机械制造装备设计类型和步骤

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机械制造装备设计

机械制造装备设计

机械制造装备设计1. 引言机械制造装备设计是指将机械设计和装备设计相结合,旨在开发高效、可靠、安全和功能强大的机械制造装备。

这些装备可以用于各种生产和制造领域,如汽车制造、航空航天、能源、化工等。

本文将介绍机械制造装备设计的关键要素和设计流程。

2. 关键要素机械制造装备设计的成功与否取决于以下几个关键要素:2.1 功能需求在设计机械制造装备之前,首先需要明确其功能需求。

这包括机械装备应该能够完成的任务、所需的能力和性能指标等。

例如,一个汽车制造装备的功能需求可能包括车身焊接、喷涂、组装等任务,并需要具备一定的生产能力和精度要求。

2.2 结构设计结构设计是机械装备设计的重要组成部分。

它涉及到选择合适的材料、构建机械组件的几何形状以及确定装备的总体结构。

一个好的结构设计应该能够保证机械装备的可靠性、稳定性和性能。

2.3 控制系统设计机械装备通常需要配备控制系统,以实现任务的自动化和精确控制。

控制系统设计包括选择合适的传感器、执行器和控制算法,以及设计合理的控制逻辑和界面。

一个可靠的控制系统可以提高机械装备的生产效率和操作安全性。

2.4 安全设计安全设计是机械装备设计中不可或缺的要素。

它涉及到预防事故和保护操作员的安全。

安全设计应包括合理的防护措施、紧急停机装置、警告系统等。

此外,还需要考虑设备的易维护性和易操作性,以降低操作员受伤的风险。

3. 设计流程机械制造装备设计的流程可以总结为以下几个关键步骤:3.1 需求分析需求分析是设计过程中的第一步。

它涉及到与用户和利益相关者沟通,了解他们对机械装备的需求和期望。

在这个阶段,设计团队需要收集相关资料、进行市场调研,并与客户进行讨论,以确保设计满足用户需求。

3.2 概念设计概念设计阶段是生成各种设计方案的阶段。

设计团队应该根据需求分析的结果,进行创意思考和头脑风暴,生成不同的概念设计。

这些设计应该考虑到功能和性能需求,以及结构和控制系统的设计。

3.3 详细设计在详细设计阶段,设计团队应该从概念设计中选择一个或多个最有潜力的设计方案,并进行详细设计。

机械制造装备设计

机械制造装备设计

5、齿轮的加工机床: (1)按轮齿成形原理分两大类:成形法:刀刃为一条切削线,其形状与发生线相
3
同,此发生线不需要成形运动,如铣齿、拉齿、冲齿等;展成法:刀刃为一条切削线,但形状与发生线不 吻合,刀具与工件作展成运动,发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。 此发生线需要一个独立的成形 运动 ,刀工共同完成,如滚齿、插齿等。 (2)滚齿原理:模拟一对螺旋齿轮啮合过程。 (3)加工直齿圆柱齿轮的运动分析①主运动 B11 ,传动链:电机—1—2— uv —3—4—滚刀,其中 uv 为主 运动传动比。②展成(啮合)运动:滚刀旋转运动 B11 1/K 转(1 齿) ;齿坯旋转运动 B12 1/z 转(1 齿) 。 内传动链为:滚刀—4—5— u x —6—7—齿轮,其中 u x 为啮合运动传动比。③进给运动 A2 :齿坯—7—8— u f —9—10—刀架升降,其中 u f 为进给运动传动比。
xa xb xc …… ;意义:使各传动件结构紧凑,便于制造。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,递降原则 ia min ib min ic min ……
1 ;意义:降速时,应避免被动轮尺寸过大 4
从而导致变速箱径向尺寸过大; 升速时,应避免扩大传动误差,应降低振动 和噪音。④降速时应前缓后急, 升速时应前急后缓;意义:应保证多数传动件在高速状态下工作。结构紧凑,各中间传递轴的最低转速应 适当高些 (3)结构式、转速图的拟定步骤及绘制方法。级比规律:变速组的级比是指主轴上同一点传往被动轴相 xi 邻两传动线的比值,用 表示,其中 xi 成为级比指数,在图中由相邻两传动线的间隔格数表示;级比指 数为 1 的变速组称为基本组,除此之外称为扩大组。注意:一个结构式可以对应一些不同的转速图, 而一个转速图只能对应一个结构式。 2、扩大变速范围的传动系统设计。 (1)扩大变速范围设计的意义:一些通用性较高的车床和镗床的变速 范围一般为 140~200,甚至超过 200,按照级比规律设计不能满足要求,所以需要扩大变速组。 (2)扩大 变速组的方式:①增加变速组,特点:导致部分转速重复。②采用背轮结构,特点:易出现超速现象。③ 采用双公比的传动系,特点:主轴转速范围的高、低段将出现转速空挡。④采用分支传动,特点:无 3、计算转速。 (1)计算转速的概念及研究意义:①计算转速:主轴或其余各传动件传递全部功率的最低 转速为它们的计算转速,用nj 表示;②意义:确定主变速传动系中各传动件究竟按多大的扭矩进行计 算。 (2)变速传动系统中计算转速的确定步骤:①先由表中的相应公式计算出主轴转速;②当主轴的计算 转速确定后,可以按由后往前的顺序推算出各传动轴的计算转速。方法是先找出该传动轴有几级工作转

