機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方案知識(shí)點(diǎn)

1、第一章 第一節(jié) 機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用 縮短生產(chǎn)周期（T）,提高產(chǎn)品質(zhì)量（Q）,降低生產(chǎn)成本（C）,改善服務(wù)質(zhì)量（S） 傳統(tǒng)模式（產(chǎn)業(yè)）精益-敏捷-柔性（LAF）生產(chǎn)系統(tǒng)，是全面吸收精益生產(chǎn)、敏捷制造和柔性 制造的精髓，包括了全面質(zhì)量管理（TQC、準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)（Just in time,縮寫JIT）、 快速課重組制造和并行工程等現(xiàn)代生產(chǎn)和管理技術(shù)。 這種模式的主要特征是 ：以用戶的需求為中心； 制造的戰(zhàn)略重點(diǎn)是時(shí)間和速度， 并兼顧質(zhì)量和品 種；以柔性、精益和敏捷作為競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)；技術(shù)進(jìn)步、人因改善和組織創(chuàng)新 是三項(xiàng)并重的基礎(chǔ)工作； 實(shí)現(xiàn)資源快速有效的集成是其中心任務(wù)， 集成對(duì)象涉 及

2、技術(shù)、人、組織和管理等，應(yīng)在企業(yè)之間、制造過程和作業(yè)等不同層次上分別 實(shí)施相應(yīng)的資源集成；組織形式采用如“虛擬公司”在內(nèi)的多種類型。 裝備制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，是出口創(chuàng)匯的重要產(chǎn)業(yè)。 裝備制造業(yè)是用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要紐帶和載體。 裝備制造業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。 裝備制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)安全和軍事的重要保障。 裝備制造業(yè)是解決我國(guó)勞動(dòng)就業(yè)的重要途徑。第二節(jié) 機(jī)械制造裝備應(yīng)具備的主要功能一、機(jī)械制造裝備應(yīng)滿足的一般功能包括：加工精度方面的要求； 強(qiáng)度、剛度和抗振性方面的要求； 加工穩(wěn)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減少磨損、 均勻磨損、

3、磨損 補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)經(jīng)濟(jì)方面的要求二、柔性化含義：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)柔性化和功能柔性化 模塊化設(shè)計(jì)三、精密化：采用傳統(tǒng)的措施，一味提高機(jī)械制造裝備自身的精度已無法奏效， 需采用誤差補(bǔ)償技術(shù)。 誤差補(bǔ)償技術(shù)可以是機(jī)械式的， 如為提高絲杠或分度蝸輪 的精度采用的校正尺或校正凸輪等。四、自動(dòng)化自動(dòng)化有全自動(dòng) （能自動(dòng)完成工件的上料、 加工和卸料的生產(chǎn)全過程） 和半 自動(dòng)（人工完成上下料）之分。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方法從初級(jí)到高級(jí)依次為：凸輪控 制、程序控制、數(shù)字控制和適應(yīng)控制等。五、機(jī)電一體化（是指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)控制和電 力電子等技術(shù)，按系統(tǒng)工程和整體化的方法，有機(jī)地組成最佳技術(shù)系統(tǒng)。 ）這個(gè)

4、系統(tǒng)應(yīng)該是功能強(qiáng)、質(zhì)量好和故障率低、節(jié)能和節(jié)材、性價(jià)比高，具有 足夠的“結(jié)構(gòu)柔性”“。六、節(jié)材七、符合工業(yè)工程要求工業(yè)工程是對(duì)人、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改 善和實(shí)施的一門學(xué)科。 其目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)及其控制方法， 在保證工人和 最終用戶健康和安全的條件下，以最低的成本生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合要求是指： 在產(chǎn)品開發(fā)階段， 充分考慮結(jié)構(gòu)的工藝性， 提高標(biāo) 準(zhǔn)化、通用化程度，以便采用最佳的工藝方案，選擇合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少操作 過程中工人的體力消耗；對(duì)市場(chǎng)和消費(fèi)者進(jìn)行調(diào)研，保證產(chǎn)品合理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 減少因質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定得過高造成不必要的超額工作量。 （強(qiáng)度、剛

5、度、抗振性）八、符合綠色工程要求企業(yè)必須糾正不惜犧牲環(huán)境和消耗資源來增加產(chǎn)出的錯(cuò)誤做法， 使經(jīng)濟(jì)發(fā)展 更少地依賴地球上的有限資源， 而更多地與地球的承載能力達(dá)到有機(jī)的協(xié)調(diào)。 這 就是所謂的綠色工程要求。第三節(jié) 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造大致可劃分為加工裝備、 工藝裝備、 倉(cāng)儲(chǔ)傳送裝備和輔助裝備四大 類。一、加工裝備是指采用機(jī)械制造方法制作機(jī)器零件的機(jī)床。（一）金屬切削機(jī)床是采用切削工具或特種加工等方法， 從工件上除去多余或預(yù) 留的金屬，以獲得符合規(guī)定尺寸、幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量要求的零件。按機(jī)床的加工原理進(jìn)行分類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺 紋加工機(jī)床、銑床、刨（插）床、拉

6、床、特種加工機(jī)床、切斷機(jī)床和其他機(jī)床等 12 類。（ 二 ） 特種加工機(jī)床： 1電加工機(jī)床。直接利用電能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床，統(tǒng)稱電加工機(jī)床。（一般僅指電火花加工機(jī)床、電火花切割機(jī)床和電解加工機(jī)床）2超聲波加工機(jī)床。3激光加工機(jī)床。4電子束加工機(jī)床。5離子束加工機(jī)床。6水射流加工機(jī)床。（ 三）鍛壓機(jī)床利用金屬的塑性變形特點(diǎn)進(jìn)行成形加工， 屬無屑加工設(shè)備，主要包括鍛造機(jī)、 沖壓機(jī)和軋制機(jī)四大類。二、工藝裝備： 產(chǎn)品制造時(shí)所用的各種刀具、模具、夾具、量具等工具，總稱工藝裝備。它 是保證產(chǎn)品制造質(zhì)量、貫徹工藝規(guī)程、提高生產(chǎn)效率的重要手段。模具分類：1.粉末冶金模具 2. 塑料模具 3. 壓鑄模具 4

