機(jī)械制造裝備基礎(chǔ)期末總結(jié)

1、1：機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的主要功能(1) 一般的功能要求：機(jī)械制造裝備應(yīng)滿足的一般功能包括：1）加工精度方面的要求：加工精度是指加工后零件對理想尺寸.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。2）強(qiáng)度.剛度和抗振性方面的要求3.加工穩(wěn)定性方面的要求4.耐用度方面的要求4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求 （二）柔性化：柔性化在這里有兩重含義，即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化是指產(chǎn)品設(shè)計時采用模塊化設(shè)計方法和機(jī)電一體化技術(shù)，只需對結(jié)構(gòu)做少量的重組和修改，或修改軟件。就可以快速地推出滿足市場需求的，具有不同功能

2、的新產(chǎn)品。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。（三）精密化 （四）自動化：機(jī)械制造裝備實(shí)現(xiàn)自動化后，除了可以提高加工效率和勞動生產(chǎn)率，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，改善勞動條件等。自動化有全自動化和半自動化之分：全自動是指能自動的完成工件的上料、加工和卸料的生產(chǎn)過程；半自動則需人工完成上下料。實(shí)現(xiàn)自動化的方法從初級到高級依次是：凸輪控制、程序控制、數(shù)字控制和適應(yīng)控制等（五）機(jī)電一體化：機(jī)電一體化是指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測、信息處理、自動控制和電力電子等技術(shù)，按系統(tǒng)工程和整

3、體優(yōu)化的方法，有機(jī)地組成的最佳技術(shù)系統(tǒng)。采用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計的產(chǎn)品可以獲得如下幾方面的功能：1）對機(jī)器或機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡檢和控制2）對機(jī)器或機(jī)組系統(tǒng)工作程序的控制3）用微電子技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品中機(jī)械部件完成的功能，簡化產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu) （六）節(jié)材（七）符合工業(yè)工程要求：工業(yè)工程是對人、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、改善和實(shí)施的一門學(xué)科。其目標(biāo)是設(shè)計一個生產(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。（八）符合綠色工程要求：企業(yè)必須糾正犧牲環(huán)境和消耗資源來增加產(chǎn)出的錯誤做法，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

4、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。2：機(jī)械制造過程是從原材料開始，經(jīng)過熱、冷加工，裝配成產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試和檢測、包裝和發(fā)運(yùn)的全過程，所使用的裝備類型繁多，大致可劃分為加工裝備、工藝裝備、倉儲傳送裝備和輔助裝備四大類3：加工設(shè)備：加工設(shè)備是指采用機(jī)械制造方法制作機(jī)器零件的機(jī)床。（一）金屬切削機(jī)床分類：1）按機(jī)床的加工原理進(jìn)行分類：車床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機(jī)床，螺紋加工機(jī)床，銑床、刨床、拉床、特種加工機(jī)床、切斷機(jī)床、和其他機(jī)床等12類。2）按機(jī)床的適用范圍進(jìn)行分類：通用機(jī)床、專用機(jī)床和專門機(jī)床。3）通用機(jī)床：通用的金屬切削機(jī)床可加工多種尺寸和形狀的工件的多種加工

5、面，故又稱萬能機(jī)床。4）專用機(jī)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(jī)床，是根據(jù)特定的工藝要求專門設(shè)計制造的，生產(chǎn)率和自動化程度均高，結(jié)構(gòu)比通用機(jī)床簡單，多用于成批和大量生產(chǎn)。5）專門機(jī)床：介于通用機(jī)床和專用機(jī)床之間，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。（二）特種加工機(jī)床：1）電加工機(jī)床：直接利用電能對工件進(jìn)行加工的機(jī)床，統(tǒng)稱電加工機(jī)床。一般指電火花加工機(jī)床、電火花線切割機(jī)床和電解加工機(jī)床。2）超聲波加工機(jī)床：利用超聲波能量對材料進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備稱為超聲波加工機(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)稱為激光加工機(jī)床。4）電子束加工機(jī)床：電子

6、束加工是指在真空條件下，由陰極發(fā)射出的電子流為帶高電位的陽極吸引，在飛向陽極的過程中，經(jīng)過聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，最后以細(xì)束狀轟擊被加工工件的一定部位，在幾分之秒內(nèi)，將其99%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被融化，汽化和蒸發(fā)，以完成工件的加工。5）離子束加工機(jī)床6）水射流加工機(jī)床（三）鍛壓機(jī)床4：工藝裝備：產(chǎn)品制造時所用的各種道具、模具、夾具、量具等工具，總稱為工藝裝備。5：機(jī)械設(shè)備裝備設(shè)計可分為創(chuàng)新設(shè)計、變形設(shè)計和模塊化設(shè)計三大類（1）創(chuàng)新設(shè)計：創(chuàng)新設(shè)計離不開創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維具有兩種類型：直覺思維和邏輯思維。直覺思維和邏輯思維。直覺思維是一種在下意識，對事物內(nèi)在復(fù)雜關(guān)系

