機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)自考本科

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)自考本科資料僅供參考機(jī)械制造裝備的狀況：50年代為“規(guī)模效益”模式，即少品種、大批量生產(chǎn)模式；70年代是“精益生產(chǎn)”模式，以提高質(zhì)量，降低成本為標(biāo)志；80年代較多地采用數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、柔性制造單元和系統(tǒng)等高技術(shù)的集成機(jī)械制造裝備；90年代以來，機(jī)械制造裝備普遍具有“柔性化”、“自動(dòng)化”和“精密化”的特點(diǎn)，以適應(yīng)多品種、小批量和經(jīng)常更新產(chǎn)品的需要。機(jī)床加工精度：指被加工工件表面的形狀、位置、尺寸的準(zhǔn)確度、表面的粗糙程度。機(jī)床的精度分為三級(jí)：普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精密機(jī)床。機(jī)床的精度，包括幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度和定位精度etc。機(jī)床尺寸參數(shù)：指影響機(jī)床加工性能的一些尺寸。主參數(shù)代表機(jī)床的規(guī)格大小，是最重要的尺寸參數(shù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)：主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速。公比選用原則：標(biāo)準(zhǔn)公比：∮1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2工藝范圍：機(jī)床的工藝范圍是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。它包括可加工的零件類型、形狀和尺寸范圍，能完成的工序種類etc。大批量生產(chǎn)，工序分散，要求一臺(tái)機(jī)床只完成一個(gè)零件的一道或幾道工序的加工，加工效率高，工藝范圍窄。適應(yīng)這種生產(chǎn)模式的機(jī)床是專用機(jī)床和組合機(jī)床。單件、小批量生產(chǎn)，工序集中，要求機(jī)床完成盡可能多的工序，工藝范圍廣。適應(yīng)這種生產(chǎn)模式的機(jī)床是普通機(jī)床和萬能機(jī)床。多品種、小批量生產(chǎn)模式，要求機(jī)床適應(yīng)一定的加工對(duì)象的變化，即在同一時(shí)期內(nèi)，適應(yīng)多品種的加工；機(jī)床運(yùn)動(dòng)數(shù)目多、刀具種類多、數(shù)量多、工藝范圍更廣，且加工精度和加工效率高。適應(yīng)這一生產(chǎn)模式的機(jī)床是數(shù)控機(jī)床和柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)。導(dǎo)軌的功用：導(dǎo)軌的功用是支承并引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。它承受其支承的運(yùn)動(dòng)部件和工件（或刀具）的質(zhì)量及切削力。導(dǎo)軌按運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和移置導(dǎo)軌。導(dǎo)軌按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。導(dǎo)軌按受力狀態(tài)可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。導(dǎo)軌具有承載和導(dǎo)向功能，且多數(shù)導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)為混合摩擦。機(jī)械制造裝備的組成：①加工設(shè)備②工藝裝備③工件輸送裝備④輔助裝備機(jī)床的設(shè)計(jì)步驟：一、總體設(shè)計(jì)二、技術(shù)設(shè)計(jì)三、零件設(shè)計(jì)及資料編寫四、樣機(jī)試制和試驗(yàn)鑒定9.擴(kuò)大變速范圍的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：一、增加變速組的傳動(dòng)系統(tǒng)二、單回曲機(jī)構(gòu)三、對(duì)稱雙公比傳動(dòng)系統(tǒng)四、雙速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)10.