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 切g 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ttqq 和tf t f 。
因此，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。
加工设备自动化
二、加工设备自动化的途径
加工设备自动化主要是指实现了机床加工循环自动化 和实现了辅助工作自动化的加工设备。需要实现自动化的 主要内容有：
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实现加工设备自动化的途径主要有以下几种：
❖ 10-编码器
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（3）车削中心
车削中心与数控卧式车床的区别在于：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）运动和进行连
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将式（2-2）变换一下形式:
tg
tf
Q1/(tq
tf
) 1/tq 1tf /tq
Q K 1 Ktf
式中 K——理想的工艺生产率 K 1
以K为横坐标，Q为纵坐标，根据不同的tft值f ，可将式（2-3）
作曲线组，如图2-1所示。从图中可以看出：
t
f
第一节 加工设备自动化概述
一、加工设备自动化的意义
加工设备工作过程自动化可以缩短辅助时间，改善工 人的劳动条件和减轻工人的劳动强度。
单台加工设备的自动化能较好地满足零件加工过程中某 个或几个工序的加工半自动化和自动化的需要，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，是机械制造业更进一步向前发展的基础。
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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. 夹紧松开凸轮 6. 3号进给凸轮 7. 铣槽用凸轮 8. 挡料臂摆动凸轮 9. 螺纹附件进给凸轮 10. 螺纹附件变速凸轮
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❖ 1-刀架座 ❖ 2-双速电动机 ❖ 3-步进电动机 ❖ 4-蜗杆蜗轮副 ❖ 5-滚珠丝杠副
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数控车床的类型主要有通用型、卡盘型、排刀型、 双主轴型、棒料型以及一些专门化车床等。现对其主 要动作自动化作一简单介绍。
1）刀架系统 2）数控车床机内测量装置
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❖ 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-齿轮， 9-编码器齿轮
第二章 加工设备自动化
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。加工设备应满足要求： （1）加工工序集中； （2）控制方便； （3）柔性和生产率兼顾； （4）通信接口； （5）系统的可靠性和机床负荷率。
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加工设备自动化
（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。 其主要类型有单轴纵切自动车床、主轴箱固定型单轴 自动车床、单轴转塔自动车床和单轴横切自动车床等 几种类型。 （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。
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2．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。 （走刀机构） （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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第二节 切削加工自动化
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。
切削加工有许多种分类方法，最常用的分类是按切 削方法分为：车削、钻削、镗削、铣削、刨削、插削、 锯削、拉削、磨削、精整和光整加工等。
切削加工生产率的提高更主要的与切削加工设备的 自动化程度的提高关系更大（减少切削加工辅助时 间）。
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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。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， 其发展方向主要是数控车床、车削中心和车削柔性单 元等。
t
f
1
①当t 为某一定值时（例如 t
f
f
tq
t
f
t
f
t
f
tf1 ），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 tf ，则 tf愈小， 增加K时生产率Q 的提高就愈显著。
③当切削时间tq愈少时，减少tf 对提高生产率Q 的收效愈大。
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。
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三、自动化加工设备的生产率分析与分类
图2-1
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结论：tf和tqt对g 机床t f 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。