机械制造装备系统总体设计课件

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《机械制造装备设计》PPT课件

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高精度机床
P2(UP)
P2(UP)
主轴组件设计 滚动轴承
切削力方向随主轴旋转而同步变化的主轴, 轴承按外圈径向圆跳动选择。
由于外径尺寸较大,相同精度时误差大, 若保持径向圆跳动值不变,可按内圈高一级的 轴承精度选择。
主轴组件设计滚动轴承
4.轴承刚度 轴承存在间隙时,只有切削力方向上的少数几
个滚动体承载,径向承载能力和刚度极低;轴承零 间隙时,在外载作用下,轴线沿方向移动一距离, 对应的半圈滚动体承载,处于外载作用线上的滚动 体受力最大,其载荷是滚动体平均载荷的5倍,滚动 体的载荷随着与外载作用线距离的增大而减小;轴 承受轴向载荷时,各滚动体承受的轴向力相等。滚 动体受力方向在接触线上。
用度,是机床重要的性能指标。但目前,抗振性的指 标尚无统一标准,设计时可在统计分析的基础上,结 合实验进行确定。动态刚度与静刚度成正比,在共振 区,与阻尼(振动的阻力)近似成正比。可通过增加 静刚度、增加阻尼比来提高动刚度。
主轴组件设计
4.温升与热变形
主轴组件工作时,轴承的摩擦形成热源,切削
热和齿轮啮合热的传递,导致主轴部件温度升高,
主轴组件的抗振性主要取决于前轴承,因而,有 的机床前支承采用滑动轴承,后支承采用滚动轴承。
主轴组件设计滚动轴承
2.主轴滚动轴承的类型选择
机床主轴较粗,主轴轴承的直径较大,轴承所承 受的载荷远小于其额定动载荷,约为1/10。
因此,一般情况下,承载能力和疲劳寿命不是 选择主轴轴承的主要依据。
主轴轴承,应根据刚度、旋转精度和极限转 速来选择。
主轴组件设计 主轴传动
1.传动方式 主轴上的传动方式, 主要有带和齿轮传动。 带传动是靠摩擦力传递动力,结构简单,中心距

机械制造装备设计PPT课件-第一章_专机总体设计

机械制造装备设计PPT课件-第一章_专机总体设计

机床的精度包括: 几何精度 指机床不运动或空载低速运动时的精度。
几何精度反映机床主要零部件的几何形状精度、相对位置、相 对运动轨迹精度,是评价机床质量的基本指标。几何精度取决于零 部件的结构设计和制造装配精度。 传动精度 指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。传 动精度取决于传动件的制造精度和传动系统的设计合理性。
第三节
机床的总体布局
一、机床的总体布局 机床的总体布局包括:根据已确定的零件加工方法和 应具有的运动来确定如下设计: ① 如何实现所需运动; ② 何种部件产生运动;
③ 工件如何安装加工;
④ 各种运动如何控制; ⑤ 如何设置合理的操作位置。
第三节
机床的总体布局
一、分配机床的运动
1.运动分配给质量小的零部件 运动件质量小,惯性力小,需 要的驱动力小,传动机构体积小,制造成本低。如:铣床上铣刀的 运动。 2.运动分配应有利于提高工件的加工精度 运动部件不同,加 工精度不同。如:钻床上钻头的运动。 3.运动分配应有利于提高运动部件的刚度 运动应分配给刚度 高的部件。如:外圆磨床工作台和砂轮架的运动。
定机床的验收方法和标准、使用说明书等。
第二节
专机的设计步骤
四、样机试制和鉴定 1.样机试制 设计人员应跟踪机床试制全过程,特别
注重关键零件,及时指导修正其加工工艺、加工和装配。
2.试验鉴定 首先进行空车试运转,再进行工业实验
(在额定载荷下进行试验工作),工作一段时间后,检测
其精度,写出试验总结。 3.批量生产 根据工业性试验总结,鉴定意见改进完 善设计,投入批量生产。
第一节
三、经济实用
机床的基本要求
机床的经济实用 是指机床在满足应有的加工功能、可靠性和 人机关系的前提下,还要求有良好的经济性,即成本低。 机床的成本低贯穿在机床产品的整个生命周期内,包括设计、

