6.6-车间布局与机加生产线

机 械 制 造 装 备 设 计 内 容 一 ： 车 间 布 局车 间 布 局 概 述 车 间 布 局 即 是 将 工 厂 内 的 所 有 设 备 、 工 具 、 原 料 、 工作 台 、 附 属 设 施 （ 如 工 具 室 、 更 衣 室 、 厕 所 、 升 降 机 等 ）和 各 种 作 业 （ 如 仓 储 、 品 检 、 搬 运 等 ） ， 依 生 产 流 程 ，作 一 番 适 当 的 安 排 与 布 置 ， 使 工 厂 的 生 产 活 动 能 顺 利 而流 畅 。 采 用 科 学 的 方 法 合 理 的 进 行 车 间 平 面 布 局 可 以 使 得 人流 和 物 流 有 序 的 流 动 ， 缩 短 路 径 、 避 免 人 流 与 物 流 的 交叉 和 折 返 ， 减 少 搬 运 时 间 ， 提 高 工 作 效 率 。 车 间 布 局 类 型 ： 工 艺 流 程 法产 品 布 局 法混 合 布 局 法相 关 分 析 法内 容 一 ： 车 间 布 局 将 同 一 制 造 过 程 中 制 品 所 经 过的 部 门 中 的 所 用 的 机 器 或 同 类的 机 器 布 置 在 一 起 。 工 艺流 程 法 例 ： 将车 床 排 在 一起 加 工 称 为 车 工 车 间 。 内 容 一 ： 车 间 布 局 5 内 容 一 ： 车 间 布 局 依 产 品 的 种 类 将 生 产 设 备 按 制造 过 程 的 先 后 秩 序 排 成 生 产 线 ， 自材 料 、 零 件 的 投 人 至 产 品 的 产 出 ，经 过 一 连 串 的 步 骤 ， 将 产 品 制 造 出来 。 产 品布 局 法 适 会 于 所 从事 制 造 工 作 本身 具 有 重 复 性 、连 续 性 的 生产 工 厂 。 内 容 一 ： 车 间 布 局 在 重 复 性 很 高 的 标 准 品 工 厂 里 ， 有 时可 以 将 特 别 昂 贵 的 机 器 集 中 在 一 起 充 分加 以 利 用 ， 而 有 时 可 将 易 于 发 生 震 动 或噪 音 的 机 器 集 中 ， 以 防 止 震 动 和 噪 音 。 混 合布 局 法 根 据 工 厂 个 部 门 之 间 的 相 关 性 及 其大 小 进 行 部 门 的 布 局 ， 这 种 布 局 方 法 符合 上 述 原 则 ， 宜 于 实 现 工 厂 布 局 的 目 标 ，因 此 为 现 代 企 业 在 进 行 工 厂 设 计 时 广 泛采 用 。 相 关分 析 法 内 容 一 ： 车 间 布 局 常 见 典 型 车 间 布 局 介 绍直 线 型 制 造 流 程 依 照 制 造 过 程 的 顺 序 ， 将 生 产 线 做直 线 的 安 排 ， 通 常 最 有 利 于 运 用 输送 带 搬 运 物 料 与 在 制 品 。 内 容 一 ： 车 间 布 局 U字 型 制 造 流 程 生 产 线 作 异 向 平 行 排 列 ， 成 U字 型 。 常 见 典 型 车 间 布 局 介 绍内 容 一 ： 车 间 布 局 S或 Z型 制 造 流 程 生 产 线 作 迂 回 布 置 成 S型 或 Z型 ,旨 在适 应 定 型 而 又 有 限 的 厂 房 空 间 。 常 见 典 型 车 间 布 局 介 绍内 容 一 ： 车 间 布 局 奇 角 型 制 造 流 程 制 造 流 程 没 有 一 定 形 式 ， 以 缩 短 物 料 搬 运 距 离 ， 利 于 从 事数 种 工 作 ， 适 用 于 小 零 件 的 生 产 或 用 人 不 多 的 制 造 业 。 