《机械制造装备设计》课程标准

《机械制造装备设计》课程标准

《机械制造装备设计》课程标准一、课程概述机械制造装备设计是机械工程的一门分支学科。

是一门研究各种机械制造装备的结构、工作原理和设计方法的科学。

《机械制造装备设计》是机械类专业的主干专业课程,与《机电一体化设计》、《模具设计》等学科处于同一层次。

它与《机床电器控制》、《机械CAD/CAM》、《现代制造技术》等构成机械制造及自动化方向的专业选修课程体系。

该课程是将原机制专业的四门专业课程(即机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人)融合形成机械制造装备设计新学科内容,是按照重基础、少学时、低重心、新知识、宽面向的原则整合而成的,是实施素质教育的机制专业课程体系改革的主要内容之一。

这门学科的重点是为机械制造及其自动化专业的学生,了解典型机械制造装备的工作原理、性能、传动与结构,掌握机械制造装备设计的基本理论、基本知识和基本方法,完成复杂机械制造装备的设计能力的培养服务的。

先修课程有《工程力学》、《机械设计》、《机械工程材料》、《机械制造技术基础》、《机械设计课程设计》、《金工实习》等。

二、课程目标1.了解常用机械制造装备的典型结构、运动与传动等。

2.掌握分析和调整机械制造装备运动、传动的方法。

3.掌握机械制造装备运动、传动设计的方法。

4.掌握机械制造装备整机和主要部件的设计方法。

5.了解机械制造装备性能的实验研究方法。

6.掌握机械制造装备运动学理论,掌握机械制造装备传动系统设计、主要零部件的载荷及力学分析、传动件计算条件确定的有关理论,了解精度、强度、刚度、动态特性、热特性、噪声理论在机械制造装备设计中的应用。

7.具有分析、比较和选择机械制造装备主要参数的能力、机械制造装备整体方案设计的能力、机械制造装备主要部件设计的能力。

三、课程内容和要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。

这四个层次的一般涵义表述如下:知道——是指对这门学科、机械制造装备的结构和工作原理的认知。

理解——是指对这门学科所涉及的基本概念、原理、方法的领会,能作自主的解释、说明,并把握一般机械装备的结构与性能之间的相互关系。

1 机械制造装备设计方法1.2

1 机械制造装备设计方法1.2

(2)提出初步的零件表、加工和装配说明书;
(3)对结构设计进行技术经济评价。
采用诸如有限元分析、优化设计、可靠性设计、
计算机辅助设计等现代设计方法来解决设计中出 现的问题。
1.5 机械制造装备设计方法 (四)施工设计阶段(工艺设计阶段)
1.零件图设计
包含了为制造零件所需的全部信息,包括几何形 状、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形位公差、 表面质量要求、材料和热处理要求以及其它特殊 技术要求。
1.5 机械制造装备设计方法
—提交可行性分析报告,内容包括:
①产品开发的必要性、市场调查及预测情况,包括 用户对产品功能、用途、质量、使用维护及价格 等方面的要求;
②国内外同类产品的技术水平与发展趋势;
1.5 机械制造装备设计方法
③从技术上预期产品开发能达到的技术水平;
④从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术 问题; ⑤投资费用及开发时间进度、经济效益和社会效益 估计; ⑥现有条件下开发的可能性及准备采取的措施。
(二)系列化设计的步骤 确定主参数和主要性能指标
参数分级
制定系列型谱
1.确定主参数和主要性能指标的确定 ---选择和设计基型产品
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基型产品一般选择系列产品中应用最广泛的中
档产品,是精心设计的新产品。
主参数和主要性能指标应最大程度地反映产品 的工作性能和设计要求。
例如: (1)卧式车床产品中,一般选择床身上最大回转直
1.4 机械制造装备设计的类型
二、变型设计(变型产品设计)——系列产品
变型产品:在现有产品基本工作原理和总体 结构不变的基础上,仅对部分结构、尺寸或性能 参数加以改变的产品。 变型设计:在现有产品基本原理和总体结构 保持不变的基础上,仅对部分结构、尺寸或性能 参数加以改变,以获得变型产品的设计方法。分 为:

自-1机械制造装备分类

自-1机械制造装备分类

1机械制造装备分类:加工装备、工艺装备、仓储传送装备、辅助装备。

2机械制造装备设计分为创新设计、变型设计、模块化设计。

3创新设计步骤分为产品规划、方案设计、技术设计、工艺设计4机床的主要参数包括主参数和尺寸参数、运动参数、动力参数5可靠度是可靠性的度量化指标,是指产品在规定条件下和规定时间内,完成规定任务的概率,一般记为R。

可靠度是时间函数,故也记为R(t),称为可靠度函数。

6机床设计应满足的基本要求:工艺范围、柔性、与物流系统的可接近性,刚度、精度、噪声、生产率、自动化、成本、生产周期、可靠性、造型与色彩、机床设计方法。

7运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来,除了描述机床的运动轴个数、形式及排列顺序之外,还表示了机床的两个末端执行器和各个运动轴的空间相对方位,是认识、分析和设计机床传动系统的依据。

8在低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行。

会影响机床的定位精度、工件的加工精度和表面粗糙度。

是因摩擦产生的自激振动现象。

9机床的主要技术参数包括机床的主参数和基本参,基本参数可包括尺寸参数、运动参数及动力参数。

10分级变速主传动系设计的内容和步骤:根据已确定的主变速传动系的运动参数,拟定结构式,转速图,合理分配各变速组中各传动副的传动比,确定齿轮齿数和带轮直径,绘制主变速传动系图。

