4-5机械制造自动化技术-加工设备自动化教程.ppt

加工设备自动化 1 2 加工设备自动化是指在加工过程中所用的加工设备能够高效、精密、可靠地自动进行加工，此外还应能进一步集中工序和具有一定的柔性。 ▲ 高效——生产率要达到一定高的水平； ▲ 精密——加工精度要求成品公差带的分散度小； ▲ 可靠——其设备已能达到极少故障。 改变传统工艺，提高效率 互换性、不必分组选配、完全互装配 一、加工设备自动化概述 3 ▲ 要实现机械制造自动化，首先是加工设备自动化，为什么？ 各类金属切削机床和其他机械加工设备是机械制造的基本生产手段和主要组成单元。 思路：点-线-面 加工设备自动化的两方面：机床加工循环自动化，机床辅助工作自动化 主要内容 4 设备加工自动化的途径 （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； （4）采用数控加工设备，包括数控机床、加工中心等。 通用机床进行改造需要注意点： （1）足够的精度和刚度 （2）控制系统可靠稳定 （3）降低改造工作量，减少成本 设计制造专用自动化机床需注意： 被加工产品结构稳定、生产批量大，能充分利用机床 5 自动化加工设备的生产率分析 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 是由切削时间和空程辅助时间组成的，即 因此，由工作循环时间所决定的生产率Q（件/min）： 显然，为了提高生产率，必须同时减少 和 。 （3—1） （3—2） 6 自动化加工设备的生产率分析 为进一步分析减少 和 之间的相互关系，将式（3—2）变换一下形式: 式中 K为理想的工艺生产率， （3—3） 7 以K 为横坐标，Q 为纵坐标，根据不同的 值，可将式（3-3）作曲线组，如图3—1所示。从图中可以看出： ①当 为某一定值时（例如 ），虽然减少切削时间（即增加K ），开始生产率Q 有较显著的增长，但往后由于 的比重相对增大，生产率Q 的提高就愈来愈不显著了。 ②如果进一步减少 ，则 愈小，增加K 时生产率Q 的提高就愈显著。 ③当切削时间 愈少时，减少 对提高生产率Q 的收效愈大。 辅助时间小 辅助时间大 ▲ 和 对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（ 足够小时），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。 ▲ 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。 应当在先进的工艺基础上实现机床自动化 生产率与自动化的关系： 自动化加工设备的分类 随着科学技术的发展，加工过程自动化水平不断提高，使得生产率得到了很大的发展，先后开发了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。在半自动机床上，有时可考虑增加自动上下料装置、刀库与换刀机构，以便实现加工过程全自动。 2 ）一般数控机床（NC） 数控机床（NC）以数字代码形式的程序控制机床、计算机控制机床（CNC）以计算机内的加工工件源程序来控制机床。 自动化加工设备的分类 数控机床 自动化加工设备的分类 3 ）加工中心（MC）实质上是一种能自动换刀的数控机床。结构上加工中心具有刀具库及自动换刀机构、回转工作台、交换工作台等等。 mazak马扎克卧式加工中心 自动化加工设备的分类 4 ）组合机床 以通用部件为基础，少量专用部件和夹具组合而成的半自动或自动机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。 自动化加工设备的分类 5 ）自动线（TL） 由工件传输系统和控制系统将一组自动机床和辅助设备按工艺顺序连接起来，可自动完成的部分或全部加工过程 。 强调自动机床 自动化加工设备的分类 6 ）柔性制造单元（FMC）实际上是数控加工中心的扩展：由1~3台数控机床和物料传输装置组成，设有刀具库、工件储存站和单元控制系统。 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，以面对多变的市场需求。 柔性制造单元适合加工形状复杂，品种变化不是很大的中小批量生产。 二、切削加工自动化 16 ▲ 切削加工定义——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