第1章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法_第1頁(yè)
第1章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法_第2頁(yè)
第1章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法_第3頁(yè)
第1章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法_第4頁(yè)
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1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)我們不能人云亦云,這不是科學(xué)精神,科學(xué)精神最重要的就是創(chuàng)新工欲善其事 必先利其器目 錄第一章 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法第二章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第三章 典型部件設(shè)計(jì)第七章 機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)第五章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第四章 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)第六章 物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)共60頁(yè) 第1頁(yè)第一節(jié) 概述第二節(jié) 機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的主要功能第三節(jié) 機(jī)械制造裝備的分類第四節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型第五節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第六節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)第一章第一章 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法國(guó)家需求p制造大國(guó)制造業(yè)占國(guó)民經(jīng)濟(jì)30%的產(chǎn)值工業(yè)增加值居世界第四位p建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)是我國(guó)的國(guó)家目標(biāo)發(fā)

2、展高端制造裝備掌握關(guān)鍵零部件的核心制造技術(shù)1.1.1 發(fā)展機(jī)械制造裝備的戰(zhàn)略意義發(fā)展機(jī)械制造裝備的戰(zhàn)略意義第一章共60頁(yè) 第2頁(yè) 國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)歸根到底是各國(guó)制造生產(chǎn)能力的競(jìng)爭(zhēng)。 機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心,其生產(chǎn)能力和發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的程度,而機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力主要取決于機(jī)械制造裝備的先進(jìn)程度?!澳脕?lái)主義”不能形成制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,發(fā)展先進(jìn)的裝備制造技術(shù)刻不容緩,是實(shí)現(xiàn)向“制造強(qiáng)國(guó)”跨越的必由之路。 機(jī)床及其它制造裝備是機(jī)械制造技術(shù)的重要載體。國(guó)家科技重大專項(xiàng)高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備2008年,我國(guó)機(jī)床消費(fèi)全球第一,進(jìn)口價(jià)值54億美元,90

3、以上為高檔數(shù)控機(jī)床和重型制造裝備。Ref: Gardner Publ, 2009國(guó)家科技重大專項(xiàng)核心內(nèi)容高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造p高檔制造裝備高速、精密、重型數(shù)控機(jī)床大型數(shù)控成形沖壓和重型鍛造設(shè)備重型、清潔、高效的熱加工設(shè)備p共性技術(shù)數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)多軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)高檔數(shù)控裝置和驅(qū)動(dòng)裝置高速車銑復(fù)合金切機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)加工復(fù)雜葉片國(guó)家科技重大專項(xiàng)高檔五軸數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)p大行程重載精密傳動(dòng)技術(shù)行程8m8m2m承重100噸精度10mp大功率高速旋轉(zhuǎn)主軸功率1045 kW轉(zhuǎn)速1200060000 r/minp多軸多通道數(shù)控裝置伺服周期0.125ms納米平滑重型七軸五聯(lián)動(dòng)機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)高速加工機(jī)床高檔數(shù)控

4、大型飛機(jī)IC制造國(guó)家科技重大專項(xiàng)極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝 亟需開(kāi)發(fā)集成電路關(guān)鍵制造裝備和工藝,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升和結(jié)構(gòu)調(diào)整2008年我國(guó)半導(dǎo)體芯片設(shè)備市場(chǎng): 54.8億美元。光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、高質(zhì)量薄膜材料生長(zhǎng)及后封裝等關(guān)鍵設(shè)備全部依賴進(jìn)口。 參考:IC Insights公司高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造國(guó)家科技重大專項(xiàng)核心內(nèi)容:2010年實(shí)現(xiàn)90nm制造技術(shù)商品化高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造p制造裝備 戰(zhàn)略高端:光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜設(shè)備等 量大面廣:鍵合機(jī)、劃片機(jī)、清洗設(shè)備等p關(guān)鍵技術(shù) 超精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng) 高性能平面/直線電機(jī) 高加速度高精度控制技術(shù) 光刻機(jī)晶圓操作90nm光刻

5、機(jī)的技術(shù)指標(biāo)高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造p高精度 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)10nm 兩工作臺(tái)同步平均偏差300mmp大載荷 工作臺(tái)載荷40kgp速度和加速度 掩模臺(tái)480mm/s,加速度1.9g國(guó)家科技重大專項(xiàng)國(guó)家科技重大專項(xiàng)引線鍵合機(jī)的技術(shù)指標(biāo) p 高精度空間運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)精度15gp 高起停頻率起停頻率15次/秒p 高定位精度機(jī)器視覺(jué)定位75%2.8mm1.4mmp葉片薄,切削力大,易變形和振動(dòng)p高溫合金材料,切削性能差 高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造國(guó)家科技重大專項(xiàng)大型整體薄壁件高效加工p 大型整體薄壁件長(zhǎng)7米,厚1毫米p 材料去除率大去除率約95p 加工精度難以保證易變形和振動(dòng)p 表面質(zhì)量難以控制表面粗糙度和毛

6、刺梁間整體肋高檔數(shù)控大型飛機(jī)IC制造機(jī)床工業(yè)的戰(zhàn)略地位國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資 高檔數(shù)控機(jī)床對(duì)我國(guó)禁運(yùn): 2000年10月14日,美國(guó)參議院通過(guò)控制高技術(shù)機(jī)床出口法案,美國(guó)商務(wù)部把數(shù)控機(jī)床列為對(duì)我出口的20類敏感物資; 日本通產(chǎn)省禁止東芝公司龍門(mén)五面體加工中心、安田公司高精度數(shù)控機(jī)床、森精機(jī)公司精密機(jī)床、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床出口到中國(guó)。 國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資-數(shù)控機(jī)床 現(xiàn)代飛機(jī)大量復(fù)雜曲面鋁合金零件加工去除率80%以上,需要多軸聯(lián)動(dòng)、高速、高效龍門(mén)加工中心,帶A、B軸五軸加工中心等數(shù)控機(jī)床。航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件精度高、形狀復(fù)雜,大部分采用高強(qiáng)度、高溫合金,需要高精度、大扭矩高剛度、多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加

7、工。 J11J10飛豹?dú)灀魴C(jī)心臟渦扇發(fā)動(dòng)機(jī), 數(shù)控機(jī)床是保障高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的載體 航天工業(yè)發(fā)展要大批高精度、特種加工數(shù)控機(jī)床 國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、機(jī)匣、機(jī)罩、進(jìn)氣堆、尾錐及火箭機(jī)體等制造需要高性能、專用數(shù)控機(jī)床。 國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資 艦艇導(dǎo)航設(shè)備艦載武器制造需要高性能數(shù)控機(jī)床 軍事工業(yè)的支撐 數(shù)控機(jī)床國(guó)家綜合能力的象征國(guó)家綜合能力的象征v我國(guó)新研發(fā)的核動(dòng)力潛艇需求大型5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床確保潛艇低噪聲潛航艦船的螺旋槳須五軸聯(lián)動(dòng)支艦船的螺旋槳須五軸聯(lián)動(dòng)支撐撐國(guó)際軍事競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資 兵器工業(yè)武器需要各種規(guī)格數(shù)控機(jī)床,其中特殊合金鋼材料加工,需要大扭矩、高剛度、大功率、高效

