第五章专用具的设计方法
物流工程课程第五章设施布置设计5.7 第五章 设施布置设计
车床组
L
L
L
L
铣床组
M
M
M
M
钻床组
Z
Z
Z
Z
磨床组
G
G
G
G
工艺原则示意图
其他
滚齿机 焊接 焊接
22
图 钻削加工工段
23
图 车削加工工段
24
25
工艺原则布置的优缺点
工艺原则布置方式具有较高的柔性，无论是对产品品种、数 量的变化，还是对于加工设备的故障响应，由于批量加工及 闲置设备的存在，个别设备的故障或人员的缺勤不会对生产 系统造成大的影响；
将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零 件族。针对一个零件族的设备要求所形成的一系 列机器，称作机器组。这些机器组即制造单元。
29
成组原则布置可以认为是产品原则布置的缩 影，是将工艺原则布置系统转化为接近产品 原则布置系统。
相比于工艺布置，由于经过分组，其加工时 间较短、物流效率较高、在制品较低、准备 时间较短，同时又具有工艺原则原则布置的 柔性特点，因而是一种具有发展潜力的布置 方式。
车间布置设计应解决各生产工段（工作站）、辅助 服务部门、储存设施等作业单位及工作地、设备、 通道、管线之间相互位置，同时，应解决物料搬运 的流程及运输方式。
6
最早的设施规划与设计是工厂设计经验的总结，难 以满足生产经营的要求。
随着工厂和服务设施布置设计的发展和研究的深入， 加上系统工程、运筹学、计算机技术的发展应用， 出现一些先进的设计方法。
第5章 设施布置设计 Facility Layout Design
1
5.1 设施布置概述
设施布置与设计是决定企业长期运营效率重要的决策。 设施布置设计对生产系统极为重要，据测算，物料搬运和布
专用机床液压系统课程设计
专用机床液压系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解专用机床液压系统的基本组成、工作原理及功能。
2. 学生能掌握专用机床液压系统的主要参数计算方法及其在实际应用中的选用原则。
3. 学生能了解专用机床液压系统的设计流程，包括系统方案设计、元件选型、系统仿真等。
技能目标：1. 学生具备分析机床液压系统需求的能力，能根据具体工况设计合适的液压系统。
2. 学生能运用相关软件对机床液压系统进行仿真分析，优化系统性能。
3. 学生具备一定的机床液压系统故障诊断与维修能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队协作精神，激发学生对液压技术的学习兴趣。
2. 增强学生对我国机床行业发展的信心，提高学生的社会责任感和使命感。
3. 引导学生关注环保和节能，培养绿色设计理念。
课程性质：本课程为专业核心课程，以实践性、应用性为主，结合理论教学，培养学生的实际操作能力和设计能力。
学生特点：学生具有一定的液压基础，具有较强的学习能力和动手能力，对实际应用有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实际操作和设计能力的培养，提高学生的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 机床液压系统概述：包括机床液压系统的基本组成、工作原理、功能及在机床行业中的应用。
参考教材章节：第一章 液压与气压传动概述2. 机床液压系统主要参数计算：涉及压力、流量、功率等参数的计算方法及选用原则。
参考教材章节：第二章 液压系统的基本参数与计算3. 机床液压系统设计流程：讲解系统方案设计、元件选型、系统仿真等步骤。
参考教材章节：第三章 液压系统设计4. 液压元件的选用与性能分析：学习各类液压元件的原理、性能及选型方法。
参考教材章节：第四章 液压元件5. 液压系统仿真与优化：运用相关软件对机床液压系统进行仿真分析，优化系统性能。
参考教材章节：第五章 液压系统仿真与优化6. 机床液压系统故障诊断与维修：介绍故障诊断方法、维修技巧及注意事项。
涡喷7
4.3深孔钻的材料26
4.4钻头参数的确定26
4.5镗内孔27
4.6铰孔27
4.7抛光27
4.8 WP-7甲涡轮轴常见故障分析27
第五章 夹具设计29
铣床夹具设计29
第六章 技术经济分析34
第七章 参考文献36
第一部分涡轮轴
第一章涡轮轴概述
涡轮轴的功用，结构条件及工作特点，性能要求涡轮轴是高速旋转的零件，它将低压涡轮（II级涡轮）的扭矩经花键套齿，传递到低压压气机转子。因此它承受巨大的扭矩。涡轮轴还承受转子重力，转子不平衡所造成的陀螺力矩，此外震动和弯矩作用也产生影响。
生产中涡轮轴选用末端毛坯，有实心模锻毛坯和空心模锻毛坯，前者用得较多，后者只在wp-6单轴中用过。因为空心模锻毛坯内外圆同轴度差，随着发动机功率增大，转速提高，内轴长度加长，直径加大，利用空心模锻受到铸造工艺的限制。
：毛坯技术条件
主要内容：
1.模压角
2.横向措移，纵向措移
3.残余毛边
4.利用检验打磨法检查外部缺陷存在的深度，不大于机加余量之半
专用刀具中包括有滚齿刀，深孔钻头，大成型锪刀，成形铣刀与镗刀，其中较复杂的有： 花键滚刀，齿形要求为30°±5′，60°±10′，齿距±，刀尖圆弧半径±， 成型锪刀（ø50，R25±5）与成型铰刀（ø32.Ø5），刀具型面按样板刃磨，透光不大于，刀具中有通油孔，冷却液由各点间ø孔中喷出，产生润滑与排屑作用。
10A
壁厚差
