第7章机械加工生产线总体设计
械制造装备设计复习资料
机械制造装备设计模拟题一一、单项选择题1．机械制造业是（）的核心。
【 4 】A．一个国家 B．地区C．行业 D．制造业2. 拟将一台普通车床数控化，希望改造费用较低，宜采用的伺服电动机是【 3 】A．交流伺服电机B．直流伺服电机 C．步进电机D．同步电机3. 机床爬行现象一般发生于哪种运动情况下？【 3 】A．高速重载B．高速轻载 C．低速重载D．低速轻载4. 工业机器人采用的驱动模式方式有【 4 】A. 轨迹准确度；B. 分辨率；C. 位姿重复性；D. 液压5. 机床数控系统是一种【3 】A．速度控制系统B．电流控制系统 C．位置控制系统D．压力控制系统6. 滑动轴承具有良好的抗振性和【 1 】A．耐磨性 B．运动平稳性C．静刚度 D．旋转性7. 加工中心与其他数控机床的主要区别是【 1 】A．有刀库和自动换刀装置 B．机床转速高 C．机床刚性好 D．进刀速度高8. 既起定位作用，又能自动调整位置的支承称为【 4 】A．固定支承 B．可调支承 C．辅助支承 D．自位支承9. 双矩形组合导轨的优点有刚度高，制造、调整简单及【 1 】A．承载能力大 B．导向精度高C．能够承受较大力矩 D．磨损后相对位置不变10. 传动件和主轴组件分别装在两个箱内，中间采用带或链传动，称为【 1】A．分离传动布局B．集中传动布局 C．内链传动布局 D．外链传动布局11. 双三角形组合导轨的优点有导向精度高及【 2 】A．调整简单 B．磨损后相对位置不变 C．承载能力大 D．承受较大力矩12. 加工箱体类零件的平面时，应选择的数控机床是【 2 】A．数控车床B．数控铣床C．数控钻床D．数控镗床13. 在开环控制的数控机床中，刀具的最小移动单位是【 1 】A. 1个脉冲当量B. 0.1mmC. 0.01mmD. 0.001m14. 开环和闭环控制系统主要区别在于有无【 4】A．数控装置B．驱动装置C．伺服装置D．反馈装置15. 数字控制是当代控制技术的主流，设备的基础是【 1 】A．柔性化B．刚性化C．自动化 D．成组技术二、填空题21.模块上具有特定的联接表面和联接方法，以保证相互组合的互换性；和精确度。
《机械制造装备设计》课程标准
《机械制造装备设计》课程标准一、课程概述机械制造装备设计是机械工程的一门分支学科。
是一门研究各种机械制造装备的结构、工作原理和设计方法的科学。
《机械制造装备设计》是机械类专业的主干专业课程，与《机电一体化设计》、《模具设计》等学科处于同一层次。
它与《机床电器控制》、《机械CAD/CAM》、《现代制造技术》等构成机械制造及自动化方向的专业选修课程体系。
该课程是将原机制专业的四门专业课程（即机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人）融合形成机械制造装备设计新学科内容，是按照重基础、少学时、低重心、新知识、宽面向的原则整合而成的，是实施素质教育的机制专业课程体系改革的主要内容之一。
这门学科的重点是为机械制造及其自动化专业的学生，了解典型机械制造装备的工作原理、性能、传动与结构，掌握机械制造装备设计的基本理论、基本知识和基本方法，完成复杂机械制造装备的设计能力的培养服务的。
先修课程有《工程力学》、《机械设计》、《机械工程材料》、《机械制造技术基础》、《机械设计课程设计》、《金工实习》等。
二、课程目标1.了解常用机械制造装备的典型结构、运动与传动等。
2.掌握分析和调整机械制造装备运动、传动的方法。
3.掌握机械制造装备运动、传动设计的方法。
4.掌握机械制造装备整机和主要部件的设计方法。
5.了解机械制造装备性能的实验研究方法。
6.掌握机械制造装备运动学理论，掌握机械制造装备传动系统设计、主要零部件的载荷及力学分析、传动件计算条件确定的有关理论，了解精度、强度、刚度、动态特性、热特性、噪声理论在机械制造装备设计中的应用。
7.具有分析、比较和选择机械制造装备主要参数的能力、机械制造装备整体方案设计的能力、机械制造装备主要部件设计的能力。
三、课程内容和要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道——是指对这门学科、机械制造装备的结构和工作原理的认知。
理解——是指对这门学科所涉及的基本概念、原理、方法的领会，能作自主的解释、说明，并把握一般机械装备的结构与性能之间的相互关系。
2019机械制造装备及设计形成性作业
1．机械制造装备专指机械加工机床。
( )2．机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。
（）3．工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。