8、率數(shù)控機(jī)床。 v國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志和體現(xiàn) 發(fā)電機(jī) 我國(guó)百萬(wàn)級(jí)核電機(jī)組、超超臨界火電機(jī)組、燃?xì)?蒸汽循環(huán)機(jī)組、大功率風(fēng)力機(jī)組,發(fā)電設(shè)備大型轉(zhuǎn)子、定子、葉片等需要重型、超重型數(shù)控機(jī)床、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。 發(fā)電機(jī) 2002年我國(guó)裝機(jī)6.22億千瓦,2010年裝機(jī)達(dá)8.5億千瓦,2020年裝機(jī)13億千瓦,大型鑄鍛件需要重型和超重型數(shù)控機(jī)床、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、3.6萬(wàn)噸垂直擠壓機(jī)。鐵路“十一五”新建1.7萬(wàn)公里,是前三個(gè)五年計(jì)劃之和,平均每年投資2000億元,2007年國(guó)家固定資產(chǎn)投資3320億元,開(kāi)工建設(shè)70項(xiàng)。特點(diǎn):重載2萬(wàn)噸級(jí)機(jī)車試制成功;高速機(jī)車“動(dòng)車組”時(shí)速200-350公里/小時(shí)。1.

9、1.2 制造模式的演變及發(fā)展趨勢(shì)制造模式的演變及發(fā)展趨勢(shì)第一章我國(guó)制造裝備的現(xiàn)狀-制造裝備部分摘自路甬祥的走向綠色和智能制造_中國(guó)制造發(fā)展之路(2010) 我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量從2001 年的117 萬(wàn)臺(tái)增至2008 年的12. 2 萬(wàn)臺(tái),數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量躍居世界第一,95 %的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和一些中高檔數(shù)控系統(tǒng)由國(guó)內(nèi)制造。 精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展,數(shù)控金屬切削機(jī)床的加工精度已提升到微米級(jí)。 2009 年,中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)自主研制的35218MN 黑色金屬垂直擠壓機(jī)在北方重工公司成功完成熱調(diào)試,標(biāo)志著我國(guó)大口徑厚壁無(wú)縫鋼管制造技術(shù)打破國(guó)外壟斷并達(dá)到世界領(lǐng)先水平。機(jī)械制造裝備的發(fā)展趨勢(shì)1、向高效、高速、

10、高精度方向發(fā)展2、多功能復(fù)合化、柔性自動(dòng)化的產(chǎn)品成為主流3、實(shí)施綠色制造與可持續(xù)制造發(fā)展戰(zhàn)略4、智能制造技術(shù)和智能化裝備有了新的發(fā)展5、我國(guó)自主創(chuàng)新和高新技術(shù)的發(fā)展我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)摘錄于裝備制造業(yè)“十二五”規(guī)劃:高速立、臥式加工中心國(guó)內(nèi)目前所能達(dá)到的最高水平:主軸轉(zhuǎn)速15000 ,快速進(jìn)給速度40 ,加速度0.8 。國(guó)外可以達(dá)到的水平:主軸轉(zhuǎn)速30000 ,快速進(jìn)給速度100 ,加速度2.5 。達(dá)到如下目標(biāo):數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)面寬度630 ,主軸最高轉(zhuǎn)速1500030000 ,快速進(jìn)給40100 ,加速度12.5 ;完成系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā),基本實(shí)現(xiàn)功能部件國(guó)產(chǎn)化,要求可靠性與精度穩(wěn)定性達(dá)到同類產(chǎn)品國(guó)

11、際先進(jìn)水平。精密立、臥式加工中心國(guó)內(nèi)能達(dá)到的水平:定位精度0.008 ,重復(fù)定位精度0.005 。國(guó)外水平可以達(dá)到定位精度0.003 ,重復(fù)定位精度0.0015 。目標(biāo):臺(tái)面寬度1000 ,定位精度0.005 ,重復(fù)定位精度0.00251.2 機(jī)械制造裝備的主要功能p 一般的功能要求;p 柔性化;p 精密化;p 自動(dòng)化;p 機(jī)電一體化;p 節(jié)材;p 符合工業(yè)工程要求;p符合綠色工程要求1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.1 一般的功能要求1加工精度方面的要求 加工精度是指加工后零件對(duì)理想尺寸、形狀和位置的符合程度,一般包括尺寸精度、表面形狀精度、相互位置精度和表

12、面粗糙度等。滿足加工精度方面的要求應(yīng)是機(jī)械制造裝備最基本的要求。影響機(jī)械制造裝備加工精度的因素很多,與機(jī)械制造裝備本身有關(guān)的因素有其幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位精度和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.1 一般的功能要求2強(qiáng)度、剛度和抗振性方面的要求為了提高加工效率,切削速度越來(lái)越高,切削力越來(lái)越大,機(jī)械制造裝備應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和抗振性。提高強(qiáng)度、剛度和抗振性不能一味地加大制造裝備零部件的尺寸和重量,成為“傻、大、黑、粗”的產(chǎn)品。應(yīng)利用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料,對(duì)主要零件和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),在不增加或少增加重量的前提下,使

13、裝備的強(qiáng)度、剛度和抗振性滿足規(guī)定的要求。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.1 一般的功能要求3加工穩(wěn)定性方面的要求機(jī)械制造裝備在使用過(guò)程中,受到切削熱、摩擦熱、環(huán)境熱等的影響,會(huì)產(chǎn)生熱變形,影響加工性能的穩(wěn)定性。對(duì)于自動(dòng)化程度較高的機(jī)械制造裝備,加工穩(wěn)定性方面的要求尤為重要。提高加工穩(wěn)定性的措施是減少發(fā)熱量,散熱和隔熱,均熱、熱補(bǔ)償、控制環(huán)境溫度等。溫升變形誤差1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.1 一般的功能要求4耐用度方面的要求機(jī)械制造裝備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用,因零件磨損、間隙增大,原始工作精度將逐漸喪失。對(duì)于加工精度要求很高的機(jī)械

14、制造裝備,耐用度方面的要求尤為重要。提高耐用度應(yīng)從設(shè)計(jì)、工藝、材料、熱處理和使用等多方面綜合考慮。從設(shè)計(jì)角度,提高耐用度的主要措施包括減少磨損、均勻磨損、磨損補(bǔ)償?shù)取?.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.1 一般的功能要求5技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求 投入機(jī)械制造裝備上的費(fèi)用將分?jǐn)偟疆a(chǎn)品成本中去。如產(chǎn)品產(chǎn)量很大,分?jǐn)偟矫總€(gè)產(chǎn)品的費(fèi)用較少。反之,產(chǎn)品的產(chǎn)量較少,甚至是單件,過(guò)大地在機(jī)械制造裝備上投資,將大幅度地提高產(chǎn)品的成本,削弱產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此不應(yīng)盲目地追求機(jī)械制造裝備的技術(shù)先進(jìn)程度,無(wú)計(jì)劃地加大投入,而應(yīng)該進(jìn)行仔細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,確定機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)和選購(gòu)方面的指

