《機(jī)械制造裝備設(shè)計》重要知識點_4575

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計第一章、機(jī)械制造及裝備設(shè)計方法第一節(jié)、概述機(jī)械制造裝備的發(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3、綠色制造與可持續(xù)發(fā)展4、智能制造技術(shù)與智能化裝備第二節(jié)機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的主要功能機(jī)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5、 機(jī)電一體化2、 柔性化6、 節(jié)材7、 符合工業(yè)工程要求3、 精密化8、 符合綠色工程要求4、 自動化一般的功能要求包括（1）加工精度方面的要求（2）強(qiáng)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(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

2、工裝備（機(jī)床或工作母機(jī)）2、工藝裝備3、 儲運(yùn)裝備4、輔助裝備加工裝備包括 ：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)行分類：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形狀的工件的多種加工面專用機(jī)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(jī)床專門化機(jī)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(jìn)行加工3、機(jī)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、

3、輕型、萬能和簡式機(jī)床等第四節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計的類型機(jī)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)計等三大類第五節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計的方法機(jī)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)計階段(四 )施工設(shè)計階段第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計第一節(jié)概述機(jī)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(jī)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(jī)床整機(jī)綜合評價6、定型設(shè)計第二節(jié)金屬切削機(jī)床設(shè)計的基本理

4、論機(jī)床的運(yùn)動學(xué)原理金屬切削機(jī)床工作原理是通過刀具與工件之間的相對運(yùn)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(dá)到其精度要求。工件表面的形成方法與機(jī)床運(yùn)動幾個概念： 從幾何學(xué)表面觀點來看，機(jī)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(yùn)動的軌跡。母線和導(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(yùn)動把零件的表面切削成要求的形狀?？赡姹砻妫盒纬善矫妗⒅本€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

5、和螺旋面等，都屬于不可逆表面。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)動分類按運(yùn)動的功能分：成形運(yùn)動和非成形運(yùn)動按運(yùn)動的性質(zhì)分：直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動按運(yùn)動之間的關(guān)系分類：獨立運(yùn)動和復(fù)合運(yùn)動機(jī)床的成形運(yùn)動的分類：主運(yùn)動和形狀創(chuàng)成運(yùn)動機(jī)床運(yùn)動功能的描述方法1、 機(jī)床運(yùn)動功能式（要求會寫）左邊寫工件，用W 表示；右邊寫刀具，用T 表示；中間寫運(yùn)動，按運(yùn)動順序排列；工件、運(yùn)動和刀具之間用“/”分開，下標(biāo)p 表示主運(yùn)動，下標(biāo)f 表示進(jìn)給運(yùn)動，下標(biāo)a 表示分成形運(yùn)動2、 機(jī)床運(yùn)動原理圖（要求會畫，特別是車、銑、刨）運(yùn)動原理圖是將機(jī)床的運(yùn)動功能式

6、用簡潔的符號和圖形表達(dá)出來，除了描述機(jī)床的運(yùn)動軸個數(shù)、形式及排列順序外，還表示了機(jī)床兩個末端執(zhí)行器和各個運(yùn)動軸的空間方位，是認(rèn)識、分析、設(shè)計機(jī)床傳動系統(tǒng)的依據(jù)。精度（要求了解即可）1、幾何精度2、運(yùn)動精度3、傳動精度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)動平穩(wěn)性（要求知道概念、原因、表現(xiàn)形式、解決方案）概念及表現(xiàn)形式：機(jī)床上有些運(yùn)動部件，需要低速或微小位移。當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時，主動件勻速運(yùn)動，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均的跳躍式運(yùn)動，即時走時停或者時快時慢的現(xiàn)象，這種在低速運(yùn)動時產(chǎn)生的運(yùn)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)

7、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(yùn)動部件時，應(yīng)減少靜、動摩擦系數(shù)之差，提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。第三節(jié)金屬切削機(jī)床總體設(shè)計金屬切削機(jī)床總體設(shè)計內(nèi)容包括1、機(jī)床系列型譜的制定2、機(jī)床運(yùn)動功能設(shè)置3、機(jī)床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計4、機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計在機(jī)床主要參數(shù)的設(shè)計階段若干概念主運(yùn)動為回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)床,主運(yùn)動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速n（ r/min ）。轉(zhuǎn)速與切削速度v 的關(guān)系為：1000vd 工件或刀具直徑（mm）nd主運(yùn)動的速度范圍：nmin1000vminnmax1000vmaxdmaxdminnmax變速范圍 Rn：Rn nm