《机械制造装备》PPT课件

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数控铣床存在以下三种运动:工作台13由 伺服电动机15带动在升降滑座16上作纵向 移动(x轴方向);伺服电动机2带动升降滑座 16作垂直升降运动(z轴方向);滑枕8作横向 进给运动(y方向)。
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XKA5750数控立式铣床是立卧两用的数控铣床,其 万能铣头不仅可以将铣头主轴调整到立式或卧式 位置,而且还可以在前半球面内使主轴中心线处 于任意空间角度。
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• 主轴箱(headstock)1。固定在床身4的左端。装在主轴箱中的主 轴由交流调速主轴电机驱动,可以无级调速和恒线速度切削,有 利于降低端面切削时的表面粗糙度,且便于选取能发挥刀具切削 性能的切削速度。主轴通过装在主轴中的卡盘装置2装夹工件。 卡盘为高速液压夹盘,松夹工件由液压系统控制。
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1.4.5.2内圆磨床
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1)普通内圆磨削 2)无心内圆磨削 3)行星内圆磨削
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1.4.5.3平面磨床
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1.5 齿轮加工机床
1. 5.1 概述 2. 1.5.1.1齿轮的加工方法 3. 1.成形法 4. 2.展成法
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1.5.1.2齿轮加工机床的类型
7)其他磨床包括珩磨机、抛光机、超精加工机床、砂带磨床、 研磨机和砂轮机等。
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1.4.2 M1432A型万能外圆磨床的总体结构 1.4.2.1外圆磨床的工作方法与主要类型
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1.4.2.2 M1432A型万能外圆磨床 1.机床的组成
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2.机床的运动 1)机床的运动

机械系统的总体设计经典课件

机械系统的总体设计经典课件
第二章 机械系统的总体设计
第一节 概述
第二节 设计任务的形成与确定
第三节 机械系统的功能及指标分解
第四节 机械系统的方案设计
第五节 机械系统方案的评价
第六节 机械系统的总体布局设计及主要参数确定
第七节 机械系统总体设计实例
1
第一节 概 述
机械系统设计的第一个环节是 总体设计 ,就是在具体设 计之前对所要设计的机械系统的各方面,本着简单、实用、
经济、安全、美观等基本原则所进行的综合性设计,是一个
从整体目标出发,实现系统整体优化设计的一个阶段。
系统的原理方案的构思
总 体 设 计
结构方案设计 总体布局与环境设计 主要参数及技术指标 总体方案的评价与决策
2
总体设计步骤:
产品目标设想 分析和功能分解
可行性论证和技术分析 提出方案设想、系统 形成总体方案。
选择主要的要求和约束条件作为实际评价目标。 6~8项
45
2.加权系数
2.5.1 评价目标
加权系数是反映目标重要程度的量化系数,加权系数大 意味着重要程度高。 加权系数值一般经验确定或采用强制判定法(Forced
Decision,简称FD)计算。
gi = ki ki ∑
i =1 n
式中:ki—各评价目标的总分,n—评价目标数
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• 2 惯性力效应 • 1)利用离心惯性力将水引出。一般离心泵、化工系统的考 拉泵都是应用这种原理。 • 2)利用往复运动的惯性力。将管1置于水中,在A、B方向 往复运动,水即通过单向阀2、3由管4输出。 • 3)虹吸原理。将软管1插入盛液桶7中,反举吸液器缸套使 活塞到A位置,放下缸套使其位置比液面低,活塞由位置A 落至B,上部形成真空,盛液桶中的液体在大气压作用下 进入软管到达吸液器底部流出,形成虹吸流。

机械系统的总体方案设计【精品PPT】共36页

机械系统的总体方案设计【精品PPT】共36页
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ,而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会设计 【精品PPT】
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒

《机械制造装备设计》课件

《机械制造装备设计》课件
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本课程介绍机械制造装备设计的基本概念和原则,旨在帮助学生掌握相关知 识和技能,提升其设计能力和创新意识。
课程目标
• 理解机械制造装备设计的重要性和作用 • 掌握机械设计的基本原理和方法 • 培养学生解决实际设计问题的能力
课程内容
设计理论
介绍机械设计的基本理论和原则
参考文献
提供经典的机械制造装备设 计相关文献,供进一步研究 参考
总结与展望
通过本课程的学习,学生将获得机械制造装备设计的基本知识和技能,并能够应用到实际项目中。希望能够为 学生的职业发展和创新能力提供强有力的支持。
2 结构优化
优化设计结构,提高装备的性能和可靠性
3 生产工艺
选择适合的制造工艺,提高生产效率和产品质量
课程考核
作业要求
完成设计项目和实验报告,展示自己的设计能力和 成果
考试安排
参加闭卷考试,考察对课程内容的理解和掌握程度
学习资源
相关教材
推荐参考教材和学习资料, 提供深入学习机会
学习网站
介绍在线学习平台和资源网 站,扩展学习渠道
设计工具
介绍常用的机械设计软件和工具
设计流程
了解机械装备设计的流程和步骤
课程特点
• 实践导向,注重动手操作和实验设计 • 案例分析,讲解真实的机械制造装备设计案例 • 灵活多样的学习资源,帮助学生深入学习和掌握知识
教学装备设计的理论知识
提供实验和操作机会,让学生亲自参与设计和制造 过程
实验设计
执行小组和个人实验项目,培养学生的创新思维和 解决问题的能力
机械制造装备设计案例
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汽车制造
设计高效的汽车生产线,优化工艺和布局,提高生产效率

机械系统总体设计.ppt

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2)同一种运动规律,可用(选用或创 造)不同的机构型式来实现;
3)同一种功能,可选用不同的工作原 理,不同的机构来满足功能要求;
4)同一种工作原理,可选用、创造不 同的机构及其组合来实现。
例:衣物洗涤, 如图2-6,2-7。
根据机构在运动转换中的功能,可把 各种机构分成如下五类:
1)实现运动形式变换的机构;
对于工作条件恶劣和工况复杂的机械, 还应考虑运动零部件惯性力、弹性变形、 过载变形及热变形、磨损、制造及装配 误差等因素的影响,确保运动零部件必 需的安全空间,相互间不发生运动干涉。 例如,汽车的货厢与驾驶室后壁之间必 需留有足够的间隙,以免当汽车在行驶 中紧急制动时引起货厢与驾驶室相互撞 击和摩擦。
总体设计的主要内容有:
1 )总体布置设计; 2 )确定总体主 要参数; 3 )绘制总体设计图样; 4 )编 写总体设计报告书及技术说明书等。
二、总体布置设计
(一)总体布置的基本要求
总体布置是结构布局的细化,需具体 确定各零部件之间的相对位置及联系尺寸、 运动和动力的传递方式及主要技术参数, 并绘制总体布置图。
一、方案设计的方法和步骤
对于机械产品来说,在功能分析和工 作原理确定的基础上进行工艺动作构思 和工艺动作分解,初步拟定各执行构件 动作相互协调配合的运动循环图,提出 机械运动方案和进行机械运动简图的设 计,这就是机械产品方案设计阶段的主 要内容。
(一)方案构思的常用方法
1.黑箱法
对于要解决的问题,设计人员难以 立即认识,犹如对待一个不透明、不知 其内部结构的“黑箱”。利用对未知系 统的外部观测,分析该系统与环境之间 的输入和输出,通过输入和输出的转换 关系确定系统的功能、特性所需具备的 工作原理与内部结构,这种方法称为黑 箱法。

机械系统设计_总体设计PPT课件

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②“放大、缩小”功能元——是指各种能量、信号 向量(如力、速度)、物理量的放大和缩小及物 料性质的缩放(如压敏材料电阻随外压的变化 等);
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(1)物理功能元
物理功能元反映系统中能量流、物料流及信息流的基 本物理动作。
③“合并、分离”功能元——是指包括能量流、物料 流及同一性质或不同性质的信息流在数量上的结 合或分离;
材料拉伸试验机的功能结构图
试件拉伸

力测量



变形测量


动作控制
试件夹持和松开 夹头移动 信号获取 信号放大 力显示 信号获取 信号放大 变形显示 开机 停机 自动停机
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五、功能元(分功能)求解
功能元求解——是寻找或创造实现总功能或分功能的 载体,完成功能元要求的运动指标。
功能元的求解方法主要有: ①参考有关资料、专刊或产品求解法; ②利用各种创造性方法以开阔思想去探讨求解法; ③利用设计目录求解法。
⑷优先选用主要分功能的较好解法。由该解法出发,选
择与它相容的其它分功能解法。
⑸特别注意防止按旧框框设计。要处理好继承与创新的
矛盾。
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3.挖掘机的方案设计
1)明确任务要求 2)功能分析
①确定总功能: 挖掘机的总功能为物料取移。
能量(驱动)
能量(力、速度)
物料(待装) 信号
挖挖掘掘机机
物料(装车) 信号
输入
黑箱
灰箱
白箱
输出
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例:硬币计数包卷机
一台硬币计数包卷机,它 的功能是用来整理、清点、 计数,最后按一定的枚数 将硬币用纸包卷起来或装 入袋内。
用黑箱法描述的硬币 机的总功能。
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机械的总体方案设计ppt课件