生產(chǎn)率計(jì)算卡：反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等的技術(shù)文件。經(jīng)過生產(chǎn)率計(jì)算卡，能夠分析所擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。11.“前多后少”原則傳動(dòng)件越靠近電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速就越高，在電動(dòng)機(jī)功率一定的情況下，所需傳遞的轉(zhuǎn)矩就越小，傳動(dòng)件和傳動(dòng)軸的幾何尺寸就越小。因此，從傳動(dòng)順序來講，應(yīng)盡量使前面的傳動(dòng)件多一些，即前多后少的原則。12.主軸組件應(yīng)滿足的基本要求：1.旋轉(zhuǎn)精度2.靜剛度3.動(dòng)剛度溫升與熱變形5.精度保持性旋轉(zhuǎn)精度是主軸組件裝配后，靜止或低速空載狀態(tài)下，刀具或工件安裝基面上的全跳動(dòng)值。靜剛度，簡(jiǎn)稱為剛度，是主軸組件在靜載荷作用下抵抗變形的能力，一般以主軸端部產(chǎn)生單位位移彈性變形時(shí)，位移方向上所施加的力表示。動(dòng)剛度，機(jī)床在額定在額定載荷下切削時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。主軸組件工作時(shí)，軸承的摩擦形成熱源，切削熱和齒輪嚙合熱的傳遞，導(dǎo)致主軸部件溫度升高，產(chǎn)生熱變形。主軸熱變形可引起軸承間隙變化，軸心位置偏移，定位基面的形狀尺寸和位置產(chǎn)生變化；潤(rùn)滑油溫度升高后，粘度下降。阻尼降低。主軸組件的精度保持性是指長(zhǎng)期保持其原始制造精度的能力。主軸組件的主要失效形式是磨損，因此精度保持性又稱為耐磨性。主要磨損有：主軸軸承的疲勞磨損，主軸軸頸表面、裝卡刀具的定位基面的磨損etc。磨損的速度與摩擦性質(zhì)、摩擦副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、摩擦副材料的硬度、摩擦面積、面擦面表面精度以及潤(rùn)滑方式等有關(guān)。13.六點(diǎn)定位：六點(diǎn)定位原理是采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度。14.夾具特點(diǎn)：1.按夾具的通用特性劃分通用夾具一般不需調(diào)整就能夠適用于相當(dāng)廣泛的一類工件的加工專用夾具是指專為某個(gè)零件的某一道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的?？烧{(diào)夾具是指經(jīng)過調(diào)節(jié)或更換裝在通用夾具基礎(chǔ)件上的某些可調(diào)或可換元件，達(dá)到能適應(yīng)加工若干不同種類工件的一類夾具。成組夾具是根據(jù)成組加工工藝的原則，針對(duì)一組形狀相近、工藝相似的零件而設(shè)計(jì)。組合夾具是由預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件，按照工序加工的要求組合裝配起來的，使用完后可拆卸存放，其元件和部件能夠重復(fù)使用。隨行夾具是一類在自動(dòng)線和柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。它既要完成工件的定位和夾緊，又要作為運(yùn)載工具將工件在機(jī)床間進(jìn)行輸送，輸送到下一道工序的機(jī)床后，隨行夾具應(yīng)在機(jī)床上準(zhǔn)確地定位和可靠地夾緊。2.按所使用的機(jī)床劃分如車床夾具、銑床夾具、鏜床夾具、磨床夾具和鉆床夾具etc。15.機(jī)床夾具技術(shù)要求的制訂1.夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的技術(shù)要求夾具外形的最大輪廓尺寸定位副的配合公差帶及定位支承間的位置精度引導(dǎo)副的配合公差帶、引導(dǎo)元件間的位置精度及其一個(gè)引導(dǎo)元件對(duì)定位元件的位置精度夾具（指定位元件）對(duì)機(jī)床裝夾面間（即夾具安裝面）的相互位置公差其它結(jié)合副的公差帶及相互位置精度16.夾緊點(diǎn)的選擇：1.夾緊點(diǎn)選擇的一般原則盡可能使夾緊點(diǎn)和支撐點(diǎn)對(duì)應(yīng)，使夾緊力作用在支承上，這樣會(huì)減少夾緊變性，凡有定位支承的地方，對(duì)應(yīng)處都應(yīng)選擇為夾緊點(diǎn)并施以適當(dāng)?shù)膴A緊力，以免在加工過程中工件離開定位元件。夾緊點(diǎn)選擇應(yīng)盡量靠近加工表面，且選擇在不止引起過大夾緊變形的位置。2.減少夾緊變性的措施增加輔助支承和輔助夾緊點(diǎn)分散著力點(diǎn)和增加壓緊件接觸面積提高動(dòng)剛度的措施1.