7、. 冷沖模具 5.鍛壓模具 夾具：安裝在機(jī)床上用于定位和夾緊工件的工藝設(shè)備， 以保證加工時(shí)的定位精度、 被加工面之間的相對(duì)位置精度。利于工藝規(guī)程的貫徹和提高生產(chǎn)效率。量具：是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具的總稱。 如千分尺、百分表、量塊。三、倉(cāng)儲(chǔ)傳送設(shè)備包括各級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)、物料傳送、機(jī)床上下料等設(shè)備。機(jī)器人可作為加工裝備，如 焊接機(jī)器人和涂裝機(jī)器人等， 也可屬于倉(cāng)儲(chǔ)傳送設(shè)備， 用于物料傳送和機(jī)床上下 料。四、輔助裝備包括清洗機(jī)和排屑等設(shè)備。第二章第一節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)可分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)等三大類型。 適應(yīng)型設(shè)計(jì)和變參數(shù)型設(shè)計(jì)統(tǒng)稱“變型設(shè)計(jì)” 第二節(jié) 機(jī)械制造裝

8、備設(shè)計(jì)的方法 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)典型步驟（一）產(chǎn)品規(guī)劃階段：1. 需求分析 : 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是為了滿足市場(chǎng)的需求，而市場(chǎng)的需求往往是不具體的， 有時(shí)是模糊的、 潛在的， 甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。 需求分析的本身就是設(shè)計(jì)工作的 一部分，是設(shè)計(jì)工作的開始，而且至始至終指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。2. 調(diào)查研究：市場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)調(diào)研三部分：市場(chǎng)調(diào)研：技術(shù)調(diào)研：社會(huì)調(diào)研： 企業(yè)目標(biāo)市場(chǎng)所處的社會(huì)環(huán)境，有關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策；社會(huì)風(fēng)俗習(xí)慣3. 預(yù)測(cè)4. 可行性分析1）產(chǎn)品開發(fā)的必要性2）同類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平3）從技術(shù)上預(yù)期產(chǎn)品開發(fā)能達(dá)到的技術(shù)水平4）從設(shè)計(jì)、工藝和質(zhì)量等方面需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題5）投資費(fèi)用及開發(fā)時(shí)

9、間進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益估計(jì)6）現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性及準(zhǔn)備采取的措施 5. 編制設(shè)計(jì)任務(wù)書經(jīng)過可行性分析后， 應(yīng)確定待設(shè)計(jì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)， 編制“設(shè)計(jì)要求” 將科學(xué)原理具體運(yùn)用于特定的技術(shù)目的， 提煉、構(gòu)思成所謂的技術(shù)原理， 是設(shè)計(jì) 中最關(guān)鍵、最富于創(chuàng)造性的一個(gè)環(huán)節(jié)。4. 初步設(shè)計(jì)方案的形成系統(tǒng)結(jié)合法 所謂系統(tǒng)結(jié)合法是按功能結(jié)構(gòu)的樹狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)邏輯關(guān)系把原理 解結(jié)合起來。數(shù)學(xué)方法結(jié)合法 當(dāng)子功能原理解的物理和幾何特征可定量表達(dá)時(shí)，有可能借 助電子計(jì)算機(jī)，采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)方案的組合。在方案設(shè)計(jì)階段， 如子功能的原理解還不夠具體， 定量表達(dá)原理解的特征有困難 或不夠精確時(shí)，

10、采用數(shù)學(xué)方法形成初步設(shè)計(jì)方案是不可行的， 甚至?xí)?dǎo)致錯(cuò)誤的 結(jié)果。在變型設(shè)計(jì)、模塊化設(shè)計(jì)或電路設(shè)計(jì)中，由于是已知零部件、元器件的組 合，各子功能的物理和幾何特征可以精確地測(cè)量定量表達(dá)，采用數(shù)學(xué)方法。確定結(jié)構(gòu)原理方案的過程如下：（ 1）確定結(jié)構(gòu)原理方案的主要依據(jù) 根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案， 在充分理解原理的基礎(chǔ) 上，確定結(jié)構(gòu)原理方案的主要依據(jù)，其中包括：決定尺寸的依據(jù)，如功率、流量 和聯(lián)系尺寸等。決定布局的依據(jù)：物流方向、運(yùn)動(dòng)方向和操作位置等。決定材料 的依據(jù)，如抗腐蝕能力、耐用性、市場(chǎng)供應(yīng)情況決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間 條件：距離、規(guī)定的軸的方向、裝入的限制范圍確定結(jié)構(gòu)原理方案的過程如下：確定結(jié)構(gòu)原理方

11、案的主要依據(jù) 根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，在充分理解原理解的基礎(chǔ) 上，確定結(jié)構(gòu)原理方案的主要依據(jù)，其中包括：決定尺寸的依據(jù)，如功率、流量 和聯(lián)系尺寸等；決定布局的依據(jù)，如物流方向、運(yùn)動(dòng)方向和操作位置等；決定材 料的依據(jù)，如抗腐蝕能力、耐用性、市場(chǎng)供應(yīng)情況等等；和決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的空間條件，如距離、規(guī)定的軸的方向、裝入的限制范圍等等。確定結(jié)構(gòu)原理方案 4. 編制技術(shù)文檔如果創(chuàng)新設(shè)計(jì)遵循系列化和模塊化設(shè)計(jì)的原理， 為產(chǎn)品的進(jìn)一步變型和組合已做 了必要的考慮，變型設(shè)計(jì)和模塊化設(shè)計(jì)的有些步驟可以簡(jiǎn)化甚至省略。二、系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化” 原則，簡(jiǎn)稱“叄化”原則。有時(shí)將“結(jié)構(gòu)的典型

