機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)重要知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)重要內(nèi)容小結(jié)第一章緒論一、常見先進(jìn)制造體系縮寫： 縮短生產(chǎn)周期T、提升產(chǎn)品質(zhì)量Q、降低產(chǎn)品陳本C、改善效勞質(zhì) 量S、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD 、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM 、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃CAPP、制造資源 規(guī)劃MRP-II 、成組技術(shù)GT、并行工程CE、柔性制造系統(tǒng)FMS、全面質(zhì)量治理體系TQC 二、機(jī)械制造裝備的功能：1、一般功能要求a:加工精度的要求幾何、傳動(dòng)、運(yùn)動(dòng)、定位、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性b:強(qiáng)度、剛度和抗震性的要求c:加工穩(wěn)定性的要求 d:耐用度的要求 e：技術(shù)經(jīng)濟(jì)的要求2、柔性化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能柔性化3、精密化4、自動(dòng)化5、機(jī)電一體化將機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)

2、限制和電力電子有機(jī)組成的最正確技術(shù)系統(tǒng)6、節(jié)材7、符合工業(yè)工程要求8、符合綠色環(huán)保要求三、機(jī)械制造裝備分類一 、加工裝備1、金屬切削機(jī)床通用、專用、專門化機(jī)床2、特種加工機(jī)床a：電加工機(jī)床加工硬的導(dǎo)電金屬b:超聲波加工機(jī)床加工特硬材料,如：石英、陶瓷、玻璃等c：激光加工d：電子束加工e：離子束加工f：水射流加工3、鍛壓機(jī)床加工方法有手工、自由、胎膜、模型和特種鍛造,根據(jù)溫度有熱鍛、溫鍛和冷鍛二 、工藝裝備1、刀具2、模具粉末冶金、塑料、壓鑄、冷沖、鍛壓模具等3、量具4、夾具用于定位和夾緊的工藝裝備,保證零件加工時(shí)的定位精度、被加工面之間的相對(duì)精度等三、倉(cāng)儲(chǔ)傳送設(shè)備1、倉(cāng)儲(chǔ)2、物料傳送裝置3、機(jī)

3、床上下料裝置四、輔助裝置：清洗和排削裝置等第二章機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法一、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的分類1-創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)劃一方案設(shè)計(jì)一技術(shù)設(shè)計(jì)一工藝設(shè)計(jì)2、變型設(shè)計(jì)通過(guò)改變或更換局部部件或結(jié)構(gòu)3、模塊化設(shè)計(jì)選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K,直接拼裝成“組合產(chǎn)品二、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟1、產(chǎn)品規(guī)劃需求分析一調(diào)查 市場(chǎng)調(diào)查、技術(shù)調(diào)研、社會(huì)調(diào)研 一預(yù)測(cè)定性和定量預(yù)測(cè)一可行性分析一編制設(shè)計(jì)任務(wù)書2、方案設(shè)計(jì)3、技術(shù)設(shè)計(jì)4、工藝設(shè)計(jì)三、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2、可靠性評(píng)價(jià)可靠性、維修性、有效性、耐久性、平安性平均壽命MTTF 平均無(wú)故障工作時(shí)間MTBF 平均修復(fù)時(shí)間MTTR 3、人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)4、結(jié)構(gòu)工

4、藝性評(píng)價(jià)5、產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)6、標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)第三章金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)一、機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求1、工藝范圍加工功能2、柔性空間和時(shí)間的柔性3、與物流系統(tǒng)的可接近性4、剛度5、精度9、本錢6、噪聲10、生產(chǎn)周期7、生產(chǎn)率機(jī)床單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所能加工的工件數(shù)量11、可靠性12、造型與色彩8、自動(dòng)化二、機(jī)床設(shè)計(jì)步驟確定結(jié)構(gòu)原理一總體設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)功能、根本參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu)布局、限制系統(tǒng)一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一工藝設(shè)計(jì)一機(jī)床整機(jī)綜合評(píng)價(jià)一定型設(shè)計(jì)三、精度1、幾何精度機(jī)床 空載下在不運(yùn)動(dòng)或速度較低時(shí) 各主要部件的形狀、相互位置等的精度2、運(yùn)動(dòng)精度機(jī)床 在空載下并以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)執(zhí)行部件的幾何位置精度.高速回轉(zhuǎn)主軸的回轉(zhuǎn)精

