机械制造装备设计复习题.doc

绪论机械制造装备包括加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备四大类。机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。机床分为12大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工 机床、切断机床及其它机床。电加工机床是直接利用电能对工件进行加工的机床。电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生电火花电弧从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床。电火花线切割加工机床是利用一根移动的金属丝（钨、钼）作工具电极，在金属丝和工件之间通过脉冲电流，并浇上液体介质，使之产生放电腐蚀而进行切削加工。电解加工机床是利用在直流电流的作用下，在电解液中产生阳极溶解的原理对工件进行加工的方法。在加工时，工件做超声振动，并以一定的静压力压在工件上，工件和工具之间引入磨料悬浮液，在振动工具的作用下，磨粒对工件材料进行冲击和挤压，加上空化爆炸作用将材料切除。工艺装备：即产品制造过程中所用的各种工具的总称。简称为工装。是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。包括刀具、夹具、量具、辅具、模具、检具、钳具等。 第一章机床主要参数寸尺参数 运动参数 动力参数一、机床应具有的性能指标：1、工艺范围 2、加工精度和表面粗糙度3、生产率和自动化程度 4、可靠性5、机床的效率和寿命6、系列化、通用化、标准化7、环境保护几何精度: 是指机床在不运动或低速空载运动时的精度。取决于零部件的结构设计、制造、装配精度。是评价机床质量的基本指标。传动精度: 是指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。取决于传动零部件的制造精度和传动系统设计的合理性。运动精度: 是指机床在额定负载下运行时主要零部件的几何位置精度。取决于运动部件的制造精度 机床零部件的动态刚度 机床热变形。作定位精度: 是机床工零部件运动终了时所达到的位置的准确性和机床调整精度机械制造装备的设计类型: 创新设计, 变型设计, 模块化设计机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。 机床的总体布局设计 1,按工艺要求决定机床所需的运动，2, 确定机床的组成部件，3, 确定各个部件的相对运动和相对位置关系, 4, 确定操纵机构和控制机构在机床中的配置。机床运动的分配应掌握四个原则：* 1将运动分配给质量最小的零部件简化机床的传动和结构 2运动分配应有利于提高工件的加工精度 3运动分配应有利于（提高运动部件的刚度）减小机床占地面积 4运动的分配应视工件形状而定机床传动有机械的、液压的、气动的、电气的及综合的等多种形式。其中常见的是机械传动和液压传动。传动形式的选择原则：应根据具体情况，以满足使用要求为原则，合理选定应该注意的是卧式机床一般用卧式支承，也可用立式支承，如X6132A卧式铣床便采用了立式支承。机床各部件相对位置的安排，应保证：1操作者和工件有适当的相对位置，有足够的活动空间，以便于工件的装卸、刀具的安装调试、加工情况的观察和工件的检验。2操作者与操作手柄等控制元件的适当位置，应有足够的操作空间，达到操作准确、省力、方便。3操作件应按GB4141选用，操作件之间有合理的距离4功能不同的按钮应有不同的颜色，而且这些颜色应和人的视觉习惯一致，符合人的心理生理特征，防止误操作。抵抗受迫振动的能力抗振性, 抵抗自激振动的能力切削稳定性提高抗振性的具体措施: （1）隔离振动源 机床的电动机、变速箱等部件由于不平衡等原因引起振动时，可采取将这些部件与工件、刀具隔离开的方法，来减少机床的振动。（2）选择合理的传动形式（如采用调速或双速电动机），应尽量缩短传动链，减少传动件个数，即减少了振动源的数量。（3）提高传动链各传动轴组件，尤其是主轴组件的刚度，提高其固有频率，以防止产生共振。（4）机床中高速转动的大传动件应作动平衡或设置阻尼机构，若工件装夹有偏心，应在适当部位增加配重。（5）箱体外表面涂刷高阻尼涂层。（6）提高各结合面的表面精度和降低表面粗糙度值，以增强结合面的局部刚度。减小机床热变形的措施: 1, 隔离热源。是减小热变形最简单、最有效的方法。2, 热对称结构。