12、化”作為第四條原則，即所謂的 “四化”原則。（二）系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）可以用較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。2）減少產(chǎn)品品種意味著提高每個(gè)品種產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，有助于降低生產(chǎn)成本， 提高產(chǎn)品制造質(zhì)量的穩(wěn)定性。3）產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零部件的通用性，因而可以壓縮工藝裝備的數(shù)量 和種類，有助于縮短產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)成本。4）零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似，便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修，改善售后 服務(wù)質(zhì)量。5）為開展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。系列化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是： 為以減少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求， 每個(gè) 品種規(guī)格的產(chǎn)品都具有一定的通用性， 滿足一定范圍的使用需求， 每

13、個(gè)品種規(guī)格 的產(chǎn)品都具有一定的通用性， 滿足一定范圍的使用需求， 用戶只能在系列型譜內(nèi) 有心啊的一些品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品， 選到的產(chǎn)品， 一方面其性能參數(shù)和功 能特性不一定最符合用戶的要求，另方面有些功能還可能冗余。 （和機(jī)械圖譜相 聯(lián)系）三、模塊化設(shè)計(jì)（一）模塊化設(shè)計(jì)的基本概念： 為了開發(fā)多種不同功能的結(jié)構(gòu)， 或相同功能結(jié)構(gòu) 而性能不同的產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出一批模塊， 將這些模塊經(jīng)過不同的組合來構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。（二）模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) 采用模塊化設(shè)計(jì)方法開發(fā)產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)類似系列化設(shè)計(jì)方法， 在縮短新產(chǎn)品開發(fā) 周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和

14、加強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力方面綜合經(jīng)濟(jì)效果十分明顯優(yōu)點(diǎn)：1）根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 便于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊， 取代原有的模塊， 提高產(chǎn)品的性能， 組合出功能更完善、 性能更先進(jìn)的組合產(chǎn)品， 加快產(chǎn)品的更新 換代。2）采用模塊化設(shè)計(jì)，只需要更換部分模塊，或設(shè)計(jì)制造個(gè)別模塊和專用部件， 便可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。3）模塊化設(shè)計(jì)方法推動(dòng)了整個(gè)企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體制的改革。由于 產(chǎn)品的大多數(shù)零部件由單件小批生產(chǎn)性質(zhì)變?yōu)榕可a(chǎn)， 有利于采用成組加工等 先進(jìn)工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，既提高質(zhì)量又降低成本。4）模塊系統(tǒng)中大部分部件由模塊組成， 設(shè)備如發(fā)生故障， 只需

15、要更換有關(guān)模塊， 維護(hù)修理更為方便，對(duì)生產(chǎn)影響少。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開發(fā)過程的重組，企業(yè)必須采用CAD/CAM和MRP召技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息集成。第三節(jié) 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)（六）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) Ej通常理想成本CL應(yīng)低于市場(chǎng)同類產(chǎn)品最低價(jià)的70%經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Ej越大，代表經(jīng) 濟(jì)效果越好。 Ej=1 的方案經(jīng)濟(jì)上最理想。 如經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)值小于 0.7 ，說明方案的實(shí) 際生產(chǎn)成本大于市場(chǎng)同類產(chǎn)品最低價(jià)，一般不予考慮。二、可靠性評(píng)價(jià) 可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。 可靠度：是指可靠性的量化指標(biāo)， 是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)， 完成規(guī) 定任務(wù)的概率。（一般記為

16、R）（三）可靠性分配的原則1）對(duì)技術(shù)成熟的單元，能夠保證實(shí)現(xiàn)較高的可靠性，或預(yù)期投入使用的可靠性 有把握達(dá)到較高水平的單元，可分配較高的可靠度。2）對(duì)較簡(jiǎn)單的單元，組成單元的零部件數(shù)量少，裝配容易保證質(zhì)量或故障后期 易于恢復(fù)的單元，可分配度較高的可靠度。3）對(duì)重要的單元，該單元的失效將引起嚴(yán)重的后果，或該單元失效會(huì)導(dǎo)致全系 統(tǒng)失效，應(yīng)分配較高的可靠度。4）對(duì)整個(gè)任務(wù)時(shí)間內(nèi)需連續(xù)工作，或工作條件嚴(yán)酷的單元，應(yīng)分配較低的可靠 度。加工工藝性： 1. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理組合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理組合： 一個(gè)產(chǎn)品是由部件、 組件和零件組成。 組成產(chǎn)品的零部件 越少，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單， 質(zhì)量也可減小， 但可能導(dǎo)致零件的形

17、狀復(fù)雜， 加工工藝性差。2. 零件的加工工藝：零件的結(jié)構(gòu)形狀、 材料、尺寸、表面質(zhì)量、公差和配合等確定了其加工工藝性。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)提高設(shè)計(jì)水平， 保證設(shè)計(jì)質(zhì)量， 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)程序， 節(jié)約設(shè)計(jì)費(fèi) 用將產(chǎn)生顯著效果。設(shè)計(jì)文件的標(biāo)準(zhǔn)化審查包括圖樣和技術(shù)文件成套性檢查；P53 第三章金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求1. 工藝范圍 是指機(jī)床適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力， 也可稱之為機(jī)床的加工功能。 一般包括可加 工的工件類型、加工方法、加工表面形狀、材料、工件和加工尺寸的范圍、毛坯 類型機(jī)床的工藝范圍主要取決于其使用什么生產(chǎn)模式。 一般包括可加工的工件類型、加工方法

18、、加工表面形狀、材料、工件和加工尺寸 范圍、毛坯類型機(jī)床的工藝范圍主要取決于其使用什么生產(chǎn)模式。 工藝范圍直接影響到機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、 設(shè)計(jì)制造成本、 加工效率和自動(dòng)化程 度。（影響因素）生產(chǎn)模式：?jiǎn)渭笈?、大量、批量?柔性：機(jī)床的柔性是指其適應(yīng)加工對(duì)象變化的能力。 包括空間上的柔性和時(shí)間上 的柔性。所謂空間柔性是指一臺(tái)機(jī)床的工藝范圍相當(dāng)于多臺(tái)機(jī)床的工藝范圍 , 即 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能和刀具的數(shù)目較多， 工藝范圍較廣， 機(jī)床能夠在同一時(shí)期內(nèi)完成 多品種加工的能力。 所謂時(shí)間上的柔性也就是結(jié)構(gòu)柔性， 指的是在不同時(shí)期， 機(jī) 床各個(gè)部件經(jīng)過重新組合，即通過機(jī)床重構(gòu)，改變其功能，形成新的加工功能，

