機(jī)床課件第14章 總體設(shè)計(jì)

四章總體設(shè)計(jì)

機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)；機(jī)床設(shè)計(jì)的“四化”（系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化）；機(jī)床的總體布局。要求：了解機(jī)床總體設(shè)計(jì)思想。2021/5/91

機(jī)床設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師根據(jù)市場(chǎng)的需求、現(xiàn)有的制造條件、新工藝的發(fā)展，運(yùn)用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)，所進(jìn)行的創(chuàng)造性的勞動(dòng)。機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)展1.由單純靠類(lèi)比設(shè)計(jì)發(fā)展到分析計(jì)算設(shè)計(jì)2.由單純靜力分析發(fā)展到包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)以及熱變形熱應(yīng)力等的分析3.由定性分析發(fā)展到定量分析2021/5/92第一節(jié)機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求一、性能要求1、工藝范圍2、加工精度和表面粗糙度3、生產(chǎn)率4、自動(dòng)化5、可靠性6、機(jī)床壽命二、經(jīng)濟(jì)效益三、人機(jī)關(guān)系2021/5/93第二節(jié)機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟一、有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)看法1、機(jī)床設(shè)計(jì)要有創(chuàng)造性2、堅(jiān)持為用戶服務(wù)3、發(fā)展機(jī)床零部件專(zhuān)業(yè)廠2021/5/94二、機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟1、研究設(shè)計(jì)要求、檢索資料；2、擬定方案；工藝分析：對(duì)專(zhuān)用機(jī)床，應(yīng)確定工藝方法、擬定夾具方案，繪制加工示意圖、加工工序圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡。對(duì)通用機(jī)床則應(yīng)參照傳統(tǒng)的工藝方法，并考慮新工藝和經(jīng)濟(jì)合理地?cái)U(kuò)大工藝范圍的可能性。2021/5/95確定機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓及電氣系統(tǒng)、主要部件結(jié)構(gòu)草圖，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行分析。機(jī)床總體布局：

分配運(yùn)動(dòng)、選擇傳動(dòng)和支承形式、安排操作部位、擬定從布局上改變技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施等。繪制機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。

2021/5/96機(jī)床的聯(lián)系尺寸機(jī)床的總布局是通過(guò)機(jī)床的聯(lián)系尺寸圖體現(xiàn)的。在機(jī)床的聯(lián)系尺寸中應(yīng)包括：機(jī)床的外形尺寸，長(zhǎng)寬高；各部件的輪廓尺寸。(2)

各部件間的連接、配合和相關(guān)位置的尺寸。(3)

移動(dòng)部件的行程、調(diào)整位置的尺寸。(4)

機(jī)床的裝料高度、操縱臺(tái)的高度尺寸。(5)

機(jī)床主機(jī)與液壓站、電氣柜的間距。2021/5/972021/5/98

三、樣機(jī)試制和鑒定

3、技術(shù)設(shè)計(jì)；4、工作圖設(shè)計(jì)；5、編制技術(shù)文件；6、對(duì)圖樣進(jìn)行工藝審查和標(biāo)準(zhǔn)化審查。2021/5/99第三節(jié)系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化機(jī)床的四化是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，對(duì)發(fā)展機(jī)床新品種，提高機(jī)床質(zhì)量，縮短新機(jī)床試制和生產(chǎn)準(zhǔn)備周期保證互換性及協(xié)作配套等都有十分重要的意義，其核心是品種系列化。一、機(jī)床的系列化定義：為同一類(lèi)型的機(jī)床安排一個(gè)系列型譜，統(tǒng)一規(guī)劃擬訂一系列的各種機(jī)床的總體方案，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行系列設(shè)計(jì)。目的：用最少的規(guī)格和最少型式的機(jī)床去滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門(mén)的需要。2021/5/910內(nèi)容制定機(jī)床的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：確定主參數(shù)系列和第二主參數(shù)

編制機(jī)床的系列型譜：根據(jù)機(jī)床主參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，確定某類(lèi)型機(jī)床的品種、基型與變型、布局及其應(yīng)有的技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)水平。

機(jī)床的系列設(shè)計(jì)：應(yīng)根據(jù)機(jī)床的系列型譜進(jìn)行

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制定了參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),同一主參數(shù)的機(jī)床，為了滿足社會(huì)的需要，選擇用途廣，形式易變的機(jī)床作為基型，以基型為基礎(chǔ)，增加或減少某些另部件的結(jié)構(gòu)而派生出來(lái)的機(jī)床作為變型，(基型+變型即構(gòu)成型譜,主參數(shù)系列+型譜才構(gòu)成系列型譜)在系列型譜的指導(dǎo)下，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品試制，產(chǎn)品定型，實(shí)現(xiàn)品種系列化，并逐步做到“五個(gè)統(tǒng)一”（型號(hào)統(tǒng)一；主要參數(shù)統(tǒng)一；安裝和連接尺寸統(tǒng)一；易損件統(tǒng)一；質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)方法統(tǒng)一）以利于機(jī)床的生產(chǎn)，使用，維修，配套和管理。2021/5/912例搖臂鉆床的主參數(shù)(最大鉆孔直徑)系列為25、40、63、80、100、125mm。