3, 改善排屑状态。机床（机械产品）造型总的原则是经济实用、美观大方。运动参数是指机床执行件如主轴、工作安装部件（工作台、刀架）的运动速度。专用机床和组合机床是为特定工件的某一特定工序而设计的，每根主轴一般只有一种转速，根据最佳切削速度而定。通用机床是为适应多种工件加工而设计的，工艺范围广，工件尺寸变化大，主轴需要变速，因此，需确定主轴的变速范围。（1）主运动为旋转运动的机床，主运动的运动参数为主轴的转速。（2）主运动是直线运动的机床，主运动参数为刀具或工件的每分钟往复次数。机床的主传动类型: (主运动传动系统包括变速部分和传动部分。)按照传动方式主运动传动系统可分为 机械传动 机电结合传动 零传动因此主轴转速数列的公比有 第二章级比和级比指数: 变速组中，两相邻的转速或两相邻的传动比之比称为级比，级比通常写成公比幂的形式，其幂指数称为级比指数，用x表示。主传动系统分为分级变速和无级变速两种。机床的主传动系统应满足的基本要求：*1, 满足机床的使用要求，有足够的变速范围和转速级数。2, 直线运动机床，应有足够的双行程数范围和变速级数；合理地满足机床的自动化和生产率的要求；有良好的人机关系 3, 满足机床传递动力的要求，传动系统应能传递足够的功率和转矩。4, 满足机床工作性能要求，传动系统应能传递足够的刚度、精度、抗振性能和较小的热变形。5, 满足维修调整方便，结构简单、合理，便于加工和装配等方面的要求。6, 满足经济性要求。主传动系一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。有级（或分级）变速机构: 滑移齿轮变速机构 交换齿轮变速机构 多速电动机 离合器变速机构 摆移变速机构。控制主轴启动和停止的方式有两种：电动机开停 机械开停。选择开停方式：（1）优先选用电动机开停方式（2）当开停频繁，电动机功率较大或有其他要求时可采用机械开停。另外尽可能将开停装置安排在传动链前面，而且转速较高的传动轴上。主传动的制动方式：电动机制动 机械制动。（1）电机制动 制动时，让电机的转矩方向与其实际转向相反，使之减速而迅速停转。多采用反接制动和能耗制动。特点：操纵方便省力，简化机械结构，但是频繁制动时，电机发热甚至烧损（2）机械制动刚带式制动 闸瓦式制动 片式摩擦制动。制动方式的选择：（1）优先选用电机制动方式（2）对于制动频繁，传动链较长，惯量较大的主传动可采用机械制动。应将制动器放在接近主轴且转速较高的传动件上若某一变速组的实际级比指数小于级比规律要求的理论值就会出现转速重合，如果该变速组为双速变速组，则实际级比指数与理论值的差就是重复转速的级数，并且重复转速发生在主轴转速数列的中间位置。若某一变速组的实际级比指数大于级比规律要求的理论值就会出现空转速。主传动系统的设计原则1，1.极限传动比、极限变速范围的原则,主传动系统的设计中imin=1/4, imax90rpm），能传递全部功率。轴的计算转速：125rpm时。是通过轴的最低转速355rpm得到的。轴的计算转速：335rpm。轴的计算转速：710rpm。要点: 找到某轴最小转速点，不管经过哪个传动副，只要能让主轴转速高于其计算转速，即可让主轴满载。该传动轴的最低转速就是其计算转速。3）各齿轮副的计算转速机床主传动中的齿轮、传动轴及其他传动件的计算转速应是它传递全部功率的最低转速。主轴从计算转速起至nmax之间的所有转速都能传递全部功率，那么实现主轴这些转速的传动件实际工作转速也能传递全部功率。确定传动件的计算转速的步骤：该传动件共有几级实际工作转速。其中哪几级转速能传递全部功率；能够传递全部功率的最低转速即为该传动件的计算转速。3）各齿轮副的计算转速Z18/Z72齿轮副：能让主轴得到31.5180rpm，其中有3级：90，125，180rpm，才能传递全部功率，轴的转速分别为：355，500，710rpm才能让主轴传递全部功率。最低转速355rpm即为主动轮Z18的计算转速。从动轮Z72的计算转速：90rpmZ60/Z30齿轮副：Z60齿轮的转速有125、180、250、355、500、710rpm，Z30齿轮对应的转速为250、355、500、710、1000、1400rpm都能让主轴的速度大于其计算转速90rpm。即能使主轴满载。主动轮Z60的计算转速为其中的最低转速125rpm。从动轮Z30的计算转速为其中的最低转速250rpm。Z22/Z62齿轮副：主动轮Z22的计算转速为其让主轴满载的最低转速355rpm。从动轮Z62的计算转速为其中的最低转速125rpm。Z42/Z42齿轮副：主动轮Z42的计算转速为其让主