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机械系统的总体方案设计
(一)现代机械系统的概念和功能 机械系统的概念
由计算机与信息网络控制的、用于完成包括机械力、运动 和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系
的系统 。 机械系统的功能
现代机械的总功能是对输入的物质、能量和信息进行预定 的变换(加工、处理)、传递(移动、输送)和保存(保 存、存储、记录)。
24
(一)执行机构型式设计的基本原则
1.满足执行机构运动规律的要求 2.结构简单,运动链短 3.使执行系统有尽可能好的动力性能 4.充分考虑动力源的形式 5.使机械操作方便,调整容易,安全可靠
25
图28-5 可生成直线轨迹的两种机构
a)产生近似直线轨迹的简单机构
b)产生精确直线轨迹的复杂机构
21
(二)运动规律设计的方法和注意事项
图28-4 四种不同的加工内孔的运动规律方案 a)车床方案 b)镗床方案 c)钻床方案 d)拉床方案
22
§28.3执行系统的型式设计和协调设计
一、执行机构的型式设计 二、执行机构的协调设计
23
一、执行机构的型式设计
执行系统的型式设计和协调设计
(一)执行机构型式设计的基本原则 (二)执行机构型式设计的方法
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图28-9 有停歇的摆动导杆机构
30
图28-10 应用扩展法增大急回特性和运动行程
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二、执行系统的协调设计
执行系统的型式设计和协调设计
(一)执行系统协调设计的原则 (二)执行系统协调设计的方法和步骤 (三)运动循环图 (四)举例
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(一)执行系统协调设计的原则
1.满足工艺过程动作先后顺序的要求
第二十八章 机械执行系统的方案设计

机械制造装备系统总体设计课件

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10.1.2 制造系统的分类
长期的生产实践已经形成了针对不同的制造 任务和产品特点的制造系统。根据制造系统 的不同特点,而产生了不同的分类方法。
制造系统分类
按生产批量 分类
按生产策略 分类
按生产布局 分类
按生产计划 模式分类
10.1.2.1 按生产批量分类
小批量制造系统
按生产批量 分类
中批量制造系统
大批量制造系统
1.小批量制造系统
(1)小批量制造系统:批量一般小于100件 /年,特点是产品的品种繁多而生产量少。 为保证最大的柔性,采用通用的设备生产, 设备按工艺专业化原则进行布置,工人通常 要求较高的技艺。
(1)小批量制造系统
优点:高度柔性 缺点:生产率低
先进的柔性制造系统:采用的是自动化 程度高、柔性高的设备,既有适应小批 量生产的柔性,又有较高的生产率。
机械加工系统的组成:工艺设备、工艺 装备、输送装备、辅助装置、控制系统
2. 机械加工系统组成
机械加工系统
工艺设备
加检 其 工测 他 设设 设 备备 备
工艺装置
辅 刀夹 助 具具 工

