機械制造裝備的重點

1、機械制造裝備準備的特點是：柔性化、自動化、精密化。FMC 柔性制造單元FMS 柔性制造系統(tǒng)PLC 可編程序控制器JIT 準備生產(chǎn)TQC 全面質(zhì)量管理CAPP 計算機輔助工業(yè)規(guī)劃制造業(yè)的作用： 制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)， 也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及其轉(zhuǎn)化為規(guī) 模生產(chǎn)力的工具與橋梁。裝備的發(fā)展趨勢： 1 向高效、高速、高精度方向發(fā)展 ; 2 多功能復(fù)合化、柔性自動化的產(chǎn)品 成為發(fā)展的主流； 3 實施綠色制造與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略； 4 能制造技 術(shù)和智能化裝備有了新大的發(fā)展；5 我國的自主創(chuàng)新和高新技術(shù)的發(fā)展機械制造裝備應(yīng)具備的主要功能需滿足以下幾方面要求：1、一般的功能要求2、柔性化指產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性

2、化和功能柔性化3、精密化4、自動化（的方法是凸輪控制、程序控制、數(shù)字控制）5、機電一體化指機械技術(shù)與微電子、傳感檢測、信息處理、自動控制和電力電子等技術(shù)6、節(jié)材7、符合工業(yè)工程要求8、符合綠色工程要求 一般的功能要求包括（1）加工精度方面的要求（2）強度、剛度和抗振性方面的要求（3）加工穩(wěn)定性方面的要求（4）耐用性方面的要求（5）技術(shù)經(jīng)濟方面的要求 引起誤差的因素是熱變形、幾何誤差、傳動誤差、運動誤差、定位誤差和工藝系統(tǒng)彈性變形 機械制造裝備的分類1、加工裝備（機床或工作母機）2、工藝裝備（刀具、模具、夾具 /量具）3、儲運裝備4、輔助裝備加工裝備包括 ：金屬加工機床、特種加工機床、鍛壓機床、

3、 沖壓機床、注塑機、焊接設(shè) 備、鑄造設(shè)備等。金屬切削機床可按如下特征進行分類：1、按機床的加工原理分為：車床、鉆床、鏜床、紋加工機床、銑床、刨（插 ）床、拉床、切斷機床和其它機床等。2、按機床的使用范圍分為：通用機床 ：通用的金屬切削機床可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工面專用機床 ：用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的機床專門化機床 ：用于對形狀相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序進行加工3、機床按其通用特征可分為高精度精密、自動、半自動、數(shù)控、仿形、自動換刀、輕 型、萬能和簡式機床等特種加工機床的分類 ：1、電加工機床：直接利用電能對工件進行加工A 、電火花加工機床（主

4、要用淬火剛、可進行成形穿孔加工、電火花成行加工、電火 花雕刻、電火花磨削 ）B、電火花線切割C、電解加工機床2、 超聲波加工機床（適用于石英、陶瓷、水晶、玻璃等孔加工、切割、雕刻、研磨）3、 激光加工機床采用激光能量進行加工的設(shè)備4、電子束加工機床（適用于穿孔、切割、蝕刻、焊接、蒸鍍）5、離子束加工機床（適用于穿孔、切割、銑削、成像、拋光）鍛壓機床：鍛造溫度可分熱溫溫緞和冷鍛模具的分類：A、粉末冶金模具B、塑料模具C、壓鑄模具 D、冷沖模具 E、鍛壓模具機械制造裝備設(shè)計可分為創(chuàng)新設(shè)計、變型設(shè)計和模塊化設(shè)計等三大類機械制造裝備設(shè)計的典型步驟（一 ）產(chǎn)品規(guī)劃階段（二 ）方案設(shè)計階段（三 ）技術(shù)設(shè)計

5、階段（四 ）施工設(shè)計階段預(yù)測 分定性與定量預(yù)測定性預(yù)測采用的方法是走訪調(diào)查、 資料調(diào)查 抽樣調(diào)查、類比調(diào)查、專家調(diào)查 定量預(yù)測采用方法是時間序列回歸法、因果關(guān)系回歸法、產(chǎn)品壽命周期法 方案設(shè)計階段的步驟： 對設(shè)計任務(wù)的抽象、建立功能結(jié)構(gòu)、尋找原理與求解方法、初 步設(shè)計方案的形成、對初步設(shè)計方案的評價與篩選功能結(jié)構(gòu)形式是串聯(lián)、并聯(lián)、環(huán)形設(shè)計的方法系統(tǒng)結(jié)合法、數(shù)學(xué)方法結(jié)合法對初步設(shè)計方案的評價與篩選的方法： 觀察淘汰法、分數(shù)比較法、初步設(shè)計方案具體化 變型設(shè)計應(yīng)遵循的原則： 產(chǎn)品系列化、零件部通用化、標(biāo)準化、典型化 變型設(shè)計的步驟： 1 主參數(shù)和主要性能指標(biāo)的確定； 2 參數(shù)分級； 2 制定系列性