15、導(dǎo)方針。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.2 柔性化l 柔性化即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化。l 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化是指產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)方法和機(jī)電一體化技術(shù),只需對(duì)結(jié)構(gòu)作少量的重組和修改,或修改軟件,就可以快速地推出滿足市場(chǎng)需求的、具有不同功能的新產(chǎn)品。l 功能柔性化是指只需進(jìn)行少量的調(diào)整或修改軟件,就可以方便地改變產(chǎn)品或系統(tǒng)的運(yùn)行功能,以滿足不同的加工需要。數(shù)控機(jī)床、柔性制造單元或系統(tǒng)具有較高的功能柔性化程度。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.2 柔性化l 在柔性制造系統(tǒng)中,不同工件可以同時(shí)上線,實(shí)現(xiàn)混流加工。這類加工裝備

16、投資極大,研制周期長(zhǎng),使用維護(hù)涉及的技術(shù)難度大,應(yīng)通過(guò)認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析認(rèn)為有利可圖時(shí)才可考慮采用。l 要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造裝備的柔性化不一定非要采用柔性制造單元或系統(tǒng)。專用機(jī)床也可設(shè)計(jì)成具有一定的柔性。其柔性表現(xiàn)在機(jī)床可進(jìn)行調(diào)整以滿足不同工件的加工。調(diào)整方法如采用備用主軸、位置可調(diào)主軸、工夾量具成組化、工作程序軟件化和部分動(dòng)作實(shí)現(xiàn)數(shù)控化等。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.3 精密化l 隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化,對(duì)產(chǎn)品技術(shù)性能的要求越來(lái)越苛刻,制造精度的要求越來(lái)越高。l 為提高產(chǎn)品的質(zhì)量,許多工廠還不斷地壓縮工件制造的公差帶,機(jī)械制造裝備的精密化成為普遍發(fā)展的趨勢(shì),從

17、微米級(jí)發(fā)展到亞微米級(jí),乃至納米級(jí)。l 采用誤差補(bǔ)償技術(shù)可提高機(jī)械制造裝備自身的精度。誤差補(bǔ)償技術(shù)可以是機(jī)械式的,如采用的校正尺或校正凸輪等。較先進(jìn)的是采用數(shù)字化技術(shù),將誤差的數(shù)學(xué)模型存人計(jì)算機(jī)。在加工時(shí),算出將產(chǎn)生的綜合誤差,然而由誤差補(bǔ)償裝置按算出的綜合誤差進(jìn)行補(bǔ)償。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.3 精密化精密數(shù)控車床及車削中心(源自裝備制造業(yè)十二五規(guī)劃)國(guó)內(nèi)水平:定位精度0.015 ,重復(fù)定位精度0.0075 ,主軸徑跳0.0008 。國(guó)外可以達(dá)到定位精度0.003 ,重復(fù)定位精度0.0015 ,主軸徑跳0.0002 。目標(biāo):直徑500 :定位精度0.

18、003 ,重復(fù)定位精度0.0015 ,主軸徑跳0.001 ;直徑500 :定位精度0.005 ,重復(fù)定位精度0.0025 ,主軸徑跳0.002 。 引起誤差的因素有哪些?機(jī)械制造裝備的熱變形、幾何誤差、傳動(dòng)誤差、運(yùn)動(dòng)誤差、定位誤差和工藝系統(tǒng)的彈性變形等。提高精度的措施?制造裝備自身的精度+誤差補(bǔ)償(機(jī)械式、數(shù)字化技術(shù))1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.4 自動(dòng)化l可以提高加工效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率,還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,改善勞動(dòng)條件等。l動(dòng)化有全自動(dòng)和半自動(dòng)之分:全自動(dòng)是指能自動(dòng)完成工件的上料、加工和卸料的生產(chǎn)全過(guò)程;半自動(dòng)則上下料需人工完成。l凸輪控制是采用

19、凸輪機(jī)構(gòu)控制多個(gè)部件的運(yùn)動(dòng),使之互相協(xié)調(diào)地工作,改變工作循環(huán)需更換或調(diào)整凸輪。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.4 自動(dòng)化l程序控制指工作程序和定位尺寸可以根據(jù)不同的加工對(duì)象選擇,但不能控制運(yùn)動(dòng)軌跡。程序控制可分為固定程序控制和可變程序控制。l 數(shù)字控制除了可控制工作程序外,還可以控制運(yùn)動(dòng)軌跡,一般采用專門(mén)的數(shù)控裝置。l 適應(yīng)控制能按事先給定的評(píng)價(jià)指標(biāo),在加工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際工作條件(如材料硬度的變化,刀具磨損等)自動(dòng)地改變加工系統(tǒng)的參數(shù)(如切削用量等),使加工過(guò)程始終按照給定的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行。適應(yīng)控制分約束適應(yīng)控制、最佳適應(yīng)控制和學(xué)習(xí)適應(yīng)控制等。1.2 1.2

20、機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.5 機(jī)電一體化l指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)控制和電力電子等技術(shù),按系統(tǒng)工程和整體優(yōu)化的方法,有機(jī)地組成的最佳技術(shù)系統(tǒng)。l機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通常是機(jī)械的,用傳感器檢測(cè)來(lái)自外界和機(jī)器內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)的信息,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,經(jīng)控制系統(tǒng)由機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣、電子及它們的混合形式的執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行操作,使系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)外界環(huán)境的變化,機(jī)器始終處于正常的工作狀態(tài)l系統(tǒng)功能強(qiáng)、質(zhì)量好和故障率低、節(jié)能和節(jié)材、性能價(jià)格比高,具有足夠的“結(jié)構(gòu)柔性”的系統(tǒng)。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.6 節(jié)材l我國(guó)產(chǎn)

21、品設(shè)計(jì)水平低,選取的安全系數(shù)一般偏大,造成產(chǎn)品肥頭大耳,造成所謂的結(jié)構(gòu)性材料浪費(fèi);又由于工藝水平落后,鑄造和鍛造過(guò)程中金屬回收率低,毛坯的加工余量大,不僅浪費(fèi)了原材料,也浪費(fèi)了加工工時(shí)和能源,造成所謂的工藝性材料浪費(fèi)。l采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)法,合理地選取安全系數(shù),對(duì)主要零部件進(jìn)行精確計(jì)算和優(yōu)化,改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),采用先進(jìn)的制造裝備提高材料的利用率是必要的。 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念:只有足夠的剛度才能保證加工精度;造成資源“浪費(fèi)”的原因何在?現(xiàn)有機(jī)床組成材料的80%用于“保證”機(jī)床的剛度; 而只有20%的材料用于滿足機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)的需要。 設(shè)計(jì)本質(zhì):傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的 “剛度觀” 十分局限!設(shè)計(jì)自由度僅限于(結(jié)構(gòu)型式與結(jié)構(gòu)

