机械制造装备设计.ppt
《机械制造装备设计.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械制造装备设计.ppt(384页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、欢迎使用本套CAI,机械制造装备设计,多媒体课件使用说明,主页,第一章 绪论,第二章 机械制造装备设计方法,第三章 金属切削机床设计,退出,下一页,第四章 工业机器人设计,主页,第七章 机械加工生产线总体设计,第五章 机床夹具设计,第六章 物流系统设计,退出,下一页,第一章 绪论,第一章 绪论,第一节 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用,第二节 机械制造装备应具备的主要功能,第三节 机械制造装备的分类,返回主页,退出,上一页,下一页,第一章 绪论,1.1 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用,(一)制造业是一个国家或地区经济发展的重 要支柱。,(二)机械制造业是制造业的核心。,(三)机械
2、制造业的发展状况。,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第一章 绪论,1.2 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、刚度和抗震性方面的要求,(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)节材,(七)符合工业工程要求,(八)符合绿色工程要求,返回主页,退出,上一页,下一页,返回本章,机械制造装备设计,1。3 机械制造装的分类,第一章 绪论,1.3 机械制造装备的分类,(一)加工装备:,机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储运输装备和辅助装备
3、四大类。,(二)工艺装备:,(三)仓储运送装备:,主要指机床。机床是制造机器的机器,也称工作母机。,各种刀具、模具、夹具、量具等总称为工艺装备。它是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。,仓储运输装备包括各级仓储、物料运输、机床上下料、机器人等。,退出,上一页,进入下一章,返回主页,返回本章,第二章 机械制造装备设计方法,第二章 机械制造装备设计方法,第一节 机械制造装备设计的类型,第二节 机械制造装备设计的方法,第三节 机械制造装备设计的评价,返回主页,退出,上一页,下一页,第二章 机械制造装备设计方法,2.1 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
4、计,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第二章 机械制造装备设计方法,2.2 机械制造装备设计的方法,一、机械制造装备设计的典型步骤,二、系列化设计,三、模块化设计,上一页,下一页,退出,返回主页,四、合理化工程,返回本章,第二章 机械制造装备设计方法,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3,初步设计方案的评价与筛选,退出,下一页,返回本节,2.2.1 机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,1、,2、,3、,4、,5、,1、,2、,3、,4、,5、,(一),(二
5、),第二章 机械制造装备设计方法,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,退出,返回本节,2.2.1 机械制造装备设计的典型步骤,返回主页,1、,2、,3、,1、,2、,3、,4、,(三),(四),下一页,第二章 机械制造装备设计方法,系列化设计的基本概念,退出,返回本节,2.2.2 系列化设计,返回主页,(一),(二),系列化设计的优缺点,(三),系列化设计的步骤,1、,2、,3、,主参数和主要性能指标的确定,参数分级,制定系列型谱,纵系列产品,横系列产品,跨系列产品,a,b,c,下一页,第二章 机械制造装备设计方法
6、,模块化设计的基本概念:,退出,返回本节,2.2.3 模块化设计,返回主页,(一),(二),模块化设计的优缺点,(三),模块化设计的步骤,1、,2、,3、,明确任务,建立功能结构 图4、图6,合理确定产品的系列型谱和参数,下一页,模块是具有一定功能的零件、组件或部件,模块上具有特定的联接表面和联接方法,以保证相互组合的互换性和精确度。,模块化设计是提高产品质量、降低成本、加快设计进度、进行组合设计的重要途径。,1、,2、,第二章 机械制造装备设计方法,退出,返回本节,2.2.4 合理化工程,返回主页,进入下一节,合理化工程是一种管理哲理。,合理化工程的主要目的是采用先进的信息处理技术,进行产品
7、结构的重组、产品设计开发过程的重组和设计/管理系统信息集成,尽可能减少产品零部件的类别数,从而缩短产品的开发周期,提高产品设计质量。,1、,2、,第二章 机械制造装备设计方法,2.3 机械制造装备设计的评价,一、技术经济评价,二、可靠性评价,三、人机工程学评价,上一页,下一页,退出,返回主页,四、结构工艺性评价,五、产品造型评价,六、标准化评价,返回本章,第二章 机械制造装备设计方法,建立目标系统和确定评价标准,退出,返回本节,2.3.1 技术经济评价,返回主页,(一),(二),确定重要性系数 图7,(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