6、普模塊化設(shè)計的步驟： 1 明確任務(wù) 2 建立功能結(jié)構(gòu) 3 合理確定系列性普和參數(shù) 4 模塊的組合 5 模塊的計算機管理系統(tǒng)機械制造裝備的特點： 1、技術(shù)經(jīng)濟的評價 2 、可靠性評價 3 、人機工程評價 4 、 結(jié)構(gòu)工藝性評價 、產(chǎn)品造型評價 6 、標(biāo)準化評價美學(xué)原理 ：尺度與比例 對稱與均衡 安定與輕巧 對比與調(diào)和 過渡與呼應(yīng) 節(jié)奏與韻律 重點與一般標(biāo)準化的目的： 1、合理簡化產(chǎn)品的品種規(guī)格2 、促進相互了解交流提高信息的傳遞3、在生產(chǎn)流通消費等能夠節(jié)約人力和物力4、在商品交換與提高服務(wù)質(zhì)量方面，保護消費者的利益和社會的利益5、在安全衛(wèi)士和環(huán)境保護方面，保障人類的生命6、在國際貿(mào)易的，消除國際

7、貿(mào)易的技術(shù)壁壘機床設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求（1）工藝范圍（2）柔性（3）與物流系統(tǒng)的可親性（4）剛度（5）精度（6）噪聲（7）成產(chǎn)率和自動化（8）成本（9）生產(chǎn)周期（10）可靠性（ 11）造型與色彩機床設(shè)計步驟1、確定結(jié)構(gòu)原理方案2、總體設(shè)計3、結(jié)構(gòu)設(shè)計4、工藝設(shè)計5、機床整機綜合評價6、定型設(shè)計機床的運動學(xué)原理 金屬切削機床工作原理是通過刀具與工件之間的相對運動， 由刀具切除工件加工表面多 余的金屬材料，形成工件加工表面的幾何形狀、尺寸，并達到其精度要求。工件表面的形成方法與機床運動幾個概念： 從幾何學(xué)表面觀點來看，機器零件上每個表面都可以看作是一條線（母線） 沿著另一條線（導(dǎo)線）運動的軌跡。母

8、線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線。在切削加工的過程中，這兩條發(fā)生線是通過刀具 的切削刃與毛坯的相對運動把零件的表面切削成要求的形狀?？赡姹砻妫盒纬善矫?、直線成形表面和圓柱面的兩條發(fā)生線 母線和導(dǎo)線可以互換， 而不改變形成表面的性質(zhì)。不可逆表面：形成不可逆表面的母線和導(dǎo)線是不可互換的。圓錐面、球面、圓環(huán)面和螺 旋面等，都屬于不可逆表面。3工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸面并發(fā)生相對運動而形成發(fā)生線的形成方法1）軌跡法（描述法）3）相切法（旋切法）精度（要求了解即可）1、幾何精度4、定位精度和重復(fù)定位精度2）成型法（仿形法）4）展成法（滾切法）2、運動精度3、傳動精度5、工作精度6、精

9、度保持性4#低速運動平穩(wěn)性（要求知道概念、原因、表現(xiàn)形式、解決方案）當(dāng)運動部件低速運動時,概念及表現(xiàn)形式：機床上有些運動部件， 需要低速或微小位移。主動件勻速運動，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均的跳躍式運動，即時走時?；蛘邥r快時慢的現(xiàn)象，這種在低速運動時產(chǎn)生的運動不平穩(wěn)性稱為爬行。產(chǎn)生原因：爬行是個很復(fù)雜的現(xiàn)象，它是因摩擦產(chǎn)生的自激振動現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象 主要原因是摩擦面上的摩擦系數(shù)隨速度的增大而減小和傳動系的剛度不足。解決方案：在設(shè)計低速運動部件時，應(yīng)減少靜、動摩擦系數(shù)之差，提高傳動機構(gòu)的剛度 和降低移動件的質(zhì)量等。剛度是機床受在時抵抗變形的能力振動分受迫振動和自激振動振動的原因：機床的剛度機