22、尺寸),使得傳統(tǒng)設(shè)計(jì)空間過(guò)于狹窄;“剛度觀”十分局限,需要大量冗余材料及冗余結(jié)構(gòu)來(lái)保證整機(jī)剛度要求。整機(jī)性能的提高是用驚人的材料浪費(fèi)換來(lái)的! 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念:機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中用于切除金屬的功率占到運(yùn)行總功率的25%; 各種損耗和輔助功能占到運(yùn)行總功率的75%。 整機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的能源耗費(fèi)與環(huán)境負(fù)荷驚人!裝備的“剛性”驅(qū)動(dòng)功率無(wú)法適應(yīng)變化的加工工藝范圍; 造成能源“浪費(fèi)”的原因何在?設(shè)計(jì)本質(zhì):傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的 “功率觀” 十分局限!“功率觀”十分局限,需要大量冗余能量的轉(zhuǎn)換與傳遞來(lái)保證運(yùn)行功能要求。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.7 符合工業(yè)工程要求l工業(yè)工程是對(duì)由人

23、、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和實(shí)施的一門(mén)學(xué)科。l其目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)及其控制方法,在保證工人和最終用戶健康和安全的條件下,以最低的成本生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。l工業(yè)工程可以定量分析為主,研究整個(gè)大系統(tǒng)工作效率和成本的優(yōu)化。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.7 符合工業(yè)工程要求l 產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合工業(yè)工程的要求是指在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段,充分考慮結(jié)構(gòu)的工藝性,提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化程度,以便采用最佳的工藝方案,選擇最合理的制造設(shè)備,減少工時(shí)和材料的消耗;合理地進(jìn)行機(jī)械制造裝備的總體布局,優(yōu)化操作步驟和方法,減少操作過(guò)程中工人的體力消耗;對(duì)市場(chǎng)和消

24、費(fèi)者進(jìn)行調(diào)研,保證產(chǎn)品正確的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),減少因質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)訂得過(guò)高造成不必要的超額工作量。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝備的主要功能1.2.8 符合綠色工程要求l企業(yè)必須糾正不惜犧牲環(huán)境和消耗資源來(lái)增加產(chǎn)出的錯(cuò)誤做法,使經(jīng)濟(jì)發(fā)展更少地依賴地球上的有限資源,而更多地與地球的承載能力達(dá)到有機(jī)的協(xié)調(diào)。這就是所謂的綠色工程要求。l按綠色工程要求設(shè)計(jì)的產(chǎn)品稱綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開(kāi)發(fā)周期和成本的同時(shí),優(yōu)化各有關(guān)設(shè)計(jì)要素,使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中,對(duì)環(huán)境的影響最小,資源效率最高。1.2 1.2 機(jī)械制造裝備的主要功能機(jī)械制造裝

25、備的主要功能1.2.8 符合綠色工程要求l綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)考慮的內(nèi)容很廣泛,包括產(chǎn)品材料的選擇應(yīng)是無(wú)毒、無(wú)污染、易回收、可重用、易降解的;l產(chǎn)品制造過(guò)程應(yīng)充分考慮對(duì)環(huán)境的保護(hù),資源回收,如廢棄物的再生和處理,原材料的再循環(huán),零部件的再利用等;產(chǎn)品的包裝也應(yīng)充分考慮選用資源豐富的包裝材料,以及包裝材料的回收利用及其對(duì)環(huán)境的影響等。l原材料再循環(huán)的成本一般較高,應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)上、結(jié)構(gòu)上和工藝上的可行性。為了零部件的再利用,應(yīng)通過(guò)改變材料、結(jié)構(gòu)布局和零部件的連接方式等來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品拆卸的方便性和經(jīng)濟(jì)性。 其中,假設(shè)機(jī)床的主軸功率22KW,加工時(shí)間占57%,并假設(shè)每年SUV行駛12,000英里,耗油量為20.7m

26、pg。美國(guó)麻省理工學(xué)院的Gutowski教授在2009年的一個(gè)報(bào)告中給出了一個(gè)令人震驚的結(jié)論:一臺(tái)主軸功率22KW的數(shù)控機(jī)床(配置有相應(yīng)的輔助裝置),運(yùn)行一年的所耗電能所對(duì)應(yīng)的CO2排放量(按美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)有關(guān)數(shù)據(jù)推算)相當(dāng)于61輛SUV汽車的排放量。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備(主要指機(jī)床,也稱工作母機(jī)) 包括金屬加工機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓機(jī)床、沖壓機(jī)床、注塑機(jī)、焊接設(shè)備、鑄造設(shè)備等。1.3.2 工藝裝備 包括刀具、模具、夾具、量具、輔具等。1.3.3 儲(chǔ)運(yùn)裝備 包括物料運(yùn)輸裝置、機(jī)床上下料裝置、刀具輸送裝置、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備等1.3.4 輔助裝備 包括清

27、洗機(jī)、排屑設(shè)備和測(cè)量、包裝設(shè)備等。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 金屬切削機(jī)床 通用的金屬切削機(jī)床按其切削方式可分為車床、鉆床、鏜床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨(插)床、拉床、切斷機(jī)床和其它機(jī)床等。 專用機(jī)床是為特殊的工藝目的設(shè)計(jì)和制造的加工裝備,組合機(jī)床及其自動(dòng)線是其中的一個(gè)大分支,包括大型組合機(jī)床及其自動(dòng)線、小型組合機(jī)床及其自動(dòng)線、自動(dòng)換刀數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線等。 機(jī)床按其通用特征可分為高精度精密、自動(dòng)、半自動(dòng)、數(shù)控、仿形、自動(dòng)換刀、輕型、萬(wàn)能和簡(jiǎn)式機(jī)床等。臥式車床立式車床轉(zhuǎn)塔車床臥式車床通用性好,加工范圍廣,適于加工中、小型軸類、盤(pán)套類零件的內(nèi)外

28、回轉(zhuǎn)面、端面等;立式車床適于加工高度小于直徑的大型盤(pán)套類零件;轉(zhuǎn)塔車床適用于成批加工形狀復(fù)雜的盤(pán)套類零件;萬(wàn)能外圓磨床內(nèi)圓磨床平面磨床外圓磨床適用于磨削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面及階梯軸軸肩和端平面;內(nèi)圓磨床適于單件小批生產(chǎn)磨削淬硬零件上的孔;平面磨床臥軸(立軸)矩臺(tái)(圓臺(tái)),分周磨法和端磨法 齒輪加工方法與加工機(jī)床 (一)齒輪加工方法 按輪齒成形原理分兩大類: 1.成形法 加工精度和生產(chǎn)率較低, 適于單件小批生產(chǎn)。 2.展成法 加工精度和生產(chǎn)率較高, 一把刀可加工相同模數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。 (二)齒輪加工機(jī)床 圓柱齒輪:滾齒機(jī)、插齒機(jī)等;直齒錐齒輪刨齒機(jī)、銑齒 機(jī)、拉齒機(jī) ;弧齒錐齒輪