19、 以適應(yīng)產(chǎn)品更新變化快的要求。 P563. 與物流系統(tǒng)的可接近性（ accessibility ） 可接近性是指機(jī)床與物流系統(tǒng)之間進(jìn)行物料（工件、刀具、切屑等）流動(dòng)的方便 程度。4. 剛度：加工過程中， 在切削力的作用下， 抵抗刀具相對(duì)于工件在影響加工精度 方向變形的能力。剛度包括：靜態(tài)剛度、動(dòng)態(tài)剛度、熱態(tài)剛度。機(jī)床的剛度直接 影響機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)率，因此機(jī)床應(yīng)有足夠的剛度。5. 精度 分為機(jī)床本身的精度，即空載條件下的精度（幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度、傳 動(dòng)精度、定位精度等）和工作精度。7. 生產(chǎn)率：通常是指單位時(shí)間內(nèi)機(jī)床所加工的合格工件數(shù)量。柔性制造系統(tǒng)（ FMS）第二節(jié) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)的基

20、本理論 工件表面的形成方法1. 幾何表面的形成原理2. 發(fā)生線的形成：方法：軌跡法（描述法）成形法（仿形法）相切法（旋切法）展成法（創(chuàng)成法）3. 加工表面的形成方法母線形成方法和導(dǎo)線形成方法的組合（三）運(yùn)動(dòng)分類1. 按運(yùn)動(dòng)的功能分類成形運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)當(dāng)形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)中不包含主運(yùn)動(dòng)時(shí)，“形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)”與“進(jìn)給運(yùn)動(dòng)” 兩個(gè)詞等價(jià)；當(dāng)創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)中包含主運(yùn)動(dòng)時(shí)，“形狀創(chuàng)成運(yùn)動(dòng)”與“成形運(yùn)動(dòng)”兩 個(gè)詞等價(jià)。1. 按運(yùn)動(dòng)的功能分類獨(dú)立運(yùn)動(dòng)：與其他運(yùn)動(dòng)之間無嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系復(fù)合運(yùn)動(dòng)：與其他運(yùn)動(dòng)之間有嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系4. 機(jī)床傳動(dòng)原理圖機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能圖只表示運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式、功能及排列順序，不表示運(yùn)

21、動(dòng)之 間的傳動(dòng)關(guān)系。圖見書本P65a）合成機(jī)構(gòu)b）傳動(dòng)比可變的變速傳動(dòng)c）傳動(dòng)比不變的傳動(dòng)d）車床傳動(dòng)原理圖e）滾動(dòng)機(jī)傳動(dòng)原理圖二、精度包括幾何精度、傳動(dòng)精度、運(yùn)動(dòng)精度、定位和重復(fù)定位精度、工作精度和 精度保持性等。幾何精度：機(jī)床在空載條件下，在不運(yùn)動(dòng)（機(jī)床主軸不轉(zhuǎn)或工作臺(tái)不移動(dòng) 及轉(zhuǎn)動(dòng)等情況下）或運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)各主要部件的形狀、相互位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 精確程度。運(yùn)動(dòng)精度是指機(jī)床空載并以工作速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，執(zhí)行部件的幾何位置精 度。工作精度 加工（標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定的試件，用試件的加工精度表示機(jī)床的工 作精度。三、剛度：機(jī)床受載時(shí)抵抗變型的能力。公式：K=振動(dòng)：機(jī)床的抗振能力是指機(jī)床在交變?cè)诤妥饔孟?，抵抗?/p>

22、形的能力。包 括：抵抗受迫振動(dòng)的能力和抵抗自激振動(dòng)的能力。習(xí)慣上稱之為：抗振性，后者 常稱為：切削穩(wěn)定性。（平穩(wěn)）1. 受迫振動(dòng)2. 自激振動(dòng)3. 影響機(jī)床振動(dòng)的主要原因有：機(jī)床的剛度。 機(jī)床的阻尼特性。機(jī)床系統(tǒng) 固有頻率。詳細(xì)見P68五、熱變形 機(jī)床在工作時(shí)受到內(nèi)部熱源（）和外部熱源（）的影響（環(huán)境溫度、周圍 熱源輻射）的影響，使機(jī)床的溫度高于環(huán)境溫度，稱之為溫升。熱變形對(duì)加工精度的影響。分貝（ d B）機(jī)床噪聲源： 4 個(gè) 機(jī)械噪聲、液壓噪聲、電磁噪聲、空氣動(dòng)力噪聲 七、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 低速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)稱為爬行。是因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的自己振動(dòng)現(xiàn) 象。四、機(jī)床主要參數(shù)設(shè)計(jì) 包括機(jī)床的主參

23、數(shù)和基本參數(shù)， 基本參數(shù)可包括尺寸參數(shù)、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng) 力參數(shù)。P76相對(duì)轉(zhuǎn)速損失率。任意兩級(jí)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系：Nj+仁nj £應(yīng)用等比數(shù)級(jí)排列的主軸轉(zhuǎn)速，課借助于串聯(lián)若干個(gè)滑移齒輪來實(shí)現(xiàn)。 標(biāo)準(zhǔn)公比的確定原則：相見 P76-78 二、主傳動(dòng)系分類和傳動(dòng)方式：（一）主傳動(dòng)系分類（二）主傳動(dòng)系的傳動(dòng)方式 傳動(dòng)軸格線間轉(zhuǎn)速點(diǎn)的連接線稱為傳動(dòng)線， 表示兩軸間一對(duì)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比 u ，用主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)比或主動(dòng)帶輪與從動(dòng)帶輪的輪徑比表示。變速組的級(jí)比是指主動(dòng)軸上同一點(diǎn)傳往從動(dòng)軸相鄰兩傳動(dòng)線的比值，用#表示。級(jí)比 *中的指數(shù) Xi 值稱為級(jí)比指數(shù)，它相當(dāng)于由上述相鄰兩傳動(dòng)線的比 值，用