8、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,下一页,第二章 机械制造装备设计方法,可靠性特征
9、量,退出,返回本节,2.3.2 可靠性评价,返回主页,(一),(二),可靠性预测,下一页,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),第二章 机械制造装备设计方法,(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,退出,返回本节,2.3.3 人机工程学评价,返回主页,下一页,第二章 机械制造装备设计方法,加工工艺性,装配工艺性,退出,返回本节,2.3.4 结构工艺性评价,返回主页,(一),(二),下一页,(三),维
10、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。,第二章 机械制造装备设计方法,产品造型设计,产品色彩,退出,返回本节,2.3.5 产品造型评价,返回主页,(一),(二),下一页,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,第二章 机械制造装备设计方法,
11、标准化及其目的,标准分类,退出,返回本节,2.3.6 标准化评价,返回主页,(一),(二),进入下一章,(三),企业标准体系结构 图22,产品设计的标准化,(四),1、,技术标准,工作标准 图21,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,第三章 金属切削机床设计,第三章 金属切削机床设计,第一节 概述,第二节 金属切削机床设计的基本理论,第三节 金属切削机床总体设计,返回主页,退出,上一页,下一页,第四节 主传动系设计,第三章 金属切削机床设计,第三章 金属切削机床设计,第五节 进给传动系设计,第六节
12、主轴部件设计,第七节 支承件设计,返回主页,退出,上一页,下一页,第八节 导轨设计,第三章 金属切削机床设计,第三章 金属切削机床设计,第九节 机床刀架和自动换刀装置设计,第十节 机床控制系统设计,返回主页,退出,上一页,下一页,第三章 金属切削机床设计,3.1 概述,一、机床设计应满足的基本要求,二、机床设计方法,三、机床设计步骤,上一页,下一页,退出,返回主页,返回本章,第三章 金属切削机床设计,(一)工艺范围 (二)柔性 (三)与物流系统的可亲性 (四)刚度 (五)精度 (六)噪声 (七)生产率和自动化 (八)成本 (九)生产周期 (十)可靠性 (十一)造型与色彩,退出,返回本节,3.1
13、.1 机床设计应满足的基本要求,返回主页,下一页,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,3.1.2 机床设计方法,返回主页,下一页,(一)机床设计正在向着“以系统为主的机床设计”方向发展,即在机床设计时要考虑它如何更好的适应FMS等先进制造系统的要求,例如要求具有时、空柔性,与物流的可亲性等等。,(二)机床设计方法是根据其设计类型而定。通用机床采用系列化设计方法。系列中基型产品属创新设计类型,其他属变形设计类型。有些类型,如组合机床属组合设计类型。,(三)在创新设计类型中,机床总体方案的产生方法可采用分析式设计或创成式设计。,第三章 金属切削机床设计,(二)总体设计,退出,返回本节,3.1
14、.3 机床设计步骤,返回主页,进入下一节,(三) 结构设计,(一)确定结构原理方案,(六) 定型设计,(五)机床整机综合评价,(四)工艺设计,第三章 金属切削机床设计,3.2 金属切削机床设计的基本理论,(一),上一页,下一页,退出,返回主页,机床的运动学原理,机床运动学是研究、分析和实现机床期望的加工功能所需要的运动功能配置,返回本章,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必须的运动和动力。其基本工作原理是: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
15、表面的形成方法,机床运动功能方案设计,3.3.2 机床的运动功能设计,几何表面的形成原理图示,1,2,a) 平面,1,2,b) 圆柱面,1,2,c) 平面,1,2,d) 圆锥面,1,母线,2,导线,发生线的形成图示,1,f,n,n,1,. ,f,n1,n2,1,a),c),b),f,n1,n2,f,d),e),a)点刃车刀车外圆柱面 b)宽刃车刀车外圆柱面 c)砂轮磨外圆柱面 d)盘铣刀铣外圆柱面 e)滚齿加工,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,工件表面的形成方法,返回主页,下一页,几何表面的形成原理图示,发生线的形成图示,发生线的形成:1)轨迹法(描述法) 2)成型法(仿形法) 3)
16、相切法(旋切法) 4)范成法(滚切法),机床运动功能方案设计,1.工艺分析 2.选取坐标系 3.写出机床运动功能式 4.画出机床运动功能图(例:滚齿机),5.绘制机床传动原理图,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,运动功能图形符号,a),回转运动,b),直线运动,Zf,Ba,Ya,Cp,Cf,W/CfYaZfBaCp/T,第三章 金属切削机床设计,3.2 金属切削机床设计的基本理论,(二),(三),(四),上一页,下一页,退出,返回主页,(五),(六),3、,1、,6、,5、,2、,4、,精度,运动精度,传动精度,定位精度,工作精度,几何精度,精度保持性,刚度,抗振性,
