機(jī)床概論課件

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金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)

教師：牛宗偉博士

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E-mail:辦公室:機(jī)械交通實(shí)驗(yàn)樓601室2

平時(shí)成績占60%，期末考試成績占40%。平時(shí)成績評定：根據(jù)平時(shí)課堂表現(xiàn)，作業(yè)表現(xiàn)，小組討論表現(xiàn)，綜合設(shè)計(jì)作業(yè)評定。①出勤情況占20%。②課堂互動(dòng)表現(xiàn)占20%，主要根據(jù)課堂回答問題和參與討論情況評定。③結(jié)課論文占20%。④課后作業(yè)和隨堂測驗(yàn)占40%。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)第一節(jié)概述一、機(jī)械制造生產(chǎn)模式的演變二、制造業(yè)的作用及現(xiàn)狀三、機(jī)械制造裝備的發(fā)展趨勢一、機(jī)械制造生產(chǎn)模式的演變互動(dòng)問題（一）為什么機(jī)床產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位？機(jī)床的技術(shù)水平直接影響到機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。一個(gè)國家的機(jī)床工業(yè)水平在很大程度上代表著這個(gè)國家的工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平.機(jī)床工業(yè)的戰(zhàn)略地位國際軍事競爭的戰(zhàn)略物資

高檔數(shù)控機(jī)床對我國禁運(yùn):2000年10月14日,美國參議院通過控制高技術(shù)機(jī)床出口法案,美國商務(wù)部把數(shù)控機(jī)床列為對我出口的20類敏感物資;

日本通產(chǎn)省禁止東芝公司龍門五面體加工中心、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。

國際軍事競爭的戰(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

國際軍事競爭的戰(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。軍事工業(yè)的支撐數(shù)控機(jī)床國家綜合能力的象征我國新研發(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)支撐

國際軍事競爭的戰(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、高效率數(shù)控機(jī)床。

國家綜合競爭力的重要標(biāo)志和體現(xiàn)

發(fā)電機(jī)

我國百萬級核電機(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、3.6萬噸垂直擠壓機(jī)。三、機(jī)械制造裝備的發(fā)展趨勢1、向高效、高速、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)展互動(dòng)問題（二）什么是互聯(lián)網(wǎng)+？什么是工業(yè)4.0？通俗來說，“互聯(lián)網(wǎng)+”就是“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”，但這并不是簡單的兩者相加，而是利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。它代表一種新的社會形態(tài)，即充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會資源配置中的優(yōu)化和集成作用，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)、社會各領(lǐng)域之中，提升全社會的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力，形成更廣泛的以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)工具的經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形態(tài)。主要特征互聯(lián)網(wǎng)+有六大特征：一是跨界融合。+就是跨界，就是變革，就是開放，就是重塑融合。敢于跨界了，創(chuàng)新的基礎(chǔ)就更堅(jiān)實(shí)；融合協(xié)同了，群體智能才會實(shí)現(xiàn)，從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化的路徑才會更垂直。融合本身也指代身份的融合，客戶消費(fèi)轉(zhuǎn)化為投資，伙伴參與創(chuàng)新，等等，不一而足。二是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。中國粗放的資源驅(qū)動(dòng)型增長方式早就難以為繼，必須轉(zhuǎn)變到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展這條正確的道路上來。這正是互聯(lián)網(wǎng)的特質(zhì)，用所謂的互聯(lián)網(wǎng)思維來求變、自我革命，也更能發(fā)揮創(chuàng)新的力量。五是開放生態(tài)。關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)+，生態(tài)是非常重要的特征，而生態(tài)的本身就是開放的。我們推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)+，其中一個(gè)重要的方向就是要把過去制約創(chuàng)新的環(huán)節(jié)化解掉，把孤島式創(chuàng)新連接起來，讓研發(fā)由人性決定的市場驅(qū)動(dòng)，讓創(chuàng)業(yè)并努力者有機(jī)會實(shí)現(xiàn)價(jià)值。六是連接一切。連接是有層次的，可連接性是有差異的，連接的價(jià)值是相差很大的，但是連接一切是互聯(lián)網(wǎng)+的目標(biāo)?；ヂ?lián)網(wǎng)+在制造業(yè)中的應(yīng)用