：表面 和 的相互跳动不大于
G和W的位置见涡轮轴零件图，都为涡轮轴配合部位。如果跳动量过大，引起的振动会很强烈，因此必须加以严格控制。
：磁力探伤检查
磁力探伤是显示磁性材料表面及其附近缺陷的一种无损探伤方法。是利用材料缺陷处导磁率的变化，形成泄露磁场，吸附磁粉来显示缺陷点的。
第五章冷挤压工艺及模具设计
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2020/12/11
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
•5.2 冷挤压模具设计 • •5.3 冷挤压模的典型结构
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
• 冷挤压是一种先进的少无切削加工工艺之一。它是在 常温下，使固态的金属在巨大压力和一定的速度下，通过模 腔产生塑性变形而获得一定形状零件的一种加工方法。冷挤 压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助 凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形， 通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。它 是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。
• (3) 冷挤压的变形方式 在变形程度相同的条件下， 反挤压的力大于正挤压的力。反挤压的许用变形程度比正挤 压小。
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
• (4) 毛坯表面处理与润滑 毛坯表面处理越好，润滑 越好，许用变形程度也就越大。
• (5) 冷挤压模具的几何形状 冷挤压模具工作部分的 几何形状对金属的流动有很大影响。形状合理时，有利于挤 压时的金属流动，单位挤压力降低，许用变形程度可以大些。
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1.4.2 许用变形程度
• 冷挤压时，一次挤压加工所容许的变形程度，称为许 用变形程度。不同材料有不同的许用变形程度。在工艺上， 每道冷挤压工序的变形程度应尽量小于许用值，使模具承受 的单位挤压力不超过模具材料许用应力（目前一般模具材料 的许用应力为2500～3000N/mm2），确定许用变形程度数值 是冷挤压工艺计算的一个重要依据，因为冷挤压许用变形程 度的大小决定了制件所需的挤压次数。若计算出的冷挤压变 形程度超过许用值、则必须用多次挤压完成，以延长模具寿 命，避免损坏模具。
机械制造装备设计第五章专用车刀设计
形1''、2''、3''、4''。
2)计算法
应首先画作出计算图，如图5－ 6所示
求刀具前刀面上各组成点的尺
制造时，将它的前刀面作成距其中心
为h距离： h＝Rsin（ γ f＋ α f）
安装时，再将刀具中心O2比工件中 心装高H距离，同时使切削刃上最外
点与工件轴线等高 ：H＝Rsin α f
在磨钝重磨时也应使h值不变 , h为半 径的磨刀检验圆，重磨时应保证前刀 面与这个圆相切
图5-3 成形车刀前角和后角的形成
图5－4 a ：
当α f＝0°，γ f＝0°时成形车刀的截形 与工件的廓形才能完全相同，但后角α f＝
0°的刀具是无法进行切削的 图5－4 b：
前角γ f≥0°、后角α f＞0°时 ，成形车 刀的截形与工件廓形不相等。既刀具截形深 度P小于相应的工件廓形深度ap 为了使成形车刀能切出准确的工件形状，
图5－3 。
f f
成形车刀前角和后角是通过刀具 的正确制造和正确安装形成的
图5－3 a) ：棱体成形车刀的前 角和后角
制造时，将前刀面和后刀面的夹角磨
成90°－（ γ f＋ α f） 角。安装
时，只要将刀体倾斜α f角，即能形 成所需的前角和后角
图5－3 b） ：圆体成形车刀前角 和后角
机械制造技术基础第5章-1
线，安装时首先按找正线找正工件位臵，夹紧工件。
特点：
•精度低；（0.1mm左右） •效率低； •多用于形状复杂、尺寸偏差大
找正线 加工线
的铸、锻件毛坯的粗加工；
•适于单件小批量生产； •不需其它专门设备，通用性好；
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毛坯孔
3.利用夹具定位
来实现定位。
联接
原理：通过工件上定位基准和夹具上定位元件接触或配合 特点：
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
(2)可调支承
是顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。 多用于未加工平面的定位，以调节和补偿各批 毛坯尺寸的误差。一般每批毛坯调整一次。
返回第39页
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
(3)自位支承
支承本身的位置在定位过程中，能自动适应工件定位基准面位置变化 的一类支承。 自位支承能增加与工件定位面的接触点数目（但只限制一个自由 度） ，使单位面积压力减小，故多用于刚度不足的毛坯表面或不连续的 平面的定位。
3.过定位与欠定位
