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机械制造装备设计ppt讲解ppt

时间:2020-02-09   来源: 钱柜老虎机  点击:

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  欢迎 机床运动功能方案设计 特点:只承受径向力 不承受轴向力 一般作辅助支承 角接触球轴承 特点:轴向力和径向力 发热低 适用于高速主轴 特点:承受径向力,刚度大 发热大,不适合高速 圆锥滚子轴承 特点:承受轴向力和径向力 发热大,不适合高速 推力球轴承 特点:仅承受轴向力 不能单独使用 双向推力角接触球轴承 承受两个方向的轴向力,不承受径向力,必须与其它轴承(双列短圆柱滚子轴承)一起使用 第七章 机械加工生产线 生产线专用机床的总体设计 四、动力部件的选择 五、机床总联系尺寸图 六、生产率计算卡的编制 第七章 机械加工生产线 概述 加工设备:通用机床、数控机床、专用机床。 通用、数控机床都有定型产品,专用机床则没有,需要根据所加工零件的工艺要求专门设计。 工艺装备:通用的自动机床和半自动机床 经自动化改造的通用机床 专用机床 第七章 机械加工生产线 概述 组合机床是采用模块化原理设计的专用机床, 将机床分为若干个大部件,各部件按 系列化原则设计出一系列通用部件。 总体设计工作:被加工零件工序图、加工示意 图、机床联系尺寸图和生产率 计算卡等。 第七章 机械加工生产线 被加工零件工序图 (一)被加工零件工序图的功用 根据选定的工艺方案,表示在本机床或生产线上完成的工序内容、加工部位的尺寸及精度、技术要求、加工用定位基准、夹紧部位,以及工件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的图样。它是在原零件图的基础上以突出本机床或生产线加工内容,辅以必要的文字说明绘制的。它是专用机床设计的主要依据,也是制造使用时检验和调整机床的重要技术文件。 第七章 机械加工生产线 被加工零件工序图 (二)工件工序图表达的内容 (1)加工零件是毛坯,需标明毛坯种类、精度和 加工余量;如为半成品,应标明已加工部位、尺 寸和以达到的技术要求。 (2)定位基准、辅助支承和夹紧部位及方向,以 及它们与主要加工部位之间的尺寸和精度;以进 行夹具设计。 (3)零件的加工部位、尺寸和精度、表面粗糙度 、位置尺寸和技术要求。 (4)被加工零件的名称及编号、材料、硬度、质 量等。 第七章 机械加工生产线 被加工零件工序图 (三)被加工零件工序图的绘制 (1)用细实线画出被加工零件的形状和轮 廓尺寸,以及与机床、夹具设计有关 的部位和尺寸。 (2)用粗实线画出本机床上的加工部位, 并标出本道工序加工表面的尺寸、精 度、表面粗糙度、位置尺寸及精度和 技术要求。 (3)标注加工用定位基准、夹紧部位和夹 紧方向及表面粗糙度等。 第七章 机械加工生产线 被加工零件工序图 (三)被加工零件工序图的绘制 (4)注明被加工零件的名称、编号、材料 、硬度、质量、被加工部位的加工余 量。 (5)绘制工序图,按全线或工段绘制,并 表示出与传送设备有关的图形,尺寸 及精度要求。 (6)必要的文字说明。 图2:汽车变速箱体,加工表面包括两个端面以及端面上所有孔;定位采用底面和底面上的两个定位销孔。 第七章 机械加工生产线 加工示意图 (一)加工示意图的作用 加工示意图是根据生产率要求和工序图要求而 拟定的机床工艺方案,是刀具、辅具的示意图 ,是刀具、辅具、夹具、电气、液压、主轴箱 等部件设计的重要依据,是机床布局和机床性 能的原始要求,是机床试车前对刀和调整的技 术资料。 第七章 机械加工生产线 加工示意图 (二)加工示意图表示的内容 (1)加工部位结构尺寸、精度及分布情况; (2)刀具、刀杆及其与主轴的连接结构; (3)导向结构以及大镗杆的托架结构; (4)上述各类结构的联系尺寸、配合尺寸及必要的配合 精度; (5)切削用量; (6)工作循环及工作行程; (7)多工位机床的工位区别以及逐个工位的上述内容; (8)工件名称、材料、加工余量、冷却润滑及是否需要 让刀等; (9)工件加工部位向示图,并在向示图上编出孔号。 第七章 机械加工生产线 加工示意图 (三)加工示意图的绘制方法 多轴箱的主轴结构:钻头、接杆和主轴。 (1)按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。 (2)根据工件加工要求及选定的加工方法确定刀具 、导向套或托架的形式、位置及尺寸,选择主 轴和刀杆。 图4 (3)同一工位、统一加工面,加工相同结构、尺寸 和精度加工表面的主轴结构是相同的,画一根 即可。 第七章 机械加工生产线 加工示意图 (三)加工示意图的绘制方法 (4)对一些标准的通用结构,可以不剖视。 (5)标注必要的尺寸。 (6)确定动力部件的工作循环。 (7)工作形成长度的确定。 (8)最后在加工示意图上标注必要的说明。 第七章 机械加工生产线 动力部件的选择 动力部件应根据具体加工零件的加工工艺、机床配置形式、使用条件等因素考虑,主要是动力祥和动力滑台的选择。 应考虑以下问题: (1)切削功率 (2)进给力 (3)进给速度 (4)行程 (5)动力滑台的导轨形式(“矩-矩”和“矩-山”型) 第七章 机械加工生产线 机床总联系尺寸图 (一)机床总联系尺寸图的作用 表明了机床的形式和布局,规定各部件的轮 廓尺寸及相互间的装配关系和运动关系,是 开展各部件设计的依据。 (二)机床总联系尺寸图表示的内容 (1)机床的布局形式 (2)通用部件的型号和规格 (3)主要专用部件的轮廓尺寸 (4)工件几个部件的主要联系尺寸及运动尺寸 (5)电动机功率 第七章 机械加工生产线 机床总联系尺寸图 (三)机床总联系尺寸图中主要联系尺寸的确定 (1)装料高度尺寸的确定 (2)夹具轮廓尺寸的确定 (3)中间底座尺寸的确定 (4)主轴箱轮廓尺寸的确定 第七章 机械加工生产线 机床总联系尺寸图 (四)机床总联系尺寸图的绘制方法与步骤 图8 (1)纵向和高度方向尺寸基准线)确定高度方向尺寸 (4)画左视图 (5)表示运动部件的终点和原始状态以及运动过 程中的情况 (6)标注 (7)画出各运动部件的工作循环图 第七章 机械加工生产线 生产率计算卡的编制 (一)生产率计算卡的作用 生产率计算卡是反映机床工作循环过程 及每一过程所用时间,切削过程所选择 的切削用量,机床生产率和负荷率,同 时反应所设计机床的自动化程度。通过 生产率计算卡的编制可以分析所制定的 机床方案,是否能满足生产要求及使用 是否合理。 