( ) 4．悬挂输送装置、辊道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。
( )5．输送切屑的装置常用手动方式进行。
( )6．夹具是指加工过程中对工件的夹紧装置，是机械加工过程中可有可无的工艺装备。
( ) 7．量具种类繁多，但主要用于尺寸测量、角度测量和表面粗糙度的测量。
( )8．物料输送装置主要应用于流水生产线和自动生产线上。
( )9．不能用海绵之类的吸水物料涂些清洗剂擦拭机械设备。
( )（二）多选题1.组合机床的动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件，主要有（）。
（A）动力箱（B）切削头（C）动力滑台（D）排屑装置2.3D打印与激光成型技术一样，采用了（）来完成3D实体打印。
（A）分层加工（B）叠加成型（C）锻造成型（D）注塑成型3.柔性制造技术划分为（）。
（A）柔性制造单元（FMC）（B）柔性装配单元（FAC）（C）柔性制造线（FML）（D）柔性制造系统（FMS）4.机械制造业总的发展的趋势为（）。
（A）柔性化（B）敏捷化（C）智能化（D）信息化5.模具在（）等领域有广泛应用。
（A）冲压（B）注塑（C）切削（D）铸造6.在机械制造过程中所使用的各种工艺装备主要有（）。
（A）种刀具（B）机床夹具（C）车床（D）量具7.柔性制造系统（FMS）是由（）组成的，并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。
（A）若干数控设备（B）物料运贮装置（C）计算机控制系统（D）加工机床8．所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与（）有关。
（A）系统方案（B）人员（C）设备（D）刀具（三）简答题1.机械制造装备包括哪些部分？2.写出机械加工设备中的15种机械加工机床。
02209机械制造装备设计考试重点(自学考试必备)
江苏省高等教育自学考试大纲02209机械制造装备设计孙膑第一章机械制造及装备设计方法第一节概述一、全新生产制造模式的主要特征⑴以用户的需求为中心；⑵制造的战略重点是时间和速度，并兼顾质量和品种；⑶以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势；⑷技术进步、人因改善和组织创新是三项并重的基础工作；⑸实现资源快速有效的集成是其中心任务，集成对象涉及技术、人、组织和管理等，应在企业之间、制造过程和作业等不同层次上分别实施相应的资源集成；⑹组织形式采用如“虚拟公司”在内的多种类型。
第二节机械制造装备应具备的主要功能一、机械制造装备应满足的一般功能包括：（1）加工精度方面的要求；（2）强度、刚度和抗振性方面的要求；（3）加工稳定性方面的要求；（4）耐用度方面的要求，提高耐用度的主要措施包括减少磨损、均匀磨损、磨损补偿等5）技术经济方面的要求二、柔性化含义：即产品结构柔性化和功能柔性化.产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术，只需对结构作少量的重组和修改，或修改软件，就可以快速地推出满足市场需求的，具有不同功能的新产品。
功能柔性化是指只需进行少量的调整或软件修改，就可以方便地改变产品或系统的运行功能，以满足不同的加工需要。
三、精密化采用传统的措施，一味提高机械制造装备自身的精度已无法奏效，需采用误差补偿技术。
误差补偿技术可以是机械式的，如为提高丝杠或分度蜗轮的精度采用的校正尺或校正凸轮等。
四、自动化（详细见P7）自动化有全自动（能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程）和半自动（人工完成上下料）之分。
实现自动化的方法从初级到高级依次为：凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。
五、机电一体化指机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动控制和电力电子等技术，按系统工程和整体化的方法，有机地组成最佳技术系统。
这个系统应该是功能强、质量好和故障率低、节能和节材、性价比高，具有足够的“结构柔性”“。
六、节材七、符合工业工程要求工业工程是对人、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善和实施的一门学科。
第四章 工业机器人设计(机械制造装备设计 第四版)
机械制造装备设计
大连理工大学 机械工程学院
机械制造装备设计
目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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机械制造装备设计
