第6章 汽车加工生产线总体设计

工序加工表面的尺寸、精度、粗糙度、位置尺寸及精 5）生产线的工件工序图绘制时，一般按全线或
度和技术要求。 工段来绘制，并表示出与工件输送设备有关的图形、
尺寸及精度要求。 3）标出加工用定位基准、夹紧部位及夹紧方向， 以便进行夹具的支承、定位及夹紧系统的设计。 6）必要的文字说明。
6.3.2 加工示意图设计
6）决定动力部件的工作循环及行程。
5.决定动力部件的工作循环及行程
1）工作进给长度
2）快退行程长度 3）快进行程长度 4）工作行程长度
5）总的行程长度
6.3.3 机床总联系尺寸图设计
1.机床总联系尺寸图的作用
机床总联系尺寸图清楚地表明了机床的型式和布 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。
和导向或托架的型式、位置及尺寸，选择主轴和接杆。
依次画出刀具、导向和托架示意图、接杆和主轴。
3）在同一工位、同一加工面上，相同的加工表面
的主轴接杆是相同的，只画出一根即可。
4）对一些标准的通用结构，可以不画剖视图，而 专用结构应画剖视图。 5）标注主轴端部外径和内孔径(D／d)，悬伸长度， 刀具各段直径及长度，导向的直径、长度、配合，工 件距导向套端面的距离等。
2.机床总联系尺寸图的内容
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）工件及各部件间的主要联系尺寸及运动尺寸
5）电动机功率
3.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。
4.机床总联系尺寸图的绘制方法与步骤
以及工件的材料、硬度和在本机床加工前毛坯情况的
图样。它是在原零件图基础上以突出本机床或生产线
加工内容，辅以必要的文字ห้องสมุดไป่ตู้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。
2. 工序图中应表示的内容
1）工件的加工部位及其尺寸、形状、位置精度和
表面粗糙度。
2）加工前零件的形状、主要尺寸和已达到的技术
1.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、辅具的布置图，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。
2.多轴钻主轴箱主轴、刀具的结构
多轴同时钻孔时，在加工终了位置多轴箱端面到
4.柔性制造生产线
其特点是：生产线的制造装备由高度自动化的多
功能柔性加工设备(如加工中心、数控机床等)、物料 输送装置及计算机控制系统组成，主要用于中小批量
生产各种结构形状复杂、精度要求高、加工工艺不同
的同类工件。建立这类生产线技术难度高，投资大。
生产线进行混流加工，各设备的生产任务是多变的，
生产线没有统一的节拍，工序间应有在制品的存储， 物料输送装置有较大的柔性，能灵活迅速地生产出符 合市场需要的一定范围内的产品，应用越来越广泛。
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、冷却润滑及让刀等。 9）工件加工部位向示图，并在向示图上编出孔号。
4.加工示意图的绘制方法
1）按比例绘制工件的外形及加工部位的展开图。 工件在图中允许只画出加工部分。
2）根据工件加工要求及选定的加工方法确定刀具
1.分析被加工零件的要求及现场条件
1）分析被加工零件的种类、结构和工艺情况，需 要完成的工艺内容，应达到的精度要求和技术条件。 2）分析零件技术要求对产品性能影响程度。 3）分析工件的材料和硬度，毛坯情况、加工余量， 预加工情况(包括定位基面的加工)达到的精度。 4）要求达到的生产率大小。
5）车间平面布置情况，工件和切屑的流向，生
6.3.4 生产率计算卡的编制
6.4 生产线的总体布局设计
在进行生产线总体布局设计时，须确定工件的 输送方式和装置，合理配置毛坯、半成品和成品的
存放面积和存放地点，确定生产线总体布局方式，
绘制设备平面布置总联系尺寸图。
6.4.1 生产线的工件输送装置
工件输送装置是生产线中的一个重要组成部分， 它将被加工工件从一个工序(工位)传送到下一工序 (工位)。为保证生产线按规定节拍连续工作提供条件， 并从结构上把生产线上众多加工设备联接成为一个整 体。生产线的总体布局和结构型式往往取决于工件的
式中: N—生产线的计算生产纲领(件／年)。
T—生产线的全年有效工作时间(小时)。
T = 8×（365－ 52× 2－ 10）m k。
m为生产线每天工作班数
k为生产线停修系数
生产线的生产节拍时间tP是进行生产线设计的重
要依据，生产线中各个工序的单件时间td都必须小于
生产线的生产节拍时间。
