机械制造设备0绪论.ppt

1 机械制造装备 机械工程学院 刘必荣 2 绪 论 l机械制造业在国民经济中的地位 机械制造业是重要的基础工业。根据对各工业国的统 计，制造业产值占其国民经济总收入相当大的比重，美国 68%的财富来源于制造业；在日本，国民经济总产值的 49%是制造业提供的；在我国，制造业在工业总产值中所 占的比重约为40%。 在各类机械制造部门中，金属切削机床是加工机器零 件的主要设备，在其所拥有的所有装备中，机床占50%以 上，机床及其它的制造装备是机械制造技术的重要载体， 它标志着一个国家的生产能力和技术水平，担负着为国民 经济各部门提供现代化技术装备的任务。 3 3 l机械制造业的发展概况及发展前景 1887年，上海发昌机械厂曾生产过少量的车床； 1910年，江南制造局曾制造过几十台机床； 1949年，我国能生产十几种简单的机床，年产量只有1500台 ； 80年代末，我国机床品种发展到2000多种，年产量超过20万 台，我国机床的拥有量已达三百多万台，部分产品面向国际 市场，远销国外。 80 年以来，我国机床工业已为国民经济各部门提供了115种高 精度机床，有些已达世界先进水平。例：沈阳第一机床厂生 产的SI-235和SI-255型超高精度车床，加工圆度可达0.3um； 平面度达0.001mm/100mm；表面粗糙度可达到Ra0.08 Ra0.04。又例：我国上海机床厂生产的MK1632/1型数控外圆 磨床及其它厂生产的几种数控机床已稳定用于日本富士通公 司的无人化工厂中。 4 4 我国机械装备已经取得巨大的成就，但与世界先进水平相 比，还有较大的差距，我国机床制造成本高，精度保持性差， 柔性制造系统的研究和应用还落后于世界先进水平，但我国人 民有志气，有能力一定在不远的将来赶上和超过世界先进水平 。 当前，制造技术的发展趋势是，必须强化具有自己创新技术的 产品开发的能力，缩短产品的上市时间，提高产品质量和生产 效率，从而提高企业的市场应变能力和综合竞争能力。工艺与 装备技术的发展体现在高精度、高效率、低成本、高柔性、智 能化等方面，重视先进的基本制造工艺与特种工艺的研究，重 视智能技术的研究和先进工装、刀具的研究，研制高性能的自 动化制造设备，开发基于新工艺的装备等。 5 l机械制造装备应具备的主要功能 （一）一般的功能要求 （1）加工精度方面的要求 （2）强度、刚度和抗振性方面的要求 （3）加工稳定性方面的要求 （4）耐用性方面的要求 （5）技术经济方面的要求 （二）柔性化 （三）精密化 （四）自动化 （五）机电一体化 （六）节约材料、能源 （七）符合工业工程要求 （八）符合绿色工程要求 6 l机械制造装备设计的类型 一、创新设计 二、变形设计 三、组合设计 7 产品规划阶段 需求分析 调查研究 预测 可行性分析 编制设计任务书 方案设计阶段 对设计任务的抽象 建立功能结构 图1 寻求原理解与解决方法 初步设计方案的形成 图2 初步设计方案的评价与筛选 l机械制造装备设计的典型步骤 1、 2、 3、 4、 5、 1、 2、 3、 4、 5、 （一） （二） 8 9 10 技术设计阶段 确定结构原理方案 总体设计 结构设计 施工设计阶段 零件图设计 完善装备图 商品化设计 编制技术文档 l 机械制造装备设计的典型步骤 1、 2、 3、 1、 2、 3、 4、 （三） （四） 11 （一）人因素方面 （二）机器因素方面 （三）环境因素方面 （四）人机系统方面 n人机工程学评价 12 加工工艺性 装配工艺性 n 结构工艺性评价 （一） （二） （三）维修工艺性 结构工艺性评价的目的是降低生产成本，缩短生产时间,提 高产品质量。结构工艺性应从加工、装配、维修和运输等方面 来评价。 13 产品造型设计 产品色彩 n 产品造型评价 （一） （二） 机械产品的造型的总原则是经济实用、美观大方。“经济 ”指的是造型成本低，并有助于提高产品的可靠性、寿命和 人机界面。“实用”指的是实用操作方便、舒适、符合人体的 生理和心理特征。 1、尺度与比例 2、对称与均衡 3、安定与轻巧 4、对比与调和 5、过度与呼应 6、节奏与韵律 7、重点与一般 1、色调选择 2、配色方法 14 标准化及其目的 标准分类 n 标准化评价 （一） （二） （三）企业标准体系结构 产品设计的标准化（四） 1、技术标准 工作标准 管理标准 2、 3、 1、 2、 3、 4、 企业标准的审查 设计文件的标准化审查 工艺文件的标准化审查 工装设计文件的标准化审查 15 可靠性特征量 n可靠性评价 （一） （二） 可靠性预测 产品可靠性指标 可靠性维修性有效性耐久性安全性 可靠度 可靠寿命 累积失效概率 失效率 平均寿命 平均修复时间 修复率 维修度 极限有效度 平均有效度 瞬时有效度 可靠性指标的分配（三） 16 建立目标系统和确定评价标准 n 技术经济评价 （一） （二）确定重要性系数 （四） 确定各设计方案的评价分数 总权重值ZQj 技术评价Tj 经济评价Ej: 经济评价是理想生产成本CL与实际生产成本Cs之比,即: Ej = CL/Cs 技术经济评价的步骤: （三） （五） （七） （六） 1、 2、 通常理想成本CL应低于市场同类产品最低价的70%。经济评价Ej越 大，代表经济效果越好，Ej=1的方案经济上最理想。如经济评价 值小于0.7，说明方案的实际生产成本大于市场同类产品的最低价 ，一般不予考虑。 技术经济评价TEj:有两种计算方法 1、 当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法计算Ej值： 2、 TEj = （ Tj+Ej）/2 当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算Ej值： TEj = Tj+Ej 17 17 l课程的学习目的，要求与主要研究内容 机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储输送装备和 辅助装备四种，它和制造工艺、方法密切联系，是机械制造技 术的载体。 u加工设备 1、金属切削机床 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，锯床和其他机床。 2、特种加工机床 电火花加工，电子束加工，等离子束加工，离子束加工，电 解加工、电解抛光，电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削，激 光加工，化学加工、化学抛光，超声波加工，磨料喷射加工、 磨料流加工、液体喷射加工， 电子束和离子束加工以及同时用 几种加工方式的复合加工 。 18 18 3、金属成形机床 机械和液压塑机；自动金属成型机，其中包括数控机床、 锻机；柔性数控锻压机械；激光设备和技术；钣金的工作设备 和技术；金属切割刀；弯曲和平整机；其它成形机械和自动设 u工艺设备 机械制造过程中所用的刀具、模具、夹具、量具，使用这 类设备可以在制造过程中用来保证制造质量、提高生产效率。 u仓储输送设备 仓储是用来存储材料、外购件、半成品及工具等。物料输 送主要一由流水线或自动线输送设备完成。也有装备为生产设 计的工件上下料的专门装置。 u辅助设备 各种清洗机、排屑机、计量装置等。 19 19 n学习目的 本课程作为机械制造专业的一门专业课，其学习目的 是掌握机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用。 n学习要求 本课程要求学生具备一定的机床总体设计、传动设计、 结构设计基本知识及主要工艺装备的基本设计能力。 20 n本课程的性质 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，是该 专业的必修课。 n本课程的目的 通过本课程的教学，使本科学生在