第8章 机械加工生产线总体设计
机械加工生产线的设计及优化
机械加工生产线的设计及优化摘要：作为企业业务生产、产品制造的关键构成要素，机械加工产业显得尤为重要，尤其是在社会经济发展以及市场竞争越来越激烈的环境下，需对其进行优化，才能使生产线依据不同的产品要求得到环节优化，满足用户对产品的各种需求。
关键词：机械加工；生产线；设计与优化前言：近年来，随着工业的快速发展，自动化生产线在工业上得到了广泛的应用。
基于此，文章阐述了机械加工生产线的发展状况，分析了机械加工生产线的设计与优化。
1目前机械加工生产线的发展状况在使用过程中，基本时间和辅助时间可以不断缩短，传统的生产要求增加生产周期，则需要采用平行双工位，或设双线进行，而现代化的机械加工生产线，主要是通过采用新的刀具材料和新的刀具，缩短工件运输，引入快速加工模块等来降低切削速度。
此外，在现有的机械加工生产线中，还应用了电控液压驱动装置，为缩短生产线的基本工时和辅助工时奠定了基础。
柔性制造系统越来越受到人们的重视。
传统的机床控制系统由继电器电路组成，数据组织即机床的应用有效地改变了组合机床的机械结构，而且通用零件的标准也发生了很大的变化，柔性制造系统加入传统的刚性自动生产线和生产线，而数控加工模块则应用于柔性机床和柔性自动生产线，通过在各个加工环节的应用，可以有效地改变数控程序，更好地满足可变形产品的加工要求。
数控加工可分为单坐标加工模块和双坐标加工模块。
用于箱体和盘类零件加工的柔性自动线需要使用多轴加工模块，由于该类模块结构多样，在应用过程中还需要根据加工的工件选择不同类型的多轴加工模块。
在实际工作中，自动换箱式加工模块和多轴加工模块转塔式加工模块为主要的两个模块，旋转工作台的多轴加工模块可以满足不同类型工件的加工需要，因为多轴箱存储量大，而另外两个多轴加工模块由于多轴箱存储数量有限，只能满足有限的加工种类。
2机械制造生产过程2.1生产类型机械制造涉及社会生产和经济发展中的各个行业,尤其是各类机械制造产品,在人们的实际生产和生活中广泛应用,结合不同行业中对机械制造生产规模以及市场需求定位的不同,通常将其生产类型划分为单件、批量和大批量生产等方式。
《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。
机械制造装备设计之7_机械加工生产线总体设计_哈工大(威海)黄博
输送基准与工艺基准一般具有关联性，多数统一； 工件输送方式
直接输送； 随行夹具； 托盘输送。
工件输送基准面
输送滑移面； 输送导向面； 输送棘爪推拉面； 典型输送策略：
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。
被加工零件工序图—（将工序与设备结合）
根据选定的工艺方案，表示在一台专用机床（组合机床）或 自动 线上完成的工艺内容；
加工部位及其尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及技术要求； 加工前工件的形状、主要尺寸和已达到的技术要求； 标出加工用定位基准、夹压部位和方向； 标出工件的名称、编号、材料、硬度、质量、余量、毛坯种类和精度。
③ 提高机械性能的热处理工序，如淬火、调质、渗碳等各种表面 处理，一般安排在最终加工之前进行。
所有的热处理工序都是在零件最终加工之前进行，这是因为零件 经过热处理工序后必有变形，最终加工时可以纠正变形误差。
（4）安排好检验工序
在成批生产的工厂执行“自检、互检、专检”，产品经检验合格， 方可出厂。
对于工作时间最长，影响生产节拍的工序：
尽量采用较大切削用量→提高生产效率； 耐用度最短的刀具至少连续工作一个班或半个班→非工作时间换刀； 对于非关键性工序，可采用较低切削用量→提高刀具耐用度。
同一主轴箱上的刀具，一般共用一个进给系统：
各刀具每分种进给量相同，应合理选择转速，尽量使刀具寿命接近； 若少数刀具要选取不同进给量——附加增速或减速机构。
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；
机械加工生产线总体设计
计算机辅助设施布置程序为以下两种：
（1）向新建型系统布置程序
主要有CORELAP（计算机辅助相关布置规划）和ALDEP （自动化布置设计）程序。