第七章 机械加工生产线 生产率计算卡的编制 (二)生产率和负荷率的计算方法 (1)单件作业时间T作 单件作业时间T作(min)是指机床加工一个工 件所消耗的机动时间与辅助时间之和: T作=T机+T辅 (min) T机=L1/vf1 L1-工作进给行程 vf1-工作进给速度 T辅=t1+t2+t3+t4 t1——空行程时间(快进+快退) t2——死挡铁停留时间(主轴10转) t3——工作台转位时间(0.1min) t4——装卸工件时间(0.5~1.5min) 对多动力头机床: 选T机+T辅时间最长的动力头作为计算基础 第七章 机械加工生产线总体设计 进入下一节 7.3.6 生产率计算卡的编制 (二)生产率和负荷率的计算方法 (2)机床理想生产率Q0与实际生产率Q1 Q0=60/ T作 (件/小时) Q1=N/K N——年生产纲领 K——全年有效工作时间 K=8×(365-52×2-7)mk 机床负荷率η= Q1/ Q0 若Q0 Q1 即η1 必须修改机床设计方案,提高生产率或采用多 台机床并行工作 (3)生产率计算卡的一般格式(见表7-1) 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线的总体布局设计 一、生产线的工件传送装备 二、生产线总体布局设计 三、生产线总体联系尺寸图 四、机械加工生产线其它 装备的选择与配置 第七章 机械加工生产线 生产线的工件传送装置 机械加工生产线总体布局是指组成生产线的机床、辅助装备以及联结这些装备的工件传送装备的布置形式和联接方式。 工件传送装备是将被加工工件从一个工位传送到下一个工位。生产线的总体布局和结构形式往往取决于工件的输送方式。 (一)工件传送装备应满足的基本要求 (1)结构简单、工作可靠、便于布置 (2)传输速度高 (3)工作精度要满足定位要求 (4)保持工件预定的方位 (5)与生产线的总体布局和结构型式响适应 第七章 机械加工生产线 生产线的工件传送装置 (二)常用工件传送装备的类型、特点及应用范围 (1)送料槽和送料道:工件自重传送和强制传送。 (2)步伐式传送装备:可以采用机械、气压或液压 驱动,常见的有棘爪步伐式、回转步伐式及抬起步 伐式。 (3)转位装备:要求转位时间短,转位精度高,工 件送入转位装置和从转位装置送出的方位应分别与 上、下工段工件的传送方位一致。 第七章 机械加工生产线 生产线总体布局形式 由生产类型、工件结构形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。 (一)直接传送方式 直线)、折线)、 并联支线)、 非通过式 (二)带随行夹具方式 将工件安装在随行夹具上,传送线将随行夹具依次 传送到各工位。 返回方式:水平返回、上方返回和下方返回。 第七章 机械加工生产线 生产线总体布局形式 (三)悬挂传送方式 图16 主要适用外形复杂及没有合适传送基准的工件及轴 类零件,且只是尺寸较小、形状复杂的工件。 特点:结构简单,适用于生产节拍较长的生产线。 (四)生产线)刚性联接:传送装置将生产线联结成一个整体 ,用同一节奏把工件从一个工位传到另一个工位。 (2)柔性联接:没有储料装置的生产线。 第七章 机械加工生产线 生产线总体联系尺寸图 需要确定的尺寸: (1)机床间距 (2)传送步距t的确定 (3)装料高度的确定 (4)转位台联系尺寸的确定 用来改变工件的加工表面。 (5)传送带驱动装置联系尺寸 图20 (6)生产线内各装备之间距离尺寸的确定 第六章 物流系统设计 6.5.3 车间布局设计 (四)车间物流设计的基本步骤 (1)明确车间产品的生产纲领、品种、协作关系、生 产辅助系统及产品加工周期,同时应明确运进、 运出车间物料的品种和数量; (2)确定原材料、毛坯、零件、总成的装载单元及装 载方式,并做到标准化; (3)确定工序间、生产线间、车间之间运输的各种物 料的品种、数量以及运输方式; (4)确定物流系统所涉及仓库、零件和毛坯存放等所 需面积; (5)设计出详细的车间物流系统,绘制车间物流图。 第六章 物流系统设计 进入下一章 6.5.4 物流搬运装备的选择 正确选择搬运装备是提高搬运效率、降低搬运成本的重要措施。 根据物料形状、移动距离、搬运流量、搬运方式进行选择,如下; (1)适用于短距离和低物流量的简单传送装备,如叉 车、电瓶车、传送滚道等。 (2)适用于短距离和高物流量的复杂传送装备,如搬 运机械手或机器人等。 (3)适用于长距离和低物流量的简单运输设备,如汽 车等运输车辆。 (4)适用于长距离和高物流量的复杂运输装备,如火 车、船舶等。 第七章 机械加工生产线总体设计 第七章 机械加工生产线总体设计 第一节 概述 第二节 生产线工艺方案设计 第三节 生产线专用机床的总体设计 第四节 机械加工生产线的总体布局设计 第五节 柔性制造系统 第七章 机械加工生产线 概述 一、机械加工生产线及其基本组成 二、机械加工生产线的类型 三、机械加工生产线总体设计应考虑的 主要因素 四、机械加工生产线总体 设计的内容及步骤 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线及其基本组成 机械加工生产线:以机床为主要设备,配以相应的输送装置与辅助装置,按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。 机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。 图1 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线的类型 机械加工生产线的结构及复杂程度主要取决于工件的生产 类型和工件的加工要求。 (一)单一产品固定节拍生产线)生产线由自动化程度较高的、高效专用的加工 装备、工艺装备、输送装备和辅助装备组成,制造 单一品种的产品,生产效率高、产品质量稳定,属 大量生产类型。 (2)生产线所有设备的工作节拍等于或成倍于生产 线)生产线的制造装备按产品的工艺流程布局,工件 沿固定的路线,采用自动化的物流输送装置。 (4)工序间不必储存供周转用的半成品,设备必须充 分可靠。 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线的类型 (二)单一产品非固定节拍生产线)生产线由专用制造装备组成,产品是大量生产类 型,投资强度少于第一类生产线)缩短工件在工序间的搬运路线)生产线上各设备的工作周期不一样。 (4)各设备的工作节拍不一样,需要储料装置。 (5)生产线各设备间工件的传输没有固定的节拍。 