10、床的阻力特性機床系統(tǒng)固有頻率當(dāng)激振頻率與固有頻率接近時機床將呈現(xiàn)共振噪聲王要來源：機械、液壓、電磁、金屬切削機床總體設(shè)計內(nèi)容包括1、機床系列型譜的制定3、機床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計機床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計：1結(jié)構(gòu)布局主運動的速度范圍：n空氣動力2、機床運動功能設(shè)置4、機床主要參數(shù)的設(shè)計2、機床總體結(jié)構(gòu)的概略形狀與尺寸設(shè)計#變速范圍Rn：Dmax=K1 *D主傳動系設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求:dmin=k2* dmaxHD是最大直徑,%一 GxK系數(shù),k2計算直徑范圍）#1、滿足機床使用性能要求3、滿足機床工作性能的要求2、滿足機床傳遞動力要求1000vn = max兀 d 4、滿足產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)濟性的要求min5

11、、維修調(diào)整方便，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工和裝配。 min5主傳動系分類 按驅(qū)動主傳動的電動機類型：交流電動機驅(qū)動、直流電動機驅(qū)動按傳動裝置類型：機械傳動裝置、液壓傳動裝置、電氣傳動裝置以及它們的組合 按變速的連續(xù)性：分極變速傳動、無極變速傳動主傳動系的傳動方式分類：集中傳動方式和分散傳動方式 分級變速主傳動系的設(shè)計 這個，全部掌握吧，號稱此題不過，來年再考。在此不做整理（p91 p105）無級傳速主傳動系（了解相關(guān)概念，圖不必掌握）機床主傳動中常采用的無級變速裝置有三大類：1、變速電動機、2、機械無級變速裝置、3、液壓無級變速裝置無級變速主傳動系設(shè)計原則1、盡量選擇功率和轉(zhuǎn)矩特性符合傳動系要求

12、的無級變速裝置。2、無極變速系統(tǒng)裝置單獨使用時，其調(diào)速范圍較小，滿足不了要求，尤其是恒功率調(diào)速范圍往往遠小于機床實際需要的恒功率變速范圍。進給系統(tǒng)的組成是動力源變速機構(gòu)換向機構(gòu)運動分配結(jié)構(gòu)過載保護機構(gòu)運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)和執(zhí) 行件進 給 系統(tǒng)要滿 足的條 件：具 有足夠 個靜剛度 和動剛度具有良好的 快速響 應(yīng)抗震性好 足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍 進給系統(tǒng)的傳動精度和定位精度要高 直線伺服系統(tǒng)分為同步式和感應(yīng)式機械傳動部件應(yīng)滿足的要求： 1、采用底摩擦傳動 2、進給系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)要適合匹配3、選擇最佳的降速比降低慣量采用預(yù)緊提高剛度 4、采用消除傳動間隙減小誤差提高平 穩(wěn)性和定位精度機械傳動部件主要指齒輪或同步

13、齒形帶和絲桿螺母傳動副 齒輪傳動間隙的消除、 ： 鋼剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法 滾珠絲桿由螺母、絲桿、滾珠、回珠器、密封環(huán) 滾珠絲桿螺母副采用雙螺母、齒差、墊片（計算題126-127 ）機床控制系統(tǒng)應(yīng)滿足的條件： 1、 節(jié)省輔助時間2、縮短加工時間3、提高勞動生產(chǎn)4、提高基礎(chǔ)使用率5、改善加工質(zhì)量機床控制系可分為時間控制、程序控制、數(shù)字控制、誤差補償控制、自適應(yīng)控制 主軸部件的組成及作用主軸部件是機床的執(zhí)行件，由主軸及其支承軸承、傳動件、密封件及定位元件等組成。 主軸部件的作用是夾持工件或刀具， 直接參與工件表面的成形運動， 并在一定轉(zhuǎn)速下傳遞扭 矩、承受載荷 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求：（1）旋轉(zhuǎn)

14、精度： 旋轉(zhuǎn)精度指裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn)動條件下，在安裝工件或刀具的主 軸部位的徑向和軸向跳動。（2）剛度： 指主軸部件在外加載荷作用下抵抗變形的能力。（3）抗震性： 指其抵抗受迫振動和自激振動而保持平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)的能力 主軸振動有兩種類型：受迫振動和自激振動（4）溫升和熱變形 ：主軸組件工作時，由于摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生了溫升（5）精度保持性： 是指其長期保持原始精度的能力，即精度的保持性 主軸的傳動方式： 齒輪傳動、帶傳動、電動機直接驅(qū)動 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計多數(shù)機床的主軸采用前、后兩個支承。 為提高剛度和抗振性，有的機床采用三個支承。三個支承中可以前、后支承為主要支承，中 間支承為輔助支承。