7、產(chǎn)生突發(fā)性的領(lǐng)悟過程，具有創(chuàng)造靈感忽然降臨的色彩。邏輯思維：用主動的、按部就班的工作方式向創(chuàng)新目標(biāo)逼近，開發(fā)出新一代的、具有高科技附加值的新產(chǎn)品，改善產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和能量消耗，采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝，縮短與國內(nèi)外同類先進(jìn)產(chǎn)品之間的差距，提高產(chǎn)品的競爭能力創(chuàng)新設(shè)計過程：通常應(yīng)從市場調(diào)研和預(yù)測開始，明確產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)，經(jīng)過產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工藝設(shè)計等四個階段；還應(yīng)通過產(chǎn)品試制和產(chǎn)品試驗(yàn)來驗(yàn)證新產(chǎn)品的技術(shù)可行性；通過小批試生產(chǎn)來驗(yàn)證新產(chǎn)品的制造工藝和工藝裝備的可行性。一般需要較長的設(shè)計開發(fā)周期，投入較大的研制開發(fā)工作量。（2） 變型設(shè)計：為了快速滿足市場需求的變化

8、，常常采用適應(yīng)型和變參數(shù)型設(shè)計方法。兩種設(shè)計方法都是在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，保持其基本工作原理和總體機(jī)構(gòu)不變，適應(yīng)型設(shè)計是通過改變或更換部分部件或結(jié)構(gòu)，變參數(shù)型設(shè)計是通過改變部分尺寸與性能參數(shù)，形成所謂的變型產(chǎn)品，以擴(kuò)大適用范圍，滿足更廣泛的用戶需求。適應(yīng)型設(shè)計和變參數(shù)型設(shè)計統(tǒng)稱“變型設(shè)計”。（3） 模塊化設(shè)計：模塊化設(shè)計是按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成所謂的“產(chǎn)品組合”6、四化原則：系列化設(shè)計應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化“的原則，簡稱”三化“原則。有時候?qū)ⅰ苯Y(jié)構(gòu)的典型化“作為第四條原則，即所謂的四化原則。7：機(jī)械制造裝備設(shè)計的典型步驟：(1)產(chǎn)品規(guī)劃階段：1）需求分析：產(chǎn)

9、品設(shè)計是為了滿足市場的需求，而市場的需求往往是不具體的，有時是模糊的.潛在的，甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。需求分析的任務(wù)是使這些需求具體化和恰到好處，明確設(shè)計任務(wù)的要求。需求分析本身就是設(shè)計工作的一部分，是設(shè)計工作的開始，而且自始至終指導(dǎo)設(shè)計工作的進(jìn)行。開發(fā)新產(chǎn)品最困難的往往不是技術(shù)問題，而是確定需要開放什么樣的產(chǎn)品，他往往比從技術(shù)上找到滿足需求的措施更為棘手。識別需求是一個創(chuàng)造性的過程。只有細(xì)心觀察、不滿足現(xiàn)狀，才能發(fā)現(xiàn)新的需求，尤其是發(fā)現(xiàn)那些社會尚沒有的注意到的潛在需求。有的新產(chǎn)品技術(shù)水平不見得很高，由于滿足市場需求，有很好的銷路；反之，有的新產(chǎn)品在設(shè)計中盡管采用了許多先進(jìn)技術(shù)，功能完備，但由于需

10、求分析沒有做好，就不一定受到市場歡迎。因此設(shè)計人員必須重視需求分析，用敏銳的觀察力，及時找到和預(yù)測市場的需求，并在市場大量需求來到之前完成新產(chǎn)品的研制工作，搶先投放市場，以獲得豐厚的回報。需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析，如：新產(chǎn)品的開放面向的消費(fèi)群體，他們對產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、質(zhì)量、數(shù)量、價格等方面的要求現(xiàn)有類似產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能、價格、市場占有情況和發(fā)展趨勢競爭對手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)劣勢和發(fā)展趨勢主要原材料、配件、半成品等的供應(yīng)情況、價格及變化趨勢等 2）調(diào)查研究：包括市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研、社會環(huán)境調(diào)研 3)預(yù)測：預(yù)測分為定性預(yù)測和定量預(yù)測兩部分。定性預(yù)測 在數(shù)據(jù)和信息缺乏時

11、，依靠經(jīng)驗(yàn)和綜合分析能力對未來的發(fā)展?fàn)顩r作出推測和估算。采用的方法有走訪調(diào)查.資料查閱.抽樣調(diào)查.類比調(diào)查.專家調(diào)查等。定量預(yù)測 對影響預(yù)測結(jié)果的各種因素進(jìn)行相關(guān)分析和篩選，根據(jù)主要影響因素和預(yù)測對象的數(shù)量關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，對市場發(fā)展情況作出定量預(yù)測。采用的方法有時間序列回歸法.因果關(guān)系回歸法.產(chǎn)品壽命周期法等。 4)可行性分析:通過調(diào)查研究與預(yù)測后，對產(chǎn)品開發(fā)中的重大問題應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，判斷是否可行，即進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的可行性分析?？尚行苑治瞿壳耙寻l(fā)展為一整套系統(tǒng)的科學(xué)方法，是進(jìn)行新產(chǎn)品立項(xiàng)必不可少的一項(xiàng)依據(jù)。可行性分析一般包括技術(shù)分析，經(jīng)濟(jì)分析和社會分析三個方面。技術(shù)分析是對開發(fā)產(chǎn)品