“互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”即傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)采用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù),改造原有產(chǎn)品及研發(fā)生產(chǎn)方式，與“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、“工業(yè)4.0”的內(nèi)涵一致?！耙苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)”。借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳統(tǒng)制造廠商可以在汽車、家電、配飾等工業(yè)產(chǎn)品上增加網(wǎng)絡(luò)軟硬件模塊，實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)程操控、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集分析等功能，極大地改善了工業(yè)產(chǎn)品的使用體驗(yàn)?！拔锫?lián)網(wǎng)+工業(yè)”。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，工業(yè)企業(yè)可以將機(jī)器等生產(chǎn)設(shè)施接入互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備系統(tǒng)（CPS），進(jìn)而使各生產(chǎn)設(shè)備能夠自動(dòng)交換信息、觸發(fā)動(dòng)作和實(shí)施控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于加快生產(chǎn)制造實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息的感知、傳送和分析，加快生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置?！熬W(wǎng)絡(luò)眾包+工業(yè)”。在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，企業(yè)通過自建或借助現(xiàn)有的“眾包”平臺，可以發(fā)布研發(fā)創(chuàng)意需求，廣泛收集客戶和外部人員的想法與智慧，大大擴(kuò)展了創(chuàng)意來源。工業(yè)和信息化部信息中心搭建了“創(chuàng)客中國”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)平臺，鏈接創(chuàng)客的創(chuàng)新能力與工業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新需求，為企業(yè)開展網(wǎng)絡(luò)眾包提供了可靠的第三方平臺。工業(yè)4.0工業(yè)4.0是德國政府提出的一個(gè)高科技戰(zhàn)略計(jì)劃。該項(xiàng)目由德國聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部聯(lián)合資助，投資預(yù)計(jì)達(dá)2億歐元。旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人因工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價(jià)值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實(shí)體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。德國所謂的工業(yè)四代(Industry4.0)是指利用物聯(lián)信息系統(tǒng)(Cyber—PhysicalSystem簡稱CPS)將生產(chǎn)中的供應(yīng)，制造，銷售信息數(shù)據(jù)化、智慧化，最后達(dá)到快速，有效，個(gè)人化的產(chǎn)品供應(yīng)。工業(yè)4.0已經(jīng)進(jìn)入中德合作新時(shí)代，中德雙方簽署的《中德合作行動(dòng)綱要》中，有關(guān)工業(yè)4.0合作的內(nèi)容共有4條，第一條就明確提出工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化就是“工業(yè)4.0”對于未來中德經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大意義。雙方認(rèn)為，兩國政府應(yīng)為企業(yè)參與該進(jìn)程提供政策支持。

“工業(yè)4.0”概念包含了由集中式控制向分散式增強(qiáng)型控制的基本模式轉(zhuǎn)變，目標(biāo)是建立一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。在這種模式中，傳統(tǒng)的行業(yè)界限將消失，并會產(chǎn)生各種新的活動(dòng)領(lǐng)域和合作形式。創(chuàng)造新價(jià)值的過程正在發(fā)生改變，產(chǎn)業(yè)鏈分工將被重組。德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，“工業(yè)4.0”概念即是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法。該戰(zhàn)略旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)（Cyber-PhysicalSystem)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型?！肮I(yè)4.0”項(xiàng)目主要分為三大主題：一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用等。該計(jì)劃將特別注重吸引中小企業(yè)參與，力圖使中小企業(yè)成為新一代智能化生產(chǎn)技術(shù)的使用者和受益者，同時(shí)也成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者；三是“智能物流”，主要通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、物流網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。第二節(jié)機(jī)械制造裝備的主要功能一般的功能要求；柔性化；精密化；自動(dòng)化；機(jī)電一體化；節(jié)材；符合工業(yè)工程要求；符合綠色工程要求一、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。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。2．強(qiáng)度、剛度和抗振性方面的要求

為了提高加工效率，切削速度越來越高，切削力越來越大，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，使裝備的強(qiáng)度、剛度和抗振性滿足規(guī)定的要求。3．可靠性和加工穩(wěn)定性方面的要求

機(jī)械制造裝備在使用過程中，受到切削熱、摩擦熱、環(huán)境熱等的影響，會產(chǎn)生熱變形，影響加工性能的穩(wěn)定性。對于自動(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4．使用壽命方面的要求

機(jī)械制造裝備經(jīng)過長期使用，因零件磨損、間隙增大，原始工作精度將逐漸喪失。對于加工精度要求很高的機(jī)械制造裝備，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?．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)品的市場競爭力。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)和選購方面的指導(dǎo)方針。二、柔性化

柔性化即產(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(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需求的、具有不同功能的新產(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。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。這類加工裝備投資極大，研制周期長，使用維護(hù)涉及的技術(shù)難度大，應(yīng)通過認(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。

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。二、柔性化三、精密化隨著市場競爭的國際化，對產(chǎn)品技術(shù)性能的要求越來越苛刻，制造精度的要求越來越高。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，從微米級發(fā)展到亞微米級，乃至納米級。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。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≤Φ500：定位精度0.003，重復(fù)定位精度0.0015，主軸徑跳0.001；直徑≥Φ500：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)）三、精密化四、自動(dòng)化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。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)全過程；半自動(dòng)則上下料需人工完成。凸輪控制是采用凸輪機(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。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。