欠定位: 按工序的加工要求, 工件应该限制的自由度而未予限 制的定位, 称为欠定位。 绝对不允许出现 过定位: 工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复 限制的定位, 称为过定位。
过定位一般不允许, 但是在精加工中,为提高定位稳定性和结构刚度，简 化夹具 可用过定位 ；粗加工不允许。
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
定位元件的设计应满足下列要求：
⑴要有与工件相适应的精度； ⑵要有足够的刚度，不允许受力后发生变形； ⑶要有耐磨性，以便在使用中保持精度。一般多采用 低碳钢渗碳淬火或中碳钢淬火，硬度为58∼62HRC
5.2.3 典型的定位方式及定位元件的选择
第5章 机床分级变速传动系统设计.
第五章机床分级变速传动系统设计第一节机床主要技术参数的确定机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。
技术参数的确定，一般采用统计类比法。
尺寸参数包括与工件主要尺寸有关的参数，与工、夹、量具标准化有关的参数，与机床结构有关的参数。
尺寸参数按其对机床结构、性能的影响程度不同，又分为主参数、第二主参数和其他尺寸参数。
1．主参数主参数是代表机床规格大小的一种参数。
主参数对机床的性能、布局、传动和结构有显著的决定作用。
所以，确定尺寸参数时，首先确定主参数。
通用机床和专门化机床的主参数及其折算系数见JB1838—85《金屈切削机床型号编制方法》(附表4常用机床组、系代号及主参数)。
通用机床的主参数，除极少数机床外(如拉床)，一般均为尺寸参数。
2．第二主参数和其他尺寸参数第二主参数一般指主轴数、最大跨距、工作台工作面长度、最大加工工件长度、最大模数等。
第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数之一。
对机床的轮膨尺寸、重量等影响很大，其重要程度，仅次于主参数。
主参数和第二主参数确定后，还要确定一些其他尺寸参数。
如卧式车床刀架上的最大工件回转直径、通过主轴孔的最大棒料直径、主轴孔前端锥度等与工件大小和刀具标准化有关的尺寸。
二、运动参数运动参数是指机床的执行机构(如主轴、刀架、工作台等)的运动速度。
机床常用的运动参数见表5—1。
在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产串是确定运动参数的基本原则。
主运动参数的确定：主运动为回转运动时，主运动参数为主袖转速n。
1．极限转速调查和分析所设计的机床上可能进行的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序，按照典型工序的切削速度和刀具〔或工件〕直径计算主抽的最高转速、最低转速(极限转速)n max和m min。
计算公式如下：式中n max、m min——分别为最低、最高切削速度；d max、d min——分别为最小、最大计算直径。
上述d max和d min不是机床上可能加工的最小、最大直径，而是常用的经济加工最小、最大直径。
专用铣床课程设计
专用铣床课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握专用铣床的基本结构、工作原理及功能特点；2. 使学生了解专用铣床的操作步骤、加工工艺及其在实际工程中的应用；3. 帮助学生理解专用铣床的维护保养知识，提高设备使用寿命。
技能目标：1. 培养学生能够正确操作专用铣床，完成铣削加工的基本技能；2. 提高学生分析铣削加工工艺，解决实际加工中问题的能力；3. 培养学生具备专用铣床的日常维护保养能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造专业，树立正确的职业观念；2. 增强学生团队协作意识，培养良好的沟通能力；3. 激发学生的创新精神，提高对机械制造行业发展的关注。
课程性质：本课程为机械制造专业课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识和动手能力，但对专用铣床的了解相对较少。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续专业课程学习和未来职业发展打下基础。
二、教学内容1. 专用铣床概述：介绍专用铣床的定义、分类、应用领域及发展现状；教材章节：第一章 绪论内容：1.1 专用铣床的定义与分类；1.2 专用铣床的应用领域；1.3 专用铣床的发展现状。
2. 专用铣床的结构与原理：讲解专用铣床的主要部件、功能及其工作原理；教材章节：第二章 专用铣床结构与原理内容：2.1 专用铣床的主要部件；2.2 专用铣床的工作原理；2.3 专用铣床的传动系统。
3. 专用铣床的操作与加工工艺：学习专用铣床的操作步骤、加工工艺及安全注意事项；教材章节：第三章 专用铣床的操作与加工工艺内容：3.1 专用铣床的操作步骤；3.2 常用铣削加工工艺；3.3 加工过程中的安全注意事项。
4. 专用铣床的维护保养：了解专用铣床的日常维护、保养方法及故障处理；教材章节：第四章 专用铣床的维护与保养内容：4.1 专用铣床的日常维护；4.2 专用铣床的保养方法；4.3 常见故障及其处理。
5第五章 机床夹具设计原理