11主轴和各传动件传递全部功率的最低转速为它们的计算转速nj。

12主轴轴承的配置形式:速度型、刚度型、刚度速度型。

13以承受弯矩为主的支撑件的截面形状应取矩形,以承受扭矩为主的支撑件的截面形状应取圆(环)形,对承受弯矩与转矩相当的立柱截面应设计成空心方截面。

14直线运动导轨的截面形状主要有四种:矩形(具有承载能力大,刚度高,制造简便,检验和维修方便等优点,但存在侧向间隙,需用镶条调整,导向性差),三角形,燕尾形,圆柱形15机器人的位姿两种描述方式(1)用动作功能的要求来描述(2)用机器人的运动来描述16机床间的工件传递和运送装置包括:托盘、随行夹具、各种传送装置,有轨小车(RGV)及无轨小车(AGV)17随行夹具的返回方式有上方返回、下方返回、水平放回。

机械装备制造-第二章 机械制造装备设计方法 (重点)

机械装备制造-第二章 机械制造装备设计方法 (重点)
主参数和主要性能指标应最大程度地反 映产品的工作性能和设计要求。
例:普通车床的主参数是在床身上的最大回 转直径,主要性能指标是最大的工件长度。
升降台铣床的主参数是工作台工作面的宽度、 主要性能指标是工作台工作面的长度。
摇臂钻床的主参数是最大钻孔直径,主要性 能指标是主轴中心线至立柱母线的最大距离。
3.分为四个阶段
(1)产品规划阶段 (2)方案设计阶段 (3)技术设计阶段 (4)施工设计阶段 4.缺点:需要较长的开发周期和投入较大的
开发工作量。
二、变型设计(快速满足市场要求 的变化) (重点)
1.概念:在原有产品基础上,基本工作原理和总体 结构保持不变,按一定的规律演变出各种不同的 规格参数,布局和附件的产品,扩大原有产品的 性能和功能。
2.要求:组合产品的设计应先在一定范围内不同性 能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划 分并设计出一系列模块,通过模块的组合,构成 不同类型或相同类型不同性能的产品,以满足市 场的要求。
3.原理:按系列化设计的原理进行。
结论:在机械制造装备产品有一大半属于变型 设计和组合产品,创新设计的产品只占一小 部分。但创新设计的意义不容低估,是企业 在市场竞争中取胜的必要条件。变型设计和 组合设计是在基型和模块系统的基础上进行 的。而基型和模块系统也是采用创新设计方 法完成的。
是在设计的某一类产品中,选择功能、 结构和尺寸等方面较典型的产品为基型, 以它为基础,运用结构典型化、零部件通 用化、标准化的原则,设计出其它各种尺 寸参数的产品,构成产品的基型系列。 2.遵循的原则:零部件通用化、标准化、结 构的典型化、产品系列化。
3. 系列化设计的优缺点
优点:P23 缺点: P23 4. 系列化设计的步骤 (1)主参数和主要性能指标的确定

《机械制造装备设计》重要知识点

《机械制造装备设计》重要知识点

机械制造装备设计第一章、机械制造及装备设计方法第一节、概述机械制造装备的发展趋势1、向高效、高速、高精度方向发展2、多功能复合化、柔性自动化3、绿色制造与可持续发展4、智能制造技术与智能化装备第二节机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能需满足以下几方面要求1、一般的功能要求2、柔性化3、精密化4、自动化5、机电一体化6、节材7、符合工业工程要求8、符合绿色工程要求一般的功能要求包括(1)加工精度方面的要求(2)强度、刚度和抗振性方面的要求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第三节机械制造装备的分类机械制造装备的分类1、加工装备(机床或工作母机)2、工艺装备3、储运装备4、辅助装备加工装备包括:金属加工机床、特种加工机床、锻压机床、冲压机床、注塑机、焊接设备、铸造设备等。

金属切削机床可按如下特征进行分类:1、按机床的加工原理分为:车床、钻床、镗床、纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、机床设计应满足的基本要求(1)工艺范围(2)柔性(5)精度(6)噪声(7)成产率和自动化(10)可靠性机床设计步骤1、确定结构原理方案4、工艺设计3)与物流系统的可亲性8)成本(11)造型与色彩2、总体设计5、机床整机综合评价4)刚度9)生产周期3、结构设计6、定型设计切断机床和其它机床等。

2、按机床的使用范围分为:通用机床:通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面专用机床:用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的机床专门化机床:用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面,按特定的工序进行加工3、机床按其通用特征可分为高精度精密、自动、半自动、数控、仿形、自动换刀、轻型、万能和简式机床等第四节机械制造装备设计的类型机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类第五节机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的典型步骤(一)产品规划阶段(二)方案设计阶段(三)技术设计阶段(四)施工设计阶段第二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机床的运动学原理金属切削机床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。

机械制造装备设计的方法

机械制造装备设计的方法

机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的主要方法为创新设计方法、系列化设计方法和模块化设计方法。

其中创新设计方法的步骤最为典型,可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。

一、机械制造装备设计的典型步骤(一)产品规划阶段产品规划阶段主要包括需求分析、调查讨论、猜测、可行性分析及编制设计任务书等内容。

(二)方案设计阶段方案设计阶段实质上是依据设计任务书的要求,进行产品功能原理的设计。

方案设计阶段大致包括对设计任务的抽象、建立功能结构、寻求原理解与求解方法、形成初步设计方案和对初步设计方案的评价与筛选等步骤。

(三)技术设计阶段技术设计阶段是将方案设计阶段拟定的初步设计方案详细化,确定结构原理方案;进行总体技术方案设计,确定主要技术参数及总体布局;进行结构设计,绘制装配草图,初选主要零件的材料和工艺方案,进行各种必要的性能计算;假如需要还可以通过模型试验检验和改善设计;通过技术经济分析选择较优的设计方案。