12、可能遇到的主要關(guān)鍵技術(shù)問題做全面的分析，提出解決這些關(guān)鍵技術(shù)問題的措施；通過經(jīng)濟(jì)分析，應(yīng)力求新產(chǎn)品投產(chǎn)后能以最少的人力.物力和財力消耗得到滿意的功能，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益；社會分析是分析開發(fā)產(chǎn)品對社會和環(huán)境的影響.經(jīng)過技術(shù).經(jīng)濟(jì).社會等方面的分析，和對開發(fā)可能性的研究，應(yīng)提出產(chǎn)品開發(fā)的可行性報告?？尚行詧蟾嬉话惆ㄈ缦聝?nèi)容：A:產(chǎn)品開發(fā)的必要性。市場調(diào)查及預(yù)測情況，包括用戶對產(chǎn)品.功能.用途質(zhì)量.使用維護(hù).外觀.價格等方面的要求。B:同類產(chǎn)品國內(nèi)外技術(shù)水平，發(fā)展趨勢。C:從技術(shù)上預(yù)算產(chǎn)品開發(fā)能達(dá)到的技術(shù)水平。D:設(shè)計工藝和質(zhì)量等方面需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。E:投資費(fèi)用及開發(fā)時間進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益和社

13、會效益估計。F:在現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性及準(zhǔn)備采取的措施(2)方案設(shè)計階段：1）對設(shè)計任務(wù)的抽象2）建立功能結(jié)構(gòu)3）尋求原理解與求解方法4）初步設(shè)計方案的形成5）對初步設(shè)計方案的評價與篩選（3）技術(shù)設(shè)計階段1）確定技術(shù)原理方案2）總體評價3）結(jié)構(gòu)設(shè)計（4）工藝設(shè)計階段：1）零件圖設(shè)計 2）完善裝配圖3）商品化設(shè)計4)編制技術(shù)文檔8：系列化設(shè)計：為了縮短產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期，降低成本，保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)遵循系列化設(shè)計的方法，以提高系列產(chǎn)品中零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。系列化設(shè)計方法是在設(shè)計的某一類產(chǎn)品中，選擇功能、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面較典型產(chǎn)品為基型，以它為基礎(chǔ)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)典型化、零

14、部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，設(shè)計出其他各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品的基型系列。9、系列化設(shè)計的步驟：1）性能和主要性能指標(biāo)的確定2）參數(shù)分級3）制定系列型譜10、系列化設(shè)計的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）可以用較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場較大范圍的需求。減少產(chǎn)品品種意味著提高每個品種產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，有助于降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量的穩(wěn)定性。2）系列中不同規(guī)格的產(chǎn)品是經(jīng)過嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長期生產(chǎn)考研的基型產(chǎn)品演變和派生而成的，可以大大減少設(shè)計工作量，提高設(shè)計質(zhì)量，減少產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險，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，因而可以壓縮工藝裝備的數(shù)量和種類，有助于縮短產(chǎn)品的研制周期，降低

15、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）為開展變型設(shè)計提供技術(shù)基礎(chǔ)。 缺點(diǎn)：為以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場較大范圍的需求，每個品種規(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，另一方面有些功能還可能冗余。11：模塊化設(shè)計的基本概念：為了開發(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，不必對每一種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計，而是精心設(shè)計出一批模塊，將這些模塊經(jīng)過不同的組合來構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。12：模塊化設(shè)計

16、的優(yōu)點(diǎn)：1）根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，便于用新技術(shù)設(shè)計性能更好的模塊，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。只需更換部分模塊，或設(shè)計制造個別模塊和專用部件，便可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計和供貨周期。3）模塊化設(shè)計方法推動了整個企業(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)修理更方便，對生產(chǎn)影響少。13：模塊化設(shè)計的步驟：1）明確任務(wù)2）建立功能結(jié)構(gòu)3）合理確定產(chǎn)品的系

17、列型譜和參數(shù)4）模塊的組合5）模塊的計算機(jī)管理系統(tǒng)14：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：采用先進(jìn)的信息處理技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組。產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程的重組和設(shè)計/管理系統(tǒng)信息集成，盡可能減少產(chǎn)品零部件的類別數(shù)，從而縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，在這基礎(chǔ)上提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本，改善售后服務(wù)。15：可靠性評價：可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定任務(wù)的能力。16：可靠性特征量：表示產(chǎn)品可靠性水平高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)成為?？煽慷龋嚎煽慷仁强煽啃缘亩攘炕笜?biāo)，是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定任務(wù)的概率，一

