機床課件第14章 總體設(shè)計

四章總體設(shè)計

機床的總體方案設(shè)計；機床設(shè)計的“四化”（系列化、通用化、標準化、模塊化）；機床的總體布局。要求：了解機床總體設(shè)計思想。2021/5/91

機床設(shè)計是設(shè)計師根據(jù)市場的需求、現(xiàn)有的制造條件、新工藝的發(fā)展，運用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識，所進行的創(chuàng)造性的勞動。機床設(shè)計發(fā)展1.由單純靠類比設(shè)計發(fā)展到分析計算設(shè)計2.由單純靜力分析發(fā)展到包括靜態(tài)、動態(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)機床設(shè)計應(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、自動化5、可靠性6、機床壽命二、經(jīng)濟效益三、人機關(guān)系2021/5/93第二節(jié)機床設(shè)計的步驟一、有關(guān)機床設(shè)計的幾點看法1、機床設(shè)計要有創(chuàng)造性2、堅持為用戶服務(wù)3、發(fā)展機床零部件專業(yè)廠2021/5/94二、機床設(shè)計的步驟1、研究設(shè)計要求、檢索資料；2、擬定方案；工藝分析：對專用機床，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)率計算卡。對通用機床則應(yīng)參照傳統(tǒng)的工藝方法，并考慮新工藝和經(jīng)濟合理地擴大工藝范圍的可能性。2021/5/95確定機床主要技術(shù)參數(shù)、傳動系統(tǒng)、液壓及電氣系統(tǒng)、主要部件結(jié)構(gòu)草圖，對試驗結(jié)果及技術(shù)經(jīng)濟進行分析。機床總體布局：

分配運動、選擇傳動和支承形式、安排操作部位、擬定從布局上改變技術(shù)經(jīng)濟指標的措施等。繪制機床聯(lián)系尺寸圖。

2021/5/96機床的聯(lián)系尺寸機床的總布局是通過機床的聯(lián)系尺寸圖體現(xiàn)的。在機床的聯(lián)系尺寸中應(yīng)包括：機床的外形尺寸，長寬高；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)

移動部件的行程、調(diào)整位置的尺寸。(4)

機床的裝料高度、操縱臺的高度尺寸。(5)

機床主機與液壓站、電氣柜的間距。2021/5/972021/5/98

三、樣機試制和鑒定

3、技術(shù)設(shè)計；4、工作圖設(shè)計；5、編制技術(shù)文件；6、對圖樣進行工藝審查和標準化審查。2021/5/99第三節(jié)系列化、通用化、標準化和模塊化機床的四化是一項重要的技術(shù)經(jīng)濟政策，對發(fā)展機床新品種，提高機床質(zhì)量，縮短新機床試制和生產(chǎn)準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、機床的系列化定義：為同一類型的機床安排一個系列型譜，統(tǒng)一規(guī)劃擬訂一系列的各種機床的總體方案，對產(chǎn)品進行系列設(shè)計。目的：用最少的規(guī)格和最少型式的機床去滿足國民經(jīng)濟各生產(chǎn)部門的需要。2021/5/910內(nèi)容制定機床的參數(shù)標準：確定主參數(shù)系列和第二主參數(shù)

編制機床的系列型譜：根據(jù)機床主參數(shù)標準的規(guī)定，確定某類型機床的品種、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。

機床的系列設(shè)計：應(yīng)根據(jù)機床的系列型譜進行

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制定了參數(shù)標準,同一主參數(shù)的機床，為了滿足社會的需要，選擇用途廣，形式易變的機床作為基型，以基型為基礎(chǔ)，增加或減少某些另部件的結(jié)構(gòu)而派生出來的機床作為變型，(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，進行產(chǎn)品設(shè)計，產(chǎn)品試制，產(chǎn)品定型，實現(xiàn)品種系列化，并逐步做到“五個統(tǒng)一”（型號統(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)量檢查標準和試驗方法統(tǒng)一）以利于機床的生產(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準化定義：在互換性的基礎(chǔ)上，盡可能地擴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)和管理過程簡化，以獲得較高的經(jīng)濟效益。優(yōu)點：減少設(shè)計工作量。擴大生產(chǎn)批量，減少工藝裝備，便于管理生產(chǎn)和組織專業(yè)化生產(chǎn)，降低成本，提高技術(shù)，保證質(zhì)量。2021/5/914機床的零部件一般可分為：專用件：某一型號的機床所特有的零部件。通用件：本型號機床與其它型號機床間相互通用的零部件。外購件：由專門工廠生產(chǎn)的可以購買到的零部件。標準件：由國家或行業(yè)標準化了的，在各種機床或機器上都可以通用的零部件。要盡量加大通用件和標準件在零件總數(shù)中的比重。通用化系數(shù)=通用件總數(shù)/（專+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，專用件只有71件，通用化系數(shù)為84.5%標準化系數(shù)=（標準件總數(shù)+外購件總數(shù)）/零件總數(shù)一般標準化系數(shù)≧45%-50%2021/5/915三、模塊化

模塊化是通用化的發(fā)展。其設(shè)計的核心就是要設(shè)計一系列的模塊，在模塊化的初步，是使各個部件獨立，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)且能互換的各個單元（零件、組件、部件或系統(tǒng)）或是能增加機床功能的單元。優(yōu)點：產(chǎn)品更新快，開發(fā)快。設(shè)計和試制周期短：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)過實驗，可確保性能穩(wěn)定可靠。2021/5/916設(shè)計時應(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)注意與主機的區(qū)別。模塊化的進一步發(fā)展是生產(chǎn)的社會化。各種模塊(稱為“功能部件”或“單元”)由專門的工廠制造，作為商品，向社會供應(yīng)。2021/5/9172021/5/918第四節(jié)機床的總布局任務(wù)：解決機床各部件間的相對運動和相對位置的關(guān)系，并使機床具有協(xié)調(diào)完美的造型。定義：選擇機床的形式分配各機床部件之間所需的相對運動的及安排各部件和手柄在整合機床中的相互位置。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位置和相對運動。保證機床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度和抗震性。便于觀察加工過程，便于操作，調(diào)整和修理機床，便于輸送裝卸工件和排除抗屑，并保證工件安全。經(jīng)濟性好。為節(jié)省材料，減少機床占地面積。2021/5/919一、機床的基本型式

通用機床的總體布局：布局形式是比較成熟的傳統(tǒng)形式，變化不大，如臥式、立式、單臂式和龍門式等，隨著科技的不斷發(fā)展，也在逐步改善。專用機床的總體布局：布局形式靈活多樣，變化較多。參考通用機床的布局有時對專用機床的布局也是有益的。影響機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、運輸和吊裝等。2021/5/9201、臥式機床這種型式的機床的重心低，但占地面積較大。通常工人在機床的前面操作，適于加工細而長的工件或需要加工行程較長的工件。如臥式車床、外圓磨床、臥式鏜床、臥式拉床等。2021/5/9212、立式機床

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

適于方便地更換點位進行加工。但這類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、龍門框架式機床

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