(四)工艺设计阶段工艺设计阶段主要进行零件工作图设计、完善部件装配图和总装配图,进行商品化设计,编制各类技术文档等。

二、系列化设计系列化设计方法是在设计的某一类产品中,选择功能、结构和尺寸等方面较典型的产品为基型,以它为基础,运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则,设计出其他各种尺寸参数的系列产品,构成产品的基型系列。

在产品基型系列的基础上,同样运用上述原则,增减、更换或修改少数零部件,派生出不同用途的变型产品,构成产品的派生系列。

为了缩短产品的设计、制造周期,降低成本,保证和提高产品的质量,在产品设计中应遵循系列化设计的方法,以提高系列产品中零部件的通用化和标准化程度。

系列化设计方法应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化” 原则,简称“三化”原则。

有时将“结构的典型化”作为第四条原则,即所谓的“四化” 原则。

三、模块化设计模块化设计的基本概念是:为了开发多种不同功能结构,或相同功能结构而性能不同的产品,不必对每种产品单独进行设计,而是细心设计出一批功能模块,将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。

1机械制造装备设计方法1.2

1机械制造装备设计方法1.2
根据用户需求,收集市场和用户信息,提交 新产品市场预测报告,明确设计任务的要求。开 发新产品最困难的往往不是技术问题,而是确定 需要开发什么样的产品。 ——提交新产品市场预测报告
1.5 机械制造装备设计方法
2. 技术调查: ①现有同类产品的结构特征、技术性能、质量水平及
发展趋势; ②新型元器件、新材料和新工艺的应用和发展动态; ③竞争产品的技术特点及竞争企业新产品开发动向; ④环境条件对产品的要求 ⑤确定需解决的技术问题及技术实验项目。 ——提交技术调查报告
机械制造装备设计
主讲人:李爱芝
1.4 机械制造装备设计的类型
一、创新设计(新产品设计) 二、变型设计(变型产品设计) 三、模块化设计(组合设计)
1.4 机械制造装备设计的类型
一、 创新设计(新产品设计)——基型产品 新产品:新开发的或在性能、结构、原理等
某一方面或几个方面有重大变化的,以及技术上 有突破、创新的产品(生产一代,研制一代,构 思一代)。
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1.5 机械制造装备设计方法
一、典型设计步骤 二、系列化(产品)设计 三、模块化产品设计
1.5 机械制造装备设计方法
一、典型设计步骤 (一)产品规划阶段
(二)方案设计阶段
1. 市场调研和预测 2. 技术调查 3. 可行性分析 4. 编制设计任务书 5. 开发决策
1. 对设计任务的抽象 2. 建立功能结构 3. 寻求原理解 4. 初步设计方案的形成 5. 初步设计方案的评价与筛选
1.5 机械制造装备设计方法
—提交可行性分析报告,内容包括: ①产品开发的必要性、市场调查及预测情况,包括
用户对产品功能、用途、质量、使用维护及价格 等方面的要求; ②国内外同类产品的技术水平与发展趋势;

机械制造装备设计类型和步骤

机械制造装备设计类型和步骤

(一)产品规划阶段
4. 可行性分析
所谓产品设计的可行性分析是指通过调查研究与预测后,
对产品开发中的重大问题应进行充分的技术经济论证,
判断是否可行。 一般包括技术分析、经济分析和社会分析三个方面。 最后应提出产品开发的可行性报告。
可行性报告一般包括如下内容:
1)产品开发的必要性,市场调查及预测情况,包括用户 对产品功能、用途、质量、使用维护、外观、价格等方 面的要求; 2)同类产品国内外技术水平,发展趋势; 3)从技术上预期产品开发能达到的技术水平; 4)从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术问题; 5)投资费用及开发时间进度,经济效益和社会效益估计;
(2)技术调研 一般包括产品技术的现状及发展趋势; 行业技术和专业技术的发展趋势; 新型元器件、新材料、新工艺的应用和发展动态;竞 争产品的技术特点分析;
竞争企业的新产品开发动向;
环境对研制的产品提出的要求,如使用环境的空气、 湿度、有害物质和粉尘等对产品的要求;为保证产品 的正常运转,研制的产品对环境提出的要求等。
2.建立功能结构
总功能是表达输入 量转变成输出量的 能力。 总功能可逐级往下 分解,分解到子功 能的要求比较明确, 便于求解为止。 分功能和多级子功 能及它们之间的关 系称为功能结构。 便于了解产品中哪 些子功能重复出现, 为制订通用零部件 规范提供依据。
功能间的联系存在三 种基本结构型式: 串联结构如图2—2a 所示,又称顺序结构。 并联结构如图2—2b 所示。 环形结构如图2—2c 所示,是输出反馈为 输入的循环结构。 图2—2e则是有选择 性地进行反馈的循环 结构。
(二)方案设计阶段
4.初步设计方案的形成
(1)系统结合法 :按功能结 构的树状结构,根据逻辑关 系把原理解结合起来。具体 方法是采用如图所示的图表。

第一章机械制造及装备设计方法

第一章机械制造及装备设计方法

90年代快速响应市场成为制造 业发展的一个主要方向
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1.1
概述
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随着机械制造生产模式的演变,对机 械制造装备提出了不同的要求。

在50年代“刚性”生产模式下,通过提 高效率、自动化程度.进行单一或少品 种的大批量生产、以“规模经济”实现 降低成本和提高质量的目的。 在 70年代主要通过改善生产 过程管理来进一步提高产品 质星和降低成本。
1。机械制造装备的分类 3 机械制造装的分类 1.3
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第 一 章 机 机 械 械 制 制 造 造 装 装 备 设 备 计 设 方 计 法 返回本章
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概述
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(四)制造装备——机床 金属切削机床担负了制造业40%-60%的工 作,其水平直接影响产品质量和劳动生产 率。 机床工业水平在很大程度上代表了一 个国家的工业生产能力和科学技术水平。
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第 一 章 机 械 制 造 装 备 设 计 方 法
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1.1

