關(guān)于加工設(shè)備自動(dòng)化

加工設(shè)備自動(dòng)化

加工設(shè)備自動(dòng)化是指在加工過程中所用的加工設(shè)備能夠高效、精密、可靠地自動(dòng)進(jìn)行加工，此外還應(yīng)能進(jìn)一步集中工序和具有一定的柔性。加工設(shè)備應(yīng)滿足要求：（1）加工工序集中；（2）控制方便；（3）柔性和生產(chǎn)率兼顧；（4）通信接口；（5）系統(tǒng)的可靠性和機(jī)床負(fù)荷率。第一節(jié)加工設(shè)備自動(dòng)化概述一、加工設(shè)備自動(dòng)化的意義

加工設(shè)備工作過程自動(dòng)化可以縮短輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。單臺(tái)加工設(shè)備的自動(dòng)化能較好地滿足零件加工過程中某個(gè)或幾個(gè)工序的加工半自動(dòng)化和自動(dòng)化的需要，為多機(jī)床管理創(chuàng)造了條件，是建立自動(dòng)生產(chǎn)線和過渡到全盤自動(dòng)化的必要前提，是機(jī)械制造業(yè)更進(jìn)一步向前發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，加工設(shè)備的自動(dòng)化是零件整個(gè)機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化的基本問題之一，是機(jī)械制造廠實(shí)現(xiàn)零件加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

二、加工設(shè)備自動(dòng)化的途徑

加工設(shè)備自動(dòng)化主要是指實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工循環(huán)自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)了輔助工作自動(dòng)化的加工設(shè)備。需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的主要內(nèi)容有：

實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備自動(dòng)化的途徑主要有以下幾種：

1）對(duì)半自動(dòng)加工設(shè)備通過配置自動(dòng)上下料裝置以實(shí)現(xiàn)加工設(shè)備的完全自動(dòng)化；

2）對(duì)通用加工設(shè)備運(yùn)用電氣控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等進(jìn)行自動(dòng)化改造；

3）根據(jù)加工工件的特點(diǎn)和工藝要求設(shè)計(jì)制造專用的自動(dòng)化加工設(shè)備，如組合機(jī)床等；

4）采用數(shù)控加工設(shè)備，包括數(shù)控機(jī)床、加工中心等。

顯然，為了提高生產(chǎn)率，必須同時(shí)減少tq和tf

。

三、自動(dòng)化加工設(shè)備的生產(chǎn)率分析與分類

1．生產(chǎn)率分析當(dāng)自動(dòng)化加工設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，加工一個(gè)工件的工作循環(huán)時(shí)間是由切削時(shí)間和空程輔助時(shí)間組成的，即

因此，由工作循環(huán)時(shí)間所決定的生產(chǎn)率Q（件/min）：（2-1）（2-2）將式（2-2）變換一下形式:式中K——理想的工藝生產(chǎn)率（2-3）

以K為橫坐標(biāo)，Q為縱坐標(biāo)，根據(jù)不同的tf值，可將式（2-3）作曲線組，如圖2-1所示。從圖中可以看出：①當(dāng)tf為某一定值時(shí)（例如tf1

），雖然減少切削時(shí)間（即增加K），開始生產(chǎn)率Q有較顯著的增長(zhǎng)，但往后由于的比重相對(duì)增大，生產(chǎn)率Q的提高就愈來愈不顯著了。②如果進(jìn)一步減少

tf

，則tf愈小，增加K時(shí)生產(chǎn)率Q的提高就愈顯著。③當(dāng)切削時(shí)間tq愈少時(shí)，減少tf對(duì)提高生產(chǎn)率Q的收效愈大。圖2-1

