第3章機械加工自動線3

1、2021-10-25武漢理工大學機電學院1/24三、自動線輔助設備三、自動線輔助設備1、工件輸送裝置、工件輸送裝置2、貯料裝置、貯料裝置3、轉位裝置、轉位裝置4、自動線夾具、自動線夾具2021-10-25武漢理工大學機電學院2/242 2、貯料裝置、貯料裝置對貯料裝置的要求對貯料裝置的要求（1）結構緊湊，在保證所要求的貯存量的條件下，）結構緊湊，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。使體積最小、占地面積最少。（2）結構簡單可靠，如果貯料裝置本身易出故障，）結構簡單可靠，如果貯料裝置本身易出故障，就起不到應起的作用。就起不到應起的作用。 2021-10-25武漢理工大學機電學院

2、3/24兩種工作方式：兩種工作方式：通過式：通過式：從一臺機床送來的每一工件都從貯料器通過，再輸送到下一機床。從一臺機床送來的每一工件都從貯料器通過，再輸送到下一機床。倉貯式：倉貯式：在貯料器的進出口有活門控制，將輸料槽送來的工件分為兩路。在貯料器的進出口有活門控制，將輸料槽送來的工件分為兩路。一條通一條通向貯料器進口；一條直接通向下一臺機床向貯料器進口；一條直接通向下一臺機床，直接供料，直接供料 。（1）通用和專用機床自動線的貯料裝置通用和專用機床自動線的貯料裝置Z型貯料器型貯料器進出口與輸料槽相連進出口與輸料槽相連 2021-10-25武漢理工大學機電學院4/24（2）組合機床自動線的貯料

3、裝置）組合機床自動線的貯料裝置貯料庫貯料庫輔助輸送帶輔助輸送帶2021-10-25武漢理工大學機電學院5/24貯料庫貯料庫2021-10-25武漢理工大學機電學院6/24輔助輸送帶輔助輸送帶輔助輸送帶輔助輸送帶棘爪可回轉棘爪可回轉1802021-10-25武漢理工大學機電學院7/243 3、轉位裝置、轉位裝置加工面加工面2021-10-25武漢理工大學機電學院8/24回轉裝置類型 繞水平軸回轉裝置（鼓輪）繞水平軸回轉裝置（鼓輪） 回轉裝置類型回轉裝置類型 繞垂直軸回轉裝置（轉臺）繞垂直軸回轉裝置（轉臺） 復合回轉裝置復合回轉裝置2021-10-25武漢理工大學機電學院9/243.1繞垂直軸回轉

4、的轉位裝置（轉臺）繞垂直軸回轉的轉位裝置（轉臺） 1、油缸2、轉臺3、軸承4、齒輪軸5、操縱桿6、擋鐵7、行程開關2021-10-25武漢理工大學機電學院10/243.2繞水平軸回轉的轉位裝置（鼓輪）繞水平軸回轉的轉位裝置（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； 2021-10-25武漢理工大學機電學院11/244 4、自動線夾具、自動線夾具固定式夾具固定式夾具隨行夾具隨行夾具 夾具附屬于每一加工工位，不隨工件的輸送而移動，或安裝于機床的某一部件上，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，

5、工件安裝到夾具中以后在加工過程中固定不動；另一種是工件和夾具在加工時尚須作旋轉運動。前者多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機床自動線中，后者多用于旋轉體零件的車、磨、齒形加工等自動線中。 隨行夾具適用于結構形狀比較復雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對于有色金屬工件，如果在自動線中直接輸送時其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。2021-10-25武漢理工大學機電學院12/244.1固定式夾具固定式夾具固定式夾具固定式夾具鉆、鏜、銑、攻絲鉆、鏜、銑、攻絲等加工的夾具等加工的夾具車、磨、齒形車、磨、齒形等加工的夾具等加工的夾具2