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线的类型 (三)成组产品可调整生产线)生产线由可调整的专用制造设备组成,有 一定的生产效率和自动化程度。 (2)缩短工件在工序间的搬运路线,减少辅助 时间。 (3)各装备的生产节拍是不一样的。 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线的类型 (四)柔性制造生产线)由柔性加工设备、物料输送装置、计算机 控制系统组成。 (2)设备数量少,工序高度集中。 (3)混流加工。 (4)工件流动路线)工序间应有在制品的储存。 (6)物料输送装置柔性大。 第七章 机械加工生产线 机械加工生产线总体设计应考虑的主要因素 (一)工件的几何形状,总体特征、材质、毛 坯状况及工艺要求 (二)生产纲领 (三)使用条件 (四)装备制造厂的制造能力 第七章 机械加工生产线总体设计 进入下一节 7.1.4 机械加工生产线总体设计的内容及步骤 (一)生产线工艺方案的制订 (二)全线自动化方案的拟订 (三)生产线通用装备的选型和提出专用机床的设 计任务书 (四)生产线物流传送装备的选型和提出专用物流 传送装备的设计任务书 (五)生产线辅助装备的选型和提出专用辅助设备 的设计任务书 (六)生产线总体布局设计,绘制生产线的总联系 尺寸图 (七)绘制生产线周期表 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案设计 一、生产线工艺方案的制订 二、生产节拍的平衡和生产线的分段 三、机床设备的选型 四、生产线的技术经济 性能评价 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (一)分析被加工工件的要求以及生产线建设的现场 条件 毛坯、工艺、发展、空间、动力(电、气、油 )、经验 (二)生产类型的确定(工业企业生产专业化的分类) 生产类型分为大量生产、成批生产和单件生产。 其中成批生产又分为大批量生产、中批量生产和 小批量生产。 取决于产品的年生产纲领、加工周期。 (三)确定毛坯类型—经技术经济分析确定 铸件、锻件、型材 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (四)工件传送方式的确定 首先确定工件在生产线上是采取直接传 送还是随行夹具传送。 工件有足够大的支承面、两侧的导向面 和供传送带棘爪用的推拉面采用直接传 送的方式,否则需要采用随行夹具传送 ,甚至于加辅助支承。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (五)工件定位基面选择 (1)尽量采用统一的定位基面,以利于保证加工 精度,简化生产线)第一道工序的定位基面选最重要的平面,再 加工余量均匀; (3)一面两销定位时,圆柱销常放在工件移动方 向前端; (4)为防止定位销孔磨损严重造成误差,可采用 两套定位孔或采用较深定位孔; (5)采用两个垂直面及一个定位销定位时,定位 销应为菱形。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (六)工件传送基面的选择 (1)箱体类工件传送基面的选择 直接传送和间接传送两种 (2)回转体类工件传送基面的选择 (3)盘、环类工件和外形不规则工件传送 基面的选择 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (七)确定各表面的加工工艺 取决于工件材料、各加工面的尺寸、加工精度和表 面粗糙度要求、加工部位的结构特征、生产类型等。 (1)大平面加工:精度/表面粗糙度 铣、粗铣—精铣、粗铣—半精铣—精铣 (2)孔加工:实体加工:钻—扩—铰 毛坯有预孔(D>16~30) 铰——尺寸精度高,位置精度、直线度校正低; 精镗——位置精度、直线度高。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (七)确定各表面的加工工艺 (3)深孔加工: 难点——排泻、刀具冷却、轴线易歪斜。 定期推出//阶梯孔//中空钻头//工件回转// 断屑槽 (4)螺纹加工: 普通:钻底孔—倒角—攻螺纹 高精度:钻孔—扩至底孔直径—倒角—攻螺纹 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (八)选择合理的切削用量 (1)生产线刀具寿命的选择原则 较多考虑的原则是换刀不占用或少占用上班时间。 (2)加工时间长、影响生产线生产节拍的工序,尽量 采用较大的切削用量,以缩短加工时间。 (3)注意刀具的转速,确定合理的切削速度和进给量 ,使刀具具有大致相同的寿命。 (4)考虑刀具各部分强度、寿命及其工作要求。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (九)划分加工阶段 粗加工—半精加工—精加工 好处:(1)减少热变性,内应力变性的影响; (2)避免粗加工振动对精加工影响; (3)精加工设备精度保持有利。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (十)确定工序集中和分散程度 (1)切削用量、夹紧力、夹具结构、润滑要求差别 较大的工序,不宜集中完成; (2)相互间位置精度要求高的表面的精加工易集中 完成; (3)要注意工件的刚性; (4)要合理安排粗、精加工工序; (5)要保证机床调整,使用方便,工作可靠。 第七章 机械加工生产线 生产线工艺方案的制订 (十一)安排工序顺序(原则) (1)粗精加工分开,重要表面,要拉远; (2)易出废品的粗加工工序,应放在最前面或放在线)精度高、不易稳定达到要求的表面,放在线)尽可能减少机床台数; (5)位置精度要求高的表面尽可能在一个工位上加工; (6)同轴度、平行度要求高的孔系,精加工从同侧进行; (7)减少转位装置; (8)易断刀具工序放在精加工之前; (9)通常攻丝工序放在最后。 第七章 机械加工生产线 生产节拍的平衡和生产线的分段 (一)生产节拍的平衡 生产线的生产节拍计算式: 其中,T为一年基本工时,一般规定,一班制为 2360h/年,两班制为4650h/年; 为复杂系数,一 般取0.65~0.85;N为生产线加工工件的年生产纲领( 件数/年); 式中,q为产品的年产量(台/年);n为每台产品所 需生产线加工的工件数量(件/台); 为备品率; 为废品率。 