由工序简图知，加工尺寸20 ±0.15工序基准（也是设计基准）是A面， 而定位基准是B面，出现定位基准与工序基准不重合，必然存在基准不重 合误差。这时的定位尺寸是40 ±0.14，与加工寸方向一致。所以基准不 重合误差的大小就是定位尺寸的公差 ，即△b =0.28mm。若定位基准 B面制造得比较平整光滑，则同批工件的定位基准位置不变，不会产生基 准位移误差，即△j=0。所以有 △d = △b +△j= △b =0.28mm，而加工尺 寸20 ±0.15 的公差为：δ=0.30mm，此时 △b =0.28mm> δ/3=0.10mm。 可知，定位误差太大， 而留给其它加工误差的 允差值就太小了，只有 0.02mm，在实际加工 中容易出现废品。 所以此方案不宜采用。
第五章 机床夹具设计原理
第一节 概述
机床夹具通过使工件在机床上相对刀具占有正确的位置的过程— 定位，以及克服切削过程中工件受外力的作用保持工件的准确位置的 过程—夹紧，来实现工件装夹。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹, 完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 一、机床夹具的功用 1.能稳定地保证工件的加工精度
△d+△∑≤ δ
(5-4)
式中 △d—工件在夹具中的定位误差，一般小于δ /3； △∑—除定位误差以外，其它因素所引起的误差总和(如机床、刀具 制造误差及磨损误差，工艺系统变形误差等)，可按加工经济精度查 表确定。
（一）定位误差及其产生原因 所谓定位误差△d ，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位 置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工 表 面的位置相对于定位基准是不变的，所以： 定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 定位误差的组成及产生原因有以下两个方面： ① 定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差， 即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△b表示。 ② 定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，
机床夹具设计原理
1）主要定位基准面
设置三个支承点，限制工件的三个自由度。
13
2）导向定位基准面 设置两个支承点，限制工件两个自由度。
3）止推定位基准面 限制工件一个自由度的表面。
14
【注意】
⑴ 在夹具的实际结构中，定位支承点是通过具体的定位元件体现出来
的。
⑵ 定位支承点与工件的定位基准必须始终保持紧贴接触，即工件上的
67
辅助支承的应用
图a） 辅助支承用于提高工件稳定性和刚度。 图b） 辅助支承起预定位作用。
68
（二）工件以外圆柱面定位时的定位元件
⒈ V形块
主要参数有：
D——V形块的设计心轴直径 a——V形块两限位基面间的夹角 H——V形块的高度 T——V形块的定位高度 N——V形块的开口尺寸
8
用夹具安装工件的方法有如下特点：
1) 工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相 接触实现的。因此无需找正便可将工件夹紧。
2) 由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此工件通过夹具相对于机床也就占有
了正确的位置。
3) 通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。
(2)夹紧装置
用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。
(3)对刀与导引元件
这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。
(4)夹具体
用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。
(5)其他元件及装置 要有定位键等。
有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还
6
例
7
例
64
⑴ 螺旋式辅助支承
螺旋式辅助支承的结构与调
节支承相近，但操作过程不同，
第五章家具材料与结构工艺
柜体底部与旁板及底座连接的板件称为底板。
由上述这些部件就可以构成柜体的箱框结构。根据柜类家具的用途和形式的 不同，柜体结构按其材料和构成形式可分为框式结构与板式结构、固定式结 构与拆装式结构。
顶（台面）板、底板与旁板、隔板
上述各类部件主要采用实心板、空心板或框嵌板。
嵌板的板面低于框面时，一般用于门扇、旁板等立 面部件；板面与框面相平时，多用于桌面。
木框——木框角部接合
出面木框的角部接合：可以采用直角接合和斜角接 合。直角接合牢固大方、加工简便，为常用的方法， 主要采用各种直角榫，也可用燕尾榫、圆榫或连接 件。斜角接合是将相接合的两根方材的端部榫肩切 成45°的斜面或单肩切成45°的斜面后再进行直角榫 接合，以免露出不易涂饰的方材端部，保证木框四 周美观，常用于外观要求较高的家具。
木框三维接合