6、021-10-25武漢理工大學機電學院13/24(1)鉆、鏜、銑和攻絲加工用夾具鉆、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程中固定不動，多用于箱體、殼體、蓋、板等類型的零件加工或組合機床自動線上。2021-10-25武漢理工大學機電學院14/242021-10-25武漢理工大學機電學院15/24(2)車、磨和齒形加工用夾具車、磨和齒形加工用夾具 在旋轉體零件的車、磨和齒形加工等的自動線中，常采用頂尖、彈性夾頭、心軸、自動卡盤和無心式夾具等來裝夾工件。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構。 2021-10-25武漢理工

7、大學機電學院16/24梅花頂尖1、梅花齒爪盤 2、彈簧 2021-10-25武漢理工大學機電學院17/24撥爪頂尖 2021-10-25武漢理工大學機電學院18/24液壓自動卡盤1、盤體； 2、球形傳動機構； 3、杠桿； 4、卡爪； 5、拉桿； 6、拉管；2021-10-25武漢理工大學機電學院19/244.2 隨行夾具隨行夾具 隨行夾具適用于結構形狀比較復雜的工件，這隨行夾具適用于結構形狀比較復雜的工件，這類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上類工件缺少可靠的輸送基面，在組合機床自動線上較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對于有色金較難用步伐式輸送帶直接輸送。此外，對于有色金屬工件，如果

8、在自動線中直接輸送時其基面容易磨屬工件，如果在自動線中直接輸送時其基面容易磨損，因而也須采用隨行夾具。損，因而也須采用隨行夾具。2021-10-25武漢理工大學機電學院20/24轉向器殼體自動線上的隨行夾具轉向器殼體自動線上的隨行夾具 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；2021-10-25武漢理工大學機電學院21/24活塞自動線的隨行夾具活塞自動線的隨行夾具 1、隨行夾具板、隨行夾具板 ；2、定位銷、定位銷 ；3、定位套、定位套 ；4、蓋子、蓋子 。2021-10-25武漢理工大學機電學院22/24叉子耳自動線的隨行夾具示意圖叉子耳

9、自動線的隨行夾具示意圖 2021-10-25武漢理工大學機電學院23/24設計隨行夾具的注意事項設計隨行夾具的注意事項（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，應對隨行夾具提出較高的精度要求。對于加工精度要求很高的工件，又必須采用隨行夾具時，應當認真分析能否保證加工精度，必要時應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

10、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。2021-10-25武漢理工大學機電學院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構。因為這類夾壓機構簡單，在輸送過程中不易松壓，并可以采用機械、氣動或液壓扳手實行目動化操作。在少數(shù)情況下，也有采用液壓夾緊的。這時，應注意密封的可靠性，以防在工作過程中因泄漏而產(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可能被頂起的作用。但由

11、于夾緊機構設在夾具的底座內(nèi)，故設計時要充分注意維修的方便。 2021-10-25武漢理工大學機電學院25/8四、自動線技術經(jīng)濟分析1、自動線的生產(chǎn)率和負荷率、自動線的生產(chǎn)率和負荷率2、自動線的勞動生產(chǎn)率、自動線的勞動生產(chǎn)率3、自動線壽命、折舊及總投資、自動線壽命、折舊及總投資4、自動線年工序工藝成本、自動線年工序工藝成本 5、自動線技術經(jīng)濟指標、自動線技術經(jīng)濟指標2021-10-25武漢理工大學機電學院26/82、自動線的勞動生產(chǎn)率（件（件/ /人年）人年）指每人每年生產(chǎn)零件的件數(shù)，按下式計算指每人每年生產(chǎn)零件的件數(shù)，按下式計算)1 (fanQP年產(chǎn)量年產(chǎn)量輔助工人系數(shù)輔助工人系數(shù)生產(chǎn)工人數(shù)生

12、產(chǎn)工人數(shù)( (不包括輔助工人數(shù)不包括輔助工人數(shù)) )2021-10-25武漢理工大學機電學院27/83、自動線壽命、折舊系數(shù)設備壽命有三種計算法：設備壽命有三種計算法： u自然壽命：指自動線設備，由新到舊一直使用到自然壽命：指自動線設備，由新到舊一直使用到不能用而報廢的小時數(shù)。不能用而報廢的小時數(shù)。u技術壽命：由于技術的發(fā)展，需用生產(chǎn)效能高的技術壽命：由于技術的發(fā)展，需用生產(chǎn)效能高的設備來代替現(xiàn)有設備而使之報廢前的工作小時數(shù)。設備來代替現(xiàn)有設備而使之報廢前的工作小時數(shù)。u實際壽命：自動線上的設備不是由于以上兩種的實際壽命：自動線上的設備不是由于以上兩種的情況，而是由于加工對象產(chǎn)品改型，設備停止

