工藝裝備《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容1機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第一章、機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法第一節(jié)、概述機(jī)械制造裝備的進(jìn)展趨勢(shì)1、向高效、高速、高精度方向進(jìn)展2、多功能復(fù)合化、柔性自動(dòng)化3、綠色制造與可持續(xù)進(jìn)展4、智能制造技術(shù)與智能扮裝備5、機(jī)電一體化5、機(jī)電一體化6、節(jié)材7、符合工業(yè)工程要求1、一般的功能要求2、柔性化3、周密化4、自動(dòng)化一般的功能要求包括加工精度方面的要求強(qiáng)度、剛度和抗振性方面的要求加工穩(wěn)定性方面的要求耐用性方面的要求技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求第三節(jié)機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類1、加工裝備〔機(jī)床或工作母機(jī)〕 2、工藝裝備3、儲(chǔ)運(yùn)裝備 4、關(guān)心裝備加工裝備包括：金屬加工機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓機(jī)床、沖壓機(jī)床、注塑機(jī)、焊接設(shè)備、鑄造設(shè)備等。金屬切削機(jī)床可按如下特征進(jìn)展分類：1、按機(jī)床的加工原理分為：車床、鉆床、鏜床、紋加工機(jī)床、銑床、刨(插)床、拉床、切斷機(jī)床和其它機(jī)床等。2、按機(jī)床的使用范圍分為：通用機(jī)床：通用的金屬切削機(jī)床可加工多種尺寸和外形的工件的多種加工面專用機(jī)床：用于特定工件的特定外表、特定尺寸和特定工序加工的機(jī)床特地化機(jī)床：用于對(duì)外形相像尺寸不同的工件的特定外表，按特定的工序進(jìn)展加工3、機(jī)床按其通用特征可分為高精度周密、自動(dòng)、半自動(dòng)、數(shù)控、仿形、自動(dòng)換刀、輕型、萬(wàn)能和簡(jiǎn)式機(jī)床等第四節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)可分為創(chuàng)設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)等三大類變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)〔概念〕第五節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段 (二)方案設(shè)計(jì)階段(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段 (四)施工設(shè)計(jì)階段第六節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)(一)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) (二)牢靠性評(píng)價(jià) 〔三〕人機(jī)工程評(píng)價(jià)(四)構(gòu)造工藝性評(píng)價(jià) (五)產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)〔六〕標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)其次章金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求〔了解〕〔1〕工藝范圍〔2〕柔性〔3〕與物流系統(tǒng)的可親性〔4〕〔5〕〔6〕噪聲〔7〕成產(chǎn)率和自動(dòng)化〔8〕本錢〔9〕生產(chǎn)周期〔10〕牢靠性機(jī)床設(shè)計(jì)步驟〔11〕造型與顏色1、確定構(gòu)造原理方案2、總體設(shè)計(jì)3、構(gòu)造設(shè)計(jì)4、工藝設(shè)計(jì)5、機(jī)床整機(jī)綜合評(píng)價(jià)6、定型設(shè)計(jì)其次節(jié)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的根本理論機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理金屬切削機(jī)床工作原理是通過(guò)刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由刀具切除工件加工外表多余的金屬材料，形成工件加工外表的幾何外形、尺寸，并到達(dá)其精度要求。工件外表的形成方法與機(jī)床運(yùn)動(dòng)幾個(gè)概念：從幾何學(xué)外表觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)器零件上每個(gè)外表都可以看作是一條線〔母線，沿著另一條線〔導(dǎo)線〕運(yùn)動(dòng)的軌跡。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為形成外表的發(fā)生線。在切削加工的過(guò)程中，這兩條發(fā)生線是通過(guò)刀具的切削刃與毛坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把零件的外表切削成要求的外形?！