机械制造装备设计

机械制造装备设计

机械制造装备设计机械制造是现代工业的基石,在工业生产中起到了重要的作用。

在机械制造过程中,机械装备的设计是其中不可忽视的环节。

本文将探讨机械制造装备设计的重要性、步骤和挑战,并介绍一些常见的机械制造装备设计技术。

一、机械制造装备设计的重要性机械制造装备设计是机械装备生产中至关重要的一环。

良好的装备设计可以提高生产效率、减少能源消耗、降低生产成本和提升产品质量。

首先,机械制造装备设计可以使生产过程更加高效。

通过合理的装备设计,可以优化生产线的布局与流程,减少人力消耗和浪费,提高生产效率。

其次,机械制造装备设计可以降低生产成本。

通过合理的设计,可以减少原材料的浪费和能源消耗,降低设备损耗和维护成本,从而降低产品的生产成本。

最后,机械制造装备设计可以提升产品质量。

通过精确的设计和控制,可以确保每个工件都符合规定的尺寸和质量要求,提高产品的一致性和可靠性。

二、机械制造装备设计的步骤机械制造装备设计通常包括以下几个步骤:需求分析、方案设计、详细设计和验证测试。

首先,需求分析阶段是确定装备设计的基本要求和限制条件,包括产品规格、生产能力、工作环境和安全需求等。

在这个阶段,设计团队需要与用户和相关利益方进行沟通,确保设计方案符合实际需求。

其次,方案设计阶段是根据需求分析的结果,提出几种不同的装备设计方案。

设计团队需要综合考虑技术可行性、经济性和可持续性等因素,选择最合适的设计方案。

接下来,详细设计阶段是对选定的设计方案进行具体细化。

在这个阶段,设计团队需要完成装备的结构设计、零部件选型和功能模块设计等工作。

同时,还需进行工艺分析和性能分析,确保设计方案能够达到预期的要求。

最后,验证测试阶段是对设计方案进行实验验证。

通过试验和测试,设计团队可以验证装备的性能和可靠性,并做出相应的调整和改进。

三、机械制造装备设计的挑战在机械制造装备设计过程中,设计团队面临着许多挑战。

以下是一些常见的挑战:首先,技术挑战。

现代机械装备设计涉及的技术领域非常广泛,设计团队需要掌握涉及机械、电气、液压、气动、自动化等多个学科的知识。

机械制造装备设计

机械制造装备设计

机械制造装备设计一、机械装备的类型机械制造装备设计可以分为创新设计、变型设计和模块化设计适应设计和变参数设计统称为“变型设计”。

二、机械装备的设计方法1、系列化设计方法是在设计的某一类产品中,选择功能、结构和尺寸等方面较典型型产品为基型,以它为基础,运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则,设计出其他各种尺寸参数的产品,构成产品的基型系列。

2、系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通用化、标准化”原则,简称“三化”原则。

有时将“结构的典型化”作为第四条原则,即所谓“四化”原则。

3、系列化的优缺点:优点:①可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。

减少产品品种意味着提高每个品种的生产批量,有助于降低生产成本,提高产品制造质量的稳定性。

②系列中不同规格的产品是经过严格性能试验和长期生产考验的基型产品演变和派生而成的,可以大大减少设计工作量,提高设计质量,减少产品开发的风险,缩短产品的研制周期。

③产品有较高的结构相似性和零部件通用性,因而可以压缩工艺装备的数量和种类,有助于缩短产品的研制周期,降低生产成本。

④零备件的种类少,系列中的中的产品结构相似,便于进行产品的维修,改善售后服务质量。

⑤为开展变型设计提供技术基础。

缺点:为以较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求,每个品种规格的产品都具有一定的通用性,满足一定范围的使用需求,用户只能在系列型谱内有限的一些品种规格中选择所需的产品,选到的产品,一方面其性能参数和功能性不一定最符合用户的需求,另一方面有些功能还可能冗余。

1.模块化设计:为了开发多种不同功能结构,或相同功能结构而性能不同的产品,不必对每种产品单独进行设计,而是精心设计出一批模块,将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品。

2.模块化设计的优点:①在缩短产品开发周期、提高产品质量、降低成本和加强市场竞争能力方面的综合效果十分明显。

②根据科学技术的发展,便于用新技术设计性能更好的模块,取代原有旧的模块,提高产品的性能,组合出功能更完善、性能更先进的组合产品,加快产品的更新换代。

机械制造装备设计

机械制造装备设计

机械制造装备设计第一章第一节机械制造装备及其在国民经济中的重要作用缩短生产周期(T),提高产品质量(Q),降低生产成本(C),改善服务质量(S)传统模式(产业)精益-敏捷-柔性(LAF)生产系统,是全面吸收精益生产、敏捷制造和柔性制造的精髓,包括了全面质量管理(TQC)、准时生产(Just in time,缩写JIT)、快速课重组制造和并行工程等现代生产和管理技术。

这种模式的主要特征是:⑴以用户的需求为中心;⑵制造的战略重点是时间和速度,并兼顾质量和品种;⑶以柔性、精益和敏捷作为竞争的优势;⑷技术进步、人因改善和组织创新是三项并重的基础工作;⑸实现资源快速有效的集成是其中心任务,集成对象涉及技术、人、组织和管理等,应在企业之间、制造过程和作业等不同层次上分别实施相应的资源集成;⑹组织形式采用如“虚拟公司”在内的多种类型。