（2）面向改进型的系统布置程序 主要有CRAFT（计算机辅助确定设施布置相对位置技术 ）和COFAD（计算机辅助设施设计）程序。
（1）原始数据准备 P、Q、R、S、T是布局 设计中大多数计算的基础
是解决布置问题的基本要 素。
（2）物流分析 物流分析包括确定物流 在生产过程中每个必要的
工序间移动的最有效的顺 序，以及这些移动的强度
或数量值。
18
第74页，共74页。
8.2 生产线设备布局设计
（3）作业单位相互关系分析
所谓作业单位，对于一个生产车间来说，可以是一台机 床、一个装配台、一个检查设施等。作业单位相互关系的分 析是对各单位或作业活动之间关系的密切程度进行评价。
➢ 机械加工生产线的类型
❖ 按所用加工装置分类
（1）通用机床生产线
这类生产线建线周期短、成本低，多用于加工盘类、轴
、套、齿轮等中小旋转体工件。
（2）组合机床生产线
这类生产线由组合机床联机构成，主要适用于加工箱
体及杂类工件的大批量生产。
（3）专用机床生产线
⑥数据管理
主要由专用机床构成，设计制造周期长、投资周期
❖ 初步规划系统结构
初步设计完成时，应绘制出系统平面布局图，撰写 出有关专题报告等。
27
第74页，共74页。
（5）面积设定 在实际的实施布置设计过程中，常受到现有厂房或
可利用土地面积与形状等的限制，而不得不把需要的 面积与可利用的面积结合起来权衡考虑。面积设定的 方法如下表所示。
机械行业自动化生产线方案
机械行业自动化生产线方案第一章总论 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 项目意义 (3)第二章生产线概述 (3)2.1 生产线工艺流程 (3)2.2 生产线布局设计 (4)2.3 生产线主要设备 (4)第三章选型与配置 (4)3.1 选型原则 (4)3.2 型号选择 (5)3.3 配置要求 (5)第四章自动化控制系统 (6)4.1 控制系统设计 (6)4.2 控制系统硬件配置 (6)4.3 控制系统软件设计 (6)第五章生产线设备集成 (7)5.1 设备选型与采购 (7)5.1.1 设备选型 (7)5.1.2 设备采购 (7)5.2 设备安装与调试 (7)5.2.1 设备安装 (7)5.2.2 设备调试 (7)5.3 设备集成测试 (8)第六章生产线智能化管理 (8)6.1 数据采集与监控 (8)6.1.1 数据采集 (8)6.1.2 数据监控 (8)6.2 生产调度与优化 (9)6.2.1 生产调度 (9)6.2.2 生产优化 (9)6.3 故障诊断与预测 (9)6.3.1 故障诊断 (9)6.3.2 故障预测 (9)第七章安全防护与环保 (10)7.1 安全防护措施 (10)7.1.1 安全设计原则 (10)7.1.2 设备安全防护 (10)7.1.3 人员安全防护 (10)7.2 环保措施 (11)7.2.1 减少废弃物排放 (11)7.2.2 减少污染物排放 (11)7.2.3 节能减排 (11)7.3 应急预案 (11)7.3.1 应急预案编制 (11)7.3.2 应急处置流程 (11)7.3.3 应急资源保障 (12)第八章人员培训与维护 (12)8.1 人员培训计划 (12)8.2 人员培训内容 (12)8.3 设备维护与管理 (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 项目进度控制 (14)9.2.1 进度监控 (14)9.2.2 进度调整 (14)9.2.3 进度报告 (14)9.3 项目验收标准 (14)9.3.1 设备验收 (15)9.3.2 生产线验收 (15)9.3.3 人员验收 (15)第十章经济效益分析 (15)10.1 投资预算 (15)10.2 成本分析 (15)10.3 效益评估 (16)第一章总论1.1 项目背景科技的快速发展，自动化技术在机械行业中得到了广泛应用。
简述机械加工生产线的设计内容和流程
简述机械加工生产线的设计内容和流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!机械加工生产线是指将原材料通过一系列机械设备的加工和组装，最终生产出成品的一种自动化生产线。
第七章机械加工生产线总体设计(机械制造装备设计第四版)