输送装置
工 件 输 送
储 料 装 置
上 下 料 装 置
辅助装置
清输 其 洗屑 他 装装 装 置置 置
控制系统
控检 信 制测 号 操监 处 Fra bibliotek视 理10.1.2.3 按生产布局分类
功能布局
按生产布局分类
项目布局 流水线
成组布局
(1)功能布局
在功能布局中,有着相同或类似处理能力 的机床被集中在一起。通常采用通用型机 床,以适应不同的零件要求。物流通常要 求有很好的柔性。
优点:作业任务可以任意分配给最适宜 的机床;机床负载均衡;机床故障较 易应付。
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3.流水线分类
单一产品线
流水线分类
成批产品线
混合产品线
流水线分类
单一产品线:顾名思义,在线上只能生产一 种零件。也称为刚性生产线。
成批产品线:一次只能生产一种产品,当第 一种产品的生产量达到后,通过重新设置生 产线,再转入下一种产品的生产。
混合产品线:同时在一条生产线上生产多种 产品,不同的产品混合间歇地流出生产线。
(2)中批量制造系统
批量为100-10000件/年,中批量制造系 统分为两种:不同产品之间有“硬”差 异,这种生产按批量生产组织,按批组 织生产和装调工具。不同产品之间只 有“软”差异,每一组设备都能完成一种 零件族的生产,从而使设备能适应具有 “软”差异的产品。
(3)大批量制造系统
批量大于10000件/年,常按流水线方式 组织生产。 大批量制造系统采用的基本方法是:将定制 产品的制造问题通过产品重组和过程重组 转化为或部分转化为批量制造问题,即提 供给用户的是全新的、定制的个性化产品, 而实际产品则主要由标准的模块组成。
(1)小批量制造系统:批量一般小于100件 /年,特点是产品的品种繁多而生产量少。 为保证最大的柔性,采用通用的设备生产, 设备按工艺专业化原则进行布置,工人通常 要求较高的技艺。
(1)小批量制造系统
优点:高度柔性 缺点:生产率低
先进的柔性制造系统:采用的是自动化 程度高、柔性高的设备,既有适应小批 量生产的柔性,又有较高的生产率。
生产计划模 式
MRPII系统
JIT模式
生产计划模式
MRPII 系统:对于需求不规律不均衡,但属 重复性生产的成批生产类型,其计划系统常 用MRPII系统,其核心是将库存管理和生产 进度计划综合考虑,根据需求将生产指令同 时下达给每个工序.
JIT系统:其核心是实现无库存的生产。
(2)按订货制造:在订货之前已完成设计, 按订货进行制造;产品不可预测,如军用产 品。
10.1.2.2 按生产策略分类
(3)按订货装配:在订货之前已完成设计, 按订货进行装配。采用这种策略的产品通常 有许多附件,产品的需求是可预测的。典型 产品是汽车。
(4)有库存的制造:制造的产品不直接面 对客户而首先进入仓库,客户需求可准确预 测。采用这个策略有两个原因:顾客要求 很短的交货期;产品有很少变化。
机械制造装备系统总体设计课 件
2. 机械加工系统组成
机械加工系统
工艺设备
加检 其 工测 他 设设 设 备备 备
工艺装置
辅 刀夹 助 具具 工

输送装置
工 件 输 送
储 料 装 置
上 下 料 装 置
Байду номын сангаас
辅助装置
清输 其 洗屑 他 装装 装 置置 置
控制系统
控检 信 制测 号 操监 处 作视 理
10.1.2 制造系统的分类
流水线按传输线不同的分类
连续传输线
传输线
同步传输线
异步传输线
4.成组布局
成组布局:源于成组技术思想,机床或设 备按照成组工艺分组,每一组设备可以用 来生产一个零件族的零件,不同的零件可 以按不同的工艺路径,有不同的物料流。
与功能布局方式相比,成组布局的零件传 输路径较短,生产率高。
10.1.2.4 按生产计划模式分类
长期的生产实践已经形成了针对不同的制造 任务和产品特点的制造系统。根据制造系统 的不同特点,而产生了不同的分类方法。
制造系统分类
按生产批量 分类
按生产策略 分类
按生产布局 分类
按生产计划 模式分类
10.1.2.1 按生产批量分类
小批量制造系统
按生产批量 分类
中批量制造系统
大批量制造系统
1.小批量制造系统
10.1.2.3 按生产布局分类
功能布局
按生产布局分类
项目布局 流水线
成组布局
(1)功能布局
在功能布局中,有着相同或类似处理能力 的机床被集中在一起。通常采用通用型机 床,以适应不同的零件要求。物流通常要 求有很好的柔性。
优点:作业任务可以任意分配给最适宜 的机床;机床负载均衡;机床故障较 易应付。
(2)项目布局
这类布局方式的最大特点是产品位置在 生产车间中是固定的,原因一般是产品 太大或太重,所有的装备、材料、人员 都围绕这个产品进行布局,飞机、大型 机械装置的生产间是典型的项目布局形 式。
3.流水线
在这类布局方式中,机床按照工艺要求的序 列排列,一个零件的制造工作被分解成一个 个小的工序而安排到每台机床设备上,机床 之间通过传输系统连接,如传输带。这类布 局往往只能生产一种零件,或则一组工艺类 似的零件。 流水线布局方式具有解决“软生产品种”的能 力。
10.1.2.2 按生产策略分类
按订货设计
按生产策略分类
按订货制造 按订货装置
有库存的制造
10.1.2.2 按生产策略分类
(1)按订货设计:通常产品具有很大的技术 复杂性及小的批量,这种方式的典型产品是 建筑产品或具有复杂附件的大型产品或客户 允许有较长的交货期,产品需要根据订货组 织设计,在进行制造。
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