妇€和導(dǎo)線可以互換，而不轉(zhuǎn)變形成外表的性質(zhì)。不行逆外表：形成不行逆外表的母線和導(dǎo)線是不行互換的。圓錐面、球面、圓環(huán)面和螺旋面等，都屬于不行逆外表。發(fā)生線的形成方法1〕軌跡法〔描述法〕 2〕成型法〔仿形法〕3〕相切法〔旋切法〕 4〕展成法〔滾切法〕機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分類按運(yùn)動(dòng)的功能分：成形運(yùn)動(dòng)和非成形運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)分：直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系分類：獨(dú)立運(yùn)動(dòng)和復(fù)合運(yùn)動(dòng)機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)的分類：主運(yùn)動(dòng)和外形創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能的描述方法1、機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能式左邊寫工件，用W表示；右邊寫刀具，用T表示；中間寫運(yùn)動(dòng)，按運(yùn)動(dòng)挨次排列；工件、運(yùn)動(dòng)和刀具之間用“/p表示主運(yùn)動(dòng)，下標(biāo)f表示進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，下標(biāo)a表示分成形運(yùn)動(dòng)2、機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理圖運(yùn)動(dòng)原理圖是將機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能式用簡(jiǎn)潔的符號(hào)和圖形表達(dá)出來(lái)，除了描述機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸個(gè)數(shù)、形式及排列挨次外，還表示了機(jī)床兩個(gè)末端執(zhí)行器和各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的空間方位，是生疏、分析、設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的依據(jù)。精度1、幾何精度2、運(yùn)動(dòng)精度3、傳動(dòng)精度4、定位精度和重復(fù)定位精度5、工作精度6、精度保持性低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性概念及表現(xiàn)形式：機(jī)床上有些運(yùn)動(dòng)部件，需要低速或微小位移。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)件勻速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件往往消滅明顯的速度不均的跳動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，即時(shí)走時(shí)?；蛘邥r(shí)快時(shí)慢的現(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)性稱為爬行。產(chǎn)生緣由：爬行是個(gè)很簡(jiǎn)單的現(xiàn)象，它是因摩擦產(chǎn)生的自激振動(dòng)現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象主要緣由是摩擦面上的摩擦系數(shù)隨速度的增大而減小和傳動(dòng)系的剛度缺乏。解決方案：在設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)部件時(shí)，應(yīng)削減靜、動(dòng)摩擦系數(shù)之差，提高傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動(dòng)件的質(zhì)量等。第三節(jié) 金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床總體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括1、機(jī)床系列型譜的制定 2、機(jī)床運(yùn)動(dòng)功能設(shè)置3、機(jī)床總體構(gòu)造方案設(shè)計(jì) 4、機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)在機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計(jì)階段假設(shè)干概念機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括機(jī)床的主參數(shù)和根本參數(shù)主參數(shù)根本參數(shù)主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床,主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速〔。轉(zhuǎn)速與切削速度v1000vnd

