第7章-汽车变速箱壳体制造自动化系统的总体设计--课件

第七章 汽车变速箱壳体制造自动化系统的总体设计1.工厂现有条件 生产设备齐全、检验仪器先进、职工素质较好、技术力量雄厚；工厂的产品品种齐全、质量高，在用户中的信誉高；该厂的产品市场前景很好。2.存在问题：市场竞争十分激烈；产品的交货期不能满足客户需要，生产的柔性程度低，自动化程度不高。3.解决方案：通过技术改造，用先进生产技术扩大变速箱生产。7.1 AGS-MAS的系统分析7.1.1AGS-MAS的需求分析和可行性论证1PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析4.提高企业竞争力途径 减少专用工艺设备，提高加工柔性，缩短加工周期，提高生产效率。稳定提高产品质量，以质取胜，进行全程质量管理和监测。改进生产管理模式，按成组技术原理组织单元化生产。将计算机技术引入生产管理，在主生产计划指导下，安排调度计划，进行及时生产，降低生产成本，提高经济效益。适应商品经济市场竞争的需要，具有快速响应市场的应变能力，提高服务水平。对切屑、废料、油液进行处理，并降低噪音，做好环境保护。7.1.1AGS-MAS的需求分析和可行性论证2PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析5.AGS-MAS的可行性论证 有市场发展的需求有较好的工作基础。有一定的经济实力。有一支攻坚队伍。工厂决定实施制造自动化系统，把反映机械制造最新技术之一的柔性制造技术应用到变速箱壳体生产中去。7.1.1 AGS-MAS的需求分析和可行性论证3PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析1.类型选择的需求 所建系统应具有一定的先进性和自动化程度。以小型化、简单化和实用化为原则，以获取最大的经济效益为目标。主要依靠国内科技力量，吸收成熟的国内科技成果。强调充分发挥人的作用，必要的工位应有人的干预。工厂和设计单位密切结合，确保系统的质量和工厂进度。投资少，见效快。采用一定规模和柔性的制造自动化系统。7.1.2 AGS-MAS的零件分析4PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析2.零件族与生产纲领的确定7.1.2 AGS-MAS的零件分析5PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析2.零件族与生产纲领的确定7.1.2 AGS-MAS的零件分析6PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析2.零件族与生产纲领的确定零件外形尺寸为：1号：230253357（ABC）2号：259285401（ABC）3号：288317446（ABC）4号：317349491（ABC）变速箱壳体1-4号轮番生产，年生产纲领为10000台。7.1.2 AGS-MAS的零件分析7PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析（1）变速箱壳体的作用和工作条件及结构特点作用：保证其零部件在变速箱中占据合理的正确位置，使之有一个协调运动的基础构件。工作条件：工作条件恶劣，受载货量和行驶路面的影响，承受着外界的振动和冲击载荷。结构特点：典型的箱体类零件，其形状复杂，壁薄，需要加工多个平面孔系和螺纹孔等。并具有刚度低，受力、热等因素影响易生产变形、工序多、工艺路线长、加工技术难度大等特点。3 零件分析及工艺规程的确定8PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析（1）变速箱壳体的毛坯材料及制作方法3 零件分析及工艺规程的确定9PPT课件7.1 AGS-MAS的系统分析（3）变速箱壳体的主要加工表面和技术要求主要加工表面为平面和轴承孔 前后端面的平面度公差为0.04mm；对第、第轴承孔的平行度公差为0.08mm/全长，表面粗糙度为Ra3.2;取力面的平面度公差为0.03mm/全长，对中间轴承孔的平行度公差为0.03mm/全长，表面粗糙度为Ra3.2；上盖结合面的平面度公差为0.1mm，表面粗糙度为Ra3.2。第、第轴及中间轴轴承孔的孔径尺寸精度为IT6,表面粗糙度为Ra1.6；倒车惰轮轴孔精度为IT7-IT8，表面粗糙度为Ra3.2;第、第轴轴承孔与中间轴轴承孔的平行度公差在水平、垂直两个平面内均为0.04mm/全长。3 零件分析及工艺规程的确定10PPT课件 变速箱壳体粗基准的选择：u以轴承孔作为粗基准u 以工艺凸台为粗基准6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析11PPT课件 变速箱壳体粗基准的选择：变速箱壳体结合平面和两个工艺孔，即一面两销的定位方式。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析12PPT课件 1、铣削加工上盖连接平面、钻扩铰两个定位工艺销孔。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析13PPT课件 2、铣削输送棘爪平面、铣削前端面、前端面上螺纹孔的钻孔及攻丝。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析14PPT课件 3、铣轴承孔两端面、轴承孔端面上螺纹孔的钻孔和攻丝、钻扩铰倒车轴承孔孔。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析15PPT课件 4、镗轴承孔、精铣加工轴承孔端面。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析16PPT课件 5、上盖连接平面螺纹孔的钻孔和攻丝。