搖臂鉆床系列型譜中幾種型式

2021/5/913二、零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化定義：在互換性的基礎(chǔ)上，盡可能地?cái)U(kuò)大零部件的使用范圍,在行業(yè)內(nèi)部利用較少的幾種結(jié)構(gòu)，去適應(yīng)較多的產(chǎn)品的需要。目的:以減少企業(yè)生產(chǎn)的零、部件種數(shù)，使制造廠的生產(chǎn)和管理過(guò)程簡(jiǎn)化，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)點(diǎn)：減少設(shè)計(jì)工作量。擴(kuò)大生產(chǎn)批量，減少工藝裝備，便于管理生產(chǎn)和組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，降低成本，提高技術(shù)，保證質(zhì)量。2021/5/914機(jī)床的零部件一般可分為：專(zhuān)用件：某一型號(hào)的機(jī)床所特有的零部件。通用件：本型號(hào)機(jī)床與其它型號(hào)機(jī)床間相互通用的零部件。外購(gòu)件：由專(zhuān)門(mén)工廠生產(chǎn)的可以購(gòu)買(mǎi)到的零部件。標(biāo)準(zhǔn)件：由國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化了的，在各種機(jī)床或機(jī)器上都可以通用的零部件。要盡量加大通用件和標(biāo)準(zhǔn)件在零件總數(shù)中的比重。通用化系數(shù)=通用件總數(shù)/（專(zhuān)+通）例如：通用搖臂鉆床Z3012540（最大鉆孔直徑為125毫米，最大跨距為400毫米）通用件為386件，專(zhuān)用件只有71件，通用化系數(shù)為84.5%標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)=（標(biāo)準(zhǔn)件總數(shù)+外購(gòu)件總數(shù)）/零件總數(shù)一般標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)≧45%-50%2021/5/915三、模塊化

模塊化是通用化的發(fā)展。其設(shè)計(jì)的核心就是要設(shè)計(jì)一系列的模塊，在模塊化的初步，是使各個(gè)部件獨(dú)立，并有幾種方案可供選擇。定義：一組具有同一功能和結(jié)合要素（包括連接部件的形狀，尺寸和連接件之間的配合）而有不同用途（或性能）和不同結(jié)構(gòu)且能互換的各個(gè)單元（零件、組件、部件或系統(tǒng)）或是能增加機(jī)床功能的單元。優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品更新快，開(kāi)發(fā)快。設(shè)計(jì)和試制周期短：能極大地適應(yīng)用戶的需要，便于發(fā)展多品種小批量產(chǎn)品成本低，效益好。維修方便。模塊預(yù)先經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，可確保性能穩(wěn)定可靠。2021/5/916設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意模塊的互換性和適應(yīng)性，組成產(chǎn)品的各模塊應(yīng)“協(xié)調(diào)勻稱”，尤其應(yīng)注意與主機(jī)的區(qū)別。模塊化的進(jìn)一步發(fā)展是生產(chǎn)的社會(huì)化。各種模塊(稱為“功能部件”或“單元”)由專(zhuān)門(mén)的工廠制造，作為商品，向社會(huì)供應(yīng)。2021/5/9172021/5/918第四節(jié)機(jī)床的總布局任務(wù)：解決機(jī)床各部件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)位置的關(guān)系，并使機(jī)床具有協(xié)調(diào)完美的造型。定義：選擇機(jī)床的形式分配各機(jī)床部件之間所需的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的及安排各部件和手柄在整合機(jī)床中的相互位置。合理的總體布局應(yīng)滿足的基本要求：保證工藝方法所需要的工件和刀具的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。保證機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗震性。便于觀察加工過(guò)程，便于操作，調(diào)整和修理機(jī)床，便于輸送裝卸工件和排除抗屑，并保證工件安全。經(jīng)濟(jì)性好。為節(jié)省材料，減少機(jī)床占地面積。2021/5/919一、機(jī)床的基本型式

通用機(jī)床的總體布局：布局形式是比較成熟的傳統(tǒng)形式，變化不大，如臥式、立式、單臂式和龍門(mén)式等，隨著科技的不斷發(fā)展，也在逐步改善。專(zhuān)用機(jī)床的總體布局：布局形式靈活多樣，變化較多。參考通用機(jī)床的布局有時(shí)對(duì)專(zhuān)用機(jī)床的布局也是有益的。影響機(jī)床總體布局的主要因素：表面成型方法。工件尺寸。工件技術(shù)要求。生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)率。其它因素：結(jié)構(gòu)、操作、外形、占地、運(yùn)輸和吊裝等。2021/5/9201、臥式機(jī)床這種型式的機(jī)床的重心低，但占地面積較大。通常工人在機(jī)床的前面操作，適于加工細(xì)而長(zhǎng)的工件或需要加工行程較長(zhǎng)的工件。如臥式車(chē)床、外圓磨床、臥式鏜床、臥式拉床等。2021/5/9212、立式機(jī)床

具有占地面積小，工人所處的操作位置比較靈活的特點(diǎn)；如立式鉆床、立式單柱坐標(biāo)鏜床、立式銑床等。2021/5/9223、單臂式機(jī)床

適于方便地更換點(diǎn)位進(jìn)行加工。但這類(lèi)布局型式與框架式相比剛度較差，因此應(yīng)注意提高剛度。

2021/5/9234、龍門(mén)框架式機(jī)床

具有剛度和加工精度高的特點(diǎn)。適用于箱體件的平面加工，如龍門(mén)刨床、龍門(mén)銑床；或是加工精度和表面粗