5、度3、傳動(dòng)精度機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)各末端執(zhí)行鍵之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性和均勻性4、定位精度機(jī)床的定位部件運(yùn)動(dòng)到達(dá)規(guī)定位置的精度5、重復(fù)定位精度6、工作精度7、精度保持性四、剛度機(jī)床受載時(shí)對(duì)抗變形的水平分為：靜剛度和動(dòng)剛度五、振動(dòng)機(jī)床在交變載荷作用下對(duì)抗變形的水平1、受迫振動(dòng)2、自激振動(dòng)切削穩(wěn)定性引起機(jī)床振動(dòng)的原因有：1、機(jī)床剛度構(gòu)建材料、截面形狀、尺寸等等；2、機(jī)床的阻尼特性；3、機(jī)床的固有頻率激振頻率應(yīng)遠(yuǎn)離固有頻率 六、熱變形機(jī)床工作時(shí)受到內(nèi)部熱源和外部熱源的影響,使機(jī)床的溫度高于環(huán)境溫度,稱為“溫升.由于機(jī)床各部位的溫升不同,不同材料的熱膨脹系數(shù)也不同,機(jī)床各部位產(chǎn)生的熱膨脹量就不同,最后導(dǎo)致機(jī)床床身、主

6、軸、道家等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形,稱為：熱變形七、噪聲八、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性爬行機(jī)床上有些運(yùn)動(dòng)部件,需要作低速或微笑的位移,當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí),主運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng),從動(dòng)件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動(dòng),即時(shí)走時(shí)?；驎r(shí)快時(shí)慢的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,這種在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)性就是爬行.產(chǎn)生的原因主要是摩擦面上的摩擦系數(shù)隨速度增大而減小和傳動(dòng)系統(tǒng)剛度不2、機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置；3、機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)足.所以為了預(yù)防爬行,應(yīng)減小靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差；提升傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度和降低運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量等. 九、金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì) 1、機(jī)床系列型普的制定； 4、機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì) a、主參數(shù)和尺寸參數(shù) b、運(yùn)動(dòng)參數(shù),主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主

7、軸轉(zhuǎn)速n r/min .轉(zhuǎn)速與切削速度 v的關(guān)系為:1000V n 二二 d1000Vmin1000Vmaxn二 d nmax . d maxmin主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床mm)nminhmaxd一一工件或刀具直徑主運(yùn)動(dòng)的速度范圍：變速范圍Rn：1 nnmin經(jīng)濟(jì)加工直徑 dmax=KD , dmin= Rddmax臥式車床 K=0.5 搖臂鉆床 K=1.0 通常Rd=0.2 0.25C、公比的選用：4越小那么相對(duì)轉(zhuǎn)速越小,但當(dāng)變速范圍一定時(shí)變速級(jí)數(shù)將增多,變速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜.對(duì)于通用機(jī)床, 輔助和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間長(zhǎng),機(jī)動(dòng)時(shí)間在加工周期中占的比重不是很大.為了機(jī)床變速箱結(jié)構(gòu)不過(guò)于復(fù)雜,一 般取4=1.

8、26或1.41等較大的公比.對(duì)于大批量生產(chǎn)用的專用機(jī)床、專門化機(jī)床通常取4=1.12或1.26等較小的公比因此類機(jī)床一般不變速,對(duì)于非自動(dòng)化小型機(jī)床,選用.=1.58、1.78或2等較大的公比,以簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu).d、動(dòng)力參數(shù).機(jī)床主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率p主=P切+P空+P輔.P切=1必60000 P 空=3平均/955000匯ni+Cn主C=C1d主/d平均P 輔=P切/機(jī)械功率- P切K=3-50 d主為主軸前后軸頸的平均值C1為主軸軸承系數(shù),兩支軸承為 2.5 ,三支軸承為3.電動(dòng)機(jī)的額定功率：P額=P主/K K為電動(dòng)機(jī)超載系數(shù),連續(xù)工作K=1,間斷工作機(jī)床 K=1.1 -1.25.進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功