24、#表示。級(jí)比指數(shù)中的指數(shù) Xi 值稱為級(jí)比指數(shù)，它相當(dāng)于由上述相鄰兩 傳動(dòng)線與從動(dòng)軸交點(diǎn)之間相距的格數(shù)。（三）主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的一般原則1. 傳動(dòng)副前多后少原則2. 傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一致的原則3. 變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。（四）主變速傳動(dòng)系的幾種特殊設(shè)計(jì)1. 具有多速電動(dòng)機(jī)的主變速傳動(dòng)系設(shè)計(jì)2. 具有交換齒輪的變速傳動(dòng)系 優(yōu)缺點(diǎn)：（齒輪齒數(shù)的確定）一般在主傳動(dòng)中，取最小齒輪數(shù) Zmi n1822.（七）計(jì)算轉(zhuǎn)速機(jī)床的功率轉(zhuǎn)矩特性P963. 各傳動(dòng)軸的估算和經(jīng)驗(yàn)： 機(jī)床各傳動(dòng)軸在工作時(shí)必須保證具有足夠的彎 曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度。無級(jí)變速裝置的分類： 變速電動(dòng)機(jī)、

25、 機(jī)械無級(jí)變速裝置和液壓無級(jí)變速裝 置。無級(jí)變速裝置作為傳動(dòng)系中的基本組， 而分級(jí)變速作為擴(kuò)大組， 其公比 # 理論上應(yīng)等于無級(jí)變速裝置的變速范圍 Rd。進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求： 具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度。 具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行?？拐裥院茫粫?huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件P111機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)系的設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1. 進(jìn)給傳動(dòng)是恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)2. 進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速第九節(jié) 機(jī)床刀架和自動(dòng)換刀裝置設(shè)計(jì)一、 刀庫(kù)和換刀機(jī)械組成1 、刀庫(kù)組成加工中心上刀庫(kù)類型有：鼓輪式刀庫(kù)、鏈?zhǔn)降稁?kù)、格子箱式刀庫(kù)和直線刀庫(kù) 等。2、換刀機(jī)械 換刀機(jī)械手分為單臂單手式、單臂雙

26、手式和雙手式機(jī)械手。第四章 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、工業(yè)機(jī)器人的定義和工作原理（一）機(jī)器人的定義 工業(yè)機(jī)器人是一種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。可以廣義的把機(jī)器人理解為模仿人的機(jī)器。 我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將工業(yè)機(jī)器人定義為：是一種能自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、 多自由度的操作機(jī)，能搬運(yùn)材料、工件或夾持工具，用以完成各種作業(yè)。（二）工業(yè)機(jī)器人的基本工作原理工業(yè)機(jī)器人是一種生產(chǎn)裝備， 其基本功能是提供作業(yè)所須得運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力， 其基本 原理是通過操作機(jī)上各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)， 自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)手部作業(yè)的動(dòng)作功能及技術(shù) 要求。（三）工業(yè)機(jī)器人與機(jī)床的不同之處有： 機(jī)床是按直角坐標(biāo)形式運(yùn)動(dòng)為主， 而機(jī) 器人是按關(guān)節(jié)形式運(yùn)動(dòng)為主；

27、 機(jī)床對(duì)剛度、 精度要求很高， 其靈活性相對(duì) 較低；而機(jī)器人對(duì)靈活性要求很高，其剛度、精度相對(duì)較低。二、 工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成及分類（一）工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成1 ）操作機(jī) 是機(jī)器人的機(jī)械本體，也稱為主機(jī)。2）驅(qū)動(dòng)單元 由驅(qū)動(dòng)裝置、 減速器和內(nèi)部檢測(cè)元件等組成， 為操作機(jī)各運(yùn)動(dòng)部 件提供動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。3）控制裝置 由檢測(cè)和控制兩部分組成， 用來控制驅(qū)動(dòng)單元， 檢測(cè)器預(yù)備隊(duì)參 數(shù)并進(jìn)行反饋。（二）工業(yè)機(jī)器人的分類1）關(guān)節(jié)型機(jī)器人所謂關(guān)節(jié)就是運(yùn)動(dòng)副， 由于關(guān)節(jié)型機(jī)器人的動(dòng)作呢類似人的關(guān)節(jié)動(dòng)作，故將其運(yùn)動(dòng)副成關(guān)節(jié)。2）球坐標(biāo)型機(jī)器人3）圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人4）直角坐標(biāo)型機(jī)器人三、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能圖形符號(hào) P215

28、四、工業(yè)機(jī)器人的主要特性表示方法（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)類型 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)類型特征，用它的結(jié)構(gòu)坐標(biāo)形式和自由度數(shù)表示。（二）工作空間 工作空間指工業(yè)機(jī)器人正常運(yùn)行時(shí)， 手腕參考點(diǎn)能在空間活動(dòng)的最大范圍， 用它 來衡量機(jī)器人工作范圍能力的大小。機(jī)床的工作空間一般為長(zhǎng)方體或圓柱體空 間；而機(jī)器人的工作空間形狀復(fù)雜。五、工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)方法1、基本技術(shù)參數(shù)的選擇1）用途，如搬運(yùn)等。2）額定負(fù)載。 即指在機(jī)器人規(guī)定的性能范圍內(nèi)， 機(jī)械借口出所能負(fù)載的允許值。3）按作業(yè)要求確定工作空間，同時(shí)考慮作業(yè)對(duì)象對(duì)機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置和 姿態(tài)要求。4）額定速度指工業(yè)機(jī)器人在額定負(fù)載、 勻速運(yùn)動(dòng)過程中， 機(jī)械接口中心的

29、最大速度。5）驅(qū)動(dòng)方式的選擇6）性能指標(biāo)按作業(yè)要求確定。 一般指位姿準(zhǔn)確度及位姿重復(fù)性、 軌跡準(zhǔn)確度及軌跡重復(fù)性、最小定位時(shí)間及分辨率等。第二節(jié) 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 一、工業(yè)機(jī)器人的位姿描述 工業(yè)機(jī)器人的位姿是指其末端執(zhí)行器在制定坐標(biāo)系中的位置和姿態(tài)。（一）作業(yè)功能姿態(tài)描述法所謂用作業(yè)動(dòng)作功能要求來描述機(jī)器人位姿， 就是直接用末端執(zhí)行器和機(jī)座 之間的齊次坐標(biāo)變換來描述。（二）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)功能姿態(tài)描述法P220二、工業(yè)機(jī)器人的軌跡解析 由機(jī)器人的末端執(zhí)行器的位姿求關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)量，稱為機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解 析。第三節(jié) 工業(yè)機(jī)器人傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 四， 工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）諧波齒輪減速裝置（二）1