6.1.2 装配自动化的发展概况（4）变速箱壳体加工工艺过程分析7.1 AGS-MAS的系统分析17PPT课件u 毛坯入线和成品出线是由人工吊装完成，需配置人工接口，生产调度也应合理安排工人的劳动强度和劳动量。u 夹具在加工中心的安装和调试，装夹情况由人工检查完成。u 对零件精度的检测，在加工中心上配置的测量装置在公差范围内进行在线监控测量。对零件加工精度的最终精确测量，需要在零件加工完成后，再在相关仪器设备上进行人工离线测量。u 对切削液处理、切屑的清理和回收，需要一定人工干预。6.1.2 装配自动化的发展概况（5）人机系统分析7.1 AGS-MAS的系统分析18PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.1 AGS-MAS的系统组成和平面布局7.2 AGS-MAS的总体设计19PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.2 AGS-MAS的物料传输系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计20PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.2 AGS-MAS的物料传输系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计回转式工件交换装置工作原理图21PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.3 AGS-MAS的夹具系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计1.变速箱壳体上盖结合面的铣削加工 由工件交换机构将工件从物料传输机构推送到夹具2、3、4支承板上，并由气动装置将其推向前和向左(定位)，使工件工艺凸台紧靠支承板前面及左面，油缸7辅助顶紧工件，压板1、5在油缸9、10作用下夹紧工件，完成工件的安装。22PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.3 AGS-MAS的夹具系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计2.轴承孔的精镗加工 由工件交换机构将工件从物料传输机构推入工件托板6、8上，侧导向板3、11起侧导向作用，防止零件扭斜。可上下移动的预定位板5、9，起预定位作用。侧导向板 3、11、工件托板6、8 和油缸7、14 联接在一起，在油缸作用下，使工件下落至2、4、10、12带气孔支承钉上，工件定位销孔穿上定位销 1、13穿入工件定位销孔，工件完成定位。23PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.3 AGS-MAS的夹具系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计2.变速箱壳体轴承孔端面的加工 夹具工作时，以箱体连接平面和两个工艺孔做预定位。支承板与上盖连接平面预留1 mm间隙。齿条活塞杆3、6通过齿轮5使心轴1、4穿入轴承孔，限制四个自由度。用四个相同的油缸7，通过弹簧8使倾斜角为7的斜楔顶起四个相同支承钉10，将上盖连接平面托平并自锁，限制一个转动自由度。削边销9限制一个移动自由度。夹紧点在箱体顶部。24PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计变速箱壳体制造自动化系统的控制系统硬件配置25PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS控制管理系统的主要功能26PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计控制系统数据信息内外交流关系图27PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS控制管理系统的顶层数据流控制过程28PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS控制管理系统的需求模型29PPT课件 物料需求计划（MRP）MRP(material requirement planning)是生产和采购产品所需各种物料的计划。是60-70年代针对改善传统的库存计划与控制而提出和发展起来的一种管理技术和方法。MRP主要功能u 给出完整准确的物料明细表及其需求时间u 确定和控制物料进货数量和时间u 研究生产能力需求量u 动态调整和更新物料需求计划7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计30PPT课件 库存管理 制造业的库存：是指企业用于今后销售或使用的储备物料，包括从事生产所需存储的物料、零件、配件、工具和用品以及在制造中的半成品和待销售的产品，它是企业的重要资产之一。出现库存的原因：需求与供应在时间、进度上存在差异而出现的物料闲置状态。建立库存的目的：对供需时间差异进行补偿。