7.2.2 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总体设计(机械 制造装备设计第四版)
第七章机械加工生产线总体设计(机械 制造装备设计第四版)
7.2.3 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总体设计(机械 制造装备设计第四版)
7.2.4 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总体设计(机械 制造装备设计第四版)
7.2.4 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。
7.1.2 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。
机械加工 生产线的 类型
第七章机械加工生产线总体设计(机械 制造装备设计第四版)
7.1.3 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
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
机械加工生产线设计
（3）中间底座轮廓尺寸： ◇长、宽方向(fāngxiàng)尺寸：中间底座上安装夹具底座后四周应留有
70～100mm宽切削液回收凹槽。 ◇高度方向(fāngxiàng)尺寸：考虑切屑储存及排除，切削液的储存。 切削液池的容量≥5～15mm冷却泵的流量，一般中间底座高度540～
630mm。 （4）主轴箱轮廓尺寸：
第四页，共28页。
3．绘制：突出本机床的加工内容。
⑴用细实线画出工件的形状和轮廓尺寸，设置中间导
向时◇，对应精镗画机出床必工须件注内明是部否筋允许的留布有置退刀和痕尺迹及寸允，许以退刀便槽检查 工件、的夹形具状（、直刀线或具螺是旋否线）发，生要求干(y涉āo及qiú刀)孔具表面通不过留的螺旋可能
刀痕且加工时由于引刀需要，应注明要求(yāoqiú)“主轴
床）或 自动线上完成的工艺内容；加工部位的尺寸、 精度、表面粗糙度和技术要求；加工用的定位基准、 夹压部位；被加工工件的材料、硬度、重量和在本 机床加工前的毛坯情况的图纸。
1．功用 ⑴专用机床或组合机床设计和验收的依据；
⑵制造、使用时检验和调整(tiáozhěng)机床的重要技 术文件。
第三页，共28页。
第十一页，共28页。
2．内容 ⑴机床的配置形式和总体布局形式； ⑵通用部件的型号和规格； ⑶专用部件的轮廓尺寸； ⑷工件和各部件间的主要联系尺寸及反映部件运动(yùndòng)尺寸
（运动(yùndòng)部件极限位置）； ⑸机床部件的分组情况及行程； ⑹电动机型号、功率、转速。
第十二页，共28页。
2．内容： ⑴加工部位及其尺寸、精度、表面粗糙度、形位公差及技术要求； ⑵加工前工件的形状、主要尺寸和已达到的技术要求； ⑶标出加工用定位基准、夹压部位和方向； ⑷标出工件的名称、编号、材料(cáiliào)、硬度、质量、加工余量、毛坯种
生产线整体设计规划方案范本
生产线整体设计规划方案引言生产线是工业制造中重要的生产设备之一，其能力和效率直接影响整个生产流程的效果。
因此，生产线的整体设计需经过充分的规划和考虑，以确保实现最佳效果。
本文将针对生产线整体设计规划方案进行探讨和分析。
设计目标生产线整体设计规划方案的核心目标是提高生产效率和产品质量，降低生产成本，同时满足各项安全、环保和合规性要求。
在整体设计规划过程中，应结合实际情况制定可行方案。
设计要素生产线配置生产线配置是生产线整体设计规划的重要要素之一。
在确定生产线配置时，应考虑生产产量、生产工艺、产品种类等多方面因素。
应以实现最佳生产效率为目标，同时充分考虑生产成本和产品质量。
设备选型生产线设备的选型是生产线整体设计规划方案中最为重要的要素之一。
应根据生产需求、生产材料特性、工艺要求等多方面因素，选择适合的设备。
同时，应考虑设备的使用寿命、维护保养成本、可靠性和安全性等因素，确保设备的长期稳定运行和安全可靠性。
生产线布局生产线布局是生产线整体设计规划方案中不可忽视的要素之一。
应根据生产线制造流程和生产条件，制定合理的生产线布局方案。