13、使情況，而是由于加工對象產(chǎn)品改型，設備停止使用而報廢前的工作小時數(shù)。用而報廢前的工作小時數(shù)。 2021-10-25武漢理工大學機電學院28/8折舊系數(shù) 自動線都規(guī)定有一定的壽命期自動線都規(guī)定有一定的壽命期( (年年) )，其壽命期的倒，其壽命期的倒數(shù)，就是折舊系數(shù)。我國組合機床自動線的壽命期定為數(shù)，就是折舊系數(shù)。我國組合機床自動線的壽命期定為7 71010年。年。1 . 0K0.143之間之間。 LK1壽命期壽命期2021-10-25武漢理工大學機電學院29/8自動線總投資 QSGsbRRRRR自動線設備自動線設備投資額投資額 自動線工藝自動線工藝裝備投資額裝備投資額 因自動線建成而使原生產(chǎn)因

14、自動線建成而使原生產(chǎn)該產(chǎn)品的設備、工裝報廢該產(chǎn)品的設備、工裝報廢及其它損失費用及其它損失費用 未列入以上三未列入以上三項的有關費用項的有關費用 2021-10-25武漢理工大學機電學院30/84、自動線年工序工藝成本 543210CCCCCCPy年度生產(chǎn)工人年度生產(chǎn)工人人工費用人工費用 年度耗電費年度耗電費 年度廠房折舊年度廠房折舊維修費維修費 年度設備維修費年度設備維修費 年度工藝裝備折舊費年度工藝裝備折舊費 年度設備折舊費年度設備折舊費 2021-10-25武漢理工大學機電學院31/85、自動線技術經(jīng)濟指標1 1 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力 ( (件年件年) )2 2 工作制度工作制度 ( (班班)

15、 )3 3 生產(chǎn)節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍 ( (分鐘件分鐘件) )4 4 設備數(shù)量設備數(shù)量 ( (臺臺) )5 5 工人數(shù)工人數(shù) ( (人每班人每班) )6 6 設備生產(chǎn)率設備生產(chǎn)率 ( (件臺件臺年年) )7 7 勞動生產(chǎn)率勞動生產(chǎn)率 ( (件人件人年年) )8 8 加工費用加工費用 ( (元件元件) )9 9 生產(chǎn)面積生產(chǎn)面積 ( (米米2 2) )10 10 總功率總功率 ( (千瓦千瓦) )11 11 固定投資固定投資 ( (萬元萬元) ) 2021-10-25武漢理工大學機電學院32五、典型機械加工自動線五、典型機械加工自動線1 1 箱體類零件自動線：如發(fā)動機缸體、缸蓋、變速箱體等；箱體類零件自

16、動線：如發(fā)動機缸體、缸蓋、變速箱體等；2 2 軸類零件自動線：如曲軸、凸輪軸、傳動軸、齒輪軸等；軸類零件自動線：如曲軸、凸輪軸、傳動軸、齒輪軸等；3 3 盤套類零件自動線：如車輪、齒輪、活塞、活塞環(huán)等；盤套類零件自動線：如車輪、齒輪、活塞、活塞環(huán)等；4 4 叉臂類零件自動線：如連桿、傳動叉、撥叉等。叉臂類零件自動線：如連桿、傳動叉、撥叉等。2021-10-25武漢理工大學機電學院331、箱體零件加工自動線、箱體零件加工自動線 毛坯在送到自毛坯在送到自動線之前，預先把動線之前，預先把定位基面定位基面4 和和1 、前后端面前后端面2 和和3 以以及缸體底面及缸體底面4 上的上的兩個定位銷孔加工兩個

