机械制造装备的重点

1、机械制造装备准备的特点是：柔性化、自动化、精密化。FMC 柔性制造单元FMS 柔性制造系统PLC 可编程序控制器JIT 准备生产TQC 全面质量管理CAPP 计算机辅助工业规划制造业的作用： 制造业是国民经济发展的支柱产业， 也是科学技术发展的载体及其转化为规 模生产力的工具与桥梁。装备的发展趋势： 1 向高效、高速、高精度方向发展 ; 2 多功能复合化、柔性自动化的产品 成为发展的主流； 3 实施绿色制造与可持续发展战略； 4 能制造技 术和智能化装备有了新大的发展；5 我国的自主创新和高新技术的发展机械制造装备应具备的主要功能需满足以下几方面要求：1、一般的功能要求2、柔性化指产品结构柔性

2、化和功能柔性化3、精密化4、自动化（的方法是凸轮控制、程序控制、数字控制）5、机电一体化指机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动控制和电力电子等技术6、节材7、符合工业工程要求8、符合绿色工程要求 一般的功能要求包括（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 引起误差的因素是热变形、几何误差、传动误差、运动误差、定位误差和工艺系统弹性变形 机械制造装备的分类1、加工装备（机床或工作母机）2、工艺装备（刀具、模具、夹具 /量具）3、储运装备4、辅助装备加工装备包括 ：金属加工机床、特种加工机床、锻压机床、

3、 冲压机床、注塑机、焊接设 备、铸造设备等。金属切削机床可按如下特征进行分类：1、按机床的加工原理分为：车床、钻床、镗床、纹加工机床、铣床、刨（插 ）床、拉床、切断机床和其它机床等。2、按机床的使用范围分为：通用机床 ：通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面专用机床 ：用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的机床专门化机床 ：用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工3、机床按其通用特征可分为高精度精密、自动、半自动、数控、仿形、自动换刀、轻 型、万能和简式机床等特种加工机床的分类 ：1、电加工机床：直接利用电能对工件进行加工A 、电火花加工机床（主

4、要用淬火刚、可进行成形穿孔加工、电火花成行加工、电火 花雕刻、电火花磨削 ）B、电火花线切割C、电解加工机床2、 超声波加工机床（适用于石英、陶瓷、水晶、玻璃等孔加工、切割、雕刻、研磨）3、 激光加工机床采用激光能量进行加工的设备4、电子束加工机床（适用于穿孔、切割、蚀刻、焊接、蒸镀）5、离子束加工机床（适用于穿孔、切割、铣削、成像、抛光）锻压机床：锻造温度可分热温温缎和冷锻模具的分类：A、粉末冶金模具B、塑料模具C、压铸模具 D、冷冲模具 E、锻压模具机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类机械制造装备设计的典型步骤（一 ）产品规划阶段（二 ）方案设计阶段（三 ）技术设计

5、阶段（四 ）施工设计阶段预测 分定性与定量预测定性预测采用的方法是走访调查、 资料调查 抽样调查、类比调查、专家调查 定量预测采用方法是时间序列回归法、因果关系回归法、产品寿命周期法 方案设计阶段的步骤： 对设计任务的抽象、建立功能结构、寻找原理与求解方法、初 步设计方案的形成、对初步设计方案的评价与筛选功能结构形式是串联、并联、环形设计的方法系统结合法、数学方法结合法对初步设计方案的评价与筛选的方法： 观察淘汰法、分数比较法、初步设计方案具体化 变型设计应遵循的原则： 产品系列化、零件部通用化、标准化、典型化 变型设计的步骤： 1 主参数和主要性能指标的确定； 2 参数分级； 2 制定系列性

6、普模块化设计的步骤： 1 明确任务 2 建立功能结构 3 合理确定系列性普和参数 4 模块的组合 5 模块的计算机管理系统机械制造装备的特点： 1、技术经济的评价 2 、可靠性评价 3 、人机工程评价 4 、 结构工艺性评价 、产品造型评价 6 、标准化评价美学原理 ：尺度与比例 对称与均衡 安定与轻巧 对比与调和 过渡与呼应 节奏与韵律 重点与一般标准化的目的： 1、合理简化产品的品种规格2 、促进相互了解交流提高信息的传递3、在生产流通消费等能够节约人力和物力4、在商品交换与提高服务质量方面，保护消费者的利益和社会的利益5、在安全卫士和环境保护方面，保障人类的生命6、在国际贸易的，消除国际