应优化生产线物流流程，最大化地减少生产线运输和物料部署的时间和成本。
此外，在生产线布局时，还应考虑工作安全、环境保护、消防安全等因素，并制定相应的应急预案。
环保要求在生产线整体设计规划方案中，环保要求是一个不可忽视的要素。
应根据当地环保标准，制定符合规范的环境保护措施。
应减少生产线过程中的废水、废气、废弃物等的排放，降低环境污染。
工艺流程工艺流程是生产线整体设计规划方案中的重要组成部分。
应根据实际情况考虑生产过程中的各环节，制定合理的生产工艺流程。
在生产过程中应保障产品的一致性和产品的稳定性，同时确保工艺的高效实现。
安全保障生产线安全保障是整体设计规划方案中的一个重要要素。
应根据生产线的实际情况，制定符合要求的安全保障标准。
应新建和更新设施的实施工程中，对相关设备和设施进行安全防范，以防意外事故和生产中断。
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 机械加工生产线总体设计
（2）相互间位臵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。
7.2.1
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外； （3）精度高、不易稳定达到要求的表面，放在线外加工； （4）尽可能减少机床台数； （5）位臵精度要求高的表面尽可能在一个工位上加工；
7.2.1
（九）：（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。
7.2.1
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；
（三）确定毛坯类型—经技术经济分析确定
铸件、锻件、型材
7.2.1
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。
7.2.1
（五）工件定位基面选择
生产线工艺方案的制订
（1）尽量采用统一的定位基面，以利于保证加工
精度，简化生产线的结构； （2）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；
7.2.2 （二）生产线的分段
生产节拍的平衡和生产线的分段
机械制造生产线设计
机械制造生产线设计机械制造生产线设计是指在机械制造领域中，根据产品的制造工艺和生产要求，合理地规划和设计生产线，以达到提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量的目的。
本文将就机械制造生产线设计过程中的关键要素进行探讨。
一、生产线布局设计生产线的布局设计是机械制造生产线设计的基础，它直接影响到生产线的运作效率。
在进行生产线布局设计时，应考虑以下几个方面：1.1 设备布局合理布置设备，使得生产线各个工位之间的距离尽量缩短，以减少物料搬运时间和距离，提高生产效率。
1.2 物料流动考虑物料从一道工序到下一道工序的流动路径，避免交叉运输和物料堆积，以提高物料的流动效率。
1.3 人员流动合理安排生产线上的人员工作站，减少人员流动的时间和路径，提高工人的生产效率。
1.4 安全因素生产线的布局设计应符合相关的安全规定，考虑工人的作业安全和设备的使用安全。
二、设备选择与配置在机械制造生产线设计过程中，设备的选择与配置是非常重要的一步。
设备的选择应根据产品的制造工艺流程和生产需求，考虑以下几个方面：2.1 设备性能选择与产品制造要求相匹配的设备，确保设备性能能够满足生产线的需求。
2.2 设备排布考虑设备的排布顺序，保证生产过程的连贯性和高效性。
2.3 设备配套对于一些需要配合使用的设备，应确保它们之间的兼容性和配套性，以提高生产效率。
2.4 自动化程度尽可能选择具有较高自动化程度的设备，以提高生产效率和减少人力资源的投入。
三、工艺设计与优化工艺设计与优化是机械制造生产线设计的重要环节，它直接关系到产品的质量和生产效率。
在进行工艺设计与优化时，应注意以下几个方面：3.1 工序合理性合理安排生产线上各个工序的顺序和位置，确保工序的合理流程和连贯性。
3.2 工序优化通过对工序进行优化，减少不必要的环节和资源浪费，提高生产效率。
