《機械制造裝備設(shè)計》-----重要知識點

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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 機械制造裝備設(shè)計 第一章、 機械制造及裝備設(shè)計方法 第一節(jié)、概述 機械制造裝備的發(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) 機械制造裝備應(yīng)具備的主要功能 機械制造裝備應(yīng)具備的主要功能需滿足以下幾方面要求： 5、 機電一體化 6、 節(jié)材 7、 符合工業(yè)工程要求 8、 符合綠色工程要求 1、 一般的功能要求 2、 柔性化 3、 精密化 4、 自動化 一般的功能要求包括 （1）加工精度方面的要求 （2）強度、剛

2、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)濟方面的要求 第三節(jié) 機械制造裝備的分類 機械制造裝備的分類 1、加工裝備（機床或工作母機） 2、工藝裝備 3、 儲運裝備 4、輔助裝備 加工裝備包括：金屬加工機床、特種加工機床、鍛壓機床、 沖壓機床、注塑機、焊接設(shè)備、鑄造設(shè)備等。 金屬切削機床可按如下特征進(jìn)行分類： 1、按機床的加工原理分為：車床、鉆床、鏜床、紋加工機床、銑床、刨(插)床、拉床、切斷機床和其它機床等。 2、按機床的使用范圍分為： 通用機床：通用的金屬

3、切削機床可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工面 專用機床：用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的機床 專門化機床：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、輕型、萬能和簡式機床等 第四節(jié) 機械制造裝備設(shè)計的類型 機械制造裝備設(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) 機械制造裝備設(shè)計的方法 機械制造裝備設(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

4、屬切削機床設(shè)計 第一節(jié) 概述 機床設(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 機床設(shè)計步驟 1、確定結(jié)構(gòu)原理方案 2、總體設(shè)計

5、 3、結(jié)構(gòu)設(shè)計 4、工藝設(shè)計 5、機床整機綜合評價 6、定型設(shè)計 第二節(jié) 金屬切削機床設(shè)計的基本理論 機床的運動學(xué)原理 金屬切削機床工作原理是通過刀具與工件之間的相對運動，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床運動 幾個概念：從幾何學(xué)表面觀點來看，機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動把零件的表面切削成要求的形

6、狀。 可逆表面：形成平面、直線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） 機床的運動分類 按運動的功能分：成形運動和非成形運動 按運動的性質(zhì)分：直線運動和回轉(zhuǎn)運動 按運動之間的關(guān)系分類：獨立運動和復(fù)合運動 機床的成形運動的分類：主運動和形狀創(chuàng)成運動 機床運動功能的描述方法 1、 機床

7、運動功能式（要求會寫） 左邊寫工件，用W表示；右邊寫刀具，用T表示；中間寫運動，按運動順序排列；工件、運動和刀具之間用“/”分開，下標(biāo)p表示主運動，下標(biāo)f表示進(jìn)給運動，下標(biāo)a表示分成形運動 2、 機床運動原理圖（要求會畫，特別是車、銑、刨） 運動原理圖是將機床的運動功能式用簡潔的符號和圖形表達(dá)出來，除了描述機床的運動軸個數(shù)、形式及排列順序外，還表示了機床兩個末端執(zhí)行器和各個運動軸的空間方位，是認(rèn)識、分析、設(shè)計機床傳動系統(tǒng)的依據(jù)。 精度（要求了解即可） 1、幾何精度 2、運動精度 3、傳動精度 4、定位精度和重復(fù)定位精度

8、 5、工作精度 6、精度保持性 低速運動平穩(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：機床上有些運動部件，需要低速或微小位移。當(dāng)運動部件低速運動時，主動件勻速運動，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均的跳躍式運動，即時走時停或者時快時慢的現(xiàn)象，這種在低速運動時產(chǎn)生的運動不平穩(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)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)計低速運動部件時，應(yīng)減少靜、動摩擦系數(shù)之差，提高傳動機構(gòu)的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。 第三節(jié)

9、金屬切削機床總體設(shè)計 金屬切削機床總體設(shè)計內(nèi)容包括 1、機床系列型譜的制定 2、機床運動功能設(shè)置 3、機床總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 4、機床主要參數(shù)的設(shè)計 在機床主要參數(shù)的設(shè)計階段若干概念 主運動為回轉(zhuǎn)運動的機床,主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速n（r/min）。轉(zhuǎn)速與切削速度v的關(guān)系為： d ——工件或刀具直徑（mm） 主運動的速度范圍： 變速范圍Rn： 幾個重要參數(shù)的選

10、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，是根據(jù)機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，作為選擇vmax典型加工情況。 最低切削速度是在用高速鋼刀具車螺紋時，作為選擇vmin的典型加工情況。 dmax 和 dmin dmax和dmin不是指機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vmax時經(jīng)常加工工件直徑d值的較小值。 dmax是指在典型加工實際使用vmin時經(jīng)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j＞1，并且

11、規(guī)定相對速度損失的最大值A(chǔ)max不大于50％，則相應(yīng)j不大于2，所以1＜j£2。 為了簡化機床設(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、 滿足機床使用性能要求 2、 滿足機床傳遞動力要求 3、 滿足機床工作性能的要求 4、 滿足產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)濟性的要求 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)動主傳動的電動機類型：交流電動機驅(qū)動、

12、直流電動機驅(qū)動 按傳動裝置類型： 機械傳動裝置、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：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、 2、機械無級變速裝置、 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

13、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。 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

14、激振動而保持平穩(wěn)地運轉(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、電動機直接驅(qū)動 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 多數(shù)機床的主軸采用前、后兩個支承。 為提高剛度和抗振性，有的機床采用三個支承。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

15、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。 （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

16、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)、 機床刀架和自動換刀裝置設(shè)計 機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)降稁臁⒍敷?/p>

17、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、 物料搬運路線簡捷、直線化 4、 物料搬運機械化、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、 采用看板運輸管理，保護(hù)增生產(chǎn)物流活動準(zhǔn)時化 8、 提倡儲、運、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流程圖，為手

18、法、運送、搬運的有關(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床。 組成

19、：由裝料機構(gòu)、儲料機構(gòu)組成。 裝料機構(gòu)由料斗、攪動器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、減速器等組成。 儲料機構(gòu)由隔料器、上料器等組成 機床間的工件傳遞和運送裝置主要有：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 機械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計 機械加工生產(chǎn)線及其基本組成 機械加工生產(chǎn)線：以機床為主要設(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 機械加工生產(chǎn)線的類型 1、 按工件外形和工件運動狀態(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

20、類型分：通用機床生產(chǎn)線、組合機床生產(chǎn)線、專用機床生產(chǎn)線、數(shù)控機床生產(chǎn)線 3、 按設(shè)備連接方式區(qū)分：剛性連接生產(chǎn)線、柔性連接生產(chǎn)線 組合機床的特點： 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、勞動強度低 6、配置靈活 組合機床設(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 組合機床總體設(shè)計的內(nèi)容 組合機床總體設(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、機床總聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)計算卡 人生三嘆：一嘆世風(fēng)日下，二嘆人心不古，三嘆考試不開卷！ —— 凌晨七點鐘 【精品文檔】第 9 頁