提高抗振性能2.減小熱變形3.降低噪聲18.19.“三圖一卡”（一）被加工零件工序圖：根據(jù)選定的工藝方案，表明零件形狀、尺寸、硬度以及在所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床上完成的工藝內(nèi)容和所采用的定位基準(zhǔn)、夾壓點(diǎn)的圖樣。它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，也是制造、驗(yàn)收和調(diào)整機(jī)床的重要技術(shù)條件。加工示意圖：被加工零件工藝方案在圖樣上的反映，表示被加工零件在機(jī)床上的加工過程，刀具的布置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)etc。它是刀具、夾具、多軸箱、電氣和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇動(dòng)力部件的主要依據(jù)，是整臺(tái)組合機(jī)床布局形式的原始要求，也是調(diào)整機(jī)床和刀具所必須的重要技術(shù)文件。機(jī)床聯(lián)系尺寸圖：用來表示機(jī)床的配置形式、機(jī)床各部件之間相對(duì)位置關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖。它是進(jìn)行多軸箱、夾具等專用部件設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。生產(chǎn)率計(jì)算卡：反映所設(shè)計(jì)機(jī)床的工作循環(huán)過程、動(dòng)作時(shí)間、切削用量、生產(chǎn)率、負(fù)荷率等的技術(shù)文件。經(jīng)過它，能夠分析所擬定的方案是否滿足用戶對(duì)生產(chǎn)率及負(fù)荷率的要求。等比數(shù)列分布理由主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比數(shù)列的原因是：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率相等。P1金屬切削機(jī)床所負(fù)擔(dān)的工作量約占機(jī)器制造總工作量的40%~60%P3金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是機(jī)床設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)機(jī)床的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)起著決定性作用。機(jī)床的總體設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過調(diào)查研究，檢索資料，掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的依據(jù)；然后進(jìn)行工藝分析，擬定出性能先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好的工藝方案，必要時(shí)畫出加工示意圖；在此基礎(chǔ)上確定機(jī)床總體布局，畫出機(jī)床聯(lián)系尺寸圖；確定所設(shè)計(jì)機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)。P4機(jī)床的生產(chǎn)率是指機(jī)床在單位時(shí)間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。機(jī)床的可靠性是指機(jī)床在整個(gè)使用壽命期間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。P5主要技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。尺寸參數(shù)主要是對(duì)機(jī)床加工性能影響較大的一些尺寸。運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指濟(jì)春哥主軸轉(zhuǎn)速或主運(yùn)動(dòng)速度，移動(dòng)部件的速度etc。動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)功率、伺服電動(dòng)機(jī)的功率或轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩etc。P6機(jī)床運(yùn)動(dòng)的分配四個(gè)原則：1.將運(yùn)動(dòng)分配給質(zhì)量小的零部件2.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高工件的加工精度3.