18、般記為R。 (2)累積失效概率：累積失效概率是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，未完成規(guī)定任務(wù)的概率，也可稱為不可靠度。(3)失效率，是指工作到某時刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時刻后單位時間內(nèi)失效的概率也稱之為故障率。(4)平均壽命和平均無故障工作時間：對于不可修復(fù)產(chǎn)品，從開始使用到發(fā)生故障報廢時的平均有效工作時間，稱平均壽命，一般記為MTTF對于可修復(fù)產(chǎn)品，從一次故障到下一次鼓掌的平均有效工作時間，稱平均無故障工作時間，記為MTBF(5)可靠壽命：可靠度隨著工作事件的增長而下降，給定不同的可靠度，其壽命也就不同?？煽繅勖侵附o定的可靠度所對應(yīng)的時間。(6)維修度：維修度是可修復(fù)產(chǎn)品在規(guī)定條件下使

19、用，在規(guī)定時間內(nèi)按照規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時，保持和恢復(fù)到能完成規(guī)定任務(wù)狀態(tài)的概率。(7)維修率µ（t）：修復(fù)率是修復(fù)時間達(dá)到某個時刻但尚未修復(fù)的產(chǎn)品，在該時刻后的單位時間內(nèi)完成修復(fù)的概率。(8)平均修復(fù)時間：平均修復(fù)時間是產(chǎn)品修復(fù)時間的平均值，記為MTTR(9)瞬時有效度：瞬時有效度是產(chǎn)品在某一時刻t所具有或維持其規(guī)定任務(wù)的概率，它是時間的函數(shù)，記為A（t）。(10)平均有效度：平均有效度是在某規(guī)定時間（t1-t2）內(nèi)有效度的平均值，(11)極限有效度：極限有效度是當(dāng)時間趨于無限大時，瞬時有效值的極限值，也稱穩(wěn)態(tài)有效度，記為A17：人機(jī)工程學(xué)評價：人機(jī)工程學(xué)是研究人機(jī)關(guān)系的一門學(xué)

20、科，它把人和機(jī)作為一個系統(tǒng)，研究人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具有什么樣的條件，才能使人機(jī)實(shí)現(xiàn)高度協(xié)調(diào)性，人只需付出適宜的代價而使系統(tǒng)取得最大的功效和安全。18：人機(jī)工程學(xué)評價的內(nèi)容：一：人因素方面：產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)充分考慮與人體有關(guān)的問題。例如：人體井臺與動態(tài)的形體尺寸參數(shù)，人對信息的感知特性，人的反應(yīng)及能力特性，人在勞動中的心理特征等，使設(shè)計的產(chǎn)品符合人的生理、心理特點(diǎn)，具有一個安全、舒適、可靠、高效的工作條件。人因素方面包括：1）人體靜態(tài)尺寸2）人體動態(tài)尺寸3）人體操縱力4）人的視覺和聽覺特性 二：機(jī)器因素方面：設(shè)計產(chǎn)品時，產(chǎn)品自身結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足人機(jī)工程學(xué)方方面的要求。機(jī)器因素方面包括：1）信號顯示裝置設(shè)計2）操作

21、裝置設(shè)計：操作習(xí)慣包括：手柄操作方向按鈕位置手輪操作方向特殊情況3）安全保障技術(shù)4）人體舒適性和使用方便性：三：環(huán)境因素方面：1）作業(yè)空間2）物理環(huán)境3）化學(xué)環(huán)境 四：人機(jī)系統(tǒng)方面：1）產(chǎn)品系統(tǒng)中人的功能和其他各部分功能之間的聯(lián)系和制約條件，以及人機(jī)之間功能的合理分配方法2）系統(tǒng)中被控對象狀態(tài)信息的處理過程，人機(jī)控制鏈的優(yōu)化3）人際系統(tǒng)可靠性和安全性4）環(huán)境因素對勞動質(zhì)量及生活質(zhì)量的影響，提高作業(yè)舒適度和安全保障系統(tǒng)的設(shè)計19：機(jī)床設(shè)計步驟:（一）：總體設(shè)計：（1）.機(jī)床主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計：1）工藝范圍，2）運(yùn)行模式3）生產(chǎn)率4）性能指標(biāo)5）主要參數(shù)6）驅(qū)動方式7）成本及生產(chǎn)周期（2）總體方案設(shè)

22、計：1）運(yùn)動功能設(shè)計2）基本參數(shù)設(shè)計3）傳動系統(tǒng)設(shè)計4）總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計5）控制系統(tǒng)設(shè)計（3）.總體方案綜合評價與選擇（4）總特方案的設(shè)計修改或優(yōu)化 （二）：詳細(xì)設(shè)計：1.技術(shù)設(shè)計 2.施工設(shè)計（三）機(jī)床整機(jī)綜合評價（四）定型設(shè)計：。20：.工件表面的形成方法及機(jī)床運(yùn)動：1）幾何表面的形成原理：任何一個表面都可以看作是一條曲線（或直線）沿著另一條曲線（或直線）運(yùn)動的軌跡這一兩條曲線（或直線）成為該表面的發(fā)生線，前者稱為母線，后者成為導(dǎo)線。2）發(fā)生線的形成及機(jī)床運(yùn)動：從發(fā)生線成形的原理上看，刀具切削刃的類型可以分為點(diǎn)切削刃、線切削刃和面切削刃。 3）.加工表面的形成方法：加工表面的形成方法是母線