第七章 机械加工生产线 生产节拍的平衡和生产线的分段 (一)生产节拍的平衡 实现节拍平衡采取的措施: (1)采用新的工艺方法,提高工序节拍; (2)增加顺序加工工位; (3)实现多件并行加工,提高单件的工序节拍。 第七章 机械加工生产线 生产节拍的平衡和生产线的分段 (二)生产线的分段 生产线属于以下情况往往需要分段: (1)进行转位和翻转时,分段独立传送; (2)为平衡生产线的生产节拍,对限制性工序采用“ 增加同时加工的工位数”时,单独组成工段; (3)当生产线的工位数多时,一般要分段; (4)当工件加工精度要求较高时,减少工件热变形 和内应力对后续工序的影响。 第七章 机械加工生产线 机床设备的选型 所选机床设备,应与工件外形尺寸、质量、精度要求和生产类型相适应。 取决于技术经济论证。 通常: 大量生产条件下——组合机床; 生产批量不大而品种繁多——选柔性加工机床。 第七章 机械加工生产线 生产线的技术经济性能评价 生产线的工作可靠性、生产率和经济效益 是设计和建造生产线时首先应该考虑和要 协调解决的问题,也是评价生产线优劣的 主要指标。 第七章 机械加工生产线 生产线的技术经济性能评价 (一)生产线的工作可靠性:在给定的生产纲领所决定 的规模下,在生产线规定的全部使用期限内,连 续生产合格产品的工作能力。 提高可靠性和效率的措施: (1)提高寻找故障和排除故障的速度。 (2)重要工位并联排列,易出故障的器件并联连 接。 (3)加强管理,克服生产线停机时间。 第七章 机械加工生产线 生产线的技术经济性能评价 (二)生产线)生产线生产率的分析 生产线在正常运行并处于连续加工时,生产 一个工件的工作循环时间就是生产节拍。 由生产线工作循环时间所决定的生产率称为 生产线的循环生产率。 停顿原因:调整和更换刀具或工具;生产线 组成的器件、设备、装置和仪器仪表等的故 障;组织管理不善;生产出的工件不符合技 术要求;多品种生产线上,更换加工对象的 调整。 第七章 机械加工生产线 生产线的技术经济性能评价 (二)生产线)生产线生产率和可靠性的关系 随机性 取决于生产线的工作循环周期,故障强度, 发现和排除故障的持续时间。 第七章 机械加工生产线总体设计 进入下一节 7.2.4 生产线的技术经济性能评价 (三)生产线的经济效益分析 经济效益的分析和比较的基本原则是将几个不同 技术方案的有关经济指标加以比较。 一般进行比较性的计算: (1)产品年生产成本比较法 (2)产品单件成本比较法 第七章 机械加工生产线 生产线专用机床的总体设计 一、概述 二、被加工零件工序图 三、加工示意图 第六章 物流系统设计 6.2.3 料斗式上料装置 (三)送料槽 送料槽要求工件能顺利流畅稳速移动,不能发 生阻塞或滞留现象,因此要认真考虑其倾斜角 度和弯曲的大小。 基本形式:矩形、槽形、V形、圆形、双轨式、 单轨式、直立的笼形、滚到式 图13 第六章 物流系统设计 6.2.3 料斗式上料装置 (四)减速器 作用:防止工件移动速度过大造成机件或工件 因碰撞而损坏。 (五)分路器 作用:把运动的工件分为两路或多路,分别送 到各机床——一料斗多机床 分路器的结构形式 /15 第六章 物流系统设计 进入下一节 6.2.4 上下料机械手 机械手是按照程序要求实现抓取和搬运工作,或完成某些劳动作业的机械自动化装置。 按其安放位置分为:内装式、附装式和单置万能式。 按其是否移动分为:固定式和行走式。 工业机器人在这里仅用于上下料,它当然比焊接、喷漆机器人的功能要求要简单一些。 图16、21 第六章 物流系统设计 6.3 机床间工件传送装置的设计 一、托盘及托盘交换器 二、随行夹具 三、传送装置 第六章 物流系统设计 6.3 机床间工件传送装置的设计 四、有轨运行小车 五、无轨运行小车 六、随行工作台站 第六章 物流系统设计 6.3.1 托盘及托盘交换器 机床间的工件传递和运送装置主要有:托盘、随行夹具、各种传送装置、有轨小车和无轨小车等。 托盘交换器是机床和传送装备之间的桥梁和接口。不仅起到连接作用,还可以暂时存储工件,起到防止物流系统阻塞的缓冲作用。 回转式托盘交换器有两位、四位和多位。 八工位回转式托盘交换器/22 第六章 物流系统设计 6.3.2 随行夹具 随行夹具:用于结构复杂或较软的有色金属工件。 返回方式:上方返回、下方返回、水平返回三种。 水平返回的随行夹具/27 第六章 物流系统设计 6.3.3 传送装备 传送装备不仅起到将各物流站、加工单元、装配单元衔接起来的作用,而且具有物料的暂存和缓冲功能。 常见的传送装备有滚到式、链式、悬挂式等。 (一)滚道式传送机 图28 结构简单,使用广泛。滚道可以是无动 力的,货物由人力推动。 第六章 物流系统设计 6.3.3 传送装备 (一)滚道式传送机 机动滚道多种实施方案: (1)每个滚子都配备一个电动机和一个减速机,单 独驱动。 (2)每个滚子轴上装两个链轮。 (3)用一根链条通过张紧轮驱动所有滚子。 (4)在滚子底下布置一条胶带,依靠摩擦力作用驱 动。 (5)用一根纵向的通轴,通过扭成8字形的传送带 驱动所有滚子。 图32 轨道输送机可以直线传送,还可以改变传送方式。 第六章 物流系统设计 6.3.3 传送装备 (二)链式传送机 图34 最简单的链式传送机由两根套筒滚子链条组成。 用链条和托板组成的链板传送机上一种广泛使用 的连续传送机械。 (三)悬挂式传送机 主要用于在制品的暂存。 另外尤其适合于批量产品的喷漆。 自动上料/37 第六章 物流系统设计 6.3.4 有轨运输小车 自动运输小车:用于机床间传送物料。采用有轨运输小车的是生产系统(RGV)。 图38 RGV沿直线导轨运动:由直流或交流司服电动机驱动; 由中央计算机、光电装置、接近 开关等控制。 RGV优点:可传送大(重)件,速度快,控制系统简单 ,成本低。 缺点:改变路线比较困难,适于运输路线固定不变 的生产系统 。 第六章 物流系统设计 6.3.5 无轨运输小车 无轨运输小车(AGV)是指装备有电磁或光 学自动引导装置,能够沿既定的引导路径行 使,具有小车编成与停车选择装置、安全保 护以及各种运载功能的运输小车。 图39 第六章 物流系统设计 6.3.5 无轨运输小车 (一)AGV的构成 (1)车体:车架、减速器、车轮等组成。 (2)电源和充电装置:24V或48V的蓄电池配有充电 装置。 (3)驱动装置:电动机、减速器、制动器、车轮、 速度控制器等部分组成。 (4)转向装置:铰轴转向式、差动转向式。 (5)车上控制装置:通过通信系统实现小车的监控。 (6)通信装置:连续方式和分散方式。 (7)安全装置:接触式和非接触式两类保护装置。 第六章 物流系统设计 6.3.5 无轨运输小车 (二)AGV的导航方式 (1)车外固定路径引导方式:电磁引导(图42) 、光学引导、磁带引导。 (2)自主引导方式:行使路径轨迹推算导向法、惯性 导航、环境映射法导航、激光导航(图43)、其 它导航方式。 第六章 物流系统设计 6.3.5 无轨运输小车 (三)AGV设计时应满足的功能 (1)行走功能 (2)控制功能 (3)安全功能 (4)随行工作台的自动装卸 第六章 物流系统设计 进入下一节 6.3.6 随行工作台站 随行工作台站是介于制造单元与自动运输小车之间的装置,在制造系统中起过渡作用,也是物流中的一个环节。 功能: (1)存放从自动运输小车送来的随行工作台,图中L。 (2)随行工作台在存放站上有自动转移功能,根据系统 的指令,可将随行工作台移至缓冲的位置U。 (3)当随行工作台移至工作位置时(图中A),工业机器 人可对随行工作台上夹持的工件进行装卸。 第六章 物流系统设计 6.4 自动化仓库设计 一、自动化仓库的类型 二、自动化仓库的构成 三、自动化仓库的运行原理 四、自动化仓库的规划与设计 第六章 物流系统设计 6.4.1 自动化仓库的类型 自动化仓库是指采用多层货架,在不直接进行人工处理的情况下能够自动地存储和取出物料的系统。 又称立体仓库,使物流系统的物资调节和物流中心。 第六章 物流系统设计 6.4.1 自动化仓库的类型 (一)按建筑形式分为整体式和分离式 (二)按货架构造形式分为单元货格式、贯通式 (重力式货架仓库/47)、水平循环式和垂直循环式。 (三)按自动化仓库与生产联系的紧密程度分为独立型、 半紧密型和紧密型仓库 (四)按所起作用分为生产型仓库和流通型仓库 自动仓储系统课外资料 第六章 物流系统设计 6.4.2 自动化仓库的构成 (一)土建设施:厂方和配套设施。 (二)机械装备:多层货架、托盘和货箱、搬运装 备、存取货装备、安全保护装置、出入库装 卸站等。 (三)电气设备:检测、信息识别、控制、通信、 监控调度、计算机管理、图像显示等装置。 第六章 物流系统设计 6.4.3 自动化仓库的运行管理 图示为四层货架的自动化仓库/59,现介绍其工作过程: (一)堆垛机停在巷道起始位置,待入库的货物已放 置在出入库装卸站上,由堆垛机的货叉将其取 到装卸托盘上。 (二)计算机控制堆垛机在巷道行走,装卸托盘沿堆 垛机铅直导轨升降,自动寻址向存入仓位进行。 (三)装卸托盘到达存入仓库前,即图中第四列第四层 ,装卸托盘上的货叉将托盘上的货物送进存入仓 位。 第六章 物流系统设计 6.4.3 自动化仓库的运行管理 四层货架的自动化仓库/59,现介绍其工作过程: (四)堆垛机进行到第五列第二层,到达调出仓位, 货叉将该仓位中的货物取出,放在装卸托盘上。 (五)堆垛机带着取出的货物返回起始位置,货叉将货 物从装卸托盘送到出入库装卸站。 重复上述动作,直至暂无货物调入调出的指令,堆垛机就近停在某一位置待命。 第六章 物流系统设计 6.4.4 自动化仓库的规划与设计 规划与设计步骤: (一)分析和准备阶段 (二)确定货物单元形式及规格 (三)确定自动化仓库的形式、作业方式和机械装 备参数 (四)立体仓库的结构尺寸 根据单元货物规格确定货架整体尺寸和仓库 内部布置。 (1)确定货位尺寸和仓库总体尺寸 (2)确定仓库的整体布置 第六章 物流系统设计 进入下一节 6.4.4 自动化仓库的规划与设计 规划与设计步骤: (五)确定工艺流程,核算仓库工作能力 (1)立体仓库的存取模式:单作业模式和复 合作业模式 (2)出、入库作业周期的核算 (六)提出对土建及公用工程的设计要求 (七)选定控制方式 (八)选择仓库管理方式 (九)提出自动化装备的技术参数和配置 (十)方案评价及仿真 第六章 物流系统设计 6.5 工厂物流系统的总体设计 一、资料的收集和分析阶段 二、工厂总体布局设计 三、车间布局设计 四、物流搬运装备的选择 第六章 物流系统设计 6.5.1 资料的收集和分析阶段 总体规划与设计一般要解决的四个问题: 厂区规划;车间工位的合理布局; 合理确定库存量;选择合理的搬运装备。 资料的收集和分析阶段主要包括: (一)工厂的产品分析 (二)了解工厂所在地的自然条件 (三)确定工厂未来的发展趋势 工厂物流示意图/60 第六章 物流系统设计 6.5.2 工厂总体布局设计 (一)工厂总体布局应满足的要求 (1)符合工艺规程 基本模式:按功能规划厂区、采用系统布 局设计模式 (2)适应工厂内外运输要求 (3)合理用地 合理确定道路宽度和建筑物的间距,力求 总体布局疏密得当;组成联合厂房或多层 ;适当预留发展用地。 第六章 物流系统设计 6.5.2 工厂总体布局设计 (一)工厂总体布局应满足的要求 (4)善于利用自然条件 良好的自然通风和采光条件;避开隐患,规划 好厂区设施位置。 (5)安全和环境保护 安全卫生规范;车间布局在下风侧;厂区绿化 及美化环境配置,精密车间远离振源和污染源。 第六章 物流系统设计 6.5.2 工厂总体布局设计 (二)工厂总体布局设计的基本步骤 (1)产品工艺过程分析 (2)作业单位之间的物流关系分析 (3)作业单位之间的非物流关系分析 (4)作业单位之间的综合相互关系分析 (5)绘制各单位的位置相关图 (6)建立各作业单位的面积相关图 (7)工厂总体平面图的形成 图65 (8)方案评价(加权因素法和费用对比法) 第六章 物流系统设计 6.5.3 车间布局设计 车间设计包括: 工艺设计——确定加工零件所需的机床、 工夹量具、刀具等 物流系统的设计——工位的配置 第六章 物流系统设计 6.5.3 车间布局设计 (一)车间布局设计的一般原则 (1)有车间生产纲领和生产类型,确定生产组织和 装备布局形式; (2)工艺流程流畅,物料搬运短捷方便,避免往返 交叉; (3)充分利用建筑物的空间; (4)对所有组成部分进行合理规划和配置; (5)为工人创造安全、舒适的工作环境; (6)具备一定的适应生产变化的柔性功能。 第六章 物流系统设计 6.5.3 车间布局设计 (二)车间装备布局的基本形式 装备布局形式取决于生产类型和生产组织形式。 分为: (1)产品原则布局 (2)工艺原则布局 (3)成组原则布局 (4)固定工位式布局 (三)车间物流形式 选择物流形式的重要因素是入口和出口的位置,同 时还要考虑外部运输条件、建筑物的轮廓尺寸、通 道位置等因素。 五种基本形式/66:直线形、L形、U形、环形、S形 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (一)验算中心距 影响此项精度的因素: (1)定位误差主要是定位孔 与定位销 的间隙产生,最大间隙为0.05mm; (2)钻模板衬套中心与定们销中心距误差, 装配图标注尺寸为 ,误差为0.02mm; (3)钻套与衬套的配合间隙 ,由 可知 最大间隙为0.029mm; (4)钻套内与外圆的同轴度误差,对于标准钻套 ,精度较高,此项可以忽略。 