結(jié)論：tf和tq對(duì)機(jī)床生產(chǎn)率的影響是相互制約和相互促進(jìn)的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)展到一定水平，即工藝生產(chǎn)率K提高到一定程度時(shí)，必須提高機(jī)床自動(dòng)化程度，進(jìn)一步減少空程輔助時(shí)間，促使生產(chǎn)率不斷提高。另一方面，在相對(duì)落后的工藝基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化，生產(chǎn)率的提高是有限的，為了取得良好的效果，應(yīng)當(dāng)在先進(jìn)的工藝基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)化。 2．分類 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加工過程自動(dòng)化水平不斷提高，使得生產(chǎn)率得到了很大的發(fā)展，先后開發(fā)了適應(yīng)不同生產(chǎn)率水平要求的自動(dòng)化加工設(shè)備，主要有以下各類：（1）全（半）自動(dòng)單機(jī)：又分為單軸和多軸全（半）自動(dòng)單機(jī)兩類。（走刀機(jī)構(gòu)）（2）組合機(jī)床（3）自動(dòng)線（TransferLine——TL）（4）一般數(shù)控機(jī)床（5）加工中心（MC）（6）柔性制造單元（FMC）

切削加工是使用切削工具（包括刀具、磨具和磨料），在工具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，把工件上多余的材料層切除成切屑，使工件獲得規(guī)定的幾何形狀、精度和表面質(zhì)量的加工方法。 切削加工有許多種分類方法，最常用的分類是按切削方法分為：車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、插削、鋸削、拉削、磨削、精整和光整加工等。 切削加工生產(chǎn)率的提高更主要的與切削加工設(shè)備的自動(dòng)化程度的提高關(guān)系更大（減少切削加工輔助時(shí)間）。第二節(jié)切削加工自動(dòng)化一、車削加工自動(dòng)化

車削加工主要是通過車刀對(duì)隨主軸一起旋轉(zhuǎn)的工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來完成金屬切削工作的一種加工形式，其車削加工設(shè)備稱之為車床，是所有機(jī)械加工設(shè)備中使用最早、應(yīng)用最廣和數(shù)量最多的設(shè)備。車削加工自動(dòng)化包括多個(gè)單元?jiǎng)幼鞯淖詣?dòng)化和工作循環(huán)的自動(dòng)化，其發(fā)展方向主要是數(shù)控車床、車削中心和車削柔性單元等。（1）單軸自動(dòng)車床單軸自動(dòng)車床能按一定程序自動(dòng)完成工作循環(huán)，主要用于棒料、盤料加工。一般采用凸輪和檔塊或數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)控制刀架、主軸箱的運(yùn)動(dòng)和其他輔助運(yùn)動(dòng)。其主要類型有單軸縱切自動(dòng)車床、主軸箱固定型單軸自動(dòng)車床、單軸轉(zhuǎn)塔自動(dòng)車床和單軸橫切自動(dòng)車床等幾種類型。（2）數(shù)控車床數(shù)控車床的主要特點(diǎn)如下：①數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度高。②數(shù)控車床具有高精度。③數(shù)控車床能實(shí)現(xiàn)多種工序復(fù)合的全部加工。④數(shù)控車床具有高柔性。1號(hào)縱向進(jìn)給凸輪接料臂進(jìn)給凸輪1、2號(hào)進(jìn)給凸輪1、4號(hào)進(jìn)給凸輪夾緊松開凸輪3號(hào)進(jìn)給凸輪銑槽用凸輪擋料臂擺動(dòng)凸輪螺紋附件進(jìn)給凸輪螺紋附件變速凸輪1-刀架座2-雙速電動(dòng)機(jī)3-步進(jìn)電動(dòng)機(jī)4-蝸桿蝸輪副5-滾珠絲杠副

數(shù)控車床的類型主要有通用型、卡盤型、排刀型、雙主軸型、棒料型以及一些專門化車床等?，F(xiàn)對(duì)其主要?jiǎng)幼髯詣?dòng)化作一簡(jiǎn)單介紹。

1）刀架系統(tǒng)