3.3 工序标准化对于相同工序的重复生产，应制定相应的工序标准，以提高生产效率和产品质量的稳定性。
《机械制造装备设计(第5版)》教学课件—05机械加工生产线总体设计
• 4）复合式组合机床（动力箱上述两种以上的安装状态）
• （2）具有移动式夹具的（多工位）组合机床
• 配置形式有：
• 1）具有移动工作台的机床，2）具有回转工作台的机床
• 3）鼓轮式机床，4）中央立柱式机床。
• （3）转塔主轴箱式组合机床
返回本节
下一页
返回主页
退出
5.3.3 组合机床设计的步骤
（三）、组合机床设计的步骤：
（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。
返回本节
下一页
返回主页
退出
5.3.4 被加工零件工序图
第
五
3.被加工零件工序图的绘制
章
（1）用细实线画出被加工零件的形状和轮
第 三
廓尺寸，以及与机床、夹具设计有关
节
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。
返回本节
未完待续……
返回主页
退出
5.3.4 被加工零件工序图
第
五
（4）注明被加工零件的名称、编号、材料、硬度、质量、 章
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
节
（2）根据加工时间长短，合理选择切削用量， 提高刀具耐用度，以减少生产成本。
（3）选择复合刀具的切削用量时，应考虑到复 合刀具各个部分的强度、耐用度及其工作要求
返回本节
下一页
返回主页
机械加工生产线设计
2023-11-07contents •生产线设计概述•生产线设备选择与配置•生产线平衡与优化•生产线安全与环保•生产线设计案例分析目录01生产线设计概述生产线是将原材料转化为成品或半成品的连续生产过程。
生产线定义生产线组成生产线类型生产线包括加工、运输、储存等环节，涉及设备、人员、工艺等多种要素。
根据不同的需求和生产特点，生产线可分为流水线、自动化生产线、柔性生产线等。
03生产线的基本概念0201生产线的设计流程产能规划预测生产线产能，制定生产计划。
人员配置根据设备布局和工艺流程，安排操作人员、技术人员等。
设备布局根据工艺流程和生产需求，合理规划设备布局。
需求分析了解生产需求，包括产品类型、产量、工艺要求等。
工艺设计根据需求确定工艺流程和设备选型。
确保生产线工艺流程的可行性，满足产品需求和产量要求。
工艺可行性根据工艺流程和生产需求，选择合适的加工设备、运输设备等。
设备选型合理规划设备布局，提高生产效率，降低生产成本。
设备布局合理安排操作人员、技术人员等，确保生产线的稳定性和可靠性。
人员配置生产线的设计要素02生产线设备选择与配置根据生产线的加工需求，选择能够满足工艺要求的设备，确保生产线的产能和加工精度。
适应工艺需求选择性能稳定、可靠性高的设备，以确保生产线的高效性和稳定性。
考虑设备性能在满足工艺需求的前提下，选择成本合理、性价比高的设备，以降低生产成本。
考虑设备成本设备选择的原则设备配置的策略考虑设备利用率合理配置设备的数量和负载，以提高设备的利用率，避免设备闲置和浪费。
考虑设备扩展性在配置设备时，考虑未来生产规模的扩大和工艺改进的需求，以便生产线能够适应未来的发展。
根据工艺流程配置设备按照生产线的加工流程，合理配置各工序的设备，确保生产线的连续性和顺畅性。
合理布局设备的摆放位置，以减少物料在生产线中的运输距离和时间，提高生产效率。
设备布局的优化考虑物流路径合理布局设备的位置，以方便操作人员的工作和交流，提高工作效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6
8.1 机械加工生产线概述 ❖ 按生产目的和生产方式分类 （1）单件、小批生产线 单件、小批生产线的主要特征是其生产的产品为 多品种、小批量。
4
8.1 机械加工生产线概述
➢ 机械加工生产线的类型
❖ 按所用加工装置分类
（1）通用机床生产线
这类生产线建线周期短、成本低，多用于加工盘
类、轴、套、齿轮等中小旋转体工件。
（2）组合机床生产线
这类生产线由组合机床联机构成，主要适用于加
工箱体及杂类工件的大批量生产。 （3）专用机床生产线
⑥数据管理