7、贸易的技术壁垒机床设计应满足的基本要求（1）工艺范围（2）柔性（3）与物流系统的可亲性（4）刚度（5）精度（6）噪声（7）成产率和自动化（8）成本（9）生产周期（10）可靠性（ 11）造型与色彩机床设计步骤1、确定结构原理方案2、总体设计3、结构设计4、工艺设计5、机床整机综合评价6、定型设计机床的运动学原理 金属切削机床工作原理是通过刀具与工件之间的相对运动， 由刀具切除工件加工表面多 余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状、尺寸，并达到其精度要求。工件表面的形成方法与机床运动几个概念： 从几何学表面观点来看，机器零件上每个表面都可以看作是一条线（母线） 沿着另一条线（导线）运动的轨迹。母

8、线和导线统称为形成表面的发生线。在切削加工的过程中，这两条发生线是通过刀具 的切削刃与毛坯的相对运动把零件的表面切削成要求的形状。可逆表面：形成平面、直线成形表面和圆柱面的两条发生线 母线和导线可以互换， 而不改变形成表面的性质。不可逆表面：形成不可逆表面的母线和导线是不可互换的。圆锥面、球面、圆环面和螺 旋面等，都属于不可逆表面。3工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触面并发生相对运动而形成发生线的形成方法1）轨迹法（描述法）3）相切法（旋切法）精度（要求了解即可）1、几何精度4、定位精度和重复定位精度2）成型法（仿形法）4）展成法（滚切法）2、运动精度3、传动精度5、工作精度6、精

9、度保持性4#低速运动平稳性（要求知道概念、原因、表现形式、解决方案）当运动部件低速运动时,概念及表现形式：机床上有些运动部件， 需要低速或微小位移。主动件匀速运动，从动件往往出现明显的速度不均的跳跃式运动，即时走时停或者时快时慢的现象，这种在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。产生原因：爬行是个很复杂的现象，它是因摩擦产生的自激振动现象，产生这一现象 主要原因是摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足。解决方案：在设计低速运动部件时，应减少静、动摩擦系数之差，提高传动机构的刚度 和降低移动件的质量等。刚度是机床受在时抵抗变形的能力振动分受迫振动和自激振动振动的原因：机床的刚度机

10、床的阻力特性机床系统固有频率当激振频率与固有频率接近时机床将呈现共振噪声王要来源：机械、液压、电磁、金属切削机床总体设计内容包括1、机床系列型谱的制定3、机床总体结构方案设计机床总体结构方案设计：1结构布局主运动的速度范围：n空气动力2、机床运动功能设置4、机床主要参数的设计2、机床总体结构的概略形状与尺寸设计#变速范围Rn：Dmax=K1 *D主传动系设计应满足的基本要求:dmin=k2* dmaxHD是最大直径,%一 GxK系数,k2计算直径范围）#1、满足机床使用性能要求3、满足机床工作性能的要求2、满足机床传递动力要求1000vn = max兀 d 4、满足产品设计经济性的要求min5

11、、维修调整方便，结构简单、合理，便于加工和装配。 min5主传动系分类 按驱动主传动的电动机类型：交流电动机驱动、直流电动机驱动按传动装置类型：机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合 按变速的连续性：分极变速传动、无极变速传动主传动系的传动方式分类：集中传动方式和分散传动方式 分级变速主传动系的设计 这个，全部掌握吧，号称此题不过，来年再考。在此不做整理（p91 p105）无级传速主传动系（了解相关概念，图不必掌握）机床主传动中常采用的无级变速装置有三大类：1、变速电动机、2、机械无级变速装置、3、液压无级变速装置无级变速主传动系设计原则1、尽量选择功率和转矩特性符合传动系要求

12、的无级变速装置。2、无极变速系统装置单独使用时，其调速范围较小，满足不了要求，尤其是恒功率调速范围往往远小于机床实际需要的恒功率变速范围。进给系统的组成是动力源变速机构换向机构运动分配结构过载保护机构运动转换机构和执 行件进 给 系统要满 足的条 件：具 有足够 个静刚度 和动刚度具有良好的 快速响 应抗震性好 足够宽的调速范围 进给系统的传动精度和定位精度要高 直线伺服系统分为同步式和感应式机械传动部件应满足的要求： 1、采用底摩擦传动 2、进给系统和伺服系统要适合匹配3、选择最佳的降速比降低惯量采用预紧提高刚度 4、采用消除传动间隙减小误差提高平 稳性和定位精度机械传动部件主要指齿轮或同步

13、齿形带和丝杆螺母传动副 齿轮传动间隙的消除、 ： 钢刚性调整法和柔性调整法 滚珠丝杆由螺母、丝杆、滚珠、回珠器、密封环 滚珠丝杆螺母副采用双螺母、齿差、垫片（计算题126-127 ）机床控制系统应满足的条件： 1、 节省辅助时间2、缩短加工时间3、提高劳动生产4、提高基础使用率5、改善加工质量机床控制系可分为时间控制、程序控制、数字控制、误差补偿控制、自适应控制 主轴部件的组成及作用主轴部件是机床的执行件，由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。 主轴部件的作用是夹持工件或刀具， 直接参与工件表面的成形运动， 并在一定转速下传递扭 矩、承受载荷 主轴部件应满足的基本要求：（1）旋转