30、 。工作原理： 諧波齒輪傳動(dòng)裝置是由三個(gè)基本構(gòu)件組成的， 即具有內(nèi)齒 的剛輪G具有外齒容易變形的，薄壁圓筒狀柔輪 R和波發(fā)生器H,如圖4-16所示2。傳動(dòng)比計(jì)算1）波發(fā)生器主動(dòng)，剛輪固定，柔輪從動(dòng)時(shí)，波發(fā)生器與柔輪的減速傳動(dòng)比為 P2342）波發(fā)生器主動(dòng)，柔輪固定，剛輪從動(dòng)時(shí)，波發(fā)生器和剛輪的減速傳動(dòng)比為 P2353. 諧波減速器在機(jī)器人中的應(yīng)用 由于諧波減速傳動(dòng)裝置具有傳動(dòng)比大（一級(jí)諧波齒輪減速比可以在 50500 之 間，采用多級(jí)或復(fù)波式傳動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)比更大） ，承載能力強(qiáng)，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng) 平穩(wěn)，效率高（一般可達(dá) 0.70.9 ），體積小，質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè) 機(jī)器人中。第四節(jié) 工

31、業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)座，手臂，手腕，末端執(zhí)行器和移動(dòng)裝置組成。 工業(yè)機(jī)器人的手臂由動(dòng)力關(guān)節(jié)和連接桿件構(gòu)成， 用以支承和調(diào)整手腕和末端執(zhí)行 器的位置。（一）設(shè)計(jì)要求1， 手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1）手臂的結(jié)構(gòu)和尺寸應(yīng)滿足機(jī)器人完成作業(yè)任務(wù)提出的工作空間要求。工作空間的形狀和大小與手臂的長(zhǎng)度， 手臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角范圍密切相關(guān) （關(guān)于工作空間問 題已在本章第二節(jié)中討論了）2）根據(jù)手臂所受載荷結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，合理選擇手臂截面形狀和高強(qiáng)度輕質(zhì)材料。 如常采用空心的薄壁矩形框體或圓筒， 以提高其抗彎剛度和抗扭剛度， 減小自身 的質(zhì)量?？招慕Y(jié)構(gòu)內(nèi)部可以方便地安置機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。3）盡量減小手臂質(zhì)量和相對(duì)其關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸的

32、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和偏重力矩， 以減小驅(qū)動(dòng) 裝置的負(fù)荷，減少運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力載荷與沖擊，提高手臂運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)速度。4）要設(shè)法減小機(jī)械間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差，提高運(yùn)動(dòng)的精確性和運(yùn)動(dòng)剛度。采用 緩沖和限位裝置提高定位精度2， 機(jī)座結(jié)構(gòu)要求1）要有足夠大的安裝基面，以保證機(jī)器人工作時(shí)的穩(wěn)定性2）機(jī)座承受機(jī)器人全部重力和工作載荷，應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度，剛度和承受能力3）機(jī)座軸系及傳動(dòng)鏈的精度和剛度對(duì)末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)影響最大， 因此機(jī)座與 手臂的連接要有可靠的定位基準(zhǔn)面，要有調(diào)整軸承間隙和傳動(dòng)間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu) 二，工業(yè)機(jī)器人的手腕手腕是連接手臂和末端執(zhí)行器的部件，其功能是在手臂和機(jī)座實(shí)現(xiàn)了末端執(zhí)行 器在作業(yè)空間的三個(gè)位置坐標(biāo) （自

33、由度） 的基礎(chǔ)上，再由手腕來實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器 在作業(yè)空間的三個(gè)姿態(tài)（方位）坐標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。（一） 設(shè)計(jì)要求 對(duì)工業(yè)機(jī)器人手腕設(shè)計(jì)的要求有：1）由于手腕處于手臂末端，為減輕手臂的載荷，應(yīng)力求手腕部件的結(jié)構(gòu)緊湊， 減小其質(zhì)量和體積。 為此腕部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置多采用分離傳動(dòng)， 將驅(qū)動(dòng)器安裝在 手臂的后端。2）手腕部件的自由度愈多，各關(guān)節(jié)角的運(yùn)動(dòng)范圍愈大，其動(dòng)作的靈活性愈高， 會(huì)使手腕結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)控制加度加大。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)盲目增加手腕的自 由度數(shù)。通用目的機(jī)器手手腕多配置三個(gè)自由度， 某些動(dòng)作簡(jiǎn)單的專用工業(yè)機(jī)器 人的手腕，根據(jù)作業(yè)實(shí)際需要，可減少其自由度數(shù)，甚至可以不設(shè)置手腕，以簡(jiǎn)化結(jié)

34、構(gòu)。3）為提高手腕動(dòng)作的精確性。應(yīng)提高傳動(dòng)的剛度，應(yīng)盡量減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中 由于間隙產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)回差。如齒輪傳動(dòng)中的齒側(cè)間隙，絲杠螺母中的傳動(dòng)間隙， 聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)間隙等。對(duì)分離傳動(dòng)采用鏈，同步齒帶傳動(dòng)或傳動(dòng)軸。4）對(duì)手腕回轉(zhuǎn)各關(guān)節(jié)軸上要設(shè)置限位開關(guān)和機(jī)械檔塊， 以防止關(guān)節(jié)超限造成事 故第五節(jié) 工業(yè)機(jī)器人的控制 位置控制是機(jī)器人最基本的控制任務(wù) 一， 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成形式取決于機(jī)器人所要執(zhí)行的任務(wù)及描述任務(wù)的層 次 第五章，機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 第一節(jié) 機(jī)床夾具的功能和應(yīng)滿足的要求一、機(jī)床夾具的功能（1）保證加工精度工件通過機(jī)床夾具進(jìn)行安裝， 包括兩層含義： 一是工件通過

