机械制造装备设计第二版

机械制造装备设计第二版

制造装备功能:一般功能(加工精度,强度刚度抗震性,加工稳定性,耐用度,技术经济的要求)柔性化,精密化,自动化,机电一体化,节材节能,符合工业工程和绿色工程 柔性化:产业结构柔性化(产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术)功能柔性化(只需进行少量调整或修改软件,就可方便改变产品或系统功能,以满足不同加工需要) 大分类:加工装备,工艺x,仓存传送x,辅助x 金属切削机床加工原理分(车钻镗磨铣刨拉床切断床齿轮螺纹特种加工机床)使用范围分(通用专用专门化)特种加工机床(电加超声波激光电子束离子束水射流) 锻压机床:锻造(手工自由胎膜模型特种;热温冷)冲压挤压(冷温热热)轧制机(热冷;z纵横斜) 创新设计步骤:产品规划(需求分析,技术调研,社会调研,预测,可行性分析)方案设计(对设计任务抽象,建立功能结构,寻求原理解和求解方法,初步设计方案形成,初案评价与筛选)技术设计(确定结构原理方案,总体设计,结构设计)工艺设计(零件图设计,完善装配图,商品化设计,编制技术文档) 系列化设计优点(用较少的瓶中规格的产品满足较大范围的市场需要2可减少工作设计量提高提高设计质量减少产品开发风险缩短研制周期3压缩装备数量种类缩短周期降低成本4便于维修5为变型设计提供技术基础)(缺点用户只能在系列型谱内有限的产品中选择)步骤(主参数和主要性能指标的确定;参数分级;制定系列型谱) 模型化设计(优点1新模块代替旧模块提高产品性能2缩短设计和供货周期3推动企业技术生产管理和组织体制的改革4维修方便对生产影响小)(步骤明确任务;建立功能结构合理确定产品的系列型谱和参数;模块的组合;模块的计算机管理系统) 总体设计内容(运动功能,基本参数,传动系统,总体结构布局,控制系统设计) 机床工作(功能提供切削加工所必须的运动和动力)(原理通过刀具与工作之间的相对运动,由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件具有要求的尺寸和精度的几何形状) 发生线(轨迹法成形法相切法展成法) (机床精度:几何,运动,传动,定位,重复定位,工作精度 精度保持性) 主电动机p=切削p+空载p+机械摩擦损耗p 主传动系:电机机类型分(交流电动机驱动和直流.)传动装置类型分(机械传动装置,液压x电气x和它们的组合)按变速连续性分(分级变速传动和无级x) 扩大传动系变速范围方法(增加变速组采用背轮机构采用双公比传动系采用分支传动) 机械进给传动系设计特点(进给传动是恒转矩运动,进传系中各传动件的计算转速是其最高转速,进传的转速图为前疏后密结构,进传的变速范围,进传系采用传动间隙消除机构,快速空程传动的采用,微量进给机构的采用) 主轴部件满足(旋转精度刚度抗振性温升和热变形精度保持性) 主轴(构造取决于主轴上所安装刀具,夹具,传动件,轴承等零件的类型,数量,位置和安装定位方法,还考虑主轴加工工艺性和装备工艺性)(轴承精度P2P4P5P6(旧BCDE)SP UP 主轴滑动轴承原理(动压轴承:当主轴旋转时带动润滑油从间隙大处向间隙小处流动形成压力油楔而产生油膜压力将主轴浮起) 支撑件材料(铸铁:铸造性能好容易获得复杂结构支撑件同时其内摩擦力大阻尼系数大使振动衰减的性能好成本低)(钢板焊接结构:制造周期短省去制作木模和铸造工艺,支撑件可制成封闭结构刚性好,便于产品更新和结构改进;钢板焊接支撑件固有频率比铸铁高,同刚度下更薄)(预应力钢筋混凝土:刚度和阻尼比铸铁大几倍抗振性好成本较低)(天然花岗岩:性能稳定精度保持性好抗振性好阻尼系数比钢大15倍耐磨性比铸铁高5倍导热系数和线膨胀系数小热稳定性好抗氧化性强不导电抗磁与金属不粘合加工方便通过研磨和抛光容易得到很高的精度和很低的表面粗糙度)(树脂混凝土:刚度高抗振性好耐水耐化学腐蚀和耐热特性) 提高支撑件结构性能(提高支撑件静刚度和固有频率,提高动态特性,提高热稳定性) 导轨分类(结构:开式闭式导轨)(导轨副:滚动,滑动(普通,静压,卸荷)) 导轨特点矩形(承载能力大刚度高制造简便检验和维修方便侧向间隙导向性差适用载荷加大而导向性要求略低的机床)三角形(角越小导向性越好摩擦力越大,不产生间隙小顶角适用轻载精密机械大角适用大型重型机床)燕尾形(承受大颠覆力矩结构紧凑间隙调整方便刚度差加工检查维修不易适用受力小层次多要求间隙调整方便的部件)圆柱形(制造方便工艺性好难调整适用受轴向负荷的导轨) 提高导轨精刚度耐磨性措施(合理选择导轨的材料和热处理,导轨的预紧,导轨的润滑和防护,导轨磨损) 带节流器液压卸荷导轨与静压不同处:后者的上浮力足以将工作台全部浮起形成纯流体摩擦,而前者上浮力不足以将工作台面全部浮起,但由于介质粘度较高,由动压效应产生的干扰较大难以保持摩擦力基本恒定