29、銑齒機(jī)。剃齒機(jī)、珩齒機(jī)、磨齒機(jī)成形法認(rèn)識(shí)機(jī)床-滾齒機(jī) (一)滾齒原理模擬一對(duì)螺旋齒輪嚙合過(guò)程(二)滾齒機(jī)運(yùn)動(dòng)分析主運(yùn)動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);展成(嚙合)運(yùn)動(dòng)齒坯與滾刀按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng);進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滾刀沿齒坯軸向運(yùn)動(dòng)。滾齒原理1床身 2立柱 3刀架溜板 4刀桿 5刀架體6支架 7心軸 8后立柱 9工作臺(tái) 10床鞍認(rèn)識(shí)機(jī)床-插齒機(jī) 應(yīng)用:加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪、扇形齒輪、齒條等。1. 插齒原理主運(yùn)動(dòng):插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),插斜齒輪時(shí)插刀主軸在螺旋導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng);展成運(yùn)動(dòng):插齒刀與齒坯按一定速比轉(zhuǎn)動(dòng);讓刀運(yùn)動(dòng); 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng);認(rèn)識(shí)機(jī)床-磨齒機(jī) 多用于淬硬齒輪的齒面精加工,63級(jí)精度。 磨齒機(jī)分兩大類:成形法磨齒和展成法磨

30、齒展成法磨齒分:連續(xù)磨齒(砂輪為蝸桿形)分度磨齒(砂輪有碟型、大平面型、錐形,利用齒條和齒輪嚙合原理)認(rèn)識(shí)機(jī)床-組合機(jī)床 以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)再配以少量的專用部件組成的專用機(jī)床。生產(chǎn)率及及自動(dòng)化程度高,精度易保證。自動(dòng)化程度高,精度易保證??s短設(shè)計(jì)制造周期,經(jīng)濟(jì)效果好。能適應(yīng)產(chǎn)品更新,快速可調(diào)、靈活裝配,提高設(shè)備利用率。易于聯(lián)成機(jī)床自動(dòng)線。德國(guó)MAHO五軸NC加工中心鋁合金整體葉輪零件認(rèn)識(shí)機(jī)床-NC五軸聯(lián)動(dòng)加工中心1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床1電加工機(jī)床 直接利用電能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床,統(tǒng)稱電加工機(jī)床,一般僅指電火花加工

31、機(jī)床、火花線切割機(jī)床和電解加工機(jī)床。 電火花加工機(jī)床是利用工具電極與工件之間產(chǎn)生的電火花小電弧從工件上去除微粒材料達(dá)到加工要求的機(jī)床,主要用于加工硬的導(dǎo)電金屬,如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。按工具電極的形狀和電極是否旋轉(zhuǎn),電火花加工可進(jìn)行成形穿孔加工、電火花成形加工、電火花雕刻、電火花展成加工、電火花磨削等。 1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床 電火花線切割機(jī)床是利用一根移動(dòng)的金屬絲作電極,在金屑絲和工件間通過(guò)脈沖電流,并澆上液體介質(zhì),使之產(chǎn)生放電腐蝕而進(jìn)行切割加工。 電解加工機(jī)床是利用金屑在直流電流作用下,在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理對(duì)工件進(jìn)行加

32、工的方法,又稱電化學(xué)加工。加工時(shí),工件與工具分別接正負(fù)極,兩者相對(duì)緩慢進(jìn)給,并始終保持一定的間隙,讓具有一定壓力的電解液連續(xù)從間隙中流過(guò),將工件上的被溶解物帶走,使工件逐漸按工具的形狀被加工成型。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床2超聲波加工機(jī)床利用超聲波能量對(duì)材料進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備稱超聲波加工機(jī)床。 加工時(shí)工具作超聲振動(dòng),并以一定的靜壓力壓在工件上,工件與工具間引入磨料懸浮液。在振動(dòng)工具的作用下,磨粒對(duì)工件材料進(jìn)行沖擊和擠壓,加上空化爆炸作用將材料切除。 超聲波加工適用于特硬材料,如石英、陶瓷、水晶、玻璃等的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨

33、和超聲電加工等復(fù)合加工。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床3激光加工機(jī)床 采用激光能量進(jìn)行加工的設(shè)備統(tǒng)稱激光加工機(jī)床。激光是一種高強(qiáng)度、方向性好、單色性好的相干光。利用激光產(chǎn)生的上萬(wàn)度高溫聚焦在工件上,使工件被照射的局部在瞬間急劇熔化和蒸發(fā),并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波,使熔化的物質(zhì)爆炸式地噴射出來(lái)以改變工件的形狀。 激光加工可以用于所有金屬和非金屬材料,特別適合于加工微小孔和材料切割。 常用于加工金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、陶瓷、玻璃等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小孔加工及切割加工。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1

34、.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床4電子束加工機(jī)床 在真空條件下,由陰極發(fā)射出的電子流被帶高電位的陽(yáng)極吸引,在飛向陽(yáng)極的過(guò)程中,經(jīng)過(guò)聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速,最后以高速和細(xì)束狀轟擊被加工工件的一定部位,在幾分之一秒內(nèi),將其百分之九十九以上的能量轉(zhuǎn)化成熱能,使工件上被轟擊的局部材料在瞬間熔化、氣化和蒸發(fā),以完成工件的加工。電子束加工機(jī)床就是利用電子束的上述特性進(jìn)行加工的裝備。 常用于穿孔、切割、蝕刻、焊接、蒸鍍、注入和熔煉等。此外,利用低能電子束對(duì)某些物質(zhì)的化學(xué)作用,可進(jìn)行鍍膜和曝光,也屬于電子束加工。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床5離子束加工機(jī)

35、床 離子束加工機(jī)床就是利用離子束的特性進(jìn)行加工的裝備。 在電場(chǎng)作用下,將正離子從離子源出口孔“引出”,在真空條件下,將其聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速,并以大能量細(xì)束狀轟擊被加工部位,引起工件材料的變形與分離,或使靶材離子沉積到工件表面上,或使雜質(zhì)離子射人工件內(nèi)。 用這種方法對(duì)工件進(jìn)行穿孔、切割、銑削、成像、拋光、蝕刻、清洗、濺射、注入和蒸鍍等,統(tǒng)稱離子束加工。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 特種加工機(jī)床6水射流加工機(jī)床 水射流加工是利用具有很高速度的細(xì)水柱或摻有磨料的細(xì)水柱,沖擊工件的被加工部位,使被加工部位上的材料被剝離。隨著工件與水柱間的相對(duì)移動(dòng),切割出要求