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)有利于提高運(yùn)動(dòng)部件的剛度4.運(yùn)動(dòng)分配應(yīng)視工件形狀而定P7機(jī)床的主傳動(dòng)按驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)類型分為交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。P22設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下述基本要求：滿足機(jī)床的使用要求，有足夠的變速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床，應(yīng)有足夠的雙行程數(shù)范圍和變速級(jí)數(shù)；合理地滿足機(jī)床的自動(dòng)化和生產(chǎn)率的要求；有良好的人際關(guān)系。滿足機(jī)床傳遞動(dòng)力的要求，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)矩。滿足機(jī)床的工作性能要求，傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有足夠的剛度、精度、抗振性能和較小的熱變形。滿足經(jīng)濟(jì)性要求。轉(zhuǎn)速圖包括一點(diǎn)三線。一點(diǎn)是轉(zhuǎn)速點(diǎn)，三線是主軸轉(zhuǎn)速線、傳動(dòng)軸線、傳動(dòng)線。?P43進(jìn)給傳動(dòng)的基本要求：1）有較高的剛度2）具有良好的快速響應(yīng)性，抗振性能好，噪聲低，有良好的防爬行性能，切削穩(wěn)定性好。3）進(jìn)給系統(tǒng)有較高的傳動(dòng)精度和定位精度。能滿足工藝需求，有足夠的變速范圍。5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。6）制造成本低，有較好的經(jīng)濟(jì)性。P52提高傳動(dòng)精度的措施：1）盡量縮短傳動(dòng)鏈。傳動(dòng)副越少，誤差源越少。2）使盡量多的傳動(dòng)路線采用先緩后急的降速傳動(dòng)，且末端傳動(dòng)組件要有較高的制造精度、支承剛度，必要時(shí)采用校正機(jī)構(gòu)，這樣能夠縮小前面?zhèn)鲃?dòng)件的傳動(dòng)誤差，且末端組件不產(chǎn)生或少產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。3）升速傳動(dòng)，特別是傳動(dòng)比大的升速傳動(dòng)，傳動(dòng)件的制造精度應(yīng)高一些，傳動(dòng)軸組件應(yīng)有較高的支承剛度。減小誤差源的誤差值，避免誤差在傳動(dòng)中擴(kuò)大。4）傳動(dòng)鏈應(yīng)有較高的剛度，減少受載后的彎曲變形。主軸及較大傳動(dòng)件應(yīng)作動(dòng)平衡，或采用阻尼減震結(jié)構(gòu)，提高抗震能力。P55主軸組件由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、定位元件等組成。應(yīng)滿足的基本要求：旋轉(zhuǎn)精度2.靜剛度3.動(dòng)剛度4.溫升與熱變形5.精度保持性P56軸承的選擇：機(jī)床主軸最常見的軸承是滾動(dòng)軸承。P58軸承的精度選擇：軸承的精度應(yīng)采用P2、P4、P5級(jí)和SP、UP級(jí)。P63主軸組件的傳動(dòng)方式：主要有帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。P72提高主軸部件性能的措施：（1）提高旋轉(zhuǎn)精度（2）提高剛度（3）提高動(dòng)剛度P73支承件應(yīng)滿足的基本要求：1）支承件應(yīng)有足夠的靜剛度和較高的固有頻率。支承件的靜剛度包括整體剛度、局部剛度和接觸剛度。2）良好的動(dòng)態(tài)特性3）支承件應(yīng)結(jié)構(gòu)合理，成形后進(jìn)行時(shí)效處理，充分消除內(nèi)應(yīng)力，形狀穩(wěn)定，熱變形小，受熱變形后對(duì)加工精度影響較小。4）支承件應(yīng)排屑暢通；工藝性好，易于制造，成本低；吊運(yùn)安裝方便。P77隔板和加強(qiáng)肋的作用：縱向隔板能提高抗彎剛度；橫向隔板能提高抗扭剛度；斜向隔板既能提高抗彎剛度，又能提高抗扭剛度。加強(qiáng)肋是加強(qiáng)局部剛度和減少薄壁振動(dòng)。P78在滿足工藝要求和剛度的前提下，應(yīng)盡量減少支承件的壁厚和隔板、加強(qiáng)肋的厚度。