从 至 表 记 录 车 间 内 各 设 备 间物 料 运 输 情 况 的 矩 阵 式 图表 ， 应 用 广 泛 。 常 见 典 型 车 间 布 局 介 绍内 容 一 ： 车 间 布 局 为 实 现 工 件 的 机 械 加 工 工 艺 过 程 ， 以 机 床 为 主 要 装 备 ，再 配 以 相 应 的 输 送 和 辅 助 装 置 ， 按 工 件 的 加 工 顺 序 排 列 而 成 的生 产 作 业 线 。v在 生 产 线 中 ， 工 件 以 一 定 的 生 产 节 拍 ， 按 照 工 艺 顺 序 经 过 各 个工 位 ， 完 成 其 预 定 的 工 艺 过 程 ， 从 而 成 为 合 乎 设 计 要 求 的 零 件 。内 容 二 ： 机 加 生 产 线 按 生 产 品 种 分 类 由 具 有 一 定 自 动 化 程 度 的 高 效 专 用 加 工 装 备 、 工 艺 装置 、 输 送 装 备 和 辅 助 装 备 等 组 成 。 按 产 品 的 工 艺 流 程 布 局 ， 工 件 沿 固 定 的 生 产 路 线 从 一台 设 备 输 送 到 下 一 台 设 备 ， 接 受 加 工 、 检 验 、 清 洗 等 。 生 产 效 率 高 ， 产 品 质 量 稳 定 ， 适 用 于 大 批 大 量 生 产 。但 其 专 用 性 强 ， 投 资 大 ， 不 易 进 行 改 造 以 适 应 其 它 产 品 的生 产 。 按 生 产 品 种 分 类 由 按 成 组 技 术 设 计 制 造 的 可 调 的 专 用 加 工 装 备 等 组 成 。 按 成 组 工 艺 流 程 布 局 ， 具 有 较 高 的 生 产 效 率 和 自 动 化程 度 ， 用 于 结 构 和 工 艺 相 似 的 成 组 产 品 的 生 产 。 适 用 于 批 量 生 产 ， 当 产 品 更 新 时 ， 生 产 线 可 进 行 改 造或 重 组 以 适 应 产 品 的 变 化 。 按 组 成 生 产 线 的 加 工 装 备 分 类 由 通 用 机 床 经 过 一 定 的 自 动 化 改 装 后 联 接 而 成 。 由 各 种 组 合 机 床 联 接 而 成 。 它 的 设 计 、 制 造 周 期 短 ， 工作 可 靠 ， 这 类 生 产 线 有 较 好 的 使 用 效 果 和 经 济 效 益 ， 在 大 批大 量 生 产 中 得 到 广 泛 应 用 。 按 组 成 生 产 线 的 加 工 装 备 分 类 由 高 度 自 动 化 的 多 功 能 柔 性 加 工 设 备 (如 数 控 机 床 、 加 工中 心 等 )、 物 料 输 送 系 统 和 计 算 机 控 制 系 统 等 组 成 。 生 产 线 的 设 备 数 量 较 少 ， 在 每 台 加 工 设 备 上 ， 通 过 回 转工 作 台 和 自 动 换 刀 装 置 ， 能 完 成 工 件 多 方 位 、 多 面 、 多 工 序的 加 工 ， 以 减 少 工 件 的 安 装 次 数 ， 减 少 安 装 定 位 误 差 。 主 要用 于 中 小 批 量 生 产 ， 加 工 各 种 形 状 复 杂 、 精 度 要 求 高 的 工 件 ，特 别 是 能 迅 速 灵 活 地 加 工 出 符 合 市 场 需 要 的 一 定 范 围 内 的 产品 ， 但 建 立 这 种 生 产 线 投 资 大 ， 技 术 要 求 高 。 按 加 工 装 备 的 联 接 方 式 分 类 由 于 各 工 位 之 间 没 有 缓冲 环 节 (即 中 间 储 料 装 置 见图 184a、 b )工 件 的 加 工和 运 送 过 程 有 严 格 的 节 拍 要求 ， 线 上 一 台 机 床 发 生 故 障就 会 引 起 全 线 停 止 工 作 ， 因而 ， 这 种 生 产 线 中 的 机 床 和各 种 辅 助 装 置 应 有 较 高 的 稳定 性 和 可 靠 性 。 