jī)床，它由8個(gè)ZA494～ZA498型標(biāo)準(zhǔn)液壓鉆削動(dòng)力頭和3個(gè)攻絲動(dòng)力頭組成。全線共有63根主軸，完成鉆、擴(kuò)、鏜孔和攻絲工作。輸送裝置采用一條棘爪式雙拉桿步伐式輸送帶，液壓驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)作、速度與整個(gè)生產(chǎn)節(jié)拍相配合。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院42固定式夾具雙工位，同時(shí)夾壓兩個(gè)工件。動(dòng)作過(guò)程是：工件由輸送帶的棘爪送到滑板6上，并準(zhǔn)確地停在定位銷2的上方，然后定位銷在撥桿1推動(dòng)下插入工件的定位銷孔內(nèi)，撥桿1的擺動(dòng)由單獨(dú)的液壓缸驅(qū)動(dòng)，接著液壓缸5在控制閥的作用下使壓塊4夾緊工件。然后輸送帶返回，動(dòng)力頭開始加工。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院43組合機(jī)床和自動(dòng)線的技術(shù)發(fā)展

自動(dòng)線節(jié)拍時(shí)間tj

進(jìn)一步縮短；縮短自動(dòng)線的節(jié)拍主要是通過(guò)縮短基本時(shí)間和輔助時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？s短基本時(shí)間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具，以通過(guò)提高切削速度和進(jìn)給速度來(lái)縮短基本時(shí)間?？s短輔助時(shí)間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進(jìn)以及加工模塊由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)后至刀具切入工件所花的時(shí)間。2023/2/2武漢理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院44(2)組合機(jī)床柔性化進(jìn)