36、的形狀。 常用于切割某些難加工材料,如陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄鐵、耐熱合金、復(fù)材等。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 鍛壓機(jī)床 鍛壓機(jī)床是利用金屬的塑性變形特點(diǎn)進(jìn)行成形加工,屬無(wú)屑加工設(shè)備。 鍛造機(jī)是利用金屬的塑性變形,使坯料在工具的沖擊力或靜壓力作用下成形為具有一定形狀和尺寸的工件,同時(shí)使其性能和金相組織符合一定的技術(shù)要求。鍛造加工可分為手工鍛造、自由鍛造、胎模鍛造、模型鍛造和特種鍛造等。也可分熱鍛、溫鍛和冷鍛等。 沖壓機(jī)是借助模具對(duì)板料施加外力,迫使材料按模具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁或塑性變形,得到要求的金屬板制件。根據(jù)加工時(shí)材料溫

37、度的不同,可分為冷沖壓和熱沖壓。沖壓工藝省工、省料和生產(chǎn)率高。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.1 加工裝備: 鍛壓機(jī)床 擠壓機(jī)是借助于凸模對(duì)放在凹模內(nèi)的金屬坯料加力擠壓,迫使金屬擠滿凹模和凸模合成的內(nèi)腔空間,獲得所需的金屬制件。擠壓加工更節(jié)約金屬、提高生產(chǎn)率和制品的精度。可分為冷擠壓、溫?zé)釘D壓和熱擠壓。 軋制機(jī)是使金屬材料經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的軋輥,在軋輥壓力作用下產(chǎn)生塑性變形,以獲得所要求的截面形狀并同時(shí)改變其性能。分熱軋和冷軋。按軋制方式又可分縱軋、橫軋和斜軋。 縱軋用于軋制板材、型材、鋼軌等;橫軋用于軋制套圈類零件;斜軋主要用于軋制鋼球。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型

38、機(jī)械制造裝備的類型1.3.2 加工裝備: 刀具l 切削加工時(shí),從工件上切除多余材料所用的工具,稱之為刀具。l 刀具的種類頗多,如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭、絲錐、齒輪滾刀等。l 大部分刀具已標(biāo)準(zhǔn)化,由工具制造廠大批量生產(chǎn),不需自行設(shè)計(jì)。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.2 加工裝備: 模具 模具是用來(lái)將材料填充在其型腔中,填充材料的不同,以獲得所需形狀和尺寸制件的工具。1粉末冶金模具 粉末冶金是制造機(jī)器零件的一種加工方法,將一種或多種金屬或非金屬粉末混合,放在粉末冶金模具內(nèi),加壓成形,再燒結(jié)成制品。2塑料模具 塑料是以高分子合成樹(shù)脂為主要成分,在一定條件下可塑制成一定形狀

39、且在常溫下保持形狀不變的材料。塑制成型制件所用的模子稱之為塑料模具。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.2 加工裝備: 模具 壓塑模具又稱壓膠模,是成型熱固性塑料件的模具。成型前,根據(jù)壓制工藝條件將模具加熱到成型溫度,然后將塑料粉放人型腔內(nèi)預(yù)熱、閉模和加壓。塑料受熱和加壓后逐漸軟化成粘流狀態(tài),在成型壓力的作用下流動(dòng)而充滿型腔,經(jīng)保壓一段時(shí)間后,塑件逐漸硬化成形,然后開(kāi)模和取出塑件。 擠塑模具又稱擠膠模,是成型熱固性塑料或封裝電器元件等用的一種模具。成形及加料前先閉模,塑料先放在單獨(dú)的加料室內(nèi)預(yù)熱成粘流狀態(tài),再在壓力的作用下使融料通過(guò)模具澆注系統(tǒng),高速擠入型腔,然后硬化成

40、型。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.2 加工裝備: 模具 注射模具沿分型面分為定模和動(dòng)模兩部分。定模安裝在注塑機(jī)的定模板上,動(dòng)模則緊固在注射機(jī)的動(dòng)模板上。工作時(shí)注射機(jī)推動(dòng)模板與定模板緊密壓緊,然而將料筒內(nèi)已加熱到熔融狀態(tài)的塑料高壓注入型腔,融料在模內(nèi)冷卻硬化到一定強(qiáng)度后,注射機(jī)將動(dòng)模板與定模板沿分模面分開(kāi),開(kāi)啟模具,將塑件頂出模外,獲得塑料制件。3壓鑄模具 熔融的金屬在壓鑄機(jī)中以高壓、高速射人壓鑄模具的型腔,尺寸精度高,表面光潔,主要用于制造有色金屬件。1.3 1.3 機(jī)械制造裝備的類型機(jī)械制造裝備的類型1.3.2 加工裝備: 模具4冷沖模具 壓鑄冷沖模具包括陰模和

41、陽(yáng)模兩部分。在室溫下借助陽(yáng)模對(duì)金屬板料施加外力,迫使材料按陰模型腔的形狀、尺寸進(jìn)行裁剪或塑性變形。進(jìn)行冷沖加工所用的鋼材應(yīng)是含碳量較低的高塑性鋼。5鍛壓模具 鍛壓模具是鍛造用模具的總稱。按使用鍛造設(shè)備的不同可分為錘鍛模、機(jī)鍛模、平鍛模、輥鍛模等。按使用目的不同可分為終成形模、預(yù)成形模、制坯模、沖孔模、切邊模等。工藝裝備模具 塑料模具 壓鑄模具 沖壓模具 鍛壓模具1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型u 1.4.1 1.4.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)u 1.4.2 1.4.2 變型設(shè)計(jì)變型設(shè)計(jì)u 1.4.3 1.4.3 模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)

42、械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)通常應(yīng)從市場(chǎng)調(diào)研和預(yù)測(cè)開(kāi)始,明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù),經(jīng)過(guò)產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)等四個(gè)階段; 還應(yīng)通過(guò)產(chǎn)品試制和產(chǎn)品試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的技術(shù)可行性;通過(guò)小批試生產(chǎn)來(lái)驗(yàn)證新產(chǎn)品的制造工藝和工藝裝備的可行性; 一般需要較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期,投入較大的研制開(kāi)發(fā)工作量。1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.1 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型

43、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.2 變型設(shè)計(jì) 適應(yīng)型設(shè)計(jì)和變參數(shù)型設(shè)計(jì)統(tǒng)稱“變型設(shè)計(jì)”。都是在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上,基本工作原理和總體結(jié)構(gòu)保持不變. 變型設(shè)計(jì)應(yīng)在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,按照一定的規(guī)律演變出各種不同的規(guī)格參數(shù)、布局和附件的產(chǎn)品,擴(kuò)大原有產(chǎn)品的性能和功能,形成一個(gè)產(chǎn)品系列。 開(kāi)展變型設(shè)計(jì)的依據(jù)是原有產(chǎn)品,它應(yīng)屬于技術(shù)成熟的“基型”產(chǎn)品。 作為變型設(shè)計(jì)依據(jù)的原有產(chǎn)品,通常是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。1.4 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型1.4.2 模塊化設(shè)計(jì) 組合設(shè)計(jì)又稱模塊化設(shè)計(jì),是按合同要求,選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K,直接拼裝成所謂的“組合產(chǎn)品”。組合產(chǎn)品是系列產(chǎn)品的進(jìn)一步細(xì)化