35、夾具上的定位元件獲得正確的位置， 稱為定位 ; 二是通過夾緊機(jī)構(gòu)使 工件的既定位置在加工過程中保證不變，稱為夾緊。（2）提高生產(chǎn)率 使用夾具來安裝工件， 可減少劃線、 找正、對(duì)刀等輔助時(shí)間， 采用多件、多工位夾具，以及氣動(dòng)、液壓動(dòng)力夾緊裝置，可以進(jìn)一步減少 輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。（ 3） 擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍有些機(jī)床夾具實(shí)質(zhì)上是對(duì)機(jī)床進(jìn)行了部分改造，擴(kuò)大了原有機(jī)床的功能和使用范圍。（ 4） 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全二、 機(jī)床夾具應(yīng)滿足的要求（ 1） 保證加工的精度這是必須做到的基本要求。 其關(guān)鍵是正確的定位、夾緊和導(dǎo)向方案，夾具制造的技術(shù)要求，定位誤差的分析和驗(yàn)證。（ 2） 夾具的總體方

36、案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)（ 3） 安全、方便、 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度機(jī)床夾具要有工作安全性考慮， 必要時(shí)加保護(hù)裝置。（ 4） 排泄順暢 機(jī)床夾具中積集切削會(huì)影響到工件的定位精度， 切屑的熱 量使工件和夾具產(chǎn)生熱變形，影響加工精度。（ 5） 機(jī)床夾具應(yīng)有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性第二節(jié) 機(jī)床夾具的類型和組成一、機(jī)床夾具的類型1）、通用夾具2）、專用夾具 因?yàn)樗怯糜谀骋惶囟üば虻膴A具，稱為專用夾具。3）可調(diào)整夾具和成組夾具 這一類夾具的特點(diǎn)是具有一定的可調(diào)性， 或稱“柔I o（ 4）組合夾具 它是由一系列的標(biāo)準(zhǔn)化元件組裝而成， 標(biāo)準(zhǔn)元件有不同的形狀， 尺寸和功能，其配合部分有良好的互換性和耐磨性。（5）

37、隨行夾具二、機(jī)床夾具的基本組成（ 1）定位元件及定位裝置 用于確定工件正確位置的元件或裝置。（ 2）夾緊元件及夾緊裝置用于固定工件已獲得的正確位置的元件或裝置。（ 3）導(dǎo)向及對(duì)刀元件 用于確定工件與刀具相互位置的元件。（4）動(dòng)力裝置（5） 夾具體 用于各種元件、裝置聯(lián)接在一體， 并通過它將整個(gè)夾具安裝在機(jī) 床上。（6） 其他元件及裝置第二節(jié) 機(jī)床夾具定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、 工件定位（一）六點(diǎn)定位原理 一個(gè)物體在三維空間中可能具有的運(yùn)動(dòng)，稱之為自由度。（二）完全定位和不完全定位 根據(jù)工件加工表面的位置要求，有時(shí)需要將工件的六個(gè)自由度全部限 制，稱之為完全定位。有時(shí)需要限制的自由度少于六個(gè)，稱之為不完

38、全約 束。（三）定位的正常情況與非正常情況 根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，就稱為定位 的正常情況，它可以是完全定位，也可以是不完全定位。根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度沒有完全被限制，或某自 由度被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束重復(fù)限制，稱之為非正常情況。二、典型的定位方式、定位元件及裝置（一） 平面定位對(duì)于箱體、床身、機(jī)座、支架類零件的加工，最常用的定位方式是以平面為 基準(zhǔn)。1、支承釘和支承板 也稱為固定支撐。2、可調(diào)支承和自位支承3、輔助支承主要作用是用于增加工件的剛度，減小切削變形。（二）孔定位1、心軸定位 廣泛用于車床、磨床、齒輪機(jī)床等機(jī)床上，常見的心軸有

39、以下幾種：（ 1） 錐度心軸（ 2） 剛性心軸2、定位銷（三）外圓定位（ 1） 定心定位（2） V 型塊定位（四）定位表面的組合第三節(jié) 定位誤差的分析與計(jì)算（一）定位誤差（ 1）、工件在夾具中的定位、夾緊誤差。（2）、夾具帶著工件安裝在機(jī)床上，相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）或運(yùn)動(dòng)的位 置誤差，也稱對(duì)定誤差（3）、加工過程中的誤差， 如機(jī)床幾何精度， 工藝系統(tǒng)的受力、 受熱變形、 切削振動(dòng)等原因引起的誤差。（二）、產(chǎn)生定位誤差的原因1、基準(zhǔn)不重合帶來的定位誤差（1） 平面定位情形（2） v 型塊定位2、間隙引起的定位誤差3、與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差1）、定位基準(zhǔn)面與定位元件表面的形狀誤差2）、導(dǎo)向

40、元件、對(duì)刀元件與定位元件的位置誤差，以及其形狀誤差導(dǎo)致產(chǎn) 生的導(dǎo)向誤差和對(duì)刀誤差3）、夾具在機(jī)床上的安裝誤差，即對(duì)定位誤差導(dǎo)致工件相對(duì)刀具主軸后運(yùn) 動(dòng)方向產(chǎn)生的位置誤差。4）夾緊力使工件或夾具變形，產(chǎn)生位置誤差5）定位元件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、刀具元件、導(dǎo)向 元件、定向元件等元件的磨損。第四節(jié) 機(jī)床夾具夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一、 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求1、夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位。2、工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。3、夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠。夾緊機(jī)構(gòu)各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，手動(dòng)夾緊 機(jī)構(gòu)必須保證自鎖，機(jī)動(dòng)夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護(hù)裝置，夾緊行程必須足夠。4、夾緊機(jī)構(gòu)操作必須