木框——木框三维接合 （三方汇交榫结构）
桌、椅、凳、柜的框架通常是由纵横竖三根方材以榫接 合相互垂直相交于一处形成三维接合，一般采用三方汇 交榨结构。三方榫结构的形式因使用场所而异。
箱框
箱框是由四块以上的板件按一定的接合方式围合而 成。箱框的构成，中部可能还设有中板。板件宽度 或箱框高度一般大于100mm。常用的箱框如抽屉、 箱子、柜体等。设Байду номын сангаас重点是确定角部与中板的接合。
亮脚（包括框架式底座中的脚和装脚式底座中的脚） 的脚型或腿型有直脚和弯脚两种。弯脚（仿型脚） 包括鹅冠脚、老虎脚、狮子脚、象鼻脚、熊猫脚、 马蹄脚等，大多装于柜底四边角，使家具具有稳定 感;直脚一般都带有锥度，上大下小，包括方尖脚、 圆尖脚、竹节以及各种车圆脚等，往往装于柜底四 边角之内，并向外微张，可产生既稳定又活泼的感 觉。我国古代传统家具多用此种结构。
转向臂机械加工工艺规程及专用夹具设计
转向臂机械加工工艺规程及专用夹具设计Revised by Jack on December 14,2020目录1577一、零件生产类型的确定由原始资料可知：年产量Q=5000台/年零件数量n=1件/台备品率α=3%废品率β=%N=Qn（1+α）（1+β）=5000*1*（1+3%）（1+%）=5176件/年所以是大批量生产。
二、零件的分析1、零件的作用据资料所示，该转向臂的作用和方向盘、转向拉杆一起配合使用，从而达到控制转向轮的转向角度。
2、零件的工艺分析由零件图可知：φ16、φ的孔中心线是主要的设计基准和加工基准。
该零件的主要加工面可分为两组：2．1、以φ16mm孔的中心线加工表面这一组加工表面包括：铣φ26mm单侧端面、钻φ16mm的孔、倒角1×45°、钻φ的孔。
2．2、以φ孔的中心线加工表面这一组加工表面包括：铣φ20mm两端面、钻φ的孔、锪φ16mm的头。
概括：由于φ16、φ的孔中心线位置精度不高，又φ16mm内孔的精度比φ内孔的精度较高。
所以由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。
由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
三、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图根据零件材料确定毛坯为可锻铸铁（KT35-10）,大批量生产。
按《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节可确定：1、求最大轮廓尺寸长、宽、高，故最大轮廓尺寸为。
2、选取公差等级CT由<课程设计指导教程>P27表2-1，铸造方法按机械造型、铸件材料按铸铁，得CT 范围8～12级。
取为10级。
3、求铸件尺寸公差根据加工表面的基本尺寸和逐渐公差等级CT=10级，查表2-3得：公差带相对于基本尺寸对称分布。
4、求机械加工余量等级查表2-5，得机械加工余量等级范围为E～G ，取为F 级。
5、求RMA （要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由表2-4查最大轮廓尺寸为，机械加工余量等级为F 级，得RMA 数值为。
物流设施规划及其布置设计
1．准备原始资料
在系统布置设计开始时;首先必须明确给出原始资料——基本要素，同时也需要对作业单位的划分情况进行分析，通过分解与合并，得到最佳的作业单位划分状况 所有这些均作为系统布置设计的原始资料。
2．物流分析与作业单位相互关系分析
作业单位间的物流分析的结果;可以用物流强度等级及物流相关表来表示；作业单位非物流的相互关系可以用量化的关系密级及相互关系来表示 在需要综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时，可以采用简单加权的方法将物流相关表及作业单位间相互关系表综合成综合相互关系表。
第五章 物流设施规划及其布义及程序 第二节 设施系统布置设计要素与模式 第三节 物流设施布置规划的分析方法与技术 第四节 物流设施布置方案的评价与选择
第一节 物流设施规划与设计的含义及程序
一．物流设施规划与设计的含义 1．设施规划与设计的定义 设施规划与设计是针对企业个体中的生产或服务系统的生产或转换活动;从投入到产出的全部过程中，将人员 物料及所需的相关设备设施等，做出最有效的组合与安排，并与其他相关设施协调，以期获得安全、效率与经济的操作，满足企业经营需求，同时更进一步能对企业长期的组织功能和发展产生更积极的影响和效益 传统设施规划与设计的问题以生产系统为主要课题，而生产系统则以制造工厂的规划问题最为复杂，也最具代表性。
1．计算物流量
1当量物流量 物流系统中由于几何形状 物料搬运难易程度相差甚远;一方面简单地用重量作为物流量单位不合理，另一方面要想得到精确的物流量也不大可能，又因为社会和生产对物料品种数量的需求也是经常在变化，所以苛求物流量的绝对准确性也无可能和必要，何况不同物料的数量通常也是不可比的，如一吨钢和一吨泡沫塑料，重量虽相等但体积相差太大 因此在物流系统的分析、规划、设计中，如能找到一个标准，将各种物料经过折算都变成标准的倍数或系数，即折算成统一量，将会使分析和计算大为简化。这个折算成的统一量就称为当量物流量。 当量物流量是按照规定标准修正和折算的运输量。例如载重10t的卡车，当运输10t钢材时，10t钢材的当量重量为10t；而运输2t塑料制品时，则2t塑料制品的当量重量为10t。