一条生产线要完成若干道工序的加工，有些工序
加工装备。
6.3 生产线专用机床的总体设计
生产线上的加工装备既有通用机床、数控机床， 专用机床区别于通用机床的最基本的特征就是它
也有专用机床。通用机床和数控机床一般都有定型产 只用于完成某种零件的特定工序。在设计时应根据相
品，可以根据生产线的工艺要求进行选购。专用机床 似零件族的典型零件的工艺要求进行设计；应采用模
一个零件的生产成本由直接费用和间接费用两 大类组成。直接费用是指与制造零件直接有关的费 用，包括毛坯费用、工序费用、积存费用、运输费 用和资源损失费用等。间接费用包括工厂的行政管 理费用、技术部门的费用和车间费用等。
2）建线投资的回收期
生产线建线投资的回收期的长短直接关系到生产 线的经济效益，是生产线设计的重要经济指标。生产 线建线投资回收期限T(年)为：
I T N(S C)
式中：I — 生产线建线投资总额(元)
S — 零件的销售价格(元／件)
C — 零件的制造成本(元／件)
N — 计算生产纲领（件/年）
生产线建线投资回收期限了越短，生产线的经济
效益越好，一般应同时满足以下条件才允许建线： 1）投资回收期应小于生产线制造装备的使用年限； 2）投资回收期应小于该产品(零件)的预定生产年限； 3）投资回收期应小于4～6年。 在生产线建线投资总额I中，加工装备尤其是关键 加工装备的投资所占份额甚大，在决定选购复杂昂贵加 工装备前，必须核算其投资的回收期限，如在4～6年内 收不回设备投资，则不宜选购，应另行选择其它类型的
的机床可能利用得较充分，有些工序的机床可能利
用得不充分。为衡量整条生产线机床的利用情况， 应求出整条生产线的机床平均负荷率η平均 。 为确保生产线机床能得到充分利用，生产线的机 床平均负荷率η平均不应低于0.8。
2.生产线的经济性分析
生产线的经济效果的优劣主要由以下两项经济 指标来衡量：
1）零件的生产成本
没有定型产品，必须根据所加工零件的工艺要求进行 块化设计方法。专用机床设计需完成被加工工件的工
专门设计。 序图、加工示意图、机床总联系尺寸图、机床夹具图、 生产率计算卡等，即“四图一卡”的设计工作。
6.3.1 工序图的绘制
1. 工序图的作用与要求
工件工序图是根据选定的工艺方案，表示在一台 机床上或一条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，
6.2.2 机床设备的选型
机床设备是否选择得正确、合理，不仅影响工 件的加工质量、生产效率和制造成本，而且还将涉 及生产线的投资强度和投资的回收期限。机床设备 选型是生产线设计的关键环节。
6.2.3 生产线的生产率与经济性
1. 生产线的生产率
生产线的生产率可用生产线的生产节拍时间tP衡 量，tP值越小，生产线的生产率越高。 tP = T ／ N
产线在车间的安装位置及允许占用面积，车间对刀具 结构和材料、切削用量等方面的特殊要求； 6）有无润滑、冷却液的集中供给系统及其压力， 润滑—冷却供给设备的位置； 7）车间电网的电压，允许最大的起动功率，有 无压缩空气及其压力； 8）被加工零件的现行工艺及其加工方法，精度 保证情况及生产率。
2. 确定生产类型
工件端面的距离是定值，然而每根主轴上的钻头加工
的孔深不一定相同，这就要求钻头安装在不同的轴向
位置；钻头在使用时有磨损，因此要求刀具能轴向调
整以补偿磨损。多轴箱的主轴结构主要由钻头、接杆 和主轴三部分组成。
3.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）上述结构的联系尺寸、配合尺寸及其配合精度。
要求。
3）定位基面、夹紧部位、辅助支承位置，以及它
们与主要加工部位之间的尺寸和精度。
4）工件的名称、材料、硬度、重量以及毛坯种类、
精度和加工余量等。
3. 工序图的绘制方法
1 4）用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸。 ）图中应注明工件的名称、编号、材料、硬度
以及被加工部位的余量。 2）用粗实线画出本机床加工的部位，并标出本道
3. 成组产品可调整生产线
其特点是：生产线的制造装备按成组工艺流程布
局,由可调整的专用制造装备组成,生产按结构和工艺
相似产品,属于多品种中小批量生产类型,具有一定的 生产效率和自动化程度。各产品沿大致相同的路线流 动，当产品更新时改造和重组生产线的可能性较大， 生产线上各设备的工作节拍是不一样的，设备或工段 间需设置储料装置，输送装置的自动化程度通常不是 很高。
6.1.4 机械加工生产线设计的内容及步骤
1）生产线工艺方案的制订。
2）生产线通用加工装备的选型和专用机床的设计。
3）生产线物流输送装置的选型及设计。
4）生产线辅助装置的选型及设计。