①装备制造业是国民经济的重要支柱,是出口创汇的重要产业。

②装备制造业是用先进科学技术改进传统产业的重要纽带和载体。

③装备制造业是高新技术产业和信息化产业发展的基础。

④装备制造业是国民经济安全和军事的重要保障。

⑤装备制造业是解决我国劳动就业的重要途径。

第二节机械制造装备应具备的主要功能一、机械制造装备应满足的一般功能包括:加工精度方面的要求;强度、刚度和抗振性方面的要求;加工稳定性方面的要求;耐用度方面的要求,提高耐用度的主要措施包括减少磨损、均匀磨损、磨损补偿等技术经济方面的要求二、柔性化含义:产品结构柔性化和功能柔性化模块化设计三、精密化:采用传统的措施,一味提高机械制造装备自身的精度已无法奏效,需采用误差补偿技术。

误差补偿技术可以是机械式的,如为提高丝杠或分度蜗轮的精度采用的校正尺或校正凸轮等。

四、自动化自动化有全自动(能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程)和半自动(人工完成上下料)之分。

实现自动化的方法从初级到高级依次为:凸轮控制、程序控制、数字控制和适应控制等。

五、机电一体化(是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动控制和电力电子等技术,按系统工程和整体化的方法,有机地组成最佳技术系统。

机械制造装备设计的类型

机械制造装备设计的类型

机械制造装备设计的类型
机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化(组合)设计等三大类型。

一、创新设计
创新设计是依据市场需求,采纳规律思维方法,用主动的工作方式向创新目标靠近,快速地开发出新一代的、具有高技术附加值的新产品,改善产品的功能、技术性能和质量,降低生产成本和能源消耗,采纳先进生产工艺,提高产品的竞争力量,快速占据和扩大市场。

创新设计通常从市场调研和猜测开头,明确产品设计任务,经过产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计四个阶段;还应通过新产品试制和试验来验证其技术可行性;通过小批试生产来验证新产品的制造工艺和工艺装备的可行性。

这一般需要较长的设计开发周期,投入较大的研制开发工作量。

二、变型设计
为满意市场需求的快速变化,经常采纳适应型设计和变参数型设计方法,这两种方法统称为变型设计。

即在原有产品的基本工作原理和总体结构保持不变的基础上,适应型设计是通过更换或转变部分部件或结构,变参数型设计则是通过转变部分尺寸和性能参数,形成所谓的变型产品,以扩大使用范围,满意更广泛的用户需求。

三、模块化设计
模块化设计又称为组合设计,它是根据用户的需求,选择适当的
功能模块,直接拼装成所谓的组合产品。

这种设计首先应在肯定范围内对不同性能、不同规格的产品进行功能分析,然后划分并设计出一系列功能模块,通过这些功能模块的组合,可以构成不同类型、或相同类型但性能不同的产品,以满意市场的多方面的需求。

机械制造装备产品中多数属于变型产品和组合产品,创新产品只占一小部分。

尽管如此,创新设计的重要意义不容低估。

这是由于变型设计和组合设计是在基型和模块系统的基础上进行的,而基型和模块系统是采纳创新设计方法完成的。

机械制造装备设计课程设计

机械制造装备设计课程设计

课程设计的流程和步骤
1
需求分析
确定设计目的、预期结果和约束条件。
概念设计
2
提出多种设计方案,并进行评估和选
择。
3
详细设计
根据选定的方案进行详细设计,并制
制造与装配
4
定工程图纸。
选择合适的材料和工艺,制造和装配
机械装备。
5
性能测试
进行性能测试,验证设计的质量和可
优化改进
6
行性。
根据测试结果进行优化改进,提升设 计的性能。
关键的设计考虑因素
1 强度和刚度
2 可靠性和安全性
确保机械装备具备足够的强度和刚度,以 应对各种工作负载。
设计应考虑到机械装备的可靠性和安全性, 以防止意外事故的发生。
3 生产成本和效率
4 环境影响
设计需要在满足性能要求的前提下,最大 程度地降低生产成本和提高生产效率。
设计应考虑到机械装备对环境的影响,减 少能源消耗和环境污染。
工程图纸
学生将展示他们设计的机械装 备的工程图纸和详细设计方案。
总结和展望
通过本课程设计,学生深入理解了机械制造装备设计的基本原理和方法,培养了解决实际问题的能力。
案例分析和实例讲解
自动化生产线
通过案例分析,学生将了解自 动化生产线的设计原理和关键 技术。
机器人手臂
通过实例讲解,学生将学习机 器人手臂的设计与控制。
轴承装配
通过实例讲解,学生将掌握轴 承装配的设计和工艺。
学生作品赏析
机械模型
学生将展示他们在课程设计中 的创意和实践成果。
原型设计
学生将展示他们设计的机械装 备的原型及其功能。
机械制造装备设计课程设计
在本课程设计中,我们将探索机械制造装备设计的目标、内容和要求,讨论 课程设计的流程和步骤,并研究关键的设计考虑因素。

机械制造装备设计方法复习要点

机械制造装备设计方法复习要点

第二章机械制造装备设计方法1.械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类型。

2.创新设计:创新设计通常应从市场调研和预测开始,明确产品的创新设计任务,经过产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段;还应通过产品试制和产品试验来验证新产品的技术可行性;通过小批试生产来验证新产品的制造工艺和工艺装备的可行性。