9、率：P進(jìn)=QV進(jìn)/60000.進(jìn)給機(jī)械效率Q 為進(jìn)給牽引力P80九、主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)1、主傳動(dòng)系的要求：滿足機(jī)床使用性能要求,傳遞動(dòng)力,工作性能、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求,另外維修方便.2、主傳動(dòng)分類：有級(jí)變速和無(wú)級(jí)變速,機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng),交流和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng).3、主傳動(dòng)系傳動(dòng)方式：集中傳動(dòng)和別離傳動(dòng)4、分級(jí)變速主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速圖、轉(zhuǎn)速的設(shè)計(jì)、例題見書P84 P935、無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)變速電動(dòng)機(jī)、機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置、液壓無(wú)級(jí)變速裝置無(wú)級(jí)變速的范圍 Rf=Rn/Rd例題計(jì)算題是重點(diǎn),參見教材P103- P108十、進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)1、進(jìn)給傳動(dòng)系由動(dòng)力源、變速機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)、過(guò)載保

10、護(hù)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成2、進(jìn)給傳動(dòng)系的要求具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度；快速響應(yīng)性；抗振性好；具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍；傳動(dòng)精度和定位精度高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工和裝配工藝性好,調(diào)整維修方便,操作靈活等.3、電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角 a=360/PZK; P步進(jìn)電機(jī)相數(shù),Z步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子步數(shù),K為通電方式,三相三拍 K=1,三相六拍K=2.開環(huán)降速比：u= cL/360Q 4步距角L 滾珠絲杠導(dǎo)程Q脈沖當(dāng)量閉環(huán)降速比：u=ndmaxL/Vmax ndmax驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速L 滾珠絲杠導(dǎo)程 Vmax工作臺(tái)最大移動(dòng)速度4、滾珠絲杠及其支撐滾珠絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),通常由三種

11、支撐方式：一端固定,一端自由短絲杠和數(shù)值絲杠,一端固定,一端簡(jiǎn)支較長(zhǎng)的臥式,兩端固定長(zhǎng)絲杠和高速.絲杠的拉壓剛度：見教材P118.滾珠絲杠螺母副間隙消除和預(yù)緊：見教材 P119.滾珠絲杠的預(yù)拉伸：見教材P119十一、主軸部件設(shè)計(jì)主軸、支撐軸承、傳動(dòng)件、密封件、定位元件1、主軸部件滿足的要求旋轉(zhuǎn)精度剛度抗震性溫升和熱變形精度保持性2、主軸部件傳動(dòng)方式齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)3、主軸部件的結(jié)構(gòu)1主軸部件的支撐數(shù)目.多數(shù)主軸采用前、后兩個(gè)支撐,有的采用三個(gè)支撐.2推力軸承位置配置形式前端配置后端配置兩端配置中間配置3主軸傳動(dòng)件位置的合理布置4主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)確實(shí)定.主軸前軸頸直徑的選取 D后二

12、0.70.85 D前.主軸內(nèi)空直徑d確實(shí)定查表.主軸前端玄伸量主軸主要支撐間跨距確實(shí)定5主軸.構(gòu)造,安裝刀具、夾具、傳動(dòng)件的位置.主軸材料和熱處理主軸技術(shù)要求4、主軸滾動(dòng)軸承角接觸球軸承、雙列短圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、推力軸承、雙向推力角接觸球軸承、陶瓷滾動(dòng)軸承、 磁浮軸承.主軸的配置形式：速度型、剛度型、速度剛度型.機(jī)床主軸的精度P2、P4、P5、P6、SR UP5、主軸滑動(dòng)軸承動(dòng)壓軸承、液體靜壓軸承、氣體靜壓軸承十二、支承件設(shè)計(jì)床身、立柱、橫梁、底座等大件1、支承件的要求應(yīng)具有足夠的剛度和剛度一質(zhì)量比；足夠好的動(dòng)態(tài)特性；熱穩(wěn)定性好；排屑通常、吊運(yùn)平安等.2、支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).形狀：箱體類