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，一般采用專門的數(shù)控裝置。

適應(yīng)控制能按事先給定的評價(jià)指標(biāo)，在加工過程中根據(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)，使加工過程始終按照給定的評價(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。四、自動(dòng)化五、機(jī)電一體化指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測、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)。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，用傳感器檢測來自外界和機(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)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)。六、符合工業(yè)工程要求工業(yè)工程是對由人、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(jì)、改善和實(shí)施的一門學(xué)科。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。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。產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合工業(yè)工程的要求是指在產(chǎn)品開發(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，減少操作過程中工人的體力消耗；對市場和消費(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)訂得過高造成不必要的超額工作量。六、符合工業(yè)工程要求七、符合綠色工程要求企業(yè)必須糾正不惜犧牲環(huán)境和消耗資源來增加產(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。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，對環(huán)境的影響最小，資源效率最高。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)是無毒、無污染、易回收、可重用、易降解的；產(chǎn)品制造過程應(yīng)充分考慮對環(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環(huán)境的影響等。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)通過改變材料、結(jié)構(gòu)布局和零部件的連接方式等來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品拆卸的方便性和經(jīng)濟(jì)性。七、符合綠色工程要求互動(dòng)問題（三）你知道的機(jī)械制造裝備有哪些？第三節(jié)機(jī)械制造裝備的分類一、加工裝備二、工藝裝備三、倉儲輸送裝備四、輔助裝備一、加工裝備（一）金屬切削機(jī)床（二）特種加工機(jī)床（電加工、超生加工、激光、電子束、離子束、水射流、快速成形）（三）鍛壓機(jī)床（鍛造機(jī)、沖壓機(jī)、擠壓機(jī)、軋制機(jī)）互動(dòng)問題（四）金屬切削機(jī)床的定義是什么？金屬切削機(jī)床（Metalcuttingmachinetools）是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”（Machinetools），習(xí)慣上簡稱機(jī)床。二、工藝裝備（一）刀具（二）模具（粉末冶金模具、塑料模具、壓鑄模具、沖壓模具、鍛造模具）（三）夾具（四）量具三、倉儲輸送裝備1.倉儲2.物料輸送裝置3.機(jī)床上下料裝置四、輔助裝備清洗裝置排屑裝置第四節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型和設(shè)計(jì)方法一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)二、變型設(shè)計(jì)三、模塊化設(shè)計(jì)四、合理化工程一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段（二）方案設(shè)計(jì)階段（三）技術(shù)設(shè)計(jì)階段（四）施工設(shè)計(jì)階段（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段1.需求分析2.調(diào)查研究3.預(yù)測4.可行性分析5.編制設(shè)計(jì)任務(wù)書（二）方案設(shè)計(jì)階段1.對設(shè)計(jì)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(jì)方案的形成5.初步設(shè)計(jì)方案的評價(jià)與篩選（1）初步設(shè)計(jì)方案的初選（2）初步設(shè)計(jì)方案的具體化（3）對初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)三）技術(shù)設(shè)計(jì)階段1.確定結(jié)構(gòu)原理方案2.總體設(shè)計(jì)（1）主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（2）總體布局（3）系統(tǒng)原理圖（4）經(jīng)濟(jì)核算（5）其他3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）施工設(shè)計(jì)階段1.零件圖設(shè)計(jì)2.完善裝配圖3.商品化設(shè)計(jì)4.編制技術(shù)文檔二、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。(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”“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、開發(fā)變型產(chǎn)品的重要途徑之一。(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)品滿足市場較大范圍的需求。2)系列產(chǎn)品是依據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長期生產(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)為開展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。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。（三）系列化設(shè)計(jì)的步驟1.主參數(shù)和主要性能指標(biāo)的確定

系列化設(shè)計(jì)的第一步是確定產(chǎn)品的主參數(shù)和主要性能指標(biāo)。2.參數(shù)分級3.制定系列型譜互動(dòng)問題（一）什么是優(yōu)先數(shù)系，采用優(yōu)先數(shù)系有什么好處？優(yōu)先數(shù)與優(yōu)先數(shù)系是法國人charlesRenard在1877年首先提出的。當(dāng)時(shí)載人升空的氣球所使用的繩索尺寸由設(shè)計(jì)者隨意規(guī)定，多達(dá)425種。雷諾根據(jù)單位長度不同直徑繩索的重量級數(shù)來確定繩索的尺寸，按幾何公比遞增，每進(jìn)5項(xiàng)使項(xiàng)值增大10倍，把繩索規(guī)格減少到17種。并在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了優(yōu)先數(shù)系的系列。后人為了紀(jì)念雷諾．格優(yōu)先數(shù)系稱為Rr數(shù)系。國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T321—2005《優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系》規(guī)定十進(jìn)等比數(shù)列為優(yōu)先數(shù)系，并規(guī)定了5個(gè)系列。分別用系列符號R5、R10、R20、R40和R80表示，稱為Rr系列。其中前4個(gè)系列是常用的基本系列，而R80則作為補(bǔ)充系列，僅用于分組很細(xì)的特殊場合。協(xié)調(diào)簡化統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳播路徑依賴1435mm4英尺8英寸半1435mm4英尺8英寸半三、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，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