15、推力軸承的位置配置型式：1、前端配置2、后端配置3、兩端配置4、中間配置主軸軸承對主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響（圖，p155）主軸滾動軸承 ：滾動軸承液壓動壓軸承液體靜壓軸承空氣靜壓軸承自調(diào)磁浮軸承 常用的滾動軸承是角接觸球軸承、 雙列短圓柱滾子軸承、 圓錐滾子軸承、 雙向推力角接觸球 軸承陶瓷滾動軸承、磁浮軸承主軸滑動軸承的分類：按產(chǎn)生油膜的方式，可分為動壓軸承和靜壓軸承兩類。 按照流體介質(zhì)不同可分為液體滑動軸承和氣體滑動軸承。動壓軸承的工作原理： 當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時， 帶動潤滑油從間隙大處向間隙小處流動， 形成壓力油 楔而產(chǎn)生油膜壓力 p 將主軸浮起支承件 是指床身、立柱、橫梁、底座等大件支承件應(yīng)滿足的基

16、本要求：（1）應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度 質(zhì)量比。（2）應(yīng)具有良好的動態(tài)特性，各階頻率不致引起結(jié)構(gòu)共振。（3）熱穩(wěn)定性好。（4）排屑暢通、調(diào)運安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝提高熱穩(wěn)定性的方法 控制溫升、采用熱對稱、采用熱補償裝置 導(dǎo)軌的功用是承受載荷和導(dǎo)向。導(dǎo)軌按結(jié)構(gòu)形式可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。導(dǎo)軌應(yīng)滿足的要求1、導(dǎo)向精度高2、承載能力大，剛度好3、精度保持性好；4、低速運動平穩(wěn)5、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好6、導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)簡單，易于加工直線導(dǎo)軌的截面形狀：主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) 1、滑動導(dǎo)軌2、靜壓導(dǎo)軌3、卸荷導(dǎo)軌4、滾動導(dǎo)軌（內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)）機床刀架和自動換刀裝置的類型

17、 按安裝刀具的數(shù)目分為單刀架和多刀架。按結(jié)構(gòu)形式分為方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、回輪式刀架等。 按驅(qū)動刀架轉(zhuǎn)位的動力分為手動轉(zhuǎn)位刀架和自動（電動和液動）轉(zhuǎn)位刀架 刀庫的類型：鼓輪式刀庫、鏈式刀庫、格子式刀庫、直線式刀庫 機床刀架應(yīng)滿足的條件 1、滿足工業(yè)過程提出的要求2、在刀架刀庫上要能牢固的安裝刀具3、刀架刀庫換到機械手都應(yīng)具有足夠的剛度4、可可靠性高5、操作方便和安全6、刀架和自動換刀裝置為了提高機床自動化而出現(xiàn)加工中心： 有立式、臥式、龍門 換刀機械手分為： 單臂單手爪式機械手、回轉(zhuǎn)式單臂雙手式機械手、 雙手式機械手、 多手爪 式機械手工業(yè)機器人的構(gòu)成： 操作機、驅(qū)動裝置、控制裝置 工業(yè)機器人的工

18、業(yè)分類： 關(guān)節(jié)型、球坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、直角坐標(biāo)型 用途分為 ：焊接沖壓澆注搬運裝配噴漆切削檢測采掘水下 工業(yè)機械人的設(shè)計方法： 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)和工業(yè)設(shè)計總體評價 工業(yè)機械人的驅(qū)動方式： 電動機、液壓、氣動 工業(yè)機械人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng) : 機座、手臂、手腕、末端執(zhí)行器、移動裝置 機床夾具的功能： 1、 保證加工精度2、提高生產(chǎn)率3、擴大機床的適用范圍4、減輕工人的勞動強度保證生產(chǎn)安全機床夾具的類型 ： 1、通用夾具 2、專用夾具3、可調(diào)用夾具和成組夾具84、組合夾具5、隨行夾具夾具的組成 ： 1、 定位元件和定位裝置2、夾緊元件和夾緊裝置3、導(dǎo)導(dǎo)向及對刀元件4、動力裝置5、夾具體6、其其他原件及裝置物流系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)1、 合理規(guī)劃廠區(qū)3、合理確定庫存量 有軌運輸小手： RGV 無軌運輸小手：