一般需要较长的设计开发周期,投入较大的研制开发工作量。

3.变型设计:采用适应型和变参数型设计方法。

在原有产品基础上,基本工作原理和总体结构保持不变,适应型设计是通过改变或更换部分部件或结构,变参数型设计是通过改变部分尺寸与性能参数,形成所谓的变型产品。

按照一定的规律演变出各种不同的规格参数、布局和附件的产品,扩大原有产品的性能和功能,形成一个产品系列。

4.模块化设计:模块化设计是按合同要求,选择适当的功能模块,直接拼装成所谓的“组合产品”。

进行组合产品的设计,是在对一定范围内不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过这些模块的组合,构成不同类型或相同类型不同性能的产品。

5.机械制造装备设计的典型步骤可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段。

6.产品规划阶段的任务是明确设计任务,包括:需求分析、调查研究、预测、可行性分析、编制设计任务书7.方案设计阶段:根据设计任务书的要求,进行产品功能原理的设计。

方案设计阶段大致包括对设计任务的抽象、建立功能结构、寻求原理解与求解方法、形成初步设计方案和对初步设计方案的评价与筛选等步骤。

8.技术设计阶段:将方案设计阶段拟定的初步设计方案具体化,确定结构原理方案;进行总体技术方案设计,确定主要技术参数,布局;进行结构设计,绘制装配草图,初选主要零件的材料和工艺方案,进行各种必要的性能计算;如果需要还可以通过模型试验检验和改善设计;通过技术经济分析选择较优的设计方案。