13、、板塊類、梁類.截面形狀：支承件的空心截面、圓形截面、封閉截面的剛度和強(qiáng)度都要強(qiáng)于實(shí)心、方形、開環(huán)截面.支承件筋板設(shè)計(jì).支承件合理選擇壁厚3、支承件的材料4、提升支承件結(jié)構(gòu)性的舉措提升支承件的靜剛度和固有頻率；提升動(dòng)態(tài)特性改善阻尼特性、采用新材料；提升熱穩(wěn)定性限制溫升、采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)、采用熱補(bǔ)償裝置十三、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)承受載荷和導(dǎo)向1、導(dǎo)軌的分類：動(dòng)導(dǎo)軌和靜導(dǎo)軌；開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌；滑動(dòng)導(dǎo)軌普通滑動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌.2、導(dǎo)軌的要求：導(dǎo)向精度；承載水平大,剛度好；精度保持性好；低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝好.3、導(dǎo)軌截面形狀的選擇.矩形導(dǎo)軌鑲條調(diào)隙.三角形導(dǎo)軌自動(dòng)補(bǔ)償間隙 .燕尾形

14、導(dǎo)軌.圓柱形導(dǎo)軌4、導(dǎo)軌調(diào)隙：壓板、鑲條、導(dǎo)向調(diào)整板5、提升導(dǎo)軌精度、剛度和耐磨性的舉措.合理選擇導(dǎo)軌的材料和熱處理鑄鐵導(dǎo)軌、鑲鋼導(dǎo)軌、有色金屬、塑料導(dǎo)軌.導(dǎo)軌的預(yù)緊 . 導(dǎo)軌的潤(rùn)滑與防護(hù) .導(dǎo)軌的磨損十四、機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置P164- P196十五、機(jī)床限制系統(tǒng)設(shè)計(jì).限制系統(tǒng)就是機(jī)床能自動(dòng)進(jìn)行攻堅(jiān)的定位、夾緊和松開；限制切削液,排屑等輔助操作的裝置.要求：節(jié)省輔助時(shí)間；縮短加工時(shí)間；提升勞動(dòng)生產(chǎn)率；提升機(jī)床使用率；改善加工質(zhì)量1、機(jī)床的時(shí)間限制2、機(jī)床的程序限制3、機(jī)床的數(shù)字限制 P200第四工業(yè)機(jī)器人一、概述1、器人是用于 生產(chǎn)的機(jī)器人2、工業(yè)機(jī)器人由：操作機(jī)、驅(qū)動(dòng)單元、限制裝置組成3

15、、工業(yè)機(jī)器人分類：關(guān)節(jié)型、球坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)、直角坐標(biāo)機(jī)器人等二、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人是通過(guò)各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其末端執(zhí)行器的位姿變化要求的.第五章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)一、機(jī)床夾具的功能和要求,機(jī)床夾具是使機(jī)床和工件之間連接位置,使工件相對(duì)于機(jī)床或道具獲得正確位置的裝置1、功能：保證加工精度、提升生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍、減輕工人來(lái)動(dòng)強(qiáng)度,保證生產(chǎn)平安.2、要求：保證加工精度、總體方案與年生產(chǎn)綱領(lǐng)適應(yīng)、平安,方便,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,排屑順暢,強(qiáng)度和 剛度,剛度和結(jié)構(gòu)工藝性.3、夾具類型通用夾具 專用夾具 可調(diào)夾具和成組夾具組合夾具隨行夾具4、夾具的組成定位元件 夾緊元件導(dǎo)向及對(duì)刀元件 動(dòng)力裝置 夾具體 其他元件及裝置5、工件定位原理完全定位：機(jī)件的6個(gè)自由度全部被限制,稱為完全定位,有時(shí)候需要限制的自由度少于6個(gè),稱為不完全定位.如果需要限制的自由度沒(méi)有完全被限制或某個(gè)自由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束重復(fù)限制,稱為非 正常情況,前者是欠定位后者是過(guò)定位.6、典型定位方式、定位元件和裝置.平面定位：支承釘和支撐板、可調(diào)支承和自位支承、輔助支承.孔定位：心軸定位、定位銷長(zhǎng)圓柱銷可限制4個(gè)自由度,短圓柱銷只能限制斷面上兩個(gè)移動(dòng)自由度.外