主要由专用机床构成，设计制造周期长、投资
把现在需要的面积转化为将来布置方案中提出的必要面积，一般用 来确定辅助区和存储区的面积
应用模拟或设备模型进行布置并确定面积，主要用于总体布置
采用某种工业标准来确定面积
以单位人员和产品为基础来预测、复核设施总面积，主要用于设施 规划
（6）面积相关图解 根据己经确定的物流及作业单位相互关系，以及 确定的面积，就可以利用面积相关图进行图解，即 把每个作业单位按面积用适当的形状和比例在图上 进行配置。
（5）面积设定 在实际的实施布置设计过程中，常受到现有厂房
或可利用土地面积与形状等的限制，而不得不把需 要的面积与可利用的面积结合起来权衡考虑。面积 设定的方法如下表所示。
20
8.2 生产线设备布局设计
方法 计算法
转化法 概率布置法 标准面积法 比例趋向预测法
特点
按照设备和作业空间要求计算所需面积，主要用于详细设计中确定 制造区域的面积
8
8.1 机械加工生产线概述
（4）单元生产线 单元生产线是在成组技术的基础上发展起来的， 其基本思想是依据工
件工艺的相似性对产 品分族并将可加工同 族产品的设备布置在 一起，成为一个加工 单元，对于简单的工 件可在一个单元内完 成加工，而复杂的工 件则需几个单元组合 完成加工。
9
8.1 机械加工生产线概述
21
8.2 生产线设备布局设计
（7）布置设计的寻优 根据现有设施空间的实际制约和各种修正条件，
对各部门的位置、形状进行调整，最终形成几个可 行和初步优化的布置方案。
（8）布置的评价 对以上阶段初步筛选的各备选方案进行技术经济
分析和综合评价，从定性和定量的结合，综合主观 和客观两个方面，确定每个方案的“价值”，进行 设施布置的评价和选择。
ALDEP（自动化布置设计）程序。 （2）面向改进型的系统布置程序 主要有CRAFT（计算机辅助确定设施布置相对位
置技术）和COFAD（计算机辅助设施设计）程序。
近年来，伴随着生产系统的发展，设施规划较多 的采用仿真技术来模拟物流运行的动态过程，从而 求得最佳设计。
25
8.3 柔性加工生产线的设计
（6）人的因素
（7）与布局调整有关的因素
（8）其它因素
13
8.2 生产线设备布局设计 ➢ 设备布局的设计原则 车间布局设计中常用的主要原则：
（1）工艺性原则 工艺的合理不仅可以减少生产过程中的中断、等
待和停顿，还可以避免系统配置的不平衡，减少生 产能力的冗余，保证零件的加工要求。
（2）物流简化原则 在物料搬运过程中应该尽量保证物料移动距离最
机械制造装备设计
第8章 机械加工生产线总体设计
全国本科院校机械类创新型应用人才培养规划教材
本章分五个小节：
8.1 机械加工生产线概述 8.2 生产线设备布局设计 8.3 柔性加工生产线设计 8.4 柔性制造系统 8.5 先进制造模式
2
8.1 机械加工生产线概述 ➢ 机械加工生产线及其基本组成 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它们连接成一个整体，使之能 够完成工件的指定加工过程。这类生产作业线称为机 械加工生产线。
❖ 系统布置设计方法 系统布置设计方法是一种条理性很强、物流分析
与作业单位关系密切程度分析相结合的，以求得合 理布置的技术。
设施系统布置首先是调查研究、收集资料，其次 是分析有关资料的相互关系，在综合调研的基础上 设计方案，最后对若干方案进行选择并组织实施。
17
8.2 生产线设备布局设计
（1）原始数据准备 P、Q、R、S、T是布局 设计中大多数计算的基础 是解决布置问题的基本要 素。
（1）系列产品 （2）制造方法类似的零件 （3）零件的批量和生产节拍
26
8.3 柔性加工生产线的设计 ❖ 零件谱工艺分析 零件谱基本确定后，应该对谱中每个零件进行详 细的工艺分析。分析时，要以正在设计的柔性生产 线作为前提，确定零件的加工流程、切削用量、制 造节拍、设备的型号规格、刀具的种类、夹具的结 构。
10
8.1 机械加工生产线概述 ➢ 机械加工生产线设计的内容及步骤
1）制订生产线工艺方案，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数据管理
6）生产线输送装置、辅助装置的选型及设计
周期长、投资较大、适用于加工结构特殊、复杂的