▪ 坐标系按右手确定（右图）； ▪ 关节坐标系的确定（下图）； ▪ 确定基准状态； ▪ 关节坐标轴轴线位置的选取； ▪ 关节坐标方向的选取。
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4.1.3工业机器人的主要特性表示方法 Ⅳ
❖ （二）机械结构类型 用结构坐标形式和自由度表示。 自由度是表示工业机器人动作灵 活程度的参数，以直线运动和回 转运动的独立运动数表示
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
操作机 由末端执行器、手腕、 手臂及机座组成。
图4-1工业机器人系统的组成 1—机座 2—控制装置 3—操作机
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4.1.2工业机器人的构成及分类
Ⅳ
图4-2PUMA机器人 操作机
a)结构简图 b)运动功能简图
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4.1.1工业机器人的定义及工作原理 Ⅳ
❖ （一）机器人的定义 ▪ 我国国家标准GB/T12643——90将工业机器人定义为 “是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度 的操作机 ，能搬运材料、工件或操持工具，用以完成各 种作业”。
❖ （二）工业机器人的基本工作原理 ▪ 工业机器人的基本工作原理：通过操作机上各运动构件 的运动，自动的实现手部作业的动作功能及技术要求。
《机电一体化系统设计》第7章_机电一体化系统总体设计解析
2、黑箱法求解方法
详细表达输入和输出量 黑箱法求 解 过 程 就 建立输入和输出间关系 是黑箱白 化的过程， 寻找合适的实例 步骤如图 所 示 ： 设定系统的总功能 进行总功能分解 寻找系统的功能解 评价与决策
如: 切削机床、精密测量 设备、轻工机械、包 装机械、运输机械
4
例1：冲床的黑箱法表述
12
结构设计是从：定性到定量，抽象到具体，粗略到精细的过程
结构设计满足的目标：保证功能、提高性能、降低成本 结构设计包括三个方面： 质的设计：定性分析构型（形状、位置关系） 量的设计：定量计算尺寸、确定材料
按比例绘制结构图
结构设计归结为三个阶段： 初步设计：主功能载体设计 详细设计：副功能载体设计，主功能载体详细设计 完善、审核设计
实施的要点：同一种功能可以用不同的技术效应来实现， 选出最佳的功能元实施原理方案，有以下途径可以参考： 参考资料、专利、产品； 利用创造性思维； 利用设计目录。
7
三、功能结构图
1、三种基本功能结构类型：
•串联结构 •并联结构 •环型结构
又称顺序结构，反映分功 能时间、空间顺序或因果
关系 又称选择结构，几个分功 能作为手段共同完成一个 目的
2、内容：设计零部件形状、数量、相互空间位置，选 择材料、确定尺寸，进行各种计算校核，按比例绘制 结构方案总图，在计算时，采用优化设计、可靠性设 计、计算机辅助设计等多种现代化设计方法。
11
3、步骤(如图示)：
设计任务对结构设计的要求 主功能载体初步结构设计 辅助功能载体初步结构设计 检查主辅功能结构影响及配合 详细设计主辅功能载体结构 对设计进一步修改完善 技术、经济评价 结构决策 Yes 方案确定 No
10
机械行业智能化生产线自动化方案
机械行业智能化生产线自动化方案第一章概述 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 项目意义 (3)第二章系统设计原则 (3)2.1 可靠性原则 (3)2.2 实用性原则 (4)2.3 安全性原则 (4)2.4 可扩展性原则 (4)第三章自动化设备选型 (4)3.1 关键设备选型 (4)3.1.1 选型 (4)3.1.2 数控机床选型 (5)3.1.3 检测设备选型 (5)3.2 辅助设备选型 (5)3.2.1 传输设备选型 (5)3.2.2 仓储设备选型 (5)3.3 设备兼容性分析 (6)3.3.1 设备接口兼容性 (6)3.3.2 设备功能兼容性 (6)3.3.3 系统集成兼容性 (6)第四章生产线布局设计 (6)4.1 总体布局 (6)4.2 工艺流程布局 (7)4.3 物流布局 (7)第五章控制系统设计 (7)5.1 控制系统架构 (7)5.2 控制系统硬件设计 (8)5.3 控制系统软件设计 (8)第六章信息管理系统设计 (8)6.1 数据采集与处理 (9)6.1.1 数据采集 (9)6.1.2 数据处理 (9)6.2 生产调度与管理 (9)6.2.1 生产调度 (9)6.2.2 生产管理 (10)6.3 设备维护与管理 (10)6.3.1 设备维护 (10)6.3.2 设备管理 (10)第七章生产线集成 (10)7.1 设备集成 (10)7.2 系统集成 (11)7.3 生产线调试与优化 (11)第八章安全防护与环保 (12)8.1 安全防护措施 (12)8.1.1 设计原则 (12)8.1.2 防护措施 (12)8.2 环保措施 (12)8.2.1 设计原则 (12)8.2.2 环保措施 (13)8.3 安全与环保监管 (13)8.3.1 监管体系 (13)8.3.2 监管措施 (13)第九章项目实施与验收 (13)9.1 项目实施计划 (13)9.1.1 实施目标 (13)9.1.2 实施步骤 (14)9.1.3 实施时间表 (14)9.2 项目验收标准 (14)9.2.1 设备验收 (14)9.2.2 生产效率验收 (14)9.2.3 产品质量验收 (14)9.2.4 安全生产验收 (15)9.3 项目售后服务 (15)9.3.1 售后服务承诺 (15)9.3.2 售后服务流程 (15)9.3.3 售后服务团队 (15)第十章发展前景与建议 (15)10.1 行业发展趋势 (15)10.2 技术创新方向 (16)10.3 发展策略与建议 (16)第一章概述1.1 项目背景我国经济的快速发展，机械行业作为国民经济的重要支柱产业，其生产效率和产品质量的提升成为行业发展的关键。
机械制造装备设计第4版教学课件ppt作者关慧贞第二章金属切削机床设计
2.1.2 机床模块化设计方法
选配具有不同 性能的，可以 互换选用的模 块
关键： a. 模块接合
部设计 b. 模块快速
配.2 金属切削机床设计的基本理论
（一） 机床的运动学原 理
工件的加工，就是通过刀具相对工件的运动来完成的。
机床运动学是研究、分析和实现机床期望的加工功能所需 要的运动功能配置。
外圆磨床 最大磨削直径
第2主参数 工件最大长度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度
2.1.1 机床设计应满足的基本要 求 • 2.机床的柔性：适应加工对象变化的能力。
• 3.与物流系统的可接近性：机床与物流系统之间进行物流（工 件、刀具、切屑等）流动的方便程度。
• 4.机床的刚度：加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相 对于工件在影响加工精度方向变形的能力。包括静态刚度、动 态刚度、热态刚度。
1) 温度控制技术 热平衡结构设计技术 基础部件温度控制 关键部件温度控制
滑台
立柱
底座
机床热变形及其补偿技术的研究
1) 温度控制技术 热平衡结构设计技术 基础部件温度控制 关键部件温度控制
中空丝杆冷 却技术已得
到应用
4.3 机床热变形及其补偿技术的研究
机床热变形及其补偿技术的研究
2) 实时热补偿技术
机床在大空调厂房中，早、中、晚温度变化梯度较大，机床从冷却到 全热态过程中，机床的 坐标系原点存在漂移；钢件材料的热线张系数 和铝材料相差较大 (c) 解决方案 稳定机床工作的环境温度，搭建了二次恒温空调间，在加工前数小时 预热后不停机连续加工到完成，工件实测误差控制到0.05mm以内
机床热变形及其补偿技术的研究
笛卡尔直角坐标系
《机械制造装备设计》 重要知识点
机械制造装备设计第一章、 机械制造及装备设计方法第一节、概述机械制造装备的发展趋势1、向高效、高速、高精度方向发展2、多功能复合化、柔性自动化3、绿色制造与可持续发展4、智能制造技术与智能化装备第二节 机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能需满足以下几方面要求：1、 一般的功能要求2、 柔性化3、 精密化4、 自动化一般的功能要求包括（1）加工精度方面的要求（2）强度、刚度和抗振性方面的要求（3）加工稳定性方面的要求（4）耐用性方面的要求（5）技术经济方面的要求第三节 机械制造装备的分类机械制造装备的分类1、加工装备（机床或工作母机）2、工艺装备3、 储运装备4、辅助装备加工装备包括：金属加工机床、特种加工机床、锻压机床、 冲压机床、注塑机、焊接设备、铸造设备等。
金属切削机床可按如下特征进行分类：1、按机床的加工原理分为：车床、钻床、镗床、纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、切断机床和其它机床等。
