机械制造装备设计复习资料

机械制造装备设计复习资料

第一章.机械制造装备及装备设计方法

1.机械制造装备应具有的主要功能：分为一般的功能要求(加工精度方面，强度刚度和抗振性方面，可靠性和加工稳定性方面，使用寿命方面，技术经济方面)；柔性化(产品结构柔性化和功能柔性化)；精密化；自动化；机电一体化；工业工程要求；绿色工程要求。 2.机械制造装备的分类：1.加工装备(采用机械制造方法制作机器零件或毛坯的机床)；2.工艺装备(产品制造时所用的各种道具，模具，夹具，量具等工具的总称)；3.仓储输送装备(包括各级仓储，物料输送，机床上下料等设备)；4.辅助装备(包括清洗机和排屑装置)

3.机械制造装备设计类型：1.创新设计；2.变型设计；3.模块化设计；

4.系列化设计的四化原则：产品系列化；零部件通用化；标准化；结构的典型化 5.机械制造装备设计的评价：1.技术经济评价；2.可靠性评价；3.人机工程学评价；4.结构工艺性评价；5.产品造型评价；6.标准化评价；

第二章.金属切削机床设计

1.机床设计应满足的基本要求：1.工艺范围(机床适应不同生产要求的能力)；2.柔性(适应加工对象变化的能力)；3.可接近性(指机床与物流系统进行物料流动的方便程度)；4.刚度；5.精度；6.噪声；7.生产率；8.自动化；9.成本；10.生产周期；11.可靠性；12.造型与色彩

2.机床设计步骤：1.总体设计；2.详细设计；3.机床整体综合评价；4.定型设计 3.机床的工作原理：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状与尺寸

4.几何表面的形成原理：任何一个表面都可以看成一条曲线或直线(称为母线)沿着另一条曲线或直线(称为导线)运动的轨迹

5.发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动形成的，形成方法：1.轨迹法；2.成形法；3.相切法；4.展成法

6.机床运动的分类：按运动性质分类分为直线运动和回转运动；按运动的功能分类分为成形运动和非成形运动；按运动之间的关系分类分为独立运动和复合运动 7.机床按精度可分为普通精度级，精密级和超精密级

8.精度要求主要分为：几何精度；运动精度；传动精度；定位精度和重复定位精度；工作精度；精度保持性 FK?9.机床刚度是指机床系统抵抗变形的能力 y K:机床刚度 F:作用在机床上的载荷 y:机床的变形

10.振动分为受迫振动和自激振动，影响机床振动的主要原因：1.机床的刚度；2.机床的阻尼特性；3.机床系统固有频率

11.机床运动功能设计的方法与步骤：1.工艺分析；2.机床运动功能设置(分析式设计方法和解析式设计方法)；3.写出机床运动功能式，画出机床运动原理图 12.机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数；机床尺寸参数是指机床的主要结构尺寸参数；运动参数是指机床执行件的运动速度；动力参数包括机床驱动的各种电动机的功率或转矩

1000v主轴转速：n? v;切削速度 d:工件或刀具直径

πdnmax最低(nmin)或最高(nmax)转速:nmin?1000vmin或nmax?1000vmax变速范围：Rn???z?1

πdminπdmaxnmin13.主传动系设计满足要求：1.满足机床使用性能要求2.满足机床传递动力要求3.满足机床工作性能的要求4.满足产品设计经济性的要求5.调整维修方便，结构简单合理不安与加工与装配

14.主传动系分类：按电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机传动：按传动装置类型分为机械传动装置，液压传动装置，电气传动装置以及它们的组合：按变速的连续性可分为分级变速传动和无级变速传动

15.主传动系的传动方式：集中传动方式(主传动系的全部传动盒变速机构集中装在同一个主轴箱内)和分离传动方式(主传动系中的大部分的穿洞河变速机构装在远离主轴的单独变速箱中，然后通过带传动将运动传到主轴箱) 16.主变速传动系设计的一般原则：1.传动副前多后少2.传动顺序与扩大顺序相一致3.变速组的降速前慢后快

17.扩大传动系变速范围的方法：1.增加变速组2.采用背轮机构3.采用双公比的传动系4.采用分支传动

18.计算转速：主轴或各传动件传递全部功率的最低转速 19.数控机床主传动系设计特点：1.主传动采用直流或交流电动机无级调速2.数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计3.数控机床高速主传动设计4.数控机床采用部件标准化模块化结构设计5数控机床的柔性化复合化

20.进给传动系组成：动力源；变速机构；换向机构；运动分配机构；过载保险机构；运动转换机构；执行件

21.进给传动系设计要求：1.具有足够的静刚度和动刚度2.良好的快速响应性3.抗振性好4.具有足够的调速范围5.传动精度和定位精度要高6结构简单方便维修

第三章.主轴部件设计

1.主轴部件基本要求：1.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景象圆跳动和轴向圆跳动) 2.刚度(其在外加载荷作用下抵抗变形的能力) 3.抗振性(抵抗受迫振动和自激振动的能力) 4.温升和热变形5.精度保持性

2.主轴部件的传动方式：齿轮传动；带传动；电动机直接驱动

3.推力轴承位置配置形式：1.前端配置2.后端配置3.两端配置4.中间配置

4.支承件是指床身，你住，横梁，底座等大件，相互固定连接成机床的基础与框架。支承件应满足的基本要求：1因具有足够的刚度和较高的刚度-质量比2.应具有较好的动态特性3.热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小4.排屑通畅，吊运安全，并具有良好的结构工艺性。支承件的形状：箱形类；板状类；梁类。提高支承件结构性能的措施：1.提高支承件的静刚度和固有频率2.提高动态特性3.提高热稳定性