41、安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣。5、夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、自動(dòng)化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適 應(yīng)。二、夾緊力的確定（一）、加緊方向的確定1、夾緊力的方向應(yīng)有利工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位，一般要求主 夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準(zhǔn)面。2、夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。3、夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。 （二）夾緊力作用點(diǎn)的選擇（三）夾緊力大小的確定三、常用夾緊機(jī)構(gòu)（一）、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)（二）、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)（三）、偏心夾緊機(jī)構(gòu)四、其他夾緊機(jī)構(gòu)（一）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu) 特點(diǎn)是動(dòng)作迅速、增力比大，易于改變力的作用方向。 缺點(diǎn)是自鎖性能差

42、，一般常用于氣動(dòng)、液壓夾緊。（二）定心夾緊機(jī)構(gòu)一般按照一下兩種原理設(shè)計(jì)：1）定位夾緊元件按等速位移原理來均分工件定位面的尺寸誤差， 實(shí)現(xiàn)定 心或?qū)χ小?）定位夾緊元件按均勻彈性變形原理來實(shí)現(xiàn)定心夾緊。（ 三 ） 、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)五、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置（一）、氣動(dòng)夾緊裝置（二）、液壓夾緊裝置（三）、氣液聯(lián)合夾緊裝置（四）、其它動(dòng)力裝置1 、真空夾緊2 、電磁夾緊3 、其它方式夾緊 第五節(jié) 機(jī)床夾具的其它裝置一、 孔加工刀具的導(dǎo)向裝置 刀具的導(dǎo)向是為了保證孔的位置精度，增加鉆頭和鏜桿的支承以提高其剛 度，減小刀具的變形，確?？准庸さ奈恢镁取＃ㄒ唬?、鉆孔的導(dǎo)向裝置 鉆床夾具中鉆頭的導(dǎo)向采用鉆套，鉆套

43、有固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和 特殊鉆套四種。（二）、鏜孔的導(dǎo)向一、 二、對(duì)刀裝置第七章 機(jī)械加工生產(chǎn)線總體設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述 一、機(jī)械加工生產(chǎn)線定義及其基本組成 在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中， 為保證產(chǎn)品質(zhì)量、 提高生產(chǎn)率和降低成本， 往往把 加工裝備按弓箭的加工工藝順序依次排列， 并用一些傳送裝備與輔助裝備將它們連接成一 個(gè)整體，被加工工件按其工藝規(guī)程順序地經(jīng)過各臺(tái)加工裝備， 完成工件全部加工 過程。這類生產(chǎn)作業(yè)線稱之為機(jī)械加工生產(chǎn)線。機(jī)械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、傳送裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)裝 備。二、機(jī)械加工生產(chǎn)線的類型及特點(diǎn) （一）單一產(chǎn)品固定節(jié)拍生產(chǎn)線 特點(diǎn)：1）生產(chǎn)線由自動(dòng)化程度較

44、高的高效專用的加工裝備、工藝裝備、傳送裝備 和輔助裝備組成，制造單一品種的產(chǎn)品，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。2）生產(chǎn)線所有裝備的工作節(jié)拍等于或成倍于生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。3）生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品的工藝流程布局，工件沿固定路線，采用自動(dòng) 化的物流傳送裝備，嚴(yán)格按生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，強(qiáng)制地從一臺(tái)裝備傳送 到下一臺(tái)裝備接受加工、檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)位或清洗等，以減短工件在工序間的 搬運(yùn)路線，節(jié)省輔助時(shí)間。4）由于工件的傳送和加工嚴(yán)格地按生產(chǎn)節(jié)拍運(yùn)行，工序間不必儲(chǔ)存供周轉(zhuǎn) 用的半成品，因此在制品數(shù)量少。（二）單一產(chǎn)品非固定節(jié)拍生產(chǎn)線特點(diǎn)：1）生產(chǎn)線由生產(chǎn)率較高、具有不同自動(dòng)化程度的專用制造裝備組成，在一 些次要的工序也

45、可采用一般的通用裝備。2）生產(chǎn)線的制造裝備按產(chǎn)品工藝流程布局，工件沿固定的路線流動(dòng)，以所 短工件在工序間的搬運(yùn)路線，節(jié)省輔助時(shí)間。3）生產(chǎn)線上各準(zhǔn)備的工作周期，是其完成各自工序需要的實(shí)際時(shí)間，是不 一樣的。工作周期最長(zhǎng)的裝備將一刻不停地工作，而工作周期較短的準(zhǔn) 備會(huì)經(jīng)常停工待料。4）由于各裝備的工作節(jié)拍不一樣，在相鄰裝備之間，或相隔若干個(gè)裝備之 間需設(shè)置儲(chǔ)料裝置，將生產(chǎn)線分成若干工段。5）生產(chǎn)線各準(zhǔn)備間工件的傳輸沒有固定的節(jié)拍，工件在工序間的不斷傳送 通常不是直接從加工裝備到加工裝備， 而是從加工裝備到半成品暫存地， 或從半成品暫存地到下一個(gè)加工裝備。（三）成組產(chǎn)品可調(diào)整生產(chǎn)線特點(diǎn)：1）生產(chǎn)線

46、由按成組技術(shù)設(shè)計(jì)制造的可調(diào)整的專用制造裝備組成，用于結(jié)構(gòu) 和工藝相似的成組產(chǎn)品，具有一定的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度。2）生產(chǎn)線的制造裝備按成組工藝流程布局， 各產(chǎn)品沿大致相同的路線流動(dòng)， 以縮短工件在工序間的搬運(yùn)路線，節(jié)省輔助時(shí)間。3）與第二類生產(chǎn)線一樣，生產(chǎn)線上各裝備的工作節(jié)拍是不一樣的，裝備或 工段間需設(shè)置儲(chǔ)料裝置，以傳送裝備的自動(dòng)化程度通常不是很高。（四）柔性制造生產(chǎn)線 這里的“柔性”，是指適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力。特點(diǎn)：1）由高度自動(dòng)化的多功能柔性加工裝備、物料傳送裝備及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 組成，主要用于中小批量生產(chǎn)各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、精度要求高、加工工 藝不同的同類工件。2）組成柔性制造生產(chǎn)線的加工裝備數(shù)量不多，但在每臺(tái)加工裝備上，通過 工作臺(tái)轉(zhuǎn)位、自