2、按机床的使用范围分为：通用机床：通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面专用机床：用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的机床专门化机床：用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工3、机床按其通用特征可分为高精度精密、自动、半自动、数控、仿形、自动换刀、轻型、万能和简式机床等第四节机械制造装备设计的类型机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类第五节机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的典型步骤(一)产品规划阶段(二)方案设计阶段(三)技术设计阶段(四)施工设计阶段第二章金属切削机床设计第一节概述机床设计应满足的基本要求（1）工艺范围（2）柔性（3）与物流系统的可亲性（4）刚度（5）精度（6）噪声（7）成产率和自动化（8）成本（9）生产周期（10）可靠性（11）造型与色彩机床设计步骤1、确定结构原理方案2、总体设计3、结构设计4、工艺设计5、机床整机综合评价6、定型设计第二节金属切削机床设计的基本理论机床的运动学原理金属切削机床工作原理是通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件加工表面多余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状、尺寸，并达到其精度要求。
2021年国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务(1-5)参考答案
国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务（1-5)试题及答案解析形考任务一（正确答案附在题目之后）判断题（每个3分，共45分）题目1机械制造装备专指机械加工机床。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目2机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。
正确的答案是“对“。
题目3工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。
正确的答案是“对“。
题目4悬挂输送装置、棍道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目5输送切屑的装置常用手动方式进行。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目6金属切削机床是制造机器的机器，也称为工作母机。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目7机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目8机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。
正确的答案是“对“。
题目9机床设计的基本要求主要是满足机床性能指标要求和人机工程要求。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目10机床总体布局设计与机床总体设计没有关系。
选择一项：正确的答案是“错”。
题目11机床总体布局设计主要是确定机床刀具和工件的相对运动，以及各部件的相互位置。
正确的答案是“对“。
利用虚拟样机技术对所设计的机床进行运动学仿真和性能仿真，在没有制造出样机之前就可以对其进行综合评价，增加了研制新产品的风险。
正确的答案是＂错”。
题目13进行机床总体布局时，要合理分配机床的各种运动，将运动尽佩分配给质量大的零部件。
正确的答案是“错”。
题目14支承件的高度方向尺寸小千长度方向尺寸时称为卧式支承；支承件的高度方向尺寸大千长度方向尺寸时称为立式支承。
正确的答案是“对“。
题目15机床主传动的形式有机械传动、液压传动、气体传动和和电传动等。
正确的答案是＂错”。
单选题（每个3分，共15分）题目16卧式支承的机床重心低、刚度大，是中小型机床（）的支承形式。
机械制造装备设计ppt讲解
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.4.5 数控机床主传动系设计特点
（二）数控机床驱动电动机和主轴功率特性的 匹配设计 在设计数控机床主传动时，必须考虑 电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由 于主轴要求的恒功率变速范围 Rnp 远大于 电动机恒功率变速范围 Rdp ，所以在电动 机于主轴之间要串联一个分级变速箱，以 扩大其恒功率调速范围，满足低速大功率 切削对电动机的输出功率的要求。 设计分级变速箱时，考虑机床结构的 复杂程度，运转平稳性要求等因素，变速 箱公比的选取有下列三种情况：