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (一)验算中心距 影响此项精度的因素: (5)钻头与钻套间的间隙会引偏刀具,产生中心 距误差E,由下式求出 式中,e为刀具引偏量(mm),H为排屑空间,钻 套下端面与工件间的空间高度(mm),B为钻孔 (mm), 为刀具与钻套间的最大间隙。 上述各量可参见图70. 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (一)验算中心距 影响此项精度的因素: (5)图70. 该例中,设刀具与钻套的配合为 可知 =0.025mm;将H=30mm,h=12mm,B=18mm代 入,可求出e=0.038mm; 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (一)验算中心距 影响此项精度的因素: (5)图70. 由于上述各项都是按最大的误差计算,实际上各 项误差也不可能同时出现最大值,各误差方向也 很可能不一致,因此综合误差按概率法求和 该项误差略大于中心距允差0.1?mm的2/3,勉强可 用。就减小定位和导向的配合间隙。 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (二)验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行度误差的因素有: (1)设计基准与定位基准生命,没有基准转换误 差,但 配合间隙及孔与端面的垂直度 误差会产生基准位置误差,定位销轴中心与大头 孔中心的偏斜角 (rad)为 式中, 为 处最大间隙(mm); 为定位销轴定位面长度(mm). 第五章 机床夹具设计 5.8.2 夹具精度的验算 夹具精度验算实例,工件和夹具装配图/69 (二)验算两孔平行度精度 工件要求 孔全长上允差0.05mm。 导致产生两孔平行度误差的因素有: (2)定位销轴中心线对夹具底平面的垂直度 , 图中没有注明。 (3)钻套孔中心与定位销轴的平行度 ,图中 标注为0.02mm, (4)刀具引偏量e产生的偏斜角 ,图70。 因此,总的平行度误差 合格。 第五章 机床夹具设计 5.8.3 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件 目的是为了检验本工序零件加工表面的形状,位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到,为了设计夹具零件图,也为了夹具装配和装配精度的检测。 (一)尺寸标注 (1)轮廓尺寸 ; (2)与机床的联系尺寸(安装); (3)与刀具的联系尺寸 ; (4)配合尺寸、种类、精度 ; (5)各关键元件装配后的位置尺寸及公差。 上述联系尺寸和位置尺寸的公差,一般取工件的相应公差1/3-1/10,最常用的是1/3。 第五章 机床夹具设计 5.8.3 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件 (二)技术要求标注 (1)定位元件的定位表面间相互位置精度; (2)定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基 面间位置精度; (3)定位表面与导向元件工作面间的位置精度; (4)各导向元件工作面间的位置精度; (5)定位表面、导向工作面与检测基准的位置精度 。 第五章 机床夹具设计 进入下一节 5.8.4 高精度机床夹具的设计 高精度机床夹具设计也是按本节前述设计步骤进行,但更重视其高精度这一特点,为此应注意以下几个方面: (1)定位方案要符合六点定位原理和保证本工序的技 术要求,减少定位误差; (2)提高夹具设计的技术要求; (3)提高对定精度; (4)提高定位的可靠性,减少夹紧力产生的工件和夹 具的变形; (5)高精度机床夹具应具有高刚度和高精度; (6)高精度机床夹具要求装配后整体精度高,设计中 有意识地对某些重要表面采用“合件加工”、“就地 加工”方法。 第五章 机床夹具设计 5.9 典型机床夹具的设计要求 一、钻床夹具 二、镗床夹具 三、铣床夹具 四、车床夹具 第五章 机床夹具设计 5.9.1 钻床夹具 (一)钻模的结构型式 ? 固定式钻模 回转式钻模 翻转式钻模 盖板式钻模 滑柱式钻模 (二)钻模板的型式 固定式 铰链式 分离式(盖板式) 悬挂式 可调式 (三)定位和定向 一般不设定位定向装置,只设固定位置 第五章 机床夹具设计 5.9.2 镗床夹具 (一)镗床导向支架的布置形式 (1)单面前导向: D60mm L/D1 通孔 (2)单面后导向: D60mm 盲孔 LD 、 LD 两种情况 (3)单面双导向 (4)双面单导向 L1.5D或同轴多个短孔 第五章 机床夹具设计 5.9.2 镗床夹具 (二)设计注意事项 (1)若先调刀后入镗模——注意引刀问题(镗套) 若多刀加工同轴多孔——注意引刀问题(毛孔) (2)镗模导向支架上不允许安装夹紧元件及其机构, 防止导向支架受力变形,影响加工孔的精度和孔系 位置精度。 第五章 机床夹具设计 5.9.3 铣床夹具 (一)铣床夹具的类型 根据进给方式,铣床夹具分为直线进给式、圆周 进给式和仿行进给式三类。 直线进给式:又有单工件、多工件之分,或单工 位、多工位之分。多用于中、小批量生产。 圆周进给式:工作台同时安装多套相同的夹具, 或多套粗、精两种夹具。生产率较高,一般用于 大批量生产。 仿行进给式:按进给方式又可分为直线进给仿行 和圆周进给仿行铣床夹具。 图76 第五章 机床夹具设计 5.9.3 铣床夹具 (二)注意事项 (1)断续切削,夹紧力大——受力元件强度、刚 比较大 ; (2)设置对刀装置、定向键 ; (3)固定——U形口——T形口 。 第五章 机床夹具设计 进入下一章 5.9.4 车床夹具 外圆定位的卡盘、卡头; 内孔定位的各类心轴; 中心孔定位的各类顶尖、拨盘。 这些夹具比较简单,有些已经标准化、通用化。 对非回转体工件 : (1)定心方式要与选用机床主轴端部结构相等 ; (2)夹紧力必需考虑充分,夹紧力有可靠自锁 ; (3)外形尽量呈圆柱形,重心靠近主轴 ; (4)注意动平衡(可设置配重)调整 ; (5)注意安全措施,不得有尖角和突出夹具体转盘外 径的部分。 