2）數(shù)控車床機(jī)內(nèi)測(cè)量裝置

1-液壓缸，2-液壓馬達(dá)，3-小齒輪，4-中心齒輪，5-中心軸，6-彈簧，7、8-齒輪，9-編碼器齒輪10-編碼器（3）車削中心車削中心與數(shù)控臥式車床的區(qū)別在于：車削中心的轉(zhuǎn)塔刀架上帶有能使刀具旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力刀座，主軸具有按輪廓成形要求連續(xù)回轉(zhuǎn)（不等速回轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)和進(jìn)行連續(xù)精確分度的C軸功能，并能與X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)，數(shù)控臥式車床則無這些特點(diǎn)。車削中心除具有數(shù)控車床的特點(diǎn)，還可以在此基礎(chǔ)上發(fā)展出車磨中心、車銑中心等多工序復(fù)合加工的機(jī)床，有的還可以完成數(shù)控激光加工。當(dāng)車削中心的主軸具有C軸功能時(shí)，主軸便能夠進(jìn)行分度、定向，配合轉(zhuǎn)塔刀架的動(dòng)力刀座，則幾乎所有的加工都可在一次裝夾中完成。

1）主軸定向機(jī)構(gòu)和C軸當(dāng)在工件規(guī)定部位上銑槽、鉆孔或要求主軸定向停止后以便裝卸、檢測(cè)工件時(shí)，車削中心必須具有主軸定向停止或C軸功能，即通過位置控制使主軸在不同角度上定位。主軸粗分度由主軸電動(dòng)機(jī)分度轉(zhuǎn)動(dòng)完成，位置編碼器裝在與主軸相關(guān)的位置，最終定位依靠主軸后端的齒式分度盤和插銷來完成,定位精度可達(dá)±0.1°,分度增量角一般為12°、15°等。如需要專門角度可以更換齒盤裝置（主軸分度盤）。C軸分度定位后，還要有夾緊機(jī)構(gòu)，以防止主軸轉(zhuǎn)位。

C軸能控制主軸連續(xù)分度，同時(shí)與刀架的X軸或Z軸聯(lián)動(dòng)來銑削各種曲線槽、車螺紋、車多邊形等，也可定向停車。1-主軸，2、5-軸承，3-柱銷，4-蝸桿，6-C軸箱體支軸，7-齒形帶，8-電動(dòng)機(jī)，9-蝸輪 2）多主軸、雙主軸和輔助主軸多主軸的車削中心能在一臺(tái)機(jī)床上完成更多加工工序，既縮短了加工周期，又提高了工件精度。多主軸車削中心的各主要主軸的驅(qū)動(dòng)功率和尺寸均相同，可分別稱第1主軸、第2主軸、第3主軸……。多主軸可分別加工一種工件的全部工序或分別加工多個(gè)工件。

主軸移動(dòng)式主軸固定式1-左主軸，2-左轉(zhuǎn)塔刀架，3-右轉(zhuǎn)塔刀架，4-右主軸并列雙主軸車削中心1、2-主要主軸，3、6-轉(zhuǎn)塔刀架，4、5-輔助主軸二、鉆銑削加工自動(dòng)化1.鉆削自動(dòng)化鉆削自動(dòng)化大部分都是在各類普通鉆床的基礎(chǔ)上，配備點(diǎn)位數(shù)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。其定位精度為±0.02～0.1mm。數(shù)控鉆床通常有立式、臥式、專門化以及鉆削加工中心幾種。鉆削加工中心以鉆削為主，可完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔、攻螺紋等加工，還兼有輕載荷銑削、鏜削功能。除了工作臺(tái)的X、Y向運(yùn)動(dòng)和主軸的Z向運(yùn)動(dòng)通過步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)進(jìn)行外，鉆削中心在此基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置。1-主電機(jī)，2-蝸桿副，3-槽輪機(jī)構(gòu)4-轉(zhuǎn)塔頭5-主軸6-定位齒盤7-滑移齒輪8-液壓缸2.銑削自動(dòng)化 銑削是通過回轉(zhuǎn)多刃刀具對(duì)工件進(jìn)行切削加工的一種手段，其對(duì)應(yīng)的加工設(shè)備稱為銑床。它幾乎應(yīng)用于所有的機(jī)械制造及修理部門，一般用于粗加工及半精加工，有時(shí)也用于精加工。除能加工平面、溝槽、輪齒、螺紋、花鍵軸等外，還可加工比較復(fù)雜的型面。數(shù)控銑床、仿形銑床的出現(xiàn)，提高了銑床的加工精度和自動(dòng)化程度，使復(fù)雜型面加工自動(dòng)化成為可能。特別是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了銑床的自動(dòng)化程度。