23、形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合。21：工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運(yùn)動而形成的。有如下四種方法；（1）軌跡法（描述法） （2）成形法（仿形法）（3）相切法（旋切法）（4）展成法（滾切法）22:.機(jī)床運(yùn)動分類：1）按運(yùn)動的性質(zhì)分類：可以分為直線運(yùn)動和回轉(zhuǎn)運(yùn)動。2）按運(yùn)動的功能分類：可以分為成形運(yùn)動和非成形運(yùn)動兩類。3）按運(yùn)動之間的關(guān)系分類：分為獨(dú)立運(yùn)動和復(fù)合運(yùn)動。23：.機(jī)床的成形運(yùn)動：機(jī)床的成形運(yùn)動又可以有兩種分類方法。一是從成形運(yùn)動的速度、消耗動力看，可以把成形運(yùn)動分為主運(yùn)動（速度高、消耗動力大）和進(jìn)給運(yùn)動（速度低、消耗動力?。欢菑某尚芜\(yùn)動所完成的功能看，成形運(yùn)

24、動的功能是完成表面幾何形狀的生成和金屬的切除，可以把成形運(yùn)動分為主運(yùn)動（完成金屬的切除）和形狀創(chuàng)成運(yùn)動（完成表面幾何形狀的生成，即母線和導(dǎo)線的生成）。 （1）主運(yùn)動：它的功能是切除加工表面上多余的金屬材料，因此運(yùn)動速度高，消耗機(jī)床的大部分動力，故稱為主運(yùn)動，也可成為切削遠(yuǎn)動。（2）形狀創(chuàng)成運(yùn)動：功能是用來形成工件加工表面的發(fā)生線（包括母線和導(dǎo)線）24：.運(yùn)動功能式和運(yùn)動原理圖表示機(jī)床的運(yùn)動個數(shù)、形式（直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動）、功能（主運(yùn)動、進(jìn)給運(yùn)動、非成形運(yùn)動）及排列順序。左邊寫工件，用W表示；右邊寫刀具，用T表示；中間寫運(yùn)動，黯運(yùn)動順序排列；工件和刀具之間用”/“分開。下標(biāo)p表示主運(yùn)動，下標(biāo)f表示進(jìn)

25、給運(yùn)動，下標(biāo)a表示非成型運(yùn)動。例如，車床的運(yùn)動功能式為W/Cp，Zf，Xf/T，三軸銑床的運(yùn)動式為W/Xf，Yf，Cp/T。為了簡潔，運(yùn)動式的下標(biāo)a和f也可以省略。25：熱變形：機(jī)床在工作時受到內(nèi)部熱源（如電動機(jī)，液壓系統(tǒng)，機(jī)械摩擦副，切削熱等）和外部熱源（如環(huán)境溫度，周圍熱源輻射等）的影響，使機(jī)床的溫度高于環(huán)境溫度，稱之為溫升。由于機(jī)床各部位的溫升不同，不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，機(jī)床各部分材料生產(chǎn)的熱膨脹量也就不同，導(dǎo)致機(jī)床床身，主軸和刀架等構(gòu)件產(chǎn)生變形，稱之為機(jī)床熱變形。減少機(jī)床的熱變形對加工精度的影響措施：減少熱源的發(fā)熱量；將熱源置于易散熱的位置，和增加散熱面積和采用強(qiáng)制冷卻，是產(chǎn)生的熱

26、量盡量散發(fā)出去；采用熱管等將溫升較高部位的熱量轉(zhuǎn)移至溫升較低的部分，以減少機(jī)床個部位之間的溫差，減少機(jī)床熱變形。也可以采用自動控制，溫度自動補(bǔ)償及隔熱等措施，改變機(jī)床的溫度場，減少機(jī)床熱變形，或使機(jī)床的熱變形對加工精度的影響較小。26：主傳動系分類和傳動方式：主傳動系一般由動力源（如電動機(jī)），變速裝置及執(zhí)行件（如主軸，刀架，工作臺），以及開停，換向和制動機(jī)構(gòu)等部分組成。 動力源給執(zhí)行件提供動力，并使其得到一定的運(yùn)動速度和方向；變速裝置傳遞動力以及變換運(yùn)動速度;執(zhí)行件執(zhí)行機(jī)床所需的運(yùn)動，完成旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。 主傳動系分類：1）按驅(qū)動主傳動的電動機(jī)類型可分為交流電動機(jī)驅(qū)動和直流電動機(jī)驅(qū)動。交流電動