7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计31PPT课件 库存的利弊 库存的作用 快速满足用户期望，缩短交货期，改善服务质量 稳定生产需求，防止不稳定的物流引起生产停顿 防止发生缺货，吸收销售量的波动 节省作业交换费用 提高人员与设备利用率 库存的弊端占用大量资金增加企业费用支出掩盖存在的问题麻痹管理人与的思想7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计32PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.4 AGS-MAS的控制管理系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS的生产计划调度功能模型33PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS的检测监控功能34PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计AGS-MAS的检测监控软件 当安装在主轴上的测头量杆接触到工作台上的变速箱壳体时，发出接触信号，通过红外线接受器传送给机床控制器，计算机控制系统根据位置检测装置的反馈数据得知接触点在机床坐标系或工件坐标系中的位置，通过相关软件进行相应的计算处理，得到变速箱壳体的相应尺寸和公差。35PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计1、工件尺寸的自动测量7.2 AGS-MAS的总体设计36PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计2、刀具的自动识别与检测37PPT课件6.1.2 装配自动化的发展概况7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计2、刀具的自动识别与检测声发射刀具破损检测装置原理图38PPT课件 3、加工设备自动监控 通过相关的传感器，对设备的运行是否正常的状态参数进行检测与控制。机械设备的轴承、齿轮、转轮等是否出现磨损、破损、破裂等故障；判别机床主轴、轴承、刀具磨损、破损状态；检测油压、气压是否出现泄漏状态，以防止夹紧力不够而出现故障；监测润滑油的成分变化，从而预测轴承等运动部件的磨损、破损的出现；测量电压、电流，从而监测电子元件的工作状态以及负荷情况等。7.2.5 AGS-MAS的检测监控系统设计7.2 AGS-MAS的总体设计39PPT课件 1、总体设计（1）可行性分析与论证（2）工艺方案试切削试验（3）生产工艺流程确定（4）总体方案初步设计和详细设计（5）系统各部分主要软硬件的配置确定（6）系统平面布置图确定7.3.1 AGS-MAS的实施要点7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析40PPT课件 2、加工单元的配置（1）根据总体要求，加工单元的改造设计：u提高加工单元工作可靠性的改进设计。u卧式机床交换工作台的通用性设计。u数控系统与机床管理工作站的接口及连接要求。u加工中心的工件交换装置的机械改进设计及控制操作改进设计。u加工中心根据系统要求的各种运行方式实现的改进设计及控制操作改进设计（2）卧式加工中心的功能选择、附件确定及订货制造。7.3.1 AGS-MAS的实施要点7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析41PPT课件 3、工艺编程软件及工夹具系统的研制u汽车变速箱壳体在加工中心上做全面试切工艺试验。u成组夹具、成组工艺的研究及设计和制造。u复合刀具、特殊高效刀具的研制与订货。u成组零件加工程序的研究和开发。u零件测量程序的研究和开发。u零件全部加工程序的汇编及试切削。uAGS-MAS系统中刀具、夹具型谱的建立。7.3.1 AGS-MAS的实施要点7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析42PPT课件 4、物料传输自动化系统的研制物料传输自动化系统总体方案设计。工件自动交换装置的选择、订货及改进设计。平面仓库构思及工程设计研制。物流管理工作站与平面布置图设计及施工要点的提出。5、控制管理系统的开发研制中央管理系统的硬件和功能软件开发。机床管理工作站的研制。物流管理工作站的研制。全系统控制信息网络配线图设计。7.3.1 AGS-MAS的实施要点7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析43PPT课件6、系统配置设施、土建施工等在用户单位的实施 用户单位完成系统安装调试前的一切预备性工作。7、人员培训计划的制定与实施对甲方单位操作人员的技术培训。对甲方维修人员的技术培训。8、系统总调试要点在乙方场地第一阶段总成调试。在甲方场地第二阶段安装调试。在甲方场地试生产运行。保修及售后服务7.3.1 AGS-MAS的实施要点7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析44PPT课件可实现车间-单元-工作站-设备生产计划的逐级分解、下达和计划执行情况的逐级数据采集统计和反馈。能自动生产成合理可行的生产作业计划，缩短计划编制时间；可实现零星急件的插入与计划的动态调整；实现了生产现场的准备跟踪，大大减轻了生产统计和做报表的工作量。减少了停工待料现象，使刀具、物料、工装到位准确率有极大提高。生产效率大为提高，零件生产周期明显缩短，减少了车间在制品，稳定提高了产品质量。缩短了新产品试制时间，提高了市场应变能力。提高了车间生产技术和管理水平，培养了一批掌握高技术的高素质人才。7.3.2 AGS-MAS的效益分析7.3 AGS-MAS的实施要点与效益分析45PPT课件1.变速箱壳体加工的粗基准和精基准是如何选择的？为什么？2.变速箱壳体自动化制造系统的加工工序是如何安排的？3.铣削变速箱壳体上盖结合面与精铣前后端面的夹具是如何工作的？4.变速箱壳体自动化制造系统的控制管理系统顶层数据流控制过程是如何进行的？5.变速箱壳体自动化制造系统的生产计划调度模型是如何设计和实现的？6.变速箱壳体自动化制造系统中刀具是如何识别的？7.变速箱壳体自动化制造系统的实施要点包括哪几个部分？第7章 复习题46PPT课件