第六章 物流系统设计 第六章 物流系统设计 第一节 概述 第二节 机床上下料装置设计 第三节 机床间工件传送装置的设计 第四节 自动化仓库设计 第五节 工厂物流系统的总体设计 第六章 物流系统设计 6.1 概述 一、 物流系统设计的意义 二、现代物流系统的特点、基本构成 及功能 三、物流系统设计应满足的要求 第六章 物流系统设计 6.1.1 物流系统设计的意义 物流:从原材料和毛坯进厂,经过储存、加工、装配、检验、包装,直至成品和废料出厂,在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全部过程。 向生产组织和管理要效益:合理进行物流系统的设计可以在不增加或少增加投资的条件下,取得明显的技术经济效益。 第六章 物流系统设计 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能 (一)现代物流系统的主要特点 物流系统担任运输、储存、装卸物料等任务。 (1)采用现代化的物流装备 (2)计算机管理 (3)系统化与集成化 (二)现代物流系统的基本构成 (1)管理层——有较高的智能 (2)控制层——有较好的实时性 (3)执行层——有较高的可靠性 第六章 物流系统设计 6.1.2 现代物流系统的特点、基本构成及功能 (三)现代物流系统的功能 (1)原材料和毛坯、外购件、在制品、产品、工 艺装备的储存及搬运——存放有序,存取容易, 自动化 ; (2)设备的上下料——自动化; (3)工序间在制品储存——有序、合理 ; (4)工位间工件搬运——及时、迅速 ; (5)物流装置调度、控制——可变化、可优化 ; (6)物流监测、判别——反应敏捷。 第六章 物流系统设计 进入下一节 6.1.3 物流系统设计应满足的要求 (一)应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动; (二)具有一定的柔性; (三)尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动路线; (四)尽量减少在制品积压; (五)合理的物料(毛坯、在制品、产品)储存量。 第六章 物流系统设计 6.2 机床上下料装置设计 一、机床上下料装置的设计原则 二、料仓式上料装置 三、料斗式上料装置 四、上下料机械手 第六章 物流系统设计 6.2.1 机床上下料的设计原则 机床的上下料是指将毛坯送到正确的加工位置及将加工好的工件从机床上取下的过程。 按自动化程度:人工上下料装置(单件小批生产或 大型的或外形复杂的工件) 自动上下料装置(大批大量生产,如 料仓式、料斗式、上下料机械手或机 器人等) (1)上下料时间要符合生产节拍的要求; (2)上下料工作平稳,尽量减少冲击,避免使工件产 生变形或损坏; (3)上下料装置结构简单,工作可靠,维护方便; (4)有一定的适用范围,尽可能满足多种需求。 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (一)功用和组成 功用:当单件毛坯的尺寸较大,而且形状比较复 杂难于自动定向时,可采用料仓上料机构。适用 于加工时间较长的零件。用在大量和批量生产中。 组成:料仓、隔料器、上料器、上料杆、下料杆 等部分。 料仓上料装置简图/1 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (二)料仓 作用是储存毛坯。 大小取决于毛坯的尺寸及工作循环的长短。 按照毛坯在料仓中的送进方法,将料仓分为 两类,即靠毛坯的自重送进和强制送进。 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (二)料仓 (1)靠毛坯自重送进的料仓 直线式、曲线式、螺旋式、管式、料斗式、 料斗—料箱式 (2)强制送进的料仓 重锤式、弹簧式、摩擦式、链式、圆盘式 当毛坯质量太轻,不能保证靠自重可靠地 落在上料器中,或毛坯形状复杂,不便靠 自重送进,采用强制送进的料仓。 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (三)隔料器 作用:把待加工的毛坯从料仓中的许多毛坯 中隔离出来,使其自动进入上料器;或由隔 料器直接将其送到加工位置。 由上料器兼作隔料器、杆式隔料器、鼓轮式 隔料器 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (四)上料器 作用:把毛坯从料仓送到机床加工位置 料仓兼作上料器、槽式上料器、圆盘式上料 器、由机床的部件和专门的接收器来充当上 料器 图5 第六章 物流系统设计 6.2.2 料仓式上料装置 (五)上料杆和卸料杆 上料杆作用:将毛坯件推入加工位置。 两种方式:采用挡块来限制毛坯送进的位置; 依靠上料杆的行程使毛坯顶到所要求的位置。 卸料杆作用:将加工好的工件推出加工位置。 两种类型:带弹簧的和固定长度的卸料杆。 第六章 物流系统设计 6.2.3 料斗式上料装置 (一)功用和组成 料斗式与料仓式的不同:后者只是将已定向好的工件 由储料器向机床供料,而前者则可对储料器中杂乱的 工件进行自动定向整理再送给机床。 组成:装料机构、储料机构组成。 装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器 、送料槽、减速器等组成。 储料机构由隔料器、上料器等组成。 第六章 物流系统设计 6.2.3 料斗式上料装置 (二)料斗 料斗:工件在料斗中完成定向,并依次送到出 口处,有时需加搅动器或剔除器。 搅动器:防止工件进入送料器时产生阻塞。 定向器:矫正工件位置,剔除位置不正确工件。 剔除器:剔除从料斗到送料槽中一些位置不正 确的工件。 振动式料斗/9自动定向方法 第五章 机床夹具设计 5.3.3 定位误差的分析与计算 (二)定位误差产生的原因: V型块定位 (图24、25) 由图可知: 定位误差为 并且 式中: 第五章 机床夹具设计 5.3.3 定位误差的分析与计算 (二)定位误差产生的原因: V型块定位 (图24、25) 定位误差为 代入可得: 同理可得: 第五章 机床夹具设计 5.3.3 定位误差的分析与计算 (二)定位误差产生的原因: (2)因间隙引起的定位误差 单圆柱销与孔的定位情况,图26 最大间隙即为定位误差: δ= =Δ+ + 式中: ——定位孔最大直径; ——定位销最小直径; Δ——销与孔的最小间隙; ——销的公差; ——孔的公差。 第五章 机床夹具设计 进入下一节 5.3.3 定位误差的分析与计算 (二)定位误差产生的原因: (3)与夹具有关的因素产生的定位误差 定位基准面与定位元件表面的形状误差; 导向、对刀元件与定位元件间的位置误差及其本身的 形状误差; 夹具安装误差(与机床之间); 夹紧变形(工件、夹具); 定位元件之间的位置误差; 其它:定位、导向、对刀、定向元件的磨损等。 