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
3.4.5 数控机床主传动系设计特点
（二）数控机床驱动电动机和主轴功率特性的 匹配设计 （1）取变速箱的公比 f等于电动机的恒 功率调速范围RdN ，即 f = RdN ，功率特 性图是连续的，无缺口和无重合。 （2）若要简化变速箱结构，变速级数应少 些，变速箱公比 f 可取达于电动机的恒 功率调速范围 RdN ，即 f > RdN 。 图31、32
运动功能图形符号
第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
5.绘制机床传动原理图
W/CfYaZfBaCp/T
3.2
金属切削机床设计的基本理论 1、 几何精度 第 三 章 金 属 切 削 机 床 设 计
（二）精度
2、 运动精度 传动精度 3、 4、 定位精度 5、 工作精度 6、 精度保持性
（三）刚度 （四） 抗振性 热变形 （五） 噪声 （六）
第 一 章 绪 论
1。3 机械制造装的分类 1.3 机械制造装备的分类 机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装 备和辅助装备四大类。 （一）加工装备： 主要指机床。机床是制造机器的机器，也称工作母机。 （二）工艺装备： 各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备。它 是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率 的重要手段。 （三）仓储运送装备： 仓储运输装备包括各级仓储、 物料运输、机床上下料、机器 人等。
机械加工生产线的总体布局设计
机械加工生产线的总体布局设计
在进行机械加工生产线总体布局设计时，需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，确定生产线上使用各种装备的布置形式和连接方式。
一、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供应条件，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形式往往取决于工件的输送方式。
常用工件输送装置的类型：1）输料槽和输料道；2）步伐式输送装置；3）转位装置。
二、生产线总体布局形式
机械加工生产线总体布局形式多种多样，它由生产类型、工件结构形式、工件输送方式、车间条件、工艺过程等因素打算。
生产线总体布局形式：1）直接输送方式；2）带随行夹具方式；3）悬挂输送方式。
生产线的连接方式：1）刚性连接；2）柔性连接。
三、生产线总体联系尺寸图
生产线总体联系尺寸图用于确定生产线上机床之间、机床与其他装备、以及其他装备之间的尺寸联系，是设计生产线各部件的依据，
也是检查各部件相互关系的重要资料。
当选用的机床和其他装备的形式和数量确定之后，依据拟定的布局就可绘制生产线总体联系尺寸图。
四、机械加工生产线其他装备的选择与配置
1）输送带驱动装置的布置；2）小螺纹孔加工检查装置；3）精加工工序的自动测量装置；4）装卸工位掌握机构；5）毛坯检查装置；6）液压站、电气柜及管路布置；7）桥梯、操纵台和工具台的布置；8）清洗设备布置。
机械加工生产线总体设计
机械加工生产线总体设计一、引言机械加工生产线是指在机械制造行业中，集中安装了多台机床和辅助设备的生产线。
它以提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量为目标，通过自动化和标准化的生产过程，实现对零部件进行加工和装配。
本文将对机械加工生产线的总体设计进行详细阐述。
二、生产线布局设计1. 生产线布局原则生产线布局设计的目标是最大限度地减少物料、人员和设备的移动距离，提高生产效率和生产质量。
具体的布局原则包括： - 尽量减少物料的搬运距离，确保物料流畅； - 优化设备的布置，使得生产过程紧凑高效； - 设立合理的人机协作空间，提高工人的工作效率。
2. 生产线布局方案根据生产线的特点和需求，我们采用了U型布局方案。
U型布局将机床和辅助设备按照工序的顺序排列在一个U字形的轨道上，工人可以在中心位置进行操作和监控。
这种布局方案可以有效地减少物料运输距离，并提高工人的工作效率。
三、生产线设备选择1. 机床选择在机械加工生产线中，机床是最核心的设备之一。
对于不同的加工需求，我们选择了以下几种常见的机床： - 数控铣床：适用于平面和曲面零件的加工，具有高精度和高效率。
- 数控车床：适用于轴类零件的加工，可以实现自动化的车削、镗削、攻丝等功能。
- 钻床：适用于孔加工，通常有立式和卧式两种类型。
- 磨床：适用于零件的精密加工，可以实现零件的砂轮磨削和研磨。