27、機(jī)驅(qū)動中又可分為單速交流電動機(jī)或調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動。調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動又有多速交流電動機(jī)和無級調(diào)速交流電動機(jī)驅(qū)動。2)按傳動裝置類型可分為機(jī)械傳動裝置，液壓傳動裝置。電氣傳動裝置以及它們的組合3）按變速的連續(xù)性可分為分級變速傳動和無級變速傳動。 主傳動系的傳動方式主要有兩種：集中傳動方式和分離傳動方式27：分級變速主傳動系的設(shè)計內(nèi)容和步驟：根據(jù)已確定的主變速傳動系的運(yùn)動參數(shù)，擬定結(jié)構(gòu)式.轉(zhuǎn)速圖，合理分配各變速組中傳動副的傳動比，確定齒輪齒數(shù)和帶輪直徑等，繪制主變速傳動系圖。主變速傳動系設(shè)計的一般原則：1）傳動副前多后少原則2）傳動順序與擴(kuò)大順序相一致的原則3）變速組的降速要前慢后快4）轉(zhuǎn)速圖中

28、傳動比的分配28：擴(kuò)大傳動系變速范圍的方法：增加變速組；采用背輪機(jī)構(gòu)；采用雙公比傳動和分支傳動。爬行：機(jī)床上有些運(yùn)動部件，需要作低速或微小位移。當(dāng)運(yùn)動部件低速運(yùn)動時，主動件勻速運(yùn)動，從動件往往出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運(yùn)動，即時走時?；驎r快時慢的現(xiàn)象。這種在低速運(yùn)動時產(chǎn)生的運(yùn)動不平穩(wěn)性稱為爬行。如何防止爬行：為防止爬行，在設(shè)計低速運(yùn)動部件時，硬減少靜、東摩擦系數(shù)之差，提高傳動機(jī)構(gòu)的剛度和降低移動件的質(zhì)量等。主軸部件由主軸及其支撐軸承、傳動件、密封件及定位元件等組成。29主軸部件設(shè)計：主軸部件是機(jī)床的重要部件之一。作為機(jī)床的執(zhí)行件，它的功能是支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動力

29、等載荷，完成表面成型運(yùn)動。 主軸部件由主軸及其支承軸承，傳動件，密封件及定位元件組成。 主軸部件的工作性能對整機(jī)性能和加工質(zhì)量以及機(jī)床生產(chǎn)率有著直接影響，是決定機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素。因此，對主軸部件要有較高的要求。 主軸部件應(yīng)滿足的基本要求：1）旋轉(zhuǎn)精度 2）剛度 3）抗震性 4）升溫和熱變形 5）精度保持性30軸的傳動方式：1）齒輪傳動2）帶傳動3）電動機(jī)直接驅(qū)動1）齒輪傳動。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作，應(yīng)用最廣。缺點(diǎn)是線速度不能過高，通常小于12m/s，不如帶傳動平穩(wěn)。2）帶傳動。特點(diǎn)是靠摩擦力傳動（除同步齒形帶外）、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成

30、本低，特別適用于中心距較大的兩軸間傳動。由于帶有彈性，可吸振，故傳動平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速傳動。帶傳動在過載時會打滑，能起到過載保護(hù)作用。缺點(diǎn)是有滑動，不能用在速比要求準(zhǔn)確的場合。3）電動機(jī)直接驅(qū)動。特點(diǎn)是主軸單元大大簡化了結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，降低了噪聲和振動，有較寬的調(diào)速范圍，有較大的驅(qū)動功率和和轉(zhuǎn)矩，便于組織專業(yè)化生產(chǎn)。18同步齒形帶通過帶上的齒形與帶輪上的輪齒相嚙合傳遞運(yùn)動和動力。優(yōu)點(diǎn)是無相對滑動，傳動比準(zhǔn)確，傳動精度高；結(jié)構(gòu)中采用伸縮率小、抗拉及抗彎強(qiáng)度高承載繩，因此強(qiáng)度高，可傳遞超過100kW以上的動力；厚度小、質(zhì)量小、傳動平穩(wěn)、噪聲小、適用于高速傳動，可達(dá)50m/s；

31、無需特別張緊，對軸和軸承壓力小，傳動效率高；不需要潤滑，耐水、耐腐蝕，能在高溫下工作，維護(hù)保養(yǎng)方便；傳動比大，可達(dá)1:10以上。缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，安裝條件要求高。推力軸承位置配置形式：1）前端配置。兩個方向的推力軸承都布置在前支撐處。在前支撐處軸承較多，發(fā)熱大，溫升高，但主軸受熱后向后伸長，不影響軸向精度，精度高，對提升主軸部件剛度有利，用于軸向精度和剛度較高的高精度機(jī)床或數(shù)控機(jī)床。2）后端配置。兩個方向的推力軸承都布置在后支撐處。前支撐處軸承較小，發(fā)熱小，溫升低，但是主軸受熱后向前伸長，影響軸向精度，用于軸向精度要求不高的普通精度機(jī)床，如立銑床、車床等。3）兩端配置。兩個方向的推力軸承分別