第五章 机床夹具设计(2)夹紧
开口垫圈、铰链钩形压板
24
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螺旋压板夹紧机构
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螺旋压板夹紧机构
a.移动压板
b.转动压板
c.翻转压板
a) 支点在后 b) 支点中间 c) 支点在前
FJ = FQ / 2 FJ = FQ FJ = 2FQ
—效率低
—效率好
28
3. 偏心夹紧机构 夹紧元件—圆偏心轮、偏心轴 可以看作一缠绕在基圆盘上的弧形楔。
e ? tan f 1 R
m 1
32
特点：
优点： 结构简单、操作方便、夹紧动作迅速 缺点：自锁性能差、夹紧行程和增力比小
用途:
用于切削力小、振动小的场合；
不适合在粗加工中应用。
4.3.4 其他夹紧机构
1. 铰链夹紧机构
34
35
36
特点：
结构简单、摩擦损失小、增力比大、易于改变力的
作用方向。
4.3 机床夹具夹紧机构的设计
什么是夹紧机构？
将工件在夹具中夹紧、压牢的装置。
夹紧机构的组成
夹 紧 机 构
动力装置 中间递力机构 夹紧元件
图2－61 夹紧装置组成示例 1－气缸（动力装置）2－压板（夹紧机构） 1 3－弹簧销 4－偏心轮 5－调整螺钉
设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：
1）不破坏定位、有助于定位； 2）夹紧可靠（要有足够的夹紧力），夹紧变形小； 3）夹紧动作迅速，操作方便，安全省力； 4）手动夹紧机构要考虑自锁性和原动力的稳定性； 5）结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便。
生移动，从而产生
夹紧力，推动工件
（或传力元件）移
动并将工件夹紧。
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机械制造装备设计总复习
第 二 章 金 属 切 削 机 床 设 计
7）从180向1500反推
注意降速比别超4，升速比别 超2。 取180对应720，速比4，这时 升速1332/720=1.85小于2。 带轮速降1500/720=2.08
8）验算高速区: 4500/2.08*1.85=4000 所以1500-4500对应180-4000没 有问题。 9）完善转速图 主轴40rpm对应电机333rpm 10）绘出功率特性图，并指明重叠区: 第二方案略
主轴滑动轴承 滑动轴承的特点 滑动轴承的类型 动压轴承：原理、型式、特点* 静压轴承：原理、优缺点** 气体静压轴承： 主轴磁浮轴承 主轴知识综合运用：挑错
3.2 支承件设计 支承件指哪些件？** 支承件应满足的基本要求：4条** 支承件的结构设计 支承件承受的载荷类型 支承件截面形状与选择：方与圆、空/实心、开口、 抗弯、抗扭** 按抗弯排队？按抗扭排队？
样题：400mm卧式车床，刀具最大切削速度200m/min，最小切削速度 1.5m/min，卧式车床K1=0.5，K2=0.25。
求最大最小主轴转速及变速范围。 φ、Z？
主轴转速采用等比数列排列的原因：减少速度损失，经 典公比数1.06、1.12、1.26、1.41、1.58* Rn、φ及级数Z的关系***：
例：设计一个12级转速的车床主传动系统，公比φ=1.41，主轴最
高转速1440rpm，电机转速1440rpm，电动机与主轴箱之间带传动， 设计其转速图。
解：
根据Z、公比、最大转速求出最小转速为31.5 公比1.41，主轴速降1/4≤ u，则轴间最多只能跳4格，所以最少分三次降速，考虑 皮带传动则一共为5轴 基本组在前原则写出结构式12=31×23×26 考虑到前缓后快，最后一级速降四格，跳6格，所以升速为2也满足要求 考虑到前缓后快，第二级速降3格，第一级速降2格，最后2格给皮带传动 转速图如图所示。
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第五章专用夹具的设计方法夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。
制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。
夹具的设计质量的高低，应以能否稳定地保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。
第一节专用夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。
（2）提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。
（3）工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。
专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。
（4）使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。
在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。