d——工件或刀具直徑〔mm〕1000v 1000v主運(yùn)動(dòng)的速度范

n min

d

n max

dmax 圍：R變速范圍

nmaxmin

max

min幾個(gè)重要參數(shù)的選擇：vmax和vmin切削速度與刀具材料、工件材料、進(jìn)給量和切削深度有關(guān)。選擇vmax和vmin，是依據(jù)機(jī)床上幾種典型加工狀況來(lái)考慮的。例如，車床最高切削速度是在用硬質(zhì)合金刀具半精車鋼件時(shí)，作為選擇vmax典型加頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容5成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果工狀況。最低切削速度是在用高速鋼刀具車螺紋時(shí)，作為選擇vmin的典型加工狀況。dmaxdmindmaxdmin不是指機(jī)床上可能加工的最小直徑和最大直徑dmin是指在典型加工實(shí)際使用vmax時(shí)常常加工工件直徑d值的較小值。dmax是指在典型加工實(shí)際使用vmin時(shí)常常加工工件直徑d值的較大值。標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)公比＞1，并且規(guī)定相對(duì)速度損失的最大值A(chǔ)max不大于50％，則相應(yīng)不大于2，所以1＜ 2。為了簡(jiǎn)化機(jī)床設(shè)計(jì)和使用，規(guī)定了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，這些數(shù)值是選取210的某次方根，1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。★★★★第四節(jié)主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)★★★★主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求：1、滿足機(jī)床使用性能要求2、滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力要求3、滿足機(jī)床工作性能的要求4、滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的要求5、修理調(diào)整便利，構(gòu)造簡(jiǎn)潔、合理，便于加工和裝配。主傳動(dòng)系分類按驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)類型：溝通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)按傳動(dòng)裝置類型：機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓傳動(dòng)裝置、電氣傳動(dòng)裝置以及它們的組合按變速的連續(xù)性：分極變速傳動(dòng)、無(wú)極變速傳動(dòng)主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式分類：集中傳動(dòng)方式和分散傳動(dòng)方式★★★★分級(jí)變速主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)★★★★〔把握〕1、主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的原則2、各變速組的變速范圍及極限傳動(dòng)比3、分級(jí)變速主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)〔包括多速電動(dòng)機(jī)〕無(wú)級(jí)傳速主傳動(dòng)系機(jī)床主傳動(dòng)中常承受的無(wú)級(jí)變速裝置有三大類：頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容6成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果1、變速電動(dòng)機(jī)、 2、機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置、 3、液壓無(wú)級(jí)變速裝置無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)原則1、盡量選擇功率和轉(zhuǎn)矩特性符合傳動(dòng)系要求的無(wú)級(jí)變速裝置。2范圍往往遠(yuǎn)小于機(jī)床實(shí)際需要的恒功率變速范圍。第三章典型部件設(shè)計(jì)第一節(jié) 主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件的組成及作用主軸部件是機(jī)床的執(zhí)行件，由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、密封件及定位元件等組成。遞扭矩、承受載荷主軸部件應(yīng)滿足的根本要求：〔1〕旋轉(zhuǎn)精度：旋轉(zhuǎn)精度指裝配后，在無(wú)載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和軸向跳動(dòng)。剛度：指主軸部件在外加載荷作用下抵抗變形的力量?？拐鹦裕褐钙涞挚故芷日駝?dòng)和自激振動(dòng)而保持平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)的力量主軸振動(dòng)有兩種類型：受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)溫升和熱變形：主軸組件工作時(shí)，由于摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生了溫升精度保持性：是指其長(zhǎng)期保持原始精度的力量，即精度的保持性主軸的傳動(dòng)方式：齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸部件構(gòu)造設(shè)計(jì)多數(shù)機(jī)床的主軸承受前、后兩個(gè)支承。中間支承為關(guān)心支承。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、中間配置主軸滑動(dòng)軸承的分類：按產(chǎn)生油膜的方式，可分為動(dòng)壓軸承和靜壓軸承兩類。依據(jù)流體介質(zhì)不同可分為液體滑動(dòng)軸承和氣體滑動(dòng)軸承。頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容7對(duì)應(yīng)的圖成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖動(dòng)壓軸承的工作原理：力油楔而產(chǎn)生油膜壓力p將主軸浮起其次節(jié)支承件設(shè)計(jì)支承件是指床身、立柱、橫梁、底座等大件支承件的外形及提高支承件構(gòu)造性能的措施〔了解〕支承件應(yīng)滿足的根本要求：應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度——質(zhì)量比。應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)特性，各階頻率不致引起構(gòu)造共振。熱穩(wěn)定性好。排屑暢通、調(diào)運(yùn)安全，并具有良好的構(gòu)造工藝性第三節(jié)導(dǎo)軌設(shè)計(jì)導(dǎo)軌的功用和分類導(dǎo)軌的功用是承受載荷和導(dǎo)向。導(dǎo)軌按構(gòu)造形式可分為開(kāi)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、承載力量大，剛度好3、精度保持性好；4、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)5、構(gòu)造簡(jiǎn)潔、工藝性好6、導(dǎo)軌要求構(gòu)造簡(jiǎn)潔，易于加工〔把握〕主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形機(jī)床直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的組合形式1、雙三角形導(dǎo)軌成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果成功是失敗之母，一切都是努力的結(jié)果頁(yè)腳內(nèi)容頁(yè)腳內(nèi)容112、雙矩形導(dǎo)軌3、矩形和三角表導(dǎo)軌的組合4、矩形和燕尾形導(dǎo)軌的組合第四節(jié)、機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置設(shè)計(jì)機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置的類型按安裝刀具的數(shù)目分為單刀架和多刀架。按構(gòu)造形式分為方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、回輪式刀架等。按驅(qū)動(dòng)刀架轉(zhuǎn)位的動(dòng)力分為手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架和自動(dòng)〔電動(dòng)和液動(dòng)〕轉(zhuǎn)位刀架刀庫(kù)的類型：盤式刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)、斗笠式刀庫(kù)加工中心〔了解概念〕第四章工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述工業(yè)機(jī)器人的根本工作原理〔把握〕工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成工業(yè)機(jī)器人的分類其次節(jié) 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的位姿〔了解概念〕第三節(jié) 工業(yè)機(jī)器人傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)諧波齒輪減速裝置及其特點(diǎn)〔把握〕驅(qū)動(dòng)方式的選擇第四節(jié) 工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人的手臂設(shè)計(jì)的要求〔把握〕工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器第六章物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)概述物流的概念從原材料和毛坯進(jìn)廠，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存、加工、裝配、檢驗(yàn)、包裝，直至成品和廢料出廠，在倉(cāng)庫(kù)、車間、工序之間流轉(zhuǎn)、移動(dòng)和儲(chǔ)存的全部過(guò)程物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求1、工廠平面布置合理化2、工廠物流活動(dòng)與生產(chǎn)工藝流程同步化3、物料搬運(yùn)路線簡(jiǎn)捷、直線化4、物料搬運(yùn)機(jī)械化、省力化、自動(dòng)化5、單元化容器標(biāo)準(zhǔn)化、通用化6、庫(kù)存合理化7、承受看板運(yùn)輸治理，保護(hù)增生產(chǎn)物流活動(dòng)準(zhǔn)時(shí)化8、提倡儲(chǔ)、運(yùn)、包一體化，集裝單元化9手法、運(yùn)送、搬運(yùn)的有關(guān)人員指明產(chǎn)品、零件流向，起到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度作用物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1、合理規(guī)劃廠區(qū) 2、合理布局車間工位3、合理確定庫(kù)存量 4、合理選擇搬運(yùn)裝備料倉(cāng)式上料裝置功用和組成功用：當(dāng)單件毛坯的尺寸較大，而且外形比較簡(jiǎn)單，難于自動(dòng)定向時(shí)，可承受料倉(cāng)上料機(jī)構(gòu)。適用于加工時(shí)間較長(zhǎng)的零件。用在大量和批量生產(chǎn)中。組成：料倉(cāng)、隔料器、上料器、上料桿、下料桿等局部隔料器的分析料斗式上料裝置功用和組成〔了解〕功用者則可對(duì)儲(chǔ)料器中雜亂的工件進(jìn)展自動(dòng)定向整理再送給機(jī)床。組成：由裝料機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)組成。裝料機(jī)構(gòu)由料斗、攪動(dòng)器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、減速器等組成。儲(chǔ)料機(jī)構(gòu)由隔料器、上料器等組成上下料機(jī)械手的概念機(jī)床間的工件傳遞和運(yùn)送裝置主要有：托盤、隨行夾具、各種傳送裝置、有軌小車和無(wú)軌小車等自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的概念第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)機(jī)械加工生產(chǎn)線及其根本組成工藝挨次排