44、,組合產(chǎn)品中的模塊也應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行。 組合設(shè)計(jì)通常是MRP一驅(qū)動(dòng)的,可由銷售部門(mén)承擔(dān),或在銷售部門(mén)中成立一個(gè)專門(mén)從事組合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)組承擔(dān),有關(guān)設(shè)計(jì)資料可直接交付生產(chǎn)計(jì)劃部門(mén),對(duì)組成產(chǎn)品的各個(gè)模塊安排投產(chǎn),并將這些模塊拼裝成所需的產(chǎn)品。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法u 1.5.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟u 1.5.2 系列化設(shè)計(jì)u 1.5.3 模塊化設(shè)計(jì)u 1.5.4 合理化工程1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟 (一)產(chǎn)品規(guī)劃階段(明確設(shè)計(jì)任務(wù),do what?); (二)方案設(shè)計(jì)階段(

45、功能原理的設(shè)計(jì)); (三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段(結(jié)構(gòu)原理方案、總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等); (四)施工設(shè)計(jì)階段(零件圖設(shè)計(jì)、完善裝配圖、商品化設(shè)計(jì)、編制技術(shù)文檔)輔助材料:輔助材料第二次課1.5-1.6機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程.doc1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段 產(chǎn)品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù),通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求,進(jìn)行可行性分析,制訂設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)。 在產(chǎn)品規(guī)劃階段將綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.1

46、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟(二)方案設(shè)計(jì)階段總功能是表達(dá)輸入量轉(zhuǎn)變成輸出量的能力??偣δ芸芍鸺?jí)往下分解,分解到子功能的要求比較明確,便于求解為止。分功能和多級(jí)子功能及它們之間的關(guān)系稱為功能結(jié)構(gòu)。便于了解產(chǎn)品中哪些子功能重復(fù)出現(xiàn),為制訂通用零部件規(guī)范提供依據(jù)。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟(二)方案設(shè)計(jì)階段功能間結(jié)構(gòu)型式:串聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖22a所示;并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖22b所示;環(huán)形結(jié)構(gòu)如圖22c所示;圖22e則是有選擇性地進(jìn)行反饋的循環(huán)結(jié)構(gòu)。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法(二)方案設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)方案的形成

47、(1)系統(tǒng)結(jié)合法:按功能結(jié)構(gòu)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu),根據(jù)邏輯關(guān)系把原理解結(jié)合起來(lái)。(2)數(shù)學(xué)方法結(jié)合法:采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)方案的組合。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段 技術(shù)設(shè)計(jì)階段是將方案設(shè)計(jì)階段擬定的初步設(shè)計(jì)方案具體化,確定結(jié)構(gòu)原理方案;進(jìn)行總體技術(shù)方案設(shè)計(jì),確定主要技術(shù)參數(shù)、布局;進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制裝配草圖,初選主要零件的材料和工藝方案,進(jìn)行各種必要的性能計(jì)算;還可以通過(guò)模型試驗(yàn)檢驗(yàn)和改善設(shè)計(jì);通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選擇較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法(四)工藝設(shè)計(jì)階段 工藝設(shè)計(jì)階段主要進(jìn)行零件工作圖設(shè)計(jì),完善部

48、件裝配圖和總裝配圖,進(jìn)行商品化設(shè)計(jì),編制各種技術(shù)文檔等。 零件圖設(shè)計(jì); 完善裝配圖; 商品化設(shè)計(jì); 編制技術(shù)文檔1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.2 系列化設(shè)計(jì) (一)系列化設(shè)計(jì)的基本概念 系列化設(shè)計(jì)方法是在設(shè)計(jì)的某一類產(chǎn)品中,選擇功能、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面較典型的產(chǎn)品為基型,以它為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出其它各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品,構(gòu)成產(chǎn)品基型系列。 在產(chǎn)品基型系列的基礎(chǔ)上,派生出不同用途的變型產(chǎn)品,構(gòu)成產(chǎn)品派生系列。編制反映基型系列和派生系列關(guān)系的產(chǎn)品系列型譜。 系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”原則,結(jié)構(gòu)的典型化” 即所謂的“四化”原則。 系列化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品

49、設(shè)計(jì)合理化的一條途徑,是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、開(kāi)發(fā)變型產(chǎn)品的重要途徑之一。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.2 系列化設(shè)計(jì) (二)系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)1)可以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。2)系列產(chǎn)品是依據(jù)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)的基型產(chǎn)品演變和派生而成的,可以大大減少設(shè)計(jì)工作量,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),縮短產(chǎn)品的研制周期;3)產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零部件的通用性,可壓縮工藝裝備數(shù)量和種類,縮短產(chǎn)品的研制周期,降低生產(chǎn)成本;4)零備件的種類少,系列中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似,便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修,改善售后服務(wù)質(zhì)量;5)為開(kāi)展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基

50、礎(chǔ)。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.2 系列化設(shè)計(jì) (二)系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)系列化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn): 為以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求,每個(gè)品種規(guī)格的產(chǎn)品都具有一定的通用性,滿足一定范圍的使用需求,用戶只能在系列型譜內(nèi)有限的一些品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品,選到的產(chǎn)品,一方面其性能參數(shù)和功能特性不一定最符合用戶的要求,另方面有些功能還可能冗余。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.2 系列化設(shè)計(jì) (三)系列化設(shè)計(jì)的步驟1、2、3、主參數(shù)和主要性能指標(biāo)的確定參數(shù)分級(jí)制定系列型譜縱系列產(chǎn)品橫系列產(chǎn)品跨系列產(chǎn)品abc1.5 1.5

51、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.3 模塊化設(shè)計(jì) (一)模塊化設(shè)計(jì)的基本概念 為了開(kāi)發(fā)多種不同功能結(jié)構(gòu),或相同功能結(jié)構(gòu)而性能不同的產(chǎn)品,不必對(duì)每種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì),而是精心設(shè)計(jì)出一批模塊,將這些模塊經(jīng)過(guò)不同的組合來(lái)構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。模塊上具有特定的聯(lián)接表面和聯(lián)接方法,以保證相互組合的互換性和精確度。 模塊化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的另一條途徑,是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、加快設(shè)計(jì),進(jìn)行組合設(shè)計(jì)重要途徑。 模塊化系統(tǒng)多數(shù)是屬于模塊和非模塊的混合系統(tǒng)。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.3 模塊化設(shè)計(jì) (二)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)1) 便