各种因素产生的误差可按概率法求出总的定位误差: 试切法加工时,不需计算定位误差。 第五章 机床夹具设计 5.4 机床夹具夹紧机构的设计 一、夹紧机构设计应满足的要求 二、夹紧力的确定 三、常用夹紧机构 四、其它夹紧机构 五、夹紧机构的动力装置 第五章 机床夹具设计 5.4.1 夹紧机构设计应满足的要求 夹紧机构的设计原则: (1)保证定位准确、可靠(不能破坏定位); (2)工件与夹具的变形要在许可范围内; (3)夹紧机构必须可靠; (4)操作安全、省力、方便,符合习惯; (5)自动化程度与生产纲领适应。 第五章 机床夹具设计 5.4.2 夹紧力的确定 夹紧力的确定——大小、方向、作用点 (一)夹紧力方向的确定 (1)应有利于工件定位,不能破坏定位(主 夹紧力垂直第一定位基准) (2)与工件刚性高的方向一致(减少变形) (3)尽量与切削力、重力方向一致(减少夹 紧力) 图27、28、29、30 (二)夹紧力作用点的选择 (1)与支承点“点对点”对应 (2)作用在工件刚度高的部位 图31 (3)尽量靠近切削部位(抗振性) (4)夹紧力反作用力不应使夹具产生影响加 工精度的变形 第五章 机床夹具设计 5.4.2 夹紧力的确定 (三)夹紧力大小的确定 将夹具和工件看作刚性系统,以切削力的作 用点、方向、大小处于最不利于夹紧时的状 况为工件受力情况,计算理论夹紧力,乘以 安全系数,作为实际所需夹紧力。 安全系数: S=2-3 或S=S1×S2×S3×S4 (S1-一般安全系数、材料性质1.5-2; S2-加工性质:粗1.2,精1; S3-刀具钝化:1.1-1.3; S4-断续切削:连续1,断续1.2) 第五章 机床夹具设计 5.4.3 常用夹紧机构 (一)斜楔夹紧机构: 图35 优点:有扩力作用,可使力方向改变90°; 缺点:α较小,夹紧行程较长。 斜楔夹紧受力分析/36 W-夹紧力;Q-原动力;α-楔角(6-8°) φ1,φ2-摩擦角(实际上,tgφ1=μ1, tgφ2=μ2) 第五章 机床夹具设计 5.4.3 常用夹紧机构 (二)螺旋夹紧机构 图37 优点:扩力比可达80以上,自锁性能好,简单 、方便; 缺点:动作慢,操作强度大。 W-夹紧力; Q-原动力; L-作用力臂; α-螺纹升角; d0-螺纹中径; φ1-螺母摩擦角; φ2-端部摩擦角; r’-端部当量摩擦半径。 第五章 机床夹具设计 5.4.3 常用夹紧机构 (三)偏心夹紧机构 图39 优点:结构简单,操作方便,动作迅速; 缺点:自锁性能差,加紧行程和增力比小; 适用范围:工件尺寸变化小,切削力小而平稳的 场合。 偏心夹紧机构受力分析/40 W-夹紧力; Q-原动力; L-动力力臂; -夹紧楔角; ρ-转动中心O2到作用点P间的距离; 1-轮周作用点的摩擦角; φ2-转轴处的摩擦角。 第五章 机床夹具设计 5.4.3 常用夹紧机构 (三)偏心夹紧机构设计 图39 自锁条件: 一般推荐R/e=10 设计过程: (1)偏心量e——取决于夹紧行程; (2)偏心轮半径R——取决于自锁条件(R/e=10); (3)Q及L——由W推出; (4)工作弧度选择——P点前后30~45° (升角变化小-夹紧力稳定;升程较大,夹紧行 程大)。 第五章 机床夹具设计 5.4.4 其它夹紧机构 (一)铰链夹紧机构: (二)定心夹紧机构: (1)定位——夹紧元件按等位移原理来均分工件 定位的尺寸误差,实现定心或对中。 锥面定心夹紧心轴/42 (2)定位——夹紧元件按均匀弹性变形原理来实 现定心夹紧。 弹性夹头/44 第五章 机床夹具设计 5.4.4 其它夹紧机构 (三)联动夹紧机构 设计联动夹紧机构应注意如下几点: (1)仔细进行运动分析和受力分析,确保设计图 能够实现; (2)保证各处夹紧均衡,运动不干涉; (3)各压板能很好的松夹,以便装卸工作; (4)注意整个机构和传动受力环节的强度和刚度; (5)提高可靠性,降低制造成本。 第五章 机床夹具设计 进入下一节 5.4.5 夹紧机构的动力装置 (一)气动夹紧装置 图49 优点:传输、分配方便,干净; 缺点:尺寸较大,有排气噪音,夹紧力小。 (二)液压夹紧装置 优点:装置紧凑,工作平稳,无噪音; 缺点:成本高。 (三)气-液联合夹紧装置(气液增压器) 具有气动、液动的优点 (四)其它动力夹紧装置 真空夹紧(非导磁材料) 图52 电磁夹紧 其它(重力、惯性力、弹性力等) 第五章 机床夹具设计 5.5 机床夹具的其它装置 一、孔加工刀具的导向装置 二、对刀装置 三、分度装置 四、对定装置 第五章 机床夹具设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置 刀具的导向是为了保证孔的位置精度,增加钻头和镗杆的支承以提高其刚度,减少刀具的变形,确保孔加工的位置精度。 (一)钻孔的导向装置 ——钻套 固定钻套:中小批量,只钻一次 可换钻套:中批以上 快换钻套:钻-扩-铰 特殊钻套:特殊场合 钻套/53、特殊钻套/54 第五章 机床夹具设计 5.5.1 孔加工刀具的导向装置 (二)镗孔的导向——镗套 固定镗套:v≤20m/min 图55 回转式镗套:v20m/min 图56 (1)内滚式镗套:尺寸大,精度高,后导向 (2)外滚式镗套:尺寸小,精度低,前导向 镗杆的螺旋导向: 镗孔直径大于镗套内径时,若镗刀在镗模外侧安 装,则需加引刀槽。镗杆进入镗套时,导向槽进 入镗杆的键槽中,此时,镗刀与镗套的引刀槽对 正。 第五章 机床夹具设计 5.5.2 对刀装置 (铣床、刨床) 为调整刀具相对于工件的位置,可设置对刀装置。 对刀块对刀面的位置应以定位元件的定位表面来标 注,该位置尺寸加塞尺厚度等于工件加工面与定位 基准面间的尺寸。 试切法对刀时,不用对刀块 第五章 机床夹具设计 5.5.3 分度装置 作用: 工件上有按一定角度分布的相同表面,需要在一次定位夹紧后加工出来,此时,需要分度装置。 斜面分度装置/59 第五章 机床夹具设计 进入下一节 5.5.4 对定装置 对定装置的作用: 保证夹具相对于机床主轴或刀具、机床运动轨道有准确的位置和方向。 第五章 机床夹具设计 5.6 可调整夹具的设计 一、可调整夹具的特点 二、可调整夹具的调整方式 三、可调整夹具的设计 四、成组夹具设计 第五章 机床夹具设计 5.6.1 可调整夹具的特点 可调整夹具——为几个零件的相同工序设计的,这些零件

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