2. 辅助设备选择除了机床之外，生产线还需要一些辅助设备来提高生产效率和生产质量。
例如：- 自动送料机：可以将原材料自动送入机床的工作台，减少工人的物料搬运工作。
- 冷却液系统：用于对机床进行冷却和润滑，以保证机床的正常运行。
- 自动化检测设备：用于对加工零件进行尺寸和质量的检测，提高产品的一致性和可靠性。
四、生产线控制系统设计为了实现生产线的自动化操作和监控，需要设计一个可靠稳定的生产线控制系统。
该系统应具备以下特点： - 高效的生产过程控制：能够对生产线的各个设备进行控制和协调，实现自动化的生产过程。
机械制造装备设计第七章习题答案
第七章习题与思考题答案7-1 什么是机械加工生产线它的主要组成类型及特点有哪些答：机械加工生产线：在机械产品生产过程中，对于一些加工工序较多的工件，为保证加工质量、提高生产率和降低成本，往往把加工装备按照一定的顺序依次排列，并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体，使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。
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。
7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么答：影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素：1）工件几何形状及外形尺寸；2）工件的工艺及精度要求； 3）工件材料；4）要求生产率；5）车间平面布置；6）装料高度。
7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程答：机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。
主要流程如下：1）制定生产线工艺方案，绘制工序图和加工示意图；2）拟定全线的自动化控制方案；3）确定生产线的总体布局，绘制生产线的总联系尺寸图；4）绘制生产线的工作循环周期表；5）生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计；6）生产线输送装置、辅助装置的选型及设计；7）液压、电气等控制系统的设计；8）编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。
7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题如何解决这些问题答：（1）工件工艺基准选择： a、尽可能在生产线上采用统一的定位面，以利于保证加工精度，简化生产线的结构； b、尽可能采用已加工面作为定位基准；c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式，便于实现自动化，也容易做到全线采用统一的定位基面；d、定位基准应有利于实现多面加工，减少工件在生产线上的翻转次数，减少辅助设备数量，简化生产线构；e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时，其定位销孔因多次定位将严重磨损，为了保证精度，可采用两套定位孔，一套用于粗加工，另一套用于精加工；或采用较深的定位孔，粗加工用定位孔的一半深度，精加工用定位孔的全部深度；f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。
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2．专用机床生产线：专用自动机床为主要加工装备。 特点：
设计制造周期长、投资较大、专用性强； 生产率高、产品质量稳定。
应用：产品结构稳定大批大量生产类型。
3．组合机床生产线：以组合机床为主要加工装备。 ◇特点：与专用机床生产线比
（4）在制品数量少。
必储存供周转用的半成品，
因此在制品数量少。
生产线出现废品，废品剔除便 出现空位。
生产线上某台设备出现故障， 将导致整条生产线瘫痪。
2．单一产品非固定节拍生产线： 生产线各设备的工作节拍不同，各设备的工作周期是其完成 各工序需要的实际时间。
非固定节拍生产线工件的传送
特点:
（1）生产效率较高，产品质量稳定。
半成品暂存地到下一个加工设备——较难采用自
动化程度较高的工件输送装置。
7.1.3 设计原则 1．保证在生产线设计寿命期内稳定地满足工件的加工精度和表
面质量要求； 2．满足生产纲领的要求，并留有一定的生产潜力； 3．根据产品批量和可持续生产的时间，应考虑生产线具有一定