按 加 工 装 备 的 联 接 方 式 分 类 根 据 需 要 可 在 两 台 或 多台 机 床 之 间 设 置 储 料 装 置(见 图 184c、 d) 。 在 储 料装 置 中 储 存 有 一 定 数 量 的 被加 工 工 件 ， 当 某 一 台 机 床 因故 障 停 机 时 ， 其 余 的 机 床 可在 一 定 时 间 内 继 续 工 作 ； 或当 前 后 两 台 机 床 的 节 拍 相 差较 大 时 ， 储 料 装 置 可 以 在 一定 时 间 内 起 着 调 剂 平 衡 作 用 。 按 工 件 的 输 送 方 式 分 类 线 上 工 件 由 输 送 装 置 直 接 带 动 ， 输 送 基 面 为 工 件 上 的 某 一表 面 。 加 工 时 工 件 从 生 产 线 的 始 端 送 入 ， 完 成 加 工 后 从 生 产 线的 末 端 输 出 。 按 工 件 的 输 送 方 式 分 类 将 工 件 安 装 在 随 行 夹 具 上 ， 由 主 输 送 带 将 随 行 夹 具 依 次输 送 到 各 个 工 位 ， 完 成 工 件 的 加 工 。 加 工 完 毕 后 ， 随 行 夹 具 由返 回 输 送 带 将 其 送 回 到 主 输 送 带 的 起 始 端 。 工 件 直 接 输 送 时 生 产 线 的 布 局 型 式 简 洁 、 工 件 输 送 方 便 ， 占 地 面 积 少 。 输 送 带 将 工 件从 生 产 线 的 起 始 端 依 次 运 送 到 各 台 机 床 的 夹 具 上 ， 进 行 不 同工 序 的 加 工 ， 最 后 从 生 产 线 的 末 端 送 出 。 工 件 直 接 输 送 时 生 产 线 的 布 局 如 果 工 件 的 加 工 工 序 较 多 致 使 生 产 线 很 长 ， 采 用直 线 布 局 型 式 将 受 到 车 间 长 度 的 限 制 ， 这 时 可 以 采 用 按折 线 布 局 的 方 案 。 折 线 布 局 的 生 产 线 又 可 以 分 为 “ L型 ” 、“ II型 ” 和 “ 框 型 ” 。 v a为 只 在 两 组 输 送 带 的 一 侧 配置 动 力 头 的 框 型 生 产 线 ， 采用 这 种 布 局 时 ， 工 件 在 前 进和 返 回 的 过 程 中 分 别 完 成 两个 侧 面 上 的 有 关 工 序 的 加 工 。v b为 在 两 组 输 送 带 的 两 侧 都 配置 动 力 头 的 框 型 生 产 线 ， 这种 布 局 虽 然 缩 短 了 生 产 线 的长 度 ， 但 其 宽 度 则 大 大 增 加了 。 当 既 要 完 成 工 件 两 侧 面上 的 有 关 工 序 ， 又 要 在 其 顶面 上 进 行 加 工 时 ， 可 在 框 型生 产 线 的 中 央 设 置 装 有 立 式动 力 头 的 中 央 立 柱 。工 件 直 接 输 送 时 生 产 线 的 布 局 工 件 直 接 输 送 时 生 产 线 的 布 局 优 点 是 可 以 配 置 三 面 或 立 卧 复 合 的 四 面 加 工 机 床 ， 以 提高 工 序 集 中 的 程 度 ， 减 少 机 床 的 台 数 ， 但 由 于 多 出 了 横 向 输送 装 置 ， 增 加 了 占 地 面 积 ， 延 长 了 生 产 线 的 节 拍 时 间 。 