17、定位銷孔加工好，然后再送入自好，然后再送入自動線。動線。 零件材料：零件材料：HT200此段自動線完成的此段自動線完成的工作：工作： 在氣缸體的前在氣缸體的前端面上鉆縱向潤滑端面上鉆縱向潤滑油道孔，攻絲以及油道孔，攻絲以及鏜凸輪軸軸承孔和鏜凸輪軸軸承孔和曲軸軸承孔。曲軸軸承孔。2021-10-25武漢理工大學機電學院342021-10-25武漢理工大學機電學院35定位方式定位方式 工件的定位采用工件的定位采用“一面兩銷一面兩銷”的定位方式，的定位方式，并采用液壓缸從氣缸體頂面夾緊。并采用液壓缸從氣缸體頂面夾緊。 潤滑油道孔較深，采用從兩面多個工位順序潤滑油道孔較深，采用從兩面多個工位順序加工，

18、以滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。加工，以滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。 2021-10-25武漢理工大學機電學院36工藝過程工藝過程第第I I工位：從兩端分別鉆削縱向潤滑油道孔至工位：從兩端分別鉆削縱向潤滑油道孔至 14.314.3132132mm；第第工位：繼續(xù)鉆油道孔至工位：繼續(xù)鉆油道孔至13.513.5261261mm，同時粗擴第，同時粗擴第一擋凸輪軸軸承孔；一擋凸輪軸軸承孔；第第工位：仍然鉆削油道孔至工位：仍然鉆削油道孔至12.512.5388388mm，繼續(xù)擴凸，繼續(xù)擴凸輪軸軸承的其余各擋孔和粗鏜第一個曲軸軸承座凹輪軸軸承的其余各擋孔和粗鏜第一個曲軸軸承座凹槽孔；槽孔；第第工位：從一面將油道孔鉆通，并鉆

19、出兩端面上的全部工位：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。緊固螺紋底孔。第第工位：對各緊固螺紋孔進行攻絲。工位：對各緊固螺紋孔進行攻絲。 2021-10-25武漢理工大學機電學院37加工示意圖2021-10-25武漢理工大學機電學院38加工示意圖（續(xù)）2021-10-25武漢理工大學機電學院39自動線的工作循環(huán)自動線的工作循環(huán)1)1)輸送帶前進，將氣缸體送至加工位置。輸送帶前進，將氣缸體送至加工位置。2)2)插入定位銷，然后夾緊工件。插入定位銷，然后夾緊工件。3)3)動力頭快速趨近工件。動力頭快速趨近工件。4)4)動力頭工作進給，同時輸送帶返回原位。動力頭工作進給，同時輸送帶

20、返回原位。5)5)加工完畢，動力頭快速返回。加工完畢，動力頭快速返回。6)6)夾緊液壓缸松開，定位銷回退。夾緊液壓缸松開，定位銷回退。2021-10-25武漢理工大學機電學院40自動線總體布局圖2021-10-25武漢理工大學機電學院41自動線工藝設備自動線工藝設備 該自動線的工藝設備是采用組合機床，它由該自動線的工藝設備是采用組合機床，它由 8 8 個個ZA494ZA494ZA498 ZA498 型標準液壓鉆削動力頭和型標準液壓鉆削動力頭和 3 3 個攻絲動力頭組個攻絲動力頭組成。全線共有成。全線共有 63 63 根主軸，完成鉆、擴、鏜孔和攻絲工作。根主軸，完成鉆、擴、鏜孔和攻絲工作。 輸送裝置輸送裝置 采用一條棘爪式雙拉桿步伐式輸送帶，液壓驅(qū)動，其采用一條棘爪式雙拉桿步伐式輸送帶，液壓驅(qū)動，其動作、速度與整個生產(chǎn)節(jié)拍相配合。動作、速度與整個生產(chǎn)節(jié)拍相配合。 2021-10-25武漢理工大學機電學院42固定式夾具固定式夾具雙工位，同時夾壓兩個工件。動作過程是：工件由輸送帶的棘爪送到滑板雙工位，同時夾壓兩個工件。動作過程是：工件由輸送帶的棘爪送到滑板6 6 上，并準確地停在定位銷上，并準確地停在定位銷2 2 的上方，然后定