专用夹具还应排屑方便。
必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。
（5）经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。
因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。
第二节专用夹具设计的规范化程序一、夹具设计规范化概述1．夹具设计规范化的意义研究夹具设计规范化程序的主要目的在于：（1）保证设计质量，提高设计效率夹具设计质量主要表现在：1）设计方案与生产纲领的适应性；2）高位设计与定位副设置的相容性；3）夹紧设计技术经济指标的先进性；4）精度控制项目的完备性以及各控制项目公差数值规定的合理性；5）夹具结构设计的工艺性；6）夹具制造成本的经济性。
有了规范的设计程序，可以指导设计人员有步骤、有计划、有条理地进行工作，提高设计效率，缩短设计周期。
（2）有利于计算机辅助设计有了规范化的设计程序，就可以利用计算机进行辅助设计，实现优化设计，减轻设计人员的负担。
利用计算机进行辅助设计，除了进行精度设计之外，还可以寻找最佳夹紧状态，利用有限元法对零件的强度、刚度进行设计计算，实现包括绘图在内的设计过程的全部计算机控制。
（3）有利于初学者尽快掌握夹具设计的方法近年来，关于夹具设计的理论研究和实践经验总结已日见完备，在此基础上总结出来的夹具规范化设计程序，使初级夹具设计人员的设计工作提高到了一个新的科学化水平。
2．夹具设计精度的设计原则要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：（1）对一般精度的夹具1）应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；2）应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。
对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。
（2）对精密夹具除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等。
二、夹具设计的规范程序工艺人员在编制零件的工艺规程时，便会提出相应的夹具设计任务书，经有关负责人批准后下达给夹具设计人员。
夹具设计人员根据任务书提出的任务进行夹具结构设计。
现将夹具结构设计的规范化程序具体分述如下。
1．明确设计要求，认真调查研究，收集设计资料（1）仔细研究零件工作图、毛坯图及其技术条件。
（2）了解零件的生产纲领、投产批量以及生产组织等有关信息。
（3）了解工件的工艺规程和本工序的具体技术要求，了解工件的定位、夹紧方案，了解本工序的加工余量和切削用量的选择。
（4）了解所使用量具的精度等级、刀具和辅助工具等的型号、规格。
（5）了解本企业制造和使用夹具的生产条件和技术现状。
（6）了解所使用机床的主要技术参数、性能、规格、精度以及与夹具连接部分结构的联系尺寸等。
（7）准备好设计夹具用的各种标准、工艺规定、典型夹具图册和有关夹具的设计指导资料等。
（8）收集国内外有关设计、制造同类型夹具的资料，吸取其中先进而又能结合本企业实际情况的合理部分。
2．确定夹具的结构方案在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：（1）根据工艺的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件。
（2）确定工件的夹紧方案和设计夹紧机构。
（3）确定夹具的其它组成部分，如分度装置、对刀块或引导元件、微调机构等。
（4）协调各元件、装置的布局，确定夹具体的总体结构和尺寸。
在确定方案的过程中，会有各种方案供选择，但应从保证精度和降低成本的角度出发，选择一个与生产纲领相适应的最佳方案。
3．绘制夹具总图绘制夹具总图通常按以下步骤进行：（1）遵循国家制图标准，绘图比例应尽可能选取1﹕1，根据工件的大小时，也可用较大或较小的比例；通常选取操作位置为主视图，以便使所绘制的夹具总图具有良好的直观性；视图剖面应尽可能少，但必须能够清楚地表达夹具各部分的结构。
（2）用双点划线绘出工件轮廓外形、定位基准和加工表面。
将工件轮廓线视为“透明体”，并用网纹线表示出加工余量。
（3）根据工件定位基准的类型和主次，选择合适的定位元件，合理布置定位点，以满足定位设计的相容性。
（4）根据定位对夹紧的要求，按照夹紧五原则选择最佳夹紧状态及技术经济合理的夹紧系统，画出夹紧工件的状态。
对空行和较大的夹紧机构，还应用双点划线画出放松位置，以表示出和其他部分的关系。
（5）围绕工件的几个视图依次绘出对刀、导向元件以及定向键等。
（6）最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装置连成一体。
（7）确定并标注有关尺寸夹具总图上应标注的有以下五类尺寸：1）夹具的轮廓尺寸：即夹具的长、宽、高尺寸。
若夹具上有可动部分，应包括可动部分极限位置所占的空间尺寸。
2）工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔在心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。