工件或产品结构稳定的大量生产类型。
5
8.1 机械加工生产线概述
❖ 按生产线工件节拍特性分类 （1）固定节拍生产线 固定节拍是指生产线中所有设备的工件节拍等于
或成倍于生产线的生产节拍。工件节拍成倍于生产 线生产节拍的设备需配置多台并行工作，以满足每 个生产节拍完成一个工件的生产任务。
定了零件的种类，才能有效地防止零件种类和刀具 数量不匹配的现象出现；
（3）零件种类还直接影响由工件装卸、输送、保 管等设备组成的物流系统的设计；
（4）零件种类被限定后，才能制定出负荷均衡的 作业计划。
➢ 柔性生产线的初步设计 从分析市场生产状态出发，认定采用柔性生产线要
达到什么目标；进而，从工厂的产品中筛选出适合 采用柔性生产线的零件对这些零件作工艺分析，并 以此为依据，来设定生产线的基本设备、工夹具、 物流方式、系统管理和控制方案；最后按照厂房的 状况，设计出生产线的结构图，编写出相应的文档
❖ 分析工厂生产状态、确定零件谱 分析生产状态、制订生产线的零件谱，应注意：
（4）经济性原则 经济性是车间布局时应该考虑的一个重要原则，
要用尽可能少的资金，到达满意的车间布局，提高 企业的经济效益。
15
8.2 生产线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备布局设计
➢ 设备布局的设计原则
（5）柔性化可重构原则 在车间布局设计时应该尽可能根据企业的战略，
将产品未来的变化考虑进来，采用柔性生产线以及 可重构的车间布局形式，便于将来产品的变更。
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
11
8.2 生产线设备布局设计 ➢ 设备布局的任务
设备布局的主要任务就是根据产品和生产纲领要
求，在指定的车间有效空间内，将设备及生产相关
的设施进行合理的布置、优化、仿真，以满足生产
出合格产品的车间布局结构。
（1）分析产品工艺
（2）确定车间生产模式 （3）进行方案设计
⑥数据管理
（4）方案的筛选
（5）方案的优化
（6）布局方案的实施
12
8.2 生产线设备布局设计
➢ 设备布局的影响因素
当车间的产品设计、工艺流程设计、生产组织和
物料搬运等条件的变化，都会影响车间设备布局结
果的影响。
（1）产品因素
（2）设备因素
（3）车间物流因素
（4）物料存储因素 （5）厂房结构因素
⑥数据管理
（9）详细布置 对选中方案在其空间相互布置图的基础上予以改
进，得到具体有可操作性的详细布置。
22
8.2 生产线设备布局设计
❖ 布局集成设计方法
随着计算机虚拟技术不断的发展，将计算机虚拟 技术与数学模型相结合用来求解车间实体布局的方 法，在当前有了较好的应用，这种方法叫布局集成 设计方法。
这种方法的具体做法是从设备实体布局中找出实 体布局的特点，抽象出并且建立一个适合车间生产 过程的统一的优化布局数学模型并要找到一个有效 的求解算法对其进行求解计算，运用计算结果指导 并完成设备实体的优化布局。
➢ 机械加工生产线设计原则
1）保证在生产线设计寿命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）保证足够高的可靠性 4）根据产品的批量和可持续生产的时间，应考虑 生产线具有一定的可调整性 5）生产线布局应减小占地面积，还要便于⑥操数据作管者理 的操作、观察和维修，提供安全宜人的工作环境 6）降低生产线的投资费用 7）有利于资源和环境保护，实现洁净化生产
短、搬运环节最少以及搬运作业最简。
14
8.2 生产线设备布局设计
➢ 设备布局的设计原则
（3）可持续性原则 一方面通过重组或变更串接的设备，就能方便地
组成适应形状和工艺变动较大的零件加工的新设备 布局；另一方面通过扩展或减少并联的设备，就可 在不影响己有设备运行的前提下，根据市场的动向 迅速无缝地调整产品的产量。
（2）物流分析 物流分析包括确定物流 在生产过程中每个必要的 工序间移动的最有效的顺 序，以及这些移动的强度 或数量值。
18
8.2 生产线设备布局设计
（3）作业单位相互关系分析 所谓作业单位，对于一个生产车间来说，可以是
一台机床、一个装配台、一个检查设施等。作业单 位相互关系的分析是对各单位或作业活动之间关系 的密切程度进行评价。