的柔性（可调整性）——避免使用完全刚性的生产线； 4．尽量减轻工人的劳动强度，提供一个安全、舒适和宜人的工
◇特点： 建立这类生产线技术难度高，投资大； 组成柔性生产线的加工设备数量少（<10台）； 装夹次数少、加工精度高、简化生产线内工件的运送系统； 进行批量生产或同时对多个品种工件进行混流加工。
◇应用： 结构形状复杂、精度要求高的同类工件中小批量生产类型。
◆按生产线工作节拍特性分类：
单一产品固定节拍生产线 单一产品非固定节拍生产线
第七章 机械加工生产线总体设计
7.1 概述 7.2 生产线工艺方案的设计 7.3 生产线专用机床的总体设计 7.4 7.5柔性制造系统
机械加工生产线——
◆ 机械加工生产线：实现零件的机械加工工艺过程，以机 床为主要设备再配以相应的输送装置与辅助装置，并按 工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。
设计制造周期短、成本低——大部分是通用部件； 生产率高、产品质量稳定。 ◇应用： 产品结构稳定大批大量生产类型——箱体类和杂类工件。 上述三种类型生产线→适用于单一品种（或少量品种）工 件的大批大量生产。
4．柔性制造（加工）生产线： 以数控机床、加工中心为主要加工装备，配以柔性的物料储 运装备，在计算机控制系统的控制下进行加工的自动化生产 系统。
7.1 概述
7.1.1 机械加工生产线及其基本组成 7.1.2 类型 7.1.3 设计原则 7.1.4 设计步骤
7.1.1 机械加工生备 输送装备
辅助装备
控制系统
夹具 刀具 量具 辅具
工件输送装置 机床上下料装置 仓储装备→储料装置
转位装置
清洗装置→清洗机 排屑装置 其他装置
全线控制与操作系统 信号装置
7.1.2 类型
◆按所用加工装备分类 通用机床生产线； 专用机床生产线； 组合机床生产线 ； 柔性制造（加工）生产线。
1．通用机床生产线： 在流水线的基础上，利用现有的通用机床进行自动化改装后 连接而成，有时根据需要配置少量专用机床。
◇特点：周期短、成本低。 ◇应用：
作环境； 5．生产线布局应减小占地面积，降低生产线的投资费用； 6．有利于对资源和环境保护，实现清洁化生产。
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7.1.4 设计步骤 1．拟定生产线的工艺方案：绘制工件工序图和加工示意图； 2．全线自动化方案的拟定； 3．生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计； 4．生产线输送装置、辅助装置的选型及设计； 5．液压、电气等控制系统的设计； 6．生产线总体布局设计——绘制总体联系尺寸图； 7．编制生产线的工作循环周期表（生产率计算卡）、使用说明
1．单一产品固定节拍生产线： 生产线中所有设备的工作节拍等于或成倍于生产线的生产节 拍。移动步距t等于两台设备间距或两台设备间距的1/2。
1 2
固定节拍生产线工件的传送
特点:
（1）生产效率高，产品质量稳定。
（2）生产线所有设备工作节拍等于或成倍于生产线生产节拍。
（3）生产线生的产制线造由装自备动按化产程品度的较工高艺的流、程高布效局专，用工的件加沿工固定的 路节线拍，，采强工装品用制备作备种自地需节、的动从要拍输产化一配成送 品的台备倍装，物设多于备生流备台生和产输送并由产辅效送到行于线助率装下工工的装高置一作件生备，，台，的产组产严设以输节成品格备满送拍，质按，足和的制量生接每加设造稳产受个工单定线加严一。的工格生、地产检 验、转位或生清产洗节。拍完成一个按工生件产的节生拍产运任行务，。工序间不
书及维修等注意事项。 ---准备工作阶段、总体方案设计阶段、结构设计阶段
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7.2 生产线工艺方案的设计
7.2.1 生产线工艺方案的制订 7.2.2 生产节拍的平衡和生产线的分段 7.2.3 生产线的技术经济性能评价
7.2.1 生产线工艺方案的制订
（一）工件的输送基准选择 ◇输送方式：直接输送、随行夹具或托盘输送。 ◇工件的输送基准： 输送滑移面、输送导向面、输送棘爪推拉面。 采用随行夹具输送时，随行夹具就包含上述输送基准的 内容。 轴类工件输送基准→被机械手夹持的轴颈面。 齿轮、轴承环等盘类工件输送基准→工件输送过程中的 滚动基准。
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（4）在制品数量多。
储料装置前后的设备或工段可以彼
（5）难采用自动化程度较高的此工独件立输工送作装地置工。作。
生产线各设备间工件生的产传线输上没某有台固设定备的或节工拍段，出工现故障，
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