3）夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。
对于铣、刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻、镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间的位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。
4）夹具内部的配合尺寸：它们与工件、机床、刀具无关，主要是为了保证夹具装置后能满足规定的使用要求。
5）夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位置的尺寸。
对于车、磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣、刨床夹具，则是指夹具上的定向键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。
标注尺寸时，常以夹具上的定位元件作为相互位置尺寸的基准。
上述尺寸公差的确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀、导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3~1/5；二是定位元件与夹具体的配合尺寸公差，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。
（8）规定总图上应控制的精度项目，标注相关的技术条件夹具的安装基面、定向键侧面以及与其相垂直的平面（称为三基面体系）是夹具的安装基准，也是夹具的测量基准，因而应该以此作为夹具的精度控制基准来标注技术条件。
在夹具总图上应标注的技术条件（位置精度要求）有如下几个方面：1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位置要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位置精度。
2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。
3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位置要求。
4）定位元件与导引元件的位置要求。
5）夹具在机床上安装时位置精度要求。
上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数量应取工件相应技术要求所规定数值的1/3~1/5。
当工件没注明要求时，夹具上的那些主要元件间的位置公差，可以按经验取为（100﹕0.02）~（100﹕0.05）mm，或在全长上不大于0.03~0.05mm。
（9）编制零件明细表夹具总图上还应画出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。
4．夹具精度校核在夹具设计中，当结构方案拟定之后，应该对夹具的方案进行精度分析和估算；在夹具总图设计完成后，还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求，再进行一次复核。
这是确保产品加工质量而必须进行的误差分析。
5．绘制夹具零件工作图夹具总图绘制完毕后，对夹具上的非标准件要绘制零件工作图，并规定相应在的技术要求。
零件工作图应严格遵照所规定的比例绘制。
视图、投影应完整，尺寸要标注齐全，所标注的公差及技术条件应符合总图要求，加工精度及表面光洁度应选择合理。
在夹具设计图纸全部完毕后，还有待于精心制造和实践和使用来验证设计的科学性。
经试用后，有时还可能要对原设计作必要的修改。
因此，要获得一项完善的优秀的夹具设计，设计人员通常应参与夹具的制造、装配，鉴定和使用的全过程。
6．设计质量评估夹具设计质量评估，就是对夹具的磨损公差的大小和过程误差的留量这两项指标进行考核，以确保夹具的加工质量稳定和使用寿命。
第三节夹具设计实例图5-1所示为壳体零件简图，该零件为中批生产。
现要求设计该零件在车床上加工φ145H10孔和两端面工序时所使用的夹具。
一、工件明确设计要求要求设计一车床夹具，加工壳体零件。
该零件的技术要求为：φ145H10孔的中心与壳体底面的距离尺寸为116±0.3mm；φ145H10孔的两端面距尺寸为90h13mm；φ145H10孔的左端面距对称中心45±0.2mm。
二、工件装夹方案的确定工件定位方案的确定，首先应考虑满足加工要求。
按基准重合原则，选用底平面和两个φ11H8孔为定位基准，定位方案如图5-2所示。
支承板限制工件的x、y、z三个自由度，圆柱销限制工件的x、y二个自由度，菱形销限制工件的z自由度。
工件夹紧方案的确定，可取四个夹紧点夹紧工件，采用钩形压板联动夹紧机构，如图5-3所示。
采用两对钩形压板通过杠杆将工件在两处夹紧，其结构紧凑、操作方便。
钩形压板选用：B M8×10GB/T2197。
固定式定位销分别选用：A 11f7×10GB/T2203；B 10.942h6×GB/T2203。
由于两端面需经过两次装夹进行加工，为控制尺寸90h13和45±0.2mm,故设置测量板如图5-3所示，取L=90±0.03mm，用以控制工件两端面的对称度。