5.导轨作用：承受载荷和导向。导轨分类：按结构形式可分为开式和闭式。导轨副按导轨面的摩擦性质可分为滑动导轨副(又分为普通滑动导轨，静压导轨和卸荷导轨)和滚动导轨副。导轨应满足的要求：1.导向精度2.承载能力大3.精度保持性好4.低速运动平稳5.结构简单

6.导轨的截面形状：矩形；三角形，圆柱形；燕尾型。导轨的组合形式：双三角形；双矩形；矩形和三角形；矩形和燕尾型。导轨间隙的调整：压板；镶条；导向调整板

7.刀架：用于夹持切削用的刀具。分类：按安装刀具的数目分为单刀架和多刀架；按结构形式可分为四方刀架，转塔刀架，回轮刀架；按驱动刀架的动力可分为手动转位刀架和自动转位刀架

8.机床刀架应满足的要求：1.满足工艺过程所提出的要求2.稳固安装，精确调整位置3.具有一定刚度，可靠性高4.换刀时间尽可能短5.操作方便安全

第五章.机床夹具设计

1.夹具：在机械制造中用于固定加工对象使之占有正确位置来接受施工或检测的工具。功能：保证加工精度；提高生产率；扩大机床的适用范围；减轻工人的劳动强度保证生产安全。类型：通用夹具；专用夹具；可调整夹具和成组夹具；组合家具；随行夹具。组成：定位元件及定位装置；夹紧元件及夹紧装置；导向及对刀装置；动力装置；夹具体；其他元件及装置

2.机床夹具应满足的要求：1.保证加工精度2.夹具的总体方案应与生产纲领相适应3.安全，方便，减轻劳动强度4.排屑顺畅5.具有良好的强度刚度和结构工艺性 3.自由度：一个物体在三维空间中可能具有的运动

4.六点定位原则：采用六个按一定规则布置的约束点限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位

5.完全定位：将工件的六个自由度全部限制。不完全定位：工件需要限制的自由度小于六个。定位的正常情况：所需要限制的自由度均已被限制。定位的非正常情况：需要限制的自由度没有完全被限制(欠定位)或是某自由度被两个及两个以上的约束重复限制(过定位) 6.典型定位元件：1.平面定位(支承钉和支承板；可调支承和自位支承；辅助支承)2.孔定位(心轴；定位销)3.外圆定位(定心定位；V形块定位)

7.定位误差：工序基准在加工方向上最大位置变动量所引起的加工误差。产生原因：基准不重合引起；间隙引起；与夹具有关的因素引起

8.夹紧机构应满足的要求：1.夹紧必须保证定位准确可靠，不破坏定位2.工件与夹具的变形必须在允许范围内3.夹紧机构必须可靠4.夹紧机构操作必须安全5.夹紧机构的复杂程度，自动化程度必须与生产纲领和工厂条件相适应

9.夹紧力方向的确定：1.夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求朱家静力应垂直于第一定位基准面2.夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形3.夹紧力的方向应尽可能与切削力，重力方向相一致以减小夹紧力 10.夹紧力作用点的选择：1.夹紧力的作用点应与支承点点对点对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形2.夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位3.夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性4.夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形

11.常用夹紧机构：斜楔夹紧机构；螺旋夹紧机构；偏心夹紧机构(其他还有铰链，定心，联动等)

12.夹紧机构的动力装置：气动夹紧装置；液压夹紧装置；气-液联合夹紧装置 13.机床夹具的其他装置：导向装置(为了保证位置精度，提高刚度；减小变形)；对刀装置(调整刀具相对工件的位置)；分度装置

14.可调整夹具的调整方式：调节式；更换式；综合式；组合式

15影响位置精度因素：1.工件在夹具中的安装误差2.夹具在机床上对定误差3.

加工过程中出现的误差

第六章.物流系统设计

1.生产活动环节：加工(装配)；搬运；停滞；检验

2.物理系统的结构：水平式(由供应物流子系统，生产物流子系统销售物流子系统等组成)和垂直式(管理层，控制层和执行层组成)

3.物流系统应满足的要求：1.连续性与流畅性2.平行形与交叉性3.比例性与协调性4.均衡性与节奏性5.准时性6.柔性与适应性

4.物流系统的特点：1.实现价值2.主要功能要素3.物流过程4.物流运行

5.物流系统功能：1.实现原材料，毛坯，外购件，在制品，产品，工艺装备的储存及搬运做到存放有序，存取容易2.采用合理的自动化上下料机构，以缩短机床的辅助时间，提高生产率3.实现工序间中间工位和缓冲工作站的在制品储存，保证生产的连续进行4.采用自动化物流装备，以减少工件在工序间的无效等待时间5.通过各类物流装备的调度与控制，实现物流运输方式和路径的优化6.实现物流系统的监测与监控

6.机床上下料装置：是将待加工工件送到机床上的加工位置和将已加工工件从加工位置上取下的机械装置

第七章.机械加工生产线总体设计

1.机械加工生产线：以机床生产为主要设备，配以相应的输送装置与辅助装置，按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线

2.机械加工生产线的组成：加工装备；工艺装备；输送装备；辅助装备和控制系统