7.1 机械加工生产线

1. 7.1机械加工生产线 • 7.1.1 机械加工生产线的基本组成及其分类 7.1.1.1 机械加工生产线的基本组成 7.1.1.2 按生产品种和组成生产线的加工装备分类 7.1.1.3 按加工装备的联接方式和工件的输送方式分类 • 7.1.2 机械加工生产线的布局型式 7.1.2.1 工件直接输送时生产线的布局 7.1.2.2 工件装在随行夹具上输送时生产线的布局 7.1.2.3 用架空机械手输送工件时生产线的布局 7.1.2.4 设置平行加工工位的生产线的布局 7.1.2.5 工件多次通过的生产线的布局

2. 机械加工生产线的基本组成 • 定义：为实现工件的机械加工工艺过程，以机床为主要装备，再配以相应的输送和辅助装置，按工件的加工顺序排列而成的生产作业线。基本组成详见图1—83 • 在生产线中，工件以一定的生产节拍，按照工艺顺序经过各个工位，完成其预定的工艺过程，从而成为合乎设计要求的零件。

3. 按生产品种分类 • 1）单一产品生产线 这类生产线由具有一定自动化程度的高效专用加工装备、工艺装置、输送装备和辅助装备等组成。按产品的工艺流程布局，工件沿固定的生产路线从一台设备输送到下一台设备，接受加工、检验、清洗等。生产效率高，产品质量稳定，适用于大批大量生产。但其专用性强，投资大，不易进行改造以适应其它产品的生产。 • 2）成组产品可调生产线 这类生产线由按成组技术设计制造的可调的专用加工装备等组成。按成组工艺流程布局，具有较高的生产效率和自动化程度，用于结构和工艺相似的成组产品的生产。适用于批量生产，当产品更新时，生产线可进行改造或重组以适应产品的变化。

4. 按组成生产线的加工装备分类 • (1) 通用机床生产线 这类生产线由通用机床经过一定的自动化改装后联接而成。 • (2) 组合机床生产线 这类生产线由各种组合机床联接而成。它的设计、制造周期短，工作可靠，这类生产线有较好的使用效果和经济效益，在大批大量生产中得到广泛应用。 • (3) 柔性制造生产线 这类生产线由高度自动化的多功能柔性加工设备(如数控机床、加工中心等)、物料输送系统和计算机控制系统等组成。这类生产线的设备数量较少，在每台加工设备上，通过回转工作台和自动换刀装置，能完成工件多方位、多面、多工序的加工，以减少工件的安装次数，减少安装定位误差。主要用于中小批量生产，加工各种形状复杂、精度要求高的工件，特别是能迅速灵活地加工出符合市场需要的一定范围内的产品，但建立这种生产线投资大，技术要求高。

5. 按加工装备的联接方式分类 • 刚性联接的生产线 由于各工位之间没有缓冲环节(即中间储料装置见图1—84a、b )工件的加工和运送过程有严格的节拍要求，线上一台机床发生故障就会引起全线停止工作，因而，这种生产线中的机床和各种辅助装置应有较高的稳定性和可靠性。 • 柔性联接的生产线 这类生产线根据需要可在两台或多台机床之间设置储料装置(见图1—84c、d) 。在储料装置中储存有一定数量的被加工工件，当某一台机床因故障停机时，其余的机床可在一定时间内继续工作；或当前后两台机床的节拍相差较大时，储料装置可以在一定时间内起着调剂平衡作用。

6. 按工件的输送方式分类 • (1) 直接输送的生产线 如图1—85所示。这类生产线上工件由输送装置直接带动，输送基面为工件上的某一表面。加工时工件从生产线的始端送入，完成加工后从生产线的末端输出。 • (2) 带随行夹具的生产线 如图l—86所示。这类生产线将工件安装在随行夹具上，由主输送带将随行夹具依次输送到各个工位，完成工件的加工。加工完毕后，随行夹具由返回输送带将其送回到主输送带的起始端。