32、布置在前后兩個支撐處。當(dāng)主軸受熱伸長后，影響主軸的軸向間隙。為避免松動，可用彈簧消除間隙和補(bǔ)償熱膨脹。兩端配置常用于短主軸，如組合機(jī)床主軸。4）中間配置：兩個方向的推力軸承配置在前支撐的后側(cè)?？蓽p少主軸的懸伸量，并使主軸受熱膨脹后向后伸長，但前支撐結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升也可能較高。20主軸部件主支撐常用滾動軸承：1)角接觸球軸承。2）雙列短圓柱滾子軸承。3）圓錐滾子軸承。4）推力軸承。5）雙向推力角接觸球軸承。6）陶瓷滾動軸承。7）磁浮軸承。21主軸滾動軸承的預(yù)緊：預(yù)緊是采用預(yù)加載和的方法消除主軸間隙，而且有一定的過盈量，是滾動體和內(nèi)外圈接觸部分產(chǎn)生預(yù)變形，增加接觸面積，提高支撐剛度和抗震性。預(yù)緊有

33、軸向和徑向兩種。32主軸傳動部件合理布置原則：傳動力FQ引起的主軸彎曲變形要小，引起主軸前端在影響加工精度敏感方向上的位移要小。因此，主軸上傳動軸向布置時，應(yīng)盡量靠近前支承，有多個傳動件時其中最大傳動件應(yīng)靠近前支承。22雙列圓柱滾子軸承的預(yù)緊：1）用螺母軸向移動軸承內(nèi)圈，使內(nèi)孔徑向脹大，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。2)用調(diào)整環(huán)的長度實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，采用過盈套進(jìn)行軸向固定。采用過盈套代替螺母的優(yōu)點(diǎn)是：保證套的定位端面與中心線垂直；主軸不必因加工螺紋而直徑減小，增加了主軸剛度；最大限度降低了主軸的不平衡量，提高了主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度。23角接觸球軸承的預(yù)緊：用螺母使內(nèi)外圈產(chǎn)生軸向錯位，同時實(shí)現(xiàn)徑向和軸向預(yù)緊。24滾動軸承的

34、精等級選擇：前軸承偏移量的影響：前軸承軸心有偏移，后軸偏移量為零時，由偏移量引起的主軸端軸心偏移為：1=（L+a)/L后軸承偏移量的影響：后軸承有偏移量B，前軸承偏移為零時，引起主軸端部的偏移量為：B1=aB/L前、后軸承的綜合影響：可以有效的減少主軸端部的偏移。如后軸承的偏移量適當(dāng)?shù)谋惹拜S承的大，可使主軸端部的偏移量為零。25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)生的油膜壓力p將主軸浮起。26液體靜壓軸承的工作原理：由一套專用供油系統(tǒng)、節(jié)流閥和軸承三部分組成。靜壓軸承由供油系統(tǒng)供給一定壓力油，輸進(jìn)軸和軸承間隙中，利用油壓和靜壓力支撐載荷，軸頸始

35、終浮在壓力油中。所以，軸承油膜壓強(qiáng)與主軸轉(zhuǎn)速無關(guān)，承載能力不隨轉(zhuǎn)速而變化。28：靜壓軸承和動壓軸承相比有如下優(yōu)點(diǎn)：承載能力高，旋轉(zhuǎn)精度高。油膜有均化誤差的作用，可提高加工精度，抗振性能好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，即能在極低轉(zhuǎn)速下工作也能在極高轉(zhuǎn)速下工作，摩擦小，軸承壽命長。靜壓軸承主要缺點(diǎn)：需要一套專用的供油設(shè)備。軸承制造工藝復(fù)雜、成本較高。28支撐件的截面形狀和選擇：1）無論是正方形、圓形還是矩形，空心截面的剛度都比實(shí)體的大，而且同樣的截面形狀和相同大小的面積，外形尺寸大而壁薄的截面，比外形尺寸小而壁厚的截面抗彎剛度和抗扭剛度都高。所以為提高支撐件剛度，支撐件的截面應(yīng)是中空形狀，盡可能加大截面尺寸，在工藝

36、可能的前提下壁厚盡量薄一些。當(dāng)然壁厚不能太薄，以免出現(xiàn)薄壁振動。2）圓（環(huán)）形截面的抗扭剛度比正方形好，而抗彎強(qiáng)度比正方形低。因此，以承受彎矩為主的支撐件的截面應(yīng)取矩形，并以其高度方向?yàn)槭軓澐较?；以承受扭矩為主的支撐件的截面形狀?yīng)取圓（環(huán)）形。3）封閉截面的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開口截面的剛度，特別是抗扭剛度。設(shè)計時應(yīng)盡可能把支撐件的截面做成封閉形狀。但是為了排屑和在床身內(nèi)安裝一些機(jī)構(gòu)的需要，有時不能做成全封閉形狀。30 提高支撐件結(jié)構(gòu)性能的措施(一) 提高支撐件的靜剛度和固有頻率(二) 提高動態(tài)特性 1.改善阻尼特性 2.采用新材料制造支撐件 (三) 提高熱穩(wěn)定性 1）控制溫升 2）采用熱對稱結(jié)構(gòu) 3