在技术设计阶段将综合运用系统工程学、价值工程学、力学、摩擦学、机械制造工程学、优化理论、可靠性理论、人机工程学、工业美学、相似理论等,来解决设计中出现的问题。

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(三)技术设计阶段
1.确定结构原理方案
(1)确定结构原理方案的主要依据 其中包括决定尺寸的 依据;决定布局的依据;决定材料的依据;决定和限制 结构设计的空间条件等。
(2)确定结构原理方案 在上述依据的约束下,对主要功 能结构进行构思,初步确定其材料和形状,进行粗略的 结构设计。
(3)评价和修改 对确定的结构原理方案经过技术经济评 价提供依据。
回收期、资源的再利用等。 (5)其它
(三)技术设计阶段
3.结构设计
主要任务是在总体设计的基础上,对结构原理方案结构化, 绘制产品总装图、部件装配图;提出初步的零件表,加工 和装配说明书;对结构设计进行技术经济评价。
必须遵守有关国家、部门和企业颁布的标准规范,通常要 经过设计、审核、修改、再审核、再修改多次反复,才可 批准投产。
(一)产品规划阶段
1.需求分析
❖ 需求分析的任务是将需求具体化和恰到好处,明确设计 任务的要求。是设计工作的开始,指导设计工作的进行。
❖ 识别需求是一个创造性的过程,设计人员必须重视需求 分析,及时找到和预测市场的需求,并在市场大量需求 到来之前完成新产品的研制工作,抢先投放市场,以取 得丰厚的回报。
(二) 变型设计
适应型设计和变参数型设计统称“变型设计”。都是在 原有产品基础上,基本工作原理和总体结构保持不变. 变型设计应在原有产品的基础上,按照一定的规律演变 出各种不同的规格参数、布局和附件的产品,扩大原有 产品的性能和功能,形成一个产品系列。 开展变型设计的依据是原有产品,它应属于技术成熟的 “基形”产品。 作为变型设计依据的原有产品,通常是采用创新设计方 法完成的。
❖ 工作原理是科学原理和技术原理的统称。是设计中最 关键、最富于创造性的一个环节。
❖ 从技术上和结构上实现工作原理的功能载体是以它具 有的某种属性来完成某一功能的。
(二)方案设计阶段
4.初步设计方案的形成
❖ (1)系统结合法 :按功能结 构的树状结构,根据逻辑关 系把原理解结合起来。具体 方法是采用如图所示的图表。
二、机械制造装备设计的典型步骤
(一)产品规划阶段 (二)方案设计阶段 (三)技术设计阶段 (四)施工设计阶段
(一)产品规划阶段
❖ 产品规划阶段的任务是明确设计任务,通常应 在市场调查与预测的基础上识别产品需求,进 行可行性分析,制订设计技术任务书。
❖ 在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、 信息学等理论和方法来解决设计中出现的问题。
❖ 对设计任务进行抽象是对设计任务的再认识,通过功能 关系和与任务相关的主要约束条件的分析,对“设计要 求表”一步一步进行抽象,找出具有本质性的和主要的 要求,即本质功能,以便找到能实现这些本质功能的解, 再进一步找出其最优解。
2.建立功能结构
➢总功能是表达输入 量转变成输出量的 能力。 ➢总功能可逐级往下 分解,分解到子功 能的要求比较明确, 便于求解为止。 ➢分功能和多级子功 能及它们之间的关 系称为功能结构。 ➢便于了解产品中哪 些子功能重复出现, 为制订通用零部件 规范提供依据。
❖ 需求分析一般包括对销售市场和原材料市场的分析.
1)新产品开发面向的社会消费群体,他们对产品功能、 技术性能、质量、数量、价格等方面的要求;
2)现有类似产品的功能、技术性能、价格、市场占有情 况和发展趋势;
3)竞争对手在技术、经济方面的优势和劣势及发展趋向;
4)主要原材料、配件、半成品等的供应情况、价格及变 化趋势等。
(一)产品规划阶段
4. 可行性分析
❖ 所谓产品设计的可行性分析是指通过调查研究与预测后, 对产品开发中的重大问题应进行充分的技术经济论证, 判断是否可行。
❖ 一般包括技术分析、经济分析和社会分析三个方面。 ❖ 最后应提出产品开发的可行性报告。
可行性报告一般包括如下内容: 1)产品开发的必要性,市场调查及预测情况,包括用户 对产品功能、用途、质量、使用维护、外观、价格等方 面的要求; 2)同类产品国内外技术水平,发展趋势; 3)从技术上预期产品开发能达到的技术水平; 4)从设计、工艺和质量等方面需要解决的关键技术问题; 5)投资费用及开发时间进度,经济效益和社会效益估计; 6)现有条件下开发的可能性及准备采取的措施。
(一)产品规划阶段
2. 调查研究
(1)市场调研 一般从以下几方面进行调研: ❖ 用户需求——有关产品功能、性能、质量、使用、保养、
维修外观、颜色、风格、需求量和价格等方面的要求。 ❖ 产品情况——产品在其生命周期曲线中的位置,新老产
品交替的动向分析等。 ❖ 同行情况——同行产品经营销售情况和发展趋势.主要
(3)社会调研 一般包括企业目标市场所处的社会环境和有关的经济技 术政策,如产业发展政策、投资动向、环境保护及安全 等方面的法律、规定和标准; 社会的风俗习惯; 社会人员的构成状况、消费水平、消费心理和购买能力; 本企业实际情况、发展动向、优势和不足、发展潜力等。
(一)产品规划阶段
3. 预测
❖ (1) 定性预测 在数据和信息缺乏时,依靠经验和综合分析对未来的
经常采用诸如有限元分析、优化设计、可靠性设计、计算 机辅助设计等现代设计方法,来解决设计中出现问题。
(四)施工设计阶段
1. 零件图设计 2.完善装配图 3. 商品化设计 4.编制技术文档
(三)技术设计阶段
2.总体设计
(1)主要结构参数 (2)总体布局 包括部件组成、各部件的空间位置布局
和运动方向、操作位置、各部件相对运动配合关系。 (3)系统原理图 包括产品总体布局图、机械传动系统
图、液压系统图、电力驱动和控制系统图等。 (4)经济核算 包括产品成本和运行费用的估算、成本
2.1 机械制造装备设计的类型和步骤
一、械制造装备设计的类型
(一) 创新设计 (二)变型设计 (三)模块化设计
(一) 创新设计
创新设计通常应从市场调研和预测开始,明确产品设 计任务,经过产品规划、方案设计、技术设计和施工 设计等四个阶段; 还应通过产品试制和产品试验来验证新产品的技术可 行性;通过小批试生产来验证新产品的制造工艺和工 艺装备的可行性; 一般需要较长的设计开发周期,投入较大的研制开发 工作量。
竞争对手在技术、经济方面的优势和劣势及发展趋向。 ❖ 供应情况——主要原材料、配件、半成品等的质量、品
种、价格、供应等方面的情况及变化趋势等。
(2)技术调研 一般包括产品技术的现状及发展趋势; 行业技术和专业技术的发展趋势; 新型元器件、新材料、新工艺的应用和发展动态;竞 争产品的技术特点分析; 竞争企业的新产品开发动向; 环境对研制的产品提出的要求,如使用环境的空气、 湿度、有害物质和粉尘等对产品的要求;为保证产品 的正常运转,研制的产品对环境提出的要求等。
据不完全统计,机械制造装备产品中有一大半属于变 型产品和组合产品,创新产品只占一小部分。
尽管如此,创新设计的重要意义不容低估。这是因为: 采用创新设计方法不断推出崭新的产品,是企业在市 场竞争中取胜的必要条件;变型设计和组合设计是在 基型和模块系统的基础上进行的,而基型和模块系统 也是采用创新设计方法完成的。
5.编制 设计任务 书 产品设计 任务书是 指导产品 设计的基 础性文件, 其主要任 务是对产 品进行选 型,确定 最佳设计 方针。
(二)方案设计阶段
1.对设计任务的抽象
❖ 设计师应对设计任务进行抽象,抓住主要要求,兼顾次 要要求,才能避免由于知识和经验的局限性,思想上的 种种框框,误导设计方案的制订。
功能间的联系存在三 种基本结构型式: ✓串联结构如图2—2a 所示,又称顺序结构。 ✓并联结构如图2— 2b所示。 ✓环形结构如图2—2c 所示,是输出反馈为 输入的循环结构。 ✓图2—2e则是有选择 性地进行反馈的循环 结构。
Байду номын сангаас
(二)方案设计阶段
3.寻求原理解与求解方法
❖ 所谓原理解就是能实现某种功能的工作原理,和实现 该工作原理的技术手段和结构原理,即所谓功能载体。
❖ (2)数学方法结合法:当子功 能原理解的物理和几何特征 可以定量的形式表达时,有 可能借助电子计算机,采用 数学方法进行初步设计方案 的组合。
(二)方案设计阶段
5.初步设计方案的评价与筛选
❖ (1)初步设计方案的初选:观察淘汰法和分数比较法。 ❖ (2)初步设计方案的具体化 ❖ (3)对初步设计方案进行技术经济评价
发展状况作出推测和估计。采用的方法有走访调查、查 资料、抽样调查、类比调查、专家调查等。 ❖ (2) 定量预测
对影响预测结果的各种因素进行相关分析和筛选,根 据主要影响因素和预测对象的数量关系建立数学模型, 对市场发展情况作出定量预测。采用的方法有时间序列 回归法、因果关系回归法、产品寿命周期法等。
(三) 模块化设计
模块化设计是按合同要求,选择适当的功能模块,直接拼 装成所谓的“组合产品”。组合产品是系列产品的进一步 细化,组合产品中的模块也应按系列化设计的原理进行。
模块化设计通常是MRP- II(制造资源规划)驱动的,可 由销售部门承担,或在销售部门中成立一个专门从事组合 设计的设计组承担,有关设计资料可直接交付生产计划部 门,对组成产品的各个模块安排投产,并将这些模块拼装 成所需的产品。
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