三、組合機(jī)床組合機(jī)床：就是以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的按被加工零件特殊要求而設(shè)計(jì)的專用部件，對(duì)一種或幾種被加工零件按預(yù)先確定的工序進(jìn)行加工的高效機(jī)床。具有專用機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度較高的特點(diǎn)，又具有一定的重新調(diào)整能力，以適應(yīng)工件變化的要求。它可以把機(jī)床分解為若干個(gè)具有一定功能的獨(dú)立部件，對(duì)其中一些能夠在機(jī)床上相互通用的部件，預(yù)先設(shè)計(jì)、制造，使這些部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，專供配置和組成組合機(jī)床時(shí)應(yīng)用。這種具有特定功能，按標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則設(shè)計(jì)制造的組合機(jī)床基礎(chǔ)部件，稱為組合機(jī)床的通用部件。在生產(chǎn)中可以根據(jù)工件加工要求，利用這些通用部件，再設(shè)計(jì)和制作少量的專用部件，就可以組成組合機(jī)床了。當(dāng)加工的工件改變時(shí)，則只要重新設(shè)計(jì)和制造新的專用部件，與組合機(jī)床通用部件一起重新配置，組合成能適應(yīng)新的加工要求的組合機(jī)床組合機(jī)床通用部件組合機(jī)床主要特點(diǎn)組合機(jī)床選配單工位組合機(jī)床：夾具位置固定不變，適于完成較簡(jiǎn)單工藝的大型、中型工件的加工多工位組合機(jī)床：可以借助夾具，改變加工位置。夾具位置的變動(dòng)，可以是手動(dòng)也可以是機(jī)動(dòng)。夾具一般采用移動(dòng)或回轉(zhuǎn)來完成位置的改變，以使得在各個(gè)工位上對(duì)工件進(jìn)行不同工序的加工。這種配置形式，工序的集中程度較高，通常適用于工件需要多工位加工的大批量生產(chǎn)。此時(shí)一臺(tái)多工位的組合機(jī)床，可以完成一個(gè)工件的全部或大部分的加工工作，能節(jié)省很多輔助時(shí)間，生產(chǎn)率較高。未經(jīng)加工的工件安裝在工位1進(jìn)行加工，加工后換裝到工位2，在工位2加工后取下。

四、加工中心

加工中心是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的多工序數(shù)控機(jī)床，它由機(jī)械設(shè)備和數(shù)控系統(tǒng)組成，是一種適用于復(fù)雜零件加工的高效自動(dòng)化機(jī)床。。通常，加工中心僅指主要完成鏜銑加工的加工中心。這種自動(dòng)完成多工序集中加工的方法，擴(kuò)展到各種類型的數(shù)控機(jī)床，例如車削中心、滾齒中心、磨削中心等。

1．加工中心的特點(diǎn)、類型與適用范圍 （1）適用范圍廣（2）加工精度高（3）生產(chǎn)率高 加工中心的類型有立式、臥式、五面、龍門等四種，其適用范圍見表2-2加工中心的結(jié)構(gòu)加工中心的結(jié)構(gòu)組成可分為以下六個(gè)部分--

基礎(chǔ)部件，主軸部件，自動(dòng)換刀系統(tǒng)，自動(dòng)托盤交換系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)。1.