17、热变形,噪声,返回本章,第三章 金属切削机床设计,3.3 金属切削机床总体设计,一、机床系列型谱的制定,二、机床的运动功能设置,三、机床总体结构方案设计,上一页,下一页,退出,返回主页,四、机床主要参数的设计,返回本章,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,3.3.1 机床系列型谱的制定,返回主页,下一页,中型卧式车床的简略系列型谱表,注: 基型, 变型,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,(一)运动功能分配设计,(二)结构布局设计:立式、卧式、斜置式,3.3.3 机床总体结构方案设计,(三)机床总体结构的概略形状与尺寸设计,设计的主要依据是:机床总体结构布局设计阶
18、段评价后所保留的机床总体结构布局形态图,驱动与传动设计结果,机床动力参数及加工空间尺寸参数,以及机床整机的刚度及精度分配。,评价的主要因素有:1)性能 2)制造成本 3)制造周期 4)生产率 5)与物流的可亲性 6)外观造型 7)机床总体结构方案设计修改与确定,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,(一)主参数和尺寸参数,(二)运动参数,3.3.4 机床主要参数的设计,机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参数,基本参数可包括尺寸参数、运动参数和动力参数。,机床主参数是代表机床规格大小既反映机床最大工作能力的一种参数,有些机床还规定有第二主参数。,运动参数是指机床执行件
19、如主轴、工作安装部件(工作台、刀架)的运动速度。,主运动参数:(1) 最低(nmin)和最高(nmax)转速的确定,(2)主轴转速数列呈等比级数规律分布,转数范围内 的转数相对均匀损失率为:,A= (n-nj)/n,产生的最大转速相对损失为:,A=(nj+1-nj)/ nj+1=1 - nj/nj+1,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,进入下一节,3.3.4 机床主要参数的设计,(三)动力参数 (1)主电动机功率的确定 (2)进给驱动电动机功率的确定 (3)快速运动电动机功率的确定 金属切削机床实例课外资料,第三章 金属切削机床设计,3.4 主传动系设计,一、主传动系设计应满
20、足的基本要求,二、主传动系分类和传动方式,三、分极变速主传动系,上一页,下一页,退出,返回主页,四、无极变速主传动系,返回本章,五、数控机床主传动系 设计特点,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.1 主传动系设计应满足的基本要求,(一) 满足机床使用性能要求 (二) 满足机床传递动力要求 (三) 满足机床工作性能的要求 (四) 满足产品设计经济性的要求 (五) 维修调整方便,结构简单、合理, 便于加工和装配。,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.2 主传动系分类和传动方式,主传动系一般由动力源(如电动机)、变速装置及执行件(如 主
21、轴、刀架、工作台),以及开停、换向和制 动机构等部分组成。 (一)主传动系分类 (1)按驱动主传动的电机类型: 交流电动机驱动、直流电动机驱动 (2)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 (3)按变速的连续性: 分极变速传动、无极变速传动 (二)主传动系的传动方式 集中传动方式:主传动系的全部传动和变速机构集中 装在同一个主轴箱内。 图11 分离传动方式 :主传动系中的大部分传动和变速机构 装在远离主轴的单独变速箱中。 图12,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.3 分级变速主传动系,(一)拟定转速图和结构式 (1)转速图
22、在转速图中可以表示出传动轴的数目,传动轴之间的传动关系,主轴的各级转速值及其传动路线,各传动轴的转速分级和转速值,各传动副的传动比等。 设一中型卧式车床,其变速传动系 图13 (2)结构式 变速组的级比是指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值,用 表示。级比 中的指数值 称为级比指数,相当于上述相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格数。,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.3 分级变速主传动系,(二)各变速组的变速范围及极限传动比 变速组中最大与最小传动比的比值,称为 该变速组的变速范围。即: (i=0,1,2,j) 在设计机床主传动系时, 一般限制降速最小
23、传动比 直齿圆柱齿轮的 最大升速比 斜齿圆柱齿轮可取,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.3 分级变速主传动系,(三)主变速传动系设计的一般原则 (1)传动副前多后少的原则 (2)传动顺序与扩大顺序相一致的原则 (3)变速组的变速要前慢后快,中间轴的转 速不宜超过电动机的转速,第三章 金属切削机床设计,退出,返回本节,返回主页,下一页,3.4.3 分级变速主传动系,(四)主变速传动系的几种特殊设计 (1)具有多速电动机的主变速传动系设计 采用多速异步电机和其它方式联合使用,可以 简化机床的机械结构,使用方便。 多刀半自动车床的主变速传动系图和转速图/16 (2)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械制造 装备 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-2751267.html