8、in幾個重要參數(shù)的選擇：和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，是根據(jù)機(jī)床上幾種典型加工情況來考慮的。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，最低切削速度是在用高速鋼刀具車螺紋時，作為選擇vmin作為選擇 vmax 典型加工情況。的典型加工情況。dmax和dmindmax 和 dmin 不是指機(jī)床上可能加工的最小直徑和最大直徑dmin 是指在典型加工實際使用dmax 是指在典型加工實際使用vmax vmin時經(jīng)常加工工件直徑時經(jīng)常加工工件直徑d 值的較小值。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)定相對速度損失的最大值A(chǔ)max

9、不大于50，則相應(yīng)不大于2，所以 12。為了簡化機(jī)床設(shè)計和使用，規(guī)定了幾個標(biāo)準(zhǔn)值，這些數(shù)值是選取2 或 10 的某次方根， 1.06、1.12、 1.26、 1.41、 1.58、 1.78、 2。第四節(jié)主傳動系設(shè)計主傳動系設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求：1、滿足機(jī)床使用性能要求2、滿足機(jī)床傳遞動力要求3、滿足機(jī)床工作性能的要求4、滿足產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)濟(jì)性的要求5、維修調(diào)整方便，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工和裝配。主傳動系分類按驅(qū)動主傳動的電動機(jī)類型：交流電動機(jī)驅(qū)動、直流電動機(jī)驅(qū)動按傳動裝置類型：機(jī)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

10、：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(jī)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(jī)、2、機(jī)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(yuǎn)小于機(jī)床實際需要的恒功率變速范圍。第三章典型部件設(shè)計第一節(jié)主軸部件設(shè)計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、傳動件、密封件及定位元件等組成

11、。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(yùn)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)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(yùn)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(jī)直接驅(qū)動主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計多數(shù)

12、機(jī)床的主軸采用前、后兩個支承。為提高剛度和抗振性，有的機(jī)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。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 將主軸浮起第二節(jié)支承件設(shè)計支承件是指床身、立柱、橫梁、底座等大件支承件應(yīng)滿足的基本要求：（ 1）應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度 質(zhì)量比。（

13、 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(yùn)安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性第三節(jié)導(dǎo)軌設(shè)計導(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(yùn)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、燕尾形和圓柱形對應(yīng)的圖第四節(jié)、機(jī)床刀架和自動換刀裝置設(shè)計機(jī)床刀架和自動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

14、轉(zhuǎn)位刀架和自動（電動和液動）轉(zhuǎn)位刀架刀庫的類型：盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁?、斗笠式刀庫第六章物流系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié)概述（掌握相關(guān)概念）物流的概念從原材料和毛坯進(jìn)廠，經(jīng)過儲存、 加工、裝配、 檢驗、包裝，直至成品和廢料出廠，在倉庫、車間、工序之間流轉(zhuǎn)、移動和儲存的全部過程物流系統(tǒng)的設(shè)計要求1、 工廠平面布置合理化2、 工廠物流活動與生產(chǎn)工藝流程同步化3、 物料搬運(yùn)路線簡捷、直線化4、 物料搬運(yùn)機(jī)械化、省力化、自動化5、 單元化容器標(biāo)準(zhǔn)化、通用化6、 庫存合理化7、 采用看板運(yùn)輸管理，保護(hù)增生產(chǎn)物流活動準(zhǔn)時化8、 提倡儲、運(yùn)、包一體化，集裝單元化9、 在物料流程中，上下工位之間、前后生產(chǎn)車間之間要有固定位置的

15、流程圖，為手法、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)場調(diào)度作用物流系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)1、 合理規(guī)劃廠區(qū)2、合理布局車間工位3、合理確定庫存量4、合理選擇搬運(yùn)裝備料倉式上料裝置功用和組成功用：當(dāng)單件毛坯的尺寸較大，而且形狀比較復(fù)雜，難于自動定向時， 可采用料倉上料機(jī)構(gòu)。適用于加工時間較長的零件。用在大量和批量生產(chǎn)中。組成：料倉、隔料器、上料器、上料桿、下料桿等部分料斗式上料裝置功用和組成功用 ：料斗式與料倉式的不同， 后者只是將已定向好的工件由儲料器向機(jī)床供料， 而前者則可對儲料器中雜亂的工件進(jìn)行自動定向整理再送給機(jī)床。組成 ：由裝料機(jī)構(gòu)、儲料機(jī)構(gòu)組成。裝料機(jī)構(gòu)由料斗、攪動器、定向器、