基礎(chǔ)部件基礎(chǔ)部件由床身、立柱、工作臺(tái)等大件組成，是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。床身——支撐滑臺(tái)、立柱等；立柱——放置主軸頭和刀具庫等；工作臺(tái)——安放和帶動(dòng)夾具、工件等；主軸箱體——支撐主軸系統(tǒng)。

十字滑臺(tái)

立柱主軸部件由主軸箱、主軸、主軸電機(jī)、軸承、刀具拉緊裝置，主軸定向停止裝置等組成。在主軸3后端裝有一個(gè)發(fā)磁體4（磁鐵塊或電磁鐵），磁傳感器5能感應(yīng)到磁塊的位置。當(dāng)磁塊對(duì)準(zhǔn)磁傳感器時(shí)，傳感器就發(fā)出信號(hào)，經(jīng)放大器6放大后，由定向電路7使主軸電機(jī)11立刻停止，主軸停在此位置上。

自動(dòng)換刀系統(tǒng)包括刀具庫、自動(dòng)選刀和自動(dòng)換刀三項(xiàng)內(nèi)容自動(dòng)托盤交換系統(tǒng)加工中心要納入到FMS系統(tǒng)中，必須能夠自動(dòng)上下料，才能形成自動(dòng)加工循環(huán)系統(tǒng)。因此每臺(tái)加工中心都需要帶有自動(dòng)托盤交換系統(tǒng)。在機(jī)床切削工件的同時(shí)，托盤交換系統(tǒng)已經(jīng)將下一個(gè)待加工的工件準(zhǔn)備好了，機(jī)床停下來等待換件（將加工完成的工件取下，再將毛坯裝上工作臺(tái)），只是進(jìn)行托盤交換。所以，它使工件裝卸時(shí)間大幅度減少。實(shí)際上，加工中心再配上一套自動(dòng)托盤交換裝置，就形成了一個(gè)柔性制造模塊，可以自動(dòng)完成工件的上下料和整個(gè)加工循環(huán)過程。

立式加工中心的基礎(chǔ)部件

滾動(dòng)直線導(dǎo)軌

用滾動(dòng)導(dǎo)軌形成的三導(dǎo)軌

2．加工中心的典型自動(dòng)化機(jī)構(gòu)加工中心除了具有一般數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)外，它還具有其自身的特點(diǎn)。（1）自動(dòng)換刀與刀庫 加工中心的刀具存取方式有順序方式和隨機(jī)方式兩種，刀具隨機(jī)存取是最主要的方式。（2）觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng) 主要用于加工循環(huán)中的測(cè)量。（3）刀具長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng) 用以檢查刀具長(zhǎng)度正確性以及刀具折斷、破損現(xiàn)象，檢測(cè)準(zhǔn)確度為±1mm。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格刀具時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)會(huì)發(fā)出停車信號(hào)。加工中心的分類有立式，臥式，立臥式等形式的加工中心

加工中心在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，將升降運(yùn)動(dòng)放在主軸頭上，在主軸箱側(cè)面放置一個(gè)圓盤刀庫和換刀裝置，就形成了一臺(tái)常見的立式加工中心

臥式加工中心結(jié)構(gòu)形式類似于臥式銑床，主軸水平放置，同樣是升降運(yùn)動(dòng)放在主軸頭上，帶有刀庫和換刀裝置。

立臥式加工中心

立臥式加工中心同時(shí)具有立式和臥式的功能，它的柔性更高，可對(duì)一個(gè)零件的五個(gè)面在一次裝夾中完成全部加工內(nèi)容，因此又稱為五面加工中心。