P92靜壓導(dǎo)軌適用于具有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的精密機(jī)床和高精度機(jī)床的水平進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。常見的為閉式導(dǎo)軌。P94滾動(dòng)導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是：摩擦因數(shù)?。╢=0.002~0.005），且靜、動(dòng)摩擦因數(shù)很接近。因此，滾動(dòng)導(dǎo)軌起動(dòng)功率小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行；重復(fù)定位精度可達(dá)0.1~0.2μm；磨損小，精度保持性好，壽命長(zhǎng)；可采用油脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單。滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是：抗振性能較差；對(duì)臟物比較敏感，必須有良好的防護(hù)裝置。P97低速運(yùn)動(dòng)不均勻現(xiàn)象稱為爬行。爬行是一種摩擦自激振動(dòng)。其主要原因是i摩擦面上的動(dòng)摩擦因數(shù)小雨靜摩擦因數(shù)，且動(dòng)摩擦因數(shù)隨滑移速度的增加而減小以及傳動(dòng)系統(tǒng)彈性變形。P99消除爬行的措施有：減少靜動(dòng)摩擦因數(shù)之差；改變動(dòng)摩擦因數(shù)隨速度變化的特性；提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性；盡量減少動(dòng)導(dǎo)軌及工作臺(tái)的質(zhì)量。P101螺紋滾道的法向截面形狀有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種，接觸角皆為45°滾珠絲杠副分為內(nèi)循環(huán)及外循環(huán)兩類。常見的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有以下三種。（1）墊片調(diào)隙式（2）螺紋調(diào)隙式（3）齒差調(diào)隙式P119加工精度的影響：工件的加工精度要求，往往影響組合機(jī)床的配置形式和結(jié)構(gòu)方案。例如，加工精度要求高時(shí)，應(yīng)采用固定夾具的單工位組合機(jī)床；加工精度要求較低時(shí)，可采用移動(dòng)夾具的多工位組合機(jī)床；工位各孔間的位置精度要求高時(shí)，應(yīng)采用在同一工位上對(duì)各孔同時(shí)精加工的方法；工件各孔間同軸度要求較高時(shí)，應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行精加工etc。P120“三圖一卡”P140用于粗加工主軸上的齒輪，應(yīng)盡可能設(shè)置在前端第一排，以減少主軸的扭轉(zhuǎn)變形；精加工主軸上的齒輪，應(yīng)設(shè)置在第三排，以減小主軸端的彎曲變形。擬定多軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)的基本方法：（1）先把主軸分為幾組，在每組主軸軸心組成的多邊形外接圓圓心上設(shè)置傳動(dòng)軸；然后在傳動(dòng)軸軸心組成的多邊形的外接圓圓心上設(shè)置中心傳動(dòng)軸；把最后的中心傳動(dòng)軸與動(dòng)力箱的驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)結(jié)起來。這就是“從主軸的布置開始，最后引到驅(qū)動(dòng)軸上”。注意：驅(qū)動(dòng)軸的中心必須處于多軸箱箱體寬度的中心線上，其中心高從選定的動(dòng)力箱的聯(lián)系尺寸圖中查出。P145通用多軸箱的總圖由主視圖、展開圖、裝配表和技術(shù)要求等四部分組成。P153成形車刀的類型：（1）平體成形車刀（2）棱體成形車刀（3）圓體成形車刀P156成形車刀磨鈍后需要重磨，一般只磨前刀面。要保證重磨后切削刃的形狀不發(fā)生變化，需要保證在不同位置的法平面內(nèi)，成形車刀的后刀面截形完全一致。P1741.工作部分（1）切削齒（2）校準(zhǔn)齒2.非工作部分（1）頭部（2）頸部（3）過渡錐部(4)前導(dǎo)部（5）尾部P175拉削方式：拉刀從工件上把拉削余量材料切下來的順序，稱為拉削方式，用于表述拉削方式的圖形即為拉削圖形。拉削方式可分為分層式、分塊式、及組合式三類。P191孔加工復(fù)合刀具的特點(diǎn)：1）生產(chǎn)效率高2）加工精度高3)加工成本低4）加工范圍廣P200機(jī)床夾具的基本組成：（1）定位元件及定位裝置（2）夾緊元件及夾緊裝置（3）導(dǎo)向元件（4）對(duì)刀元件及定向元件（5）夾具體（6）其它元件及裝置P201夾具