14、精度： 旋转精度指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主 轴部位的径向和轴向跳动。（2）刚度： 指主轴部件在外加载荷作用下抵抗变形的能力。（3）抗震性： 指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳地运转的能力 主轴振动有两种类型：受迫振动和自激振动（4）温升和热变形 ：主轴组件工作时，由于摩擦和搅油等而发热，产生了温升（5）精度保持性： 是指其长期保持原始精度的能力，即精度的保持性 主轴的传动方式： 齿轮传动、带传动、电动机直接驱动 主轴部件结构设计多数机床的主轴采用前、后两个支承。 为提高刚度和抗振性，有的机床采用三个支承。三个支承中可以前、后支承为主要支承，中 间支承为辅助支承。

15、推力轴承的位置配置型式：1、前端配置2、后端配置3、两端配置4、中间配置主轴轴承对主轴旋转精度的影响（图，p155）主轴滚动轴承 ：滚动轴承液压动压轴承液体静压轴承空气静压轴承自调磁浮轴承 常用的滚动轴承是角接触球轴承、 双列短圆柱滚子轴承、 圆锥滚子轴承、 双向推力角接触球 轴承陶瓷滚动轴承、磁浮轴承主轴滑动轴承的分类：按产生油膜的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。 按照流体介质不同可分为液体滑动轴承和气体滑动轴承。动压轴承的工作原理： 当主轴旋转时， 带动润滑油从间隙大处向间隙小处流动， 形成压力油 楔而产生油膜压力 p 将主轴浮起支承件 是指床身、立柱、横梁、底座等大件支承件应满足的基

16、本要求：（1）应具有足够的刚度和较高的刚度 质量比。（2）应具有良好的动态特性，各阶频率不致引起结构共振。（3）热稳定性好。（4）排屑畅通、调运安全，并具有良好的结构工艺提高热稳定性的方法 控制温升、采用热对称、采用热补偿装置 导轨的功用是承受载荷和导向。导轨按结构形式可分为开式导轨和闭式导轨。导轨应满足的要求1、导向精度高2、承载能力大，刚度好3、精度保持性好；4、低速运动平稳5、结构简单、工艺性好6、导轨要求结构简单，易于加工直线导轨的截面形状：主要有四种：矩形、三角形、燕尾形和圆柱形导轨的结构 1、滑动导轨2、静压导轨3、卸荷导轨4、滚动导轨（内循环和外循环）机床刀架和自动换刀装置的类型

17、 按安装刀具的数目分为单刀架和多刀架。按结构形式分为方刀架、转塔刀架、回轮式刀架等。 按驱动刀架转位的动力分为手动转位刀架和自动（电动和液动）转位刀架 刀库的类型：鼓轮式刀库、链式刀库、格子式刀库、直线式刀库 机床刀架应满足的条件 1、满足工业过程提出的要求2、在刀架刀库上要能牢固的安装刀具3、刀架刀库换到机械手都应具有足够的刚度4、可可靠性高5、操作方便和安全6、刀架和自动换刀装置为了提高机床自动化而出现加工中心： 有立式、卧式、龙门 换刀机械手分为： 单臂单手爪式机械手、回转式单臂双手式机械手、 双手式机械手、 多手爪 式机械手工业机器人的构成： 操作机、驱动装置、控制装置 工业机器人的工

18、业分类： 关节型、球坐标型、圆柱坐标型、直角坐标型 用途分为 ：焊接冲压浇注搬运装配喷漆切削检测采掘水下 工业机械人的设计方法： 总体设计结构和工业设计总体评价 工业机械人的驱动方式： 电动机、液压、气动 工业机械人的机械结构系统 : 机座、手臂、手腕、末端执行器、移动装置 机床夹具的功能： 1、 保证加工精度2、提高生产率3、扩大机床的适用范围4、减轻工人的劳动强度保证生产安全机床夹具的类型 ： 1、通用夹具 2、专用夹具3、可调用夹具和成组夹具84、组合夹具5、随行夹具夹具的组成 ： 1、 定位元件和定位装置2、夹紧元件和夹紧装置3、导导向及对刀元件4、动力装置5、夹具体6、其其他原件及装置物流系统设计的主要任务1、 合理规划厂区3、合理确定库存量 有轨运输小手： RGV 无轨运输小手：