高速加工中心首先是加工速度高，由于主軸轉(zhuǎn)速很高，配合用新型超硬耐磨刀具，使切削速度大大提高，其切削所用時(shí)間很短。其次，由于運(yùn)動(dòng)軸的速度和加速度很高，其加工移位、換刀等輔助時(shí)間也在大幅度減少，所以其加工效率非常高。高速加工中心的技術(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1.主軸直接驅(qū)動(dòng)：高速加工中心采用內(nèi)裝式電機(jī)主軸，不需要傳動(dòng)裝置（齒輪、皮帶）或連軸節(jié)等，可大大提高主軸的動(dòng)態(tài)性能，主軸可在很高的轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，主軸的起動(dòng)時(shí)間也很短，從0上升到24000r/min只需1.5秒。2.采用HSK接口：主軸與刀柄之間使用HSK空心短錐柄連接，它采用徑向和軸向雙向定位，使其定位精度和動(dòng)態(tài)剛度都較高，可傳遞較大的扭矩，并且它的高速工作性能較好。3．采用直接換刀方式：一般配置8—16把，刀具可以順序放置，選刀也是順序選取，因此高速加工中心的換刀方式為主軸直接提取換刀。4．運(yùn)動(dòng)軸直接驅(qū)動(dòng)：為了加快坐標(biāo)軸直線運(yùn)動(dòng)的速度，先是采取小直徑大螺距滾珠絲桿的方法來加快運(yùn)動(dòng)軸的速度。最近又開發(fā)了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，這樣就不需要用滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)再轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，減少了一個(gè)摩擦和誤差環(huán)節(jié)。5．運(yùn)動(dòng)軸的布局和結(jié)構(gòu)：采用將門式框架結(jié)構(gòu)設(shè)置在固定的立式機(jī)座上作為x軸的運(yùn)動(dòng)，y軸設(shè)在x軸的門框式滑架上，由此構(gòu)成一個(gè)立式的x-y軸十字滑架，這種結(jié)構(gòu)具有較高的靜剛度和動(dòng)剛度，運(yùn)動(dòng)件為框架結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)慣性小，有利于提高運(yùn)動(dòng)軸的速度和加速度。Z軸設(shè)置在Y軸的框架內(nèi)，采用滑套式輕型結(jié)構(gòu)，這樣它的質(zhì)量更小，運(yùn)動(dòng)起來更輕便。由于Z軸的運(yùn)動(dòng)最為頻繁，它的高速運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)床減少加工時(shí)間更有意義。第三節(jié)金屬板材成形加工自動(dòng)化

塑性成形是材料加工的主要方法之一。金屬塑性加工是利用金屬材料具有延展性，即塑性變形的能力，使其在由設(shè)備給出的外力作用下于模具里成形出產(chǎn)品的一種材料加工方法。塑性成形技術(shù)具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗等顯著特點(diǎn)，塑性成形在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。金屬板材成形加工主要是利用塑性成形技術(shù)來獲得所需的零件。金屬板材成形技術(shù)正向數(shù)字化、自動(dòng)化、專業(yè)化、規(guī)?；?、信息化發(fā)展。在機(jī)械制造中，金屬板材加工的主要方法有沖壓、鍛壓兩大類。本節(jié)將著重介紹沖壓加工自動(dòng)化技術(shù)。一、沖壓加工簡(jiǎn)介

沖壓：是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使材料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。是一種冷變形加工方法。沖壓加工三要素：材料、模具和設(shè)備。其坯料主要是板材、帶材、管材及其他型材，

沖壓設(shè)備主要有機(jī)械壓力機(jī)和液壓機(jī)。可廣泛應(yīng)用于切斷、沖孔、落料、彎曲、鉚合和成形工藝。

沖壓模具：在沖壓加工中，將金屬或非金屬加工成零件或半成品的一種工藝裝備，是沖壓加工必不可少的工藝裝備。沖壓模具分類按工藝性質(zhì)：沖裁模：沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具，如落料模、沖孔模；彎曲模：板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具；拉伸模：把板料制成空心開口件，使空心開口件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具；成形模：把毛坯或半成品按凸凹模形成形狀直接復(fù)制而成，材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。按結(jié)合程度：?jiǎn)喂ば蚰：蛷?fù)合模、級(jí)進(jìn)模（連續(xù)模）