16、剔除器、分路器、送料槽、減速器等組成。儲料機(jī)構(gòu)由隔料器、上料器等組成機(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、有軌小車和無軌小車等第七章機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計機(jī)械加工生產(chǎn)線及其基本組成機(jī)械加工生產(chǎn)線：以機(jī)床為主要設(shè)備，配以相應(yīng)的輸送裝置與輔助裝置，按工件的加工工藝順序排列而成的生產(chǎn)作業(yè)線。機(jī)械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、傳送裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)組成機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型1、 按工件外形和工件運(yùn)動狀態(tài)分：旋轉(zhuǎn)體工件加工生產(chǎn)線和非旋轉(zhuǎn)體工件加工生產(chǎn)線2、 按工藝設(shè)備類型分：通用機(jī)床生產(chǎn)線、組合機(jī)床生產(chǎn)線、專用機(jī)床生產(chǎn)線、數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)線3、 按設(shè)備連接方式區(qū)分：剛性連接

17、生產(chǎn)線、柔性連接生產(chǎn)線組合機(jī)床的特點：1、 主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工2、生產(chǎn)率高4、 加工精度穩(wěn)定4、研制周期短5、 自動化程度高、勞動強(qiáng)度低6、配置靈活組合機(jī)床設(shè)計步驟：1、調(diào)查研究2、總體方案設(shè)計3、技術(shù)設(shè)計4、工作設(shè)計組合機(jī)床總體設(shè)計的內(nèi)容組合機(jī)床總體設(shè)計主要是繪制“三圖一卡”，內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)計算卡藍(lán)新特家具系統(tǒng)：采用孔槽相互定位、相互調(diào)整的原理，是孔槽結(jié)合、各系列結(jié)合、傳統(tǒng)機(jī)床與現(xiàn)代機(jī)床結(jié)合、 傳統(tǒng)與計算機(jī)結(jié)合的更新?lián)Q代夾具系統(tǒng)， 有五項其它夾具無法比擬的特點：有利于現(xiàn)代化管理。 采用先進(jìn)的軟件， 實現(xiàn)了現(xiàn)代夾具電腦設(shè)計

18、、 模擬組裝、模擬拆卸、模擬加工，輸出夾具拼裝圖和原件清單，有利于現(xiàn)代加工的數(shù)字化管理。結(jié)構(gòu)巧。 采用統(tǒng)一的定位結(jié)構(gòu)，使不同大小的原件融為一體，既能相互定位，又能相互組裝，還能實現(xiàn)在任意空間位置上的平移和旋轉(zhuǎn)的全柔性調(diào)整。精度高。采用尺寸間隔為 級差的定位元件，快速定位組裝，組裝精度為 . ，精確調(diào)整，精度可達(dá) 。剛性好。 每個支承件均用兩個定位銷和個螺釘牢牢地固定在基礎(chǔ)板上，夾具組裝精度在使用過程中不會因受力過大而改變， 有利于提高加工精度的穩(wěn)定性。安裝便捷。利用定位銷可重復(fù)快速準(zhǔn)確地將夾具安裝在機(jī)床的臺基板上， 節(jié)省了安裝夾具的找正時間。實例總結(jié)：由于我們采用了偏心鍵銷和小數(shù)墊板， 不用量具就滿足了一次性準(zhǔn)確定位，夾具的剛性和精度得到了保證， 而不會因為加大切削量和搬運(yùn)的碰撞受到影響，從而提高了夾具精度的穩(wěn)定性。該夾具系統(tǒng)可做到以下幾點： 減少工件廢品率； 提高機(jī)床的使用率； 縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期；使用的 .軟件系統(tǒng)，有利于現(xiàn)代加工的數(shù)字化管理；減少工裝制造數(shù)量； 減少工裝設(shè)計人員； 提高了工人的操作水平；大幅度提高企業(yè)的競爭力。它以其高精度、 高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性及三維空間全柔性調(diào)整的特點為生產(chǎn)提供了便捷可靠、安全有效的保障，為增強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)的競爭實力提供了有力手段。柴油機(jī)油底殼加工自動線