工 件 装 在 随 行 夹 具 上 输 送 时 生 产 线 的 布 局 这 种 布 局 型 式 就 是 将 主 输 送 带 和 返 回 输 送 带 在 水 平面 内 组 成 封 闭 的 框 型 。 主 要 缺 点 是 占 地 面 积 较 大 。 工 件 装 在 随 行 夹 具 上 输 送 时 生 产 线 的 布 局 可 以 减 少 占 地 面 积 ， 而 且 还 可 以 采 用 倾 斜 滚 道 使 随行 夹 具 依 靠 自 重 滑 返 ， 从 而 大 大 简 化 随 行 夹 具 的 返 回 系统 。 当 生 产 线 上 有 立 式 机 床 时 一 般 不宜 采 用 这 种 布 局型 式 ， 否 则 会 使倾 斜 滚 道 太 高 而不 便 于 维 护 保 养 。 工 件 装 在 随 行 夹 具 上 输 送 时 生 产 线 的 布 局 既 可 减 少 占 地 面 积 、 使 外 观 整 齐 ， 又 能 使 全 线 敞 开而 便 于 调 整 维 护 ， 适 用 于 车 间 的 使 用 面 积 受 限 制 、 工 件和 随 行 夹 具 又 较 小 的 场 合 。 工 件 装 在 随 行 夹 具 上 输 送 时 生 产 线 的 布 局 主 要 适 用 于 尺 寸 较 大 的 工 件 和 随 行 夹 具 。 采 用 随 行夹 具 沿 斜 下 方 返 回 的 方 案 时 ， 返 回 通 道 设 置 在 卧 式 机 床的 尾 部 ， 这 种 布 局 适 用 于 尺 寸 较 小 的 工 件 和 随 行 夹 具 。 在 受 到 车 间 面 积 或 排屑 要 求 的 限 制 时 ， 或 由 于 有 立 式 机 床 而 不能 采 用 水 平 返 回 、 正上 方 返 回 、 正 下 方 返回 等 方 案 时 ， 可 考 虑采 用 随 行 夹 具 沿 生 产线 斜 上 方 或 斜 下 方 返回 的 布 局 型 式 。 用 架 空 机 械 手 输 送 工 件 时 生 产 线 的 布 局 由 架 空 机 械 手 在 机 床 之 间 同 时 进 行 输 送 和 装 卸 工 件 ， 使 采 用 卧 式 四 面 机 床和 设 置 中 间 导 向 等 成 为 可 能 ， 结 构 较 为 复 杂 ， 生 产 线 的 敞 开 性 变 差 ， 不 便于 维 护 保 养 。 适 用 于 外 形 复 杂 、 尺 寸 庞 大 ， 且 无 合 适 的 输 送 基 面 工 的 件 (如 曲 轴 )。 工 件 多 次 通 过 的 生 产 线 的 布 局v 图 示 是 发 动 机 缸 体 的工 件 两 次 通 过 生 产 线的 布 局 型 式 ， 工 件 经过 生 产 线 的 第 一 次 加工 后 转 180。 再 次 进 入生 产 线 ， 对 换 其 两 侧表 面 的 加 工 内 容 。v 适 用 于 加 工 一 些 产 量不 大 、 工 序 很 多 的 箱体 类 零 件 。 v 可 缩 短 生 产 线 的 长 度 ，减 少 资 金 投 入 ， 提 高生 产 线 的 利 用 率 。 设 置 平 行 加 工 工 位 的 生 产 线 的 布 局 图 示 是 具 有 三 个 平 行 加 工 位 的 生 产 线 的 布 局 型 式 ， 可 以 在 一 条 生产 线 上 实 现 几 个 较 大 工 件 的 同 时 加 工 。 这 种 布 局 可 使 每 道 工 序 都 有 三 个 工 件 在 三 个 工 位 上 进 行 加 工 ， 而 每 个 工 件 则 都 只 在 两 个 工 位 上 由 两 台 机 床 完 成 加 工 。 工 件 输 送 带经 过 五 次 移 动 (每 次 移 动 工 )后 送 出 三 个 加 工 完 毕 的 工 件 。