沖壓工藝大致可分為分離工序和成形工序兩大類。

分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。分離工序又包含切斷、落料、沖孔、切口、切邊和剖切等幾種類型。

成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時(shí)也應(yīng)滿足尺寸公差等方面的要求。成形工序又分為彎曲、拉深、成形等三大類。

二、沖壓自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的一般原則 由于沖壓技術(shù)的發(fā)展以及沖壓件結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，尤其是高速、精密沖壓設(shè)備和多工位沖壓設(shè)備的較多應(yīng)用，對(duì)沖壓自動(dòng)化提出了更高的要求。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，近代出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的沖壓機(jī)械手、機(jī)器人、各種自動(dòng)沖壓設(shè)備、沖壓自動(dòng)線以及柔性生產(chǎn)線，反映了沖壓自動(dòng)化的發(fā)展水平。實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化可以根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)條件、加工方式等情況采取不同的方式，主要有以下四種：（1）在通用壓力機(jī)上使用自動(dòng)沖模

。（2）通用自動(dòng)沖壓壓力機(jī)

是在普通壓力機(jī)上配備通用的機(jī)械化自動(dòng)化裝置，使用普通沖模實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化的方式。（3）專用自動(dòng)沖壓壓力機(jī)

是為某一特定產(chǎn)品專門制造和配備專用機(jī)械化自動(dòng)化裝置的壓力機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)沖壓的方式。（4）沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線

是用機(jī)械化自動(dòng)化裝置將多臺(tái)普通沖壓機(jī)床按產(chǎn)品生產(chǎn)的順序要求串聯(lián)成連續(xù)作業(yè)的流水線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)沖壓的方式。

選擇時(shí)應(yīng)考慮下列因素：（1）安全生產(chǎn)（2）沖壓件批量（3）沖壓件結(jié)構(gòu)（4）沖壓工藝方案（5）材料規(guī)格（6）壓力機(jī)型式 沖壓件品種單一時(shí)，用自動(dòng)沖模實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化較為適宜；品種較多時(shí)，在通用自動(dòng)壓力機(jī)上用普通沖模自動(dòng)化生產(chǎn)比較合理；批量很大時(shí)，要考慮以專用自動(dòng)壓力機(jī)代替通用壓力機(jī)的可能性；大型沖壓件的自動(dòng)化生產(chǎn)，往往以自動(dòng)線的形式出現(xiàn)。三、沖壓設(shè)備的自動(dòng)化裝置 沖壓加工自動(dòng)化包括供料（件）、送料、出料（件）和廢料（工件）處理等自動(dòng)化環(huán)節(jié)。 供料裝置主要是為送料裝置做準(zhǔn)備工作。不同的原材料（板料、條料、卷料）采用的供料裝置不盡相同。如板料（條料）供料裝置通常具有貯料、頂料、吸料、提料、移料和釋料等功能。卷料通過卷料架來實(shí)現(xiàn)供料，帶動(dòng)力的卷料架具有開卷功能。

送料裝置主要是為沖壓做原材料的自動(dòng)送進(jìn)。常用的送料裝置有輥式和夾持式兩種。前者又有單邊輥式和雙邊輥式送料兩種型式，應(yīng)用較廣泛；夾持式送料易實(shí)現(xiàn)進(jìn)給的微調(diào)，材料厚度變化及材料表面狀況對(duì)送料的影響小，材料送進(jìn)時(shí)的張力較大。

廢料處理裝置主要是對(duì)卷料經(jīng)沖壓后的廢料進(jìn)行處理，主要有兩種方法，即將廢料切斷或是將卷料重新卷繞。廢料切斷多數(shù)利用設(shè)在模具上的切刀進(jìn)行，壓力機(jī)每一行程將廢料切斷一次，即廢料長(zhǎng)度等于一個(gè)進(jìn)給步距。

