第2章-加工设备自动化概要PPT课件

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第一节 加工设备自动化概述
wk.baidu.com一、加工设备自动化的意义
提高生产效率，缩短辅助时间，改善工人的劳动条件和减 轻工人的劳动强度。
单台加工设备自动化能满足零件加工过程自动化的需要， 为多机床管理创造了条件，是建立自动生产线和过渡到全 盘自动化的必要前提，是机械制造业向前发展的基础。
加工设备的自动化是零件整个机械加工工艺过程自动化的 基本问题之一，是机械制造厂实现零件加工自动化的基础。
由此可见， t
和
g
对t f 机床生产率的影响是相互制约和
相互促进的。
当生产工艺发展到一定水平，即工艺生产率K 提高到一
定程度时，必须提高机床自动化程度，进一步减少空程辅 助时间，促使生产率不断提高。
另一方面，在相对落后的工艺基础上实现机床自动化， 生产率的提高是有限的，为了取得良好的效果，应当在先 进的工艺基础上实现机床自动化。
主要类型： 单轴纵切自动车床、 主轴箱固定型单轴自动车床、 单轴转塔自动车床 单轴横切自动车床等几种类型。
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图2-2 NG-1014B型单轴纵切自 动车床传动系统图
1--1号纵向进给凸轮 2--接料臂
进给凸轮 3--1、2号进给凸轮
4--1、4号进给凸轮 5--夹紧松开
夹紧凸轮 6--3号进给凸轮
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三、加工设备自动化的途径
机床加工循环自动化 辅助工作自动化
实现自动化的主要内容有：
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1. 实现加工设备自动化的途径：
1）对半自动加工设备通过配置自动上下料装置以实现 加工设备的完全自动化；
2）对通用加工设备运用电气控制技术、数控技术等进 行自动化改造；
3）根据加工工件的特点和工艺要求设计制造专用的自 动化加工设备，如组合机床等；
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为进一步分析减少 和t g 之t f 间的相互关系，将式（2-2）变换 一下形式:
Q1/(tq
tf
) 1/tq 1tf /tq
Q K 1 Ktf
式中 K——理想的工艺生产率 K 1 / tq
（2-3）
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tf3 tf2 tf1
图2-1 生产. 率曲线
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第二章 加工设备自动化
加工设备自动化的要求： 高效、精密、工序集中和具有一定的柔性
➢高效就是生产率要达到一定高的水平；
➢精密即加工精度要求成品公差带的分散度小，成品达到完 全互装配，便于实现“准时方式”的生产；
➢可靠就是其设备已能达到极少故障；
➢ 工序集中就是一台设备实现多道工序；
➢柔性即可实现多品种零件加工。
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（3）车削中心 车削中心与数控卧式车床的区别： 车削中心的转塔刀架上带有能使刀具旋转的动力刀座， 主轴具有按轮廓成形要求连续回转（不等速回转）运动
主轴具有连续精确分度的C 轴功能，并能与X轴或Z轴联动
车削中心除具有数控车床的特点，还发展出车磨中心、 车铣中心等多工序复合加工的机床，有的还可以完成数控 激光加工。
切削加工是使用切削工具（包括刀具、磨具和磨 料），在工具和工件的相对运动中，把工件上多余的 材料层切除成切屑，使工件获得规定的几何形状、精 度和表面质量的加工方法。
影响切削加工生产率的相关因素： 刀具、设备及工艺参数
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一、车削加工自动化
车削加工主要是通过车刀对随主轴一起旋转的工件 的相对运动来完成金属切削工作的一种加工形式，其 车削加工设备称之为车床，是所有机械加工设备中使 用最早、应用最广和数量最多的设备。
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单轴五刀精密凸轮自动机床
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车铣钻组合机床 10
组合机床自动线1
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组合机床自动线2
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数控 车床
五轴
加工
中心
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立式加工中心
柔性
制造
单元
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柔性制造系统
柔性制造系统 中的托盘仓和 搬运小车
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第二节 切削加工自动化
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图2-5 排刀架结构
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数控车床的主要动作自动化结构： 2）数控车床机内测量装置 ①工件机内测量 ②刀具机内测量
图2-6 触发式测头测量 系统及其测量典型过程
a）测量系统 b）测量典型过程
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图2-7 工件外径及内径的机内测量
图2-8 刀具机内测量 刀尖分别触及测头的X面和Z面
车削加工自动化：包括多个单元动作的自动化和工作循 环的自动化。
发展方向：单轴自动车床、数控车床、车削中心和车削 柔性单元等。
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（1）单轴自动车床
单轴自动车床能按一定程序自动完成工作循环，主要用 于棒料、盘料加工。 一般采用凸轮和档块或数控系统自动控制刀架、主轴箱 的运动和其他辅助运动。
4）采用数控加工设备，包括数控机床、加工中心等。
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2．分类
适应不同生产率水平要求的自动化加工设备，主要有 以下各类： （1）全（半）自动单机 又分为单轴和多轴全（半）自动 单机两类。 （2）组合机床 （3）自动线（Transfer Line——TL） （4）一般数控机床 （5）加工中心（MC） （6）柔性制造单元（FMC）
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二、自动化加工设备的生产率分析与分类
1．生产率分析
当自动化加工设备连续生产时，加工一个工件的工作循
环时间 是由t g 切削时间和空程辅助时间组成的，即
tg tq t f
（2-1）
因此，由工作循环时间所决定的生产率Q（件/min）：
Q1/tg1/(tqtf) （2-2）
显然，为了提高生产率，必须同时减少 t q 和 t 。f
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数控车床的主要动作自动化结构： 1）刀架系统 转塔刀架 排刀架
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图2-4 液压马达驱动转位的转塔刀架
1-液压缸 2-液压马达 3-小齿轮
4-中心齿轮 5-中心轴 6-弹簧
7、8-齿盘 9-编码器齿轮 10-编码器
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数控车床的主要动作自动化结构： 1）刀架系统 转塔刀架 排刀架
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7--铣槽用凸轮 8--挡料臂摆动凸18
轮 9--螺纹附件进给凸轮
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（2）数控车床
数控车床的主要特点如下： ①数控车床的主轴转速和进给速度高。 ②数控车床具有高精度。 ③数控车床能实现多种工序复合的全部加工。 ④数控车床具有高柔性。
数控车床的类型： 通用型、卡盘型、排刀型、双主轴型、棒 料型以及一些专门化车床等。