8. 工件直接输送时生产线的布局 • (1) 直通式 如图1—87所示。直通式的布局其型式简洁、工件输送方便，占地面积少。输送带将工件从生产线的起始端依次运送到各台机床的夹具上，进行不同工序的加工，最后从生产线的末端送出。 • (2) 折线式 如果工件的加工工序较多致使生产线很长，采用直线布局型式将受到车间长度的限制，这时可以采用按折线布局的方案。折线布局的生产线又可以分为“L型”、“II型”和“框型”。图1—88所示是一条用于加工气缸盖的II型折线式布局的生产线。图1—89所示为框型布局的生产线。 • (3) 旁通式 如图1—90所示。优点是可以配置三面或立卧复合的四面加工机床，以提高工序集中的程度，减少机床的台数，但由于多出了横向输送装置，增加了占地面积，延长了生产线的节拍时间。

9. 直通式布局生产线

10. 折线式布局生产线（1）

11. 折线式布局生产线（2） • 图1—89a为只在两组输送带的一侧配置动力头的框型生产线，采用这种布局时，工件在前进和返回的过程中分别完成两个侧面上的有关工序的加工。 • 图1—89b为在两组输送带的两侧都配置动力头的框型生产线，这种布局虽然缩短了生产线的长度，但其宽度则大大增加了。当既要完成工件两侧面上的有关工序，又要在其顶面上进行加工时，可在框型生产线的中央设置装有立式动力头的中央立柱。

12. 旁通式布局生产线

13. 工件装在随行夹具上输送时生产线的布局 • (1) 在水平面内返回 这种布局型式就是将主输送带和返回输送带在水平面内组成封闭的框型，如图1—91所示。主要缺点是占地面积较大。 • (2) 沿生产线的正上方返回 如图1—92所示。这种布局型式可以减少占地面积，而且还可以采用倾斜滚道使随行夹具依靠自重滑返，从而大大简化随行夹具的返回系统。 • (3) 沿生产线的正下方返回 如图1—93所示。这种布局型式既可减少占地面积、使外观整齐，又能使全线敞开而便于调整维护，适用于车间的使用面积受限制、工件和随行夹具又较小的场合。 • (4) 沿斜上方或斜下方返回 如图1—94所示。这种布局主要适用于尺寸较大的工件和随行夹具。采用随行夹具沿斜下方返回的方案时，返回通道设置在卧式机床的尾部，这种布局适用于尺寸较小的工件和随行夹具。

14. 在水平面内返回布局型式 • 如果在加工工位间设有随行夹具的转位装置，则可在生产线的末端或前端也设置转位装置(见图1—9la)； • 如果在生产线的所有工位间只设置了一个使工件在水平面内转位90‘的装置时，可通过设置带有半圆形和90~弧形的返回输送带，使随行夹具在返回途中自行复位(见图l—9lb)。

15. 沿生产线的正上方返回布局型式 • 当生产线上有立式机床时一般不宜采用这种布局型式，否则会使倾斜滚道太高而不便于维护保养。

16. 沿生产线的正下方返回布局型式

17. 沿斜上方或斜下方返回布局型式 • 在受到车间面积或排屑要求的限制时，或由于有立式机床而不能采用水平返回、正上方返回、正下方返回等方案时，可考虑采用随行夹具沿生产线斜上方或斜下方返回的布局型式。

18. 用架空机械手输送工件时生产线的布局 • 如图1—95所示。在这种布局的生产线中，由架空机械手在机床之间同时进行输送和装卸工件，使采用卧式四面机床和设置中间导向等成为可能，结构较为复杂，生产线的敞开性变差，不便于维护保养。 • 适用于外形复杂、尺寸庞大，且无合适的输送基面工的件(如曲轴)。

19. 工件多次通过的生产线的布局 • 图1—97所示是发动机缸体的工件两次通过生产线的布局型式，工件经过生产线的第一次加工后转180。再次进入生产线，对换其两侧表面的加工内容。 • 适用于加工一些产量不大、工序很多的箱体类零件。 • 可缩短生产线的长度，减少资金投入，提高生产线的利用率。

20. 设置平行加工工位的生产线的布局 • 图1—96所示是具有三个平行加TT位的生产线的布局型式，可以在一条生产线上实现几个较大工件的同时加工。 • 由图可见，这种布局可使每道工序都有三个工件在三个工位上进行加工，而每个工件则都只在两个工位上由两台机床完成加工。工件输送带经过五次移动(每次移动工)后送出三个加工完毕的工件。