接件裝置主要是令由沖壓模具中打出、頂出或推出的工件或工序件處于一定的位置，以便整理或輸送，保證操作安全。接件通過接件器在連桿、搖板、縮放、滑道、回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)滑塊的聯(lián)動(dòng)作用下實(shí)現(xiàn)。

自動(dòng)保護(hù)裝置主要是對(duì)沖壓加工過程中的原材料、進(jìn)給、出件等狀況進(jìn)行監(jiān)視，在原材料使用不符合要求、沖壓進(jìn)給狀態(tài)異常、出件非正常逸出等情況下發(fā)出信號(hào)，使壓力機(jī)迅速停機(jī)。自動(dòng)保護(hù)裝置一般通過有接觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)式兩種傳感方式進(jìn)行，前者主要通過機(jī)械方式使電觸頭動(dòng)作，后者通過電磁感應(yīng)、光電或β射線等取得信號(hào)。四、自動(dòng)沖模

具有自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)出件等功能的沖模稱為自動(dòng)沖模，一般在普通壓力機(jī)上使用。按照進(jìn)給對(duì)象，自動(dòng)沖?？煞譃樵牧献詣?dòng)進(jìn)給和工序件（包括落料平片）自動(dòng)進(jìn)給兩類。前者按進(jìn)給機(jī)構(gòu)形式又可分為輥式、夾持式和其他形式，其模具的自動(dòng)進(jìn)給部分與沖壓部分基本上是分開的；后者大都采用推板或回轉(zhuǎn)盤形式，其自動(dòng)進(jìn)給部分與沖壓部分難以分開。夾持式自動(dòng)送料沖模自動(dòng)彈出裝置的通用校平模支架彈簧小滑塊撥桿滑板下模上模斜槽鉤五、先進(jìn)沖壓自動(dòng)化技術(shù)

為適應(yīng)汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)的發(fā)展需求，大型沖壓設(shè)備的應(yīng)用越來越普遍，其中有兩大發(fā)展趨勢(shì)：一是側(cè)重于柔性生產(chǎn)的高性能壓力機(jī)生產(chǎn)線配以自動(dòng)化上下料機(jī)械手；二是采用大型多工位壓力機(jī)。其中前者具有占用資金少、通用性好、適用于多車型小批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，滿足了生產(chǎn)中高檔轎車需要的高質(zhì)量沖壓件的要求。具體有如下幾種技術(shù)：1）機(jī)電一體化全自動(dòng)壓力機(jī)技術(shù)2）單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線3）大型多工位壓力機(jī)

機(jī)械加工自動(dòng)線（簡(jiǎn)稱自動(dòng)線）是用一組運(yùn)輸機(jī)構(gòu)聯(lián)系起來的由多臺(tái)自動(dòng)機(jī)床（或工位）、工件存放裝置以及統(tǒng)一自動(dòng)控制裝置等組成的自動(dòng)加工機(jī)器系統(tǒng)。在自動(dòng)線的工作過程中，工件以一定的生產(chǎn)節(jié)拍，按照工藝順序自動(dòng)地經(jīng)過各個(gè)工位，不需要工人直接參與操作，自動(dòng)地完成預(yù)定的加工內(nèi)容。 作用：自動(dòng)線能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并大大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少設(shè)備布置面積，縮短生產(chǎn)周期，縮減輔助運(yùn)輸工具，減少非生產(chǎn)性的工作量，建立嚴(yán)格的工作節(jié)奏，保證產(chǎn)品質(zhì)量，加速流動(dòng)資金的周轉(zhuǎn)和降低產(chǎn)品成本。自動(dòng)線的加工對(duì)象通常是固定不變的，或在較小的范圍內(nèi)變化，而且在改變加工品種時(shí)要花費(fèi)許多時(shí)間進(jìn)行人工調(diào)整。另外初始投資較多。因此只適用于大批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。

第四節(jié)機(jī)械加工自動(dòng)線

切削加工自動(dòng)