37、）采用熱補(bǔ)償裝置29 導(dǎo)軌應(yīng)滿足如下要求：精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運(yùn)動平穩(wěn)、精度保持性好、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、便于加工裝配，調(diào)整和維修、成本低等。30直線運(yùn)動導(dǎo)軌的截面形狀：1）矩形導(dǎo)軌。圖形導(dǎo)軌容易清除切屑，但不易存留潤滑油；凹形導(dǎo)軌則相反。矩形導(dǎo)軌具有承載能力大、剛度高、制造簡便、檢驗(yàn)和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在側(cè)向間隙，需用鑲條調(diào)整，導(dǎo)向性差。矩形導(dǎo)軌適用于載荷較大而導(dǎo)向性要求略低的機(jī)床。2）三角形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌面磨損時，導(dǎo)軌會自動下沉，自動補(bǔ)償磨損量，不會產(chǎn)生間隙。三角形導(dǎo)軌的頂角在90到120度范圍內(nèi)變化，頂角越小，導(dǎo)向性越好，但摩擦力也越大。所以，小頂角用于輕載精密機(jī)械，大

38、頂角用于大型或重型機(jī)床。三角形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有對稱式和不對稱式兩種。當(dāng)水平力大于垂直力，兩側(cè)壓力分布不均時，用不對稱導(dǎo)軌。3）燕尾形導(dǎo)軌。可以承受較大的顛覆力矩，導(dǎo)軌高度較小、結(jié)構(gòu)緊湊、間隙調(diào)整方便，但是剛度較差，加工、檢驗(yàn)、維修都不大方便，適用于受力小、層次多、要求間隙調(diào)整方便的部件。4）圓柱形導(dǎo)軌。制造方便，工藝性好，但磨損后較難調(diào)整和補(bǔ)償間隙。主要用于軸向負(fù)荷的導(dǎo)軌，應(yīng)用較少。31回轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)軌的截面形狀：1）平面環(huán)形導(dǎo)軌。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能承受較大的進(jìn)給力，但不能承受背向力，因此必須與主軸聯(lián)合使用，有主軸來承受徑向載荷。摩擦力小，精度高，適用于主軸定心的各種回轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)軌的機(jī)床，如高速大載荷

39、立式車床、齒輪機(jī)床等。2）錐面環(huán)形導(dǎo)軌。除能承受軸向載荷外，還能承受一定的徑向載荷，但不能承受較大的顛覆力矩。導(dǎo)向性比平面環(huán)形導(dǎo)軌好，制造較難。3）雙錐面導(dǎo)軌。能承受較大的背向力、進(jìn)給力和一定的顛覆力矩，制造研磨均較困難。32 卸荷導(dǎo)軌：機(jī)械卸荷導(dǎo)軌、液壓卸荷導(dǎo)軌、自動調(diào)節(jié)氣壓卸荷導(dǎo)軌。29 節(jié)流閥分為：不可調(diào)節(jié)流閥和可調(diào)節(jié)流閥33工業(yè)機(jī)器人定義：是一種能自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或操持工具，用以完成各種作業(yè)；將操作機(jī)定義為“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放物體或進(jìn)行其他操作的機(jī)械裝置”。31 工業(yè)機(jī)器人的分類:1)按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類:關(guān)節(jié)型機(jī)器人 球

40、坐標(biāo)型機(jī)器人 圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人 直角坐標(biāo)型機(jī)器人2)按用途和作業(yè)類別分類:有焊接機(jī)器人,沖壓機(jī)器人,澆注機(jī)器人,搬運(yùn)機(jī)器人,裝切機(jī)器人,搬運(yùn)機(jī)器人.裝配機(jī)器人.噴漆機(jī)器人,且削加工機(jī)器人,檢測機(jī)器人,采掘機(jī)器人,水下機(jī)器人等35料斗式上料裝置：由裝料機(jī)構(gòu)，儲料機(jī)構(gòu)組成。裝料機(jī)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(jī)構(gòu)由隔離器，上料器等組成。36料斗式上料裝置與料倉式上料裝置的不同點(diǎn)：后者只是將已定向整理好的工件由儲料器向機(jī)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(jī)床。32:物流系統(tǒng)的設(shè)計要求:物流系統(tǒng)設(shè)計是把物流全過程所涉及的裝備,器具,設(shè)施.路線及其布置作為一個系統(tǒng),運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法,進(jìn)行設(shè)計和管理,.達(dá)到物流系統(tǒng)合理化的綜合優(yōu)化的過程,其設(shè)計要求為: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(yùn)線路簡潔,直線化4)物料搬運(yùn)機(jī)械化 省力化 自動化5)單元