52、于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊取代原有舊的模塊,提高產(chǎn)品的性能,組合出功能更完善、性能更先進(jìn)的組合產(chǎn)品,加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。2)采用模塊化設(shè)計(jì),可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求,大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。3)模塊化設(shè)計(jì)方法推動(dòng)了整個(gè)企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體制的改革。有利于采用成組加工等先進(jìn)工藝,有利于組織專業(yè)化生產(chǎn),既提高質(zhì)量,又降低成本。4)模塊系統(tǒng)中大部分部件由模塊組成,設(shè)備如發(fā)生故障,只需更換有關(guān)模塊,維護(hù)修理更為方便,對(duì)生產(chǎn)影響少。1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.3 模塊化設(shè)計(jì)劃分模塊的出發(fā)點(diǎn)是功能分析。分功能包括基本功能、輔助功能、特殊功能和附加功

53、能等幾類1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.3 模塊化設(shè)計(jì)1.5 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法1.5.4 合理化工程合理化工程是一種管理哲理,適用于合同型企業(yè)。目的是采用先進(jìn)的信息處理技術(shù),縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,降低產(chǎn)品的成本,改善售后服務(wù)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組是進(jìn)行系列產(chǎn)品和組合產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品編碼和產(chǎn)品技術(shù)文件的系統(tǒng)化,從而減少零部件的類別數(shù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組是將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程分成全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩部分。全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行的是換代產(chǎn)品和創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)是進(jìn)行變

54、型設(shè)計(jì)或組合設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組,企業(yè)必須采用CADCAM和MRP一技術(shù),并實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息集成。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià) 1.6.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 1.6.2 可靠性評(píng)價(jià) 1.6.3 人機(jī)工程評(píng)價(jià) 1.6.4 結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià) 1.6.5 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià) 1.6.6 標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)內(nèi)容:技術(shù)的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)的合理性樹(shù)狀目標(biāo)系統(tǒng)每個(gè)樹(shù)葉代表一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)是理想生產(chǎn)成本CL與實(shí)際生產(chǎn)成本Cs之比,即

55、: Ej = CL/Cs產(chǎn)品成本主要包括材料成本和開(kāi)發(fā)制造成本兩大部分1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法質(zhì)量量算法材料成本本算法回回分析法 相似關(guān)系量算法1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 設(shè)計(jì)方案的技術(shù)評(píng)價(jià)了Tj和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Ej經(jīng)常不會(huì)同時(shí)都是最優(yōu),進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)才能最終選出最理想的方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TE,有兩種計(jì)算方法: 1)當(dāng)Tj和Ej的值相差不太懸殊時(shí),可用均值法計(jì)算:TEj (Tj Ej)/2 2)當(dāng)Tj和Ej的值相差很懸殊時(shí),建議用雙曲線法計(jì)算:TEj (Tj Ej)1/2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)T

56、Ej值越大,設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合性能越好,一般TEj值不應(yīng)小于065。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件和時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力??煽慷龋阂?guī)定時(shí)間和條件下,完成規(guī)定任務(wù)的概率。產(chǎn)品可靠性指標(biāo)可靠性維修性有效性耐久性安全性可靠度可靠壽命累積失效概率失效率平均壽命平均修復(fù)時(shí)間修復(fù)率維修度極限有效度平均有效度瞬時(shí)有效度1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)例1 有1000只電子管。開(kāi)始工作至500小時(shí)內(nèi)有1

57、00只失效;工作至1000上時(shí)時(shí)共計(jì)有500只失效,求500小時(shí)和1000小時(shí)的可靠度。解 已知 N0= 1000只 r(500)= 100只 r(1000)= 500只 則: R(500) = (1000100) / 1000 = 0.9 = 90% R(1000) = (1000500) / 1000 = 0.5 = 50%00( )( ) Nr tR tN1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)(二)可靠性預(yù)測(cè) 目的是為了發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),提供方案比較、修改、優(yōu)選和進(jìn)行可靠性分配的依據(jù),并對(duì)產(chǎn)品的維修費(fèi)用以至全壽命運(yùn)行費(fèi)用作出量計(jì)。 可靠性預(yù)測(cè)包括單元

58、可靠性預(yù)測(cè)和系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)。 可靠性預(yù)測(cè)有許多方法,隨預(yù)測(cè)的目的、設(shè)計(jì)的時(shí)期、系統(tǒng)的規(guī)模、失效的類型及數(shù)據(jù)情況等的不同而用不同的方法,如統(tǒng)計(jì)分析法、失效模式及后果分析法(FMECA)、故障樹(shù)分析法(FTA)、可靠性邏輯框圖法及近似值法等。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)根據(jù)單元在系統(tǒng)中所處的狀態(tài)及其對(duì)系統(tǒng)的影響,系統(tǒng)可分為如圖211所示-的幾種類型。分析系統(tǒng)可靠性時(shí),必須了解系統(tǒng)中每個(gè)單元的功能,各單元間在可靠性功能上的聯(lián)系,以及這些單元功能、失效模式對(duì)系統(tǒng)功能的影響,這是建立可靠性邏輯框圖的基礎(chǔ)。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備

59、設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià) 系統(tǒng)可靠性模型串聯(lián)系統(tǒng)可靠度為并聯(lián)系統(tǒng)可靠度為1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià) 系統(tǒng)可靠性模型混聯(lián)系統(tǒng)可靠度如何計(jì)算?1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià) 系統(tǒng)可靠性模型表決系統(tǒng)組成系統(tǒng)的n個(gè)單元中,至少有r個(gè)單元正常工作,系統(tǒng)才能正常工作,大于(n-r)個(gè)單元失效,系統(tǒng)也就失效。這樣的系統(tǒng)稱之為r/n表決系統(tǒng)。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià) 系統(tǒng)可靠性模型復(fù)雜系統(tǒng)可靠性分析方法分解分析方法:選擇關(guān)鍵單元,先分解系統(tǒng),再

60、組合計(jì)算。1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性評(píng)價(jià)例題:在系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)時(shí),系統(tǒng)的單元數(shù)為4,每個(gè)單元的可靠度均為0.9,若系統(tǒng)只有一個(gè)單元工作,系統(tǒng)就算正常,則系統(tǒng)的可靠度為多少?若只有4個(gè)單元全部工作,系統(tǒng)才能正常工作,系統(tǒng)的可靠度為多少?1.61.6 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)1.6.2 可靠性分配的原則 1)對(duì)技術(shù)成熟的單元,能夠保證實(shí)現(xiàn)較高的可靠性,或預(yù)期投入使用時(shí)可靠性可有把握達(dá)到較高水平的單元,可分配較高的可靠度; 2)對(duì)較簡(jiǎn)單的單元,組成單元的零部件數(shù)量少,裝配容易保證質(zhì)量或故障后易于修復(fù)的單元,可分配較高的可靠度; 3

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