第1章機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法

1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第第1 1章章 機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造及裝備設(shè)計(jì)方法21.11.21.31.4 概述概述機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類 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)的類型 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求 本章分五個(gè)小節(jié)：本章分五個(gè)小節(jié)：1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法3 1.1 概述概述制造業(yè)形勢與發(fā)展制造業(yè)形勢與發(fā)展 制造業(yè)是將可用資源與能源，通過制造過程轉(zhuǎn)化為可供人們使用或利用的工業(yè)品或生產(chǎn)消費(fèi)品的行業(yè)。v 20世紀(jì)是制造業(yè)空前發(fā)展的重要時(shí)期，以精密和微細(xì)加工技術(shù)為目標(biāo)，各種制造工藝和裝備層出不窮；另外，制造系統(tǒng)的集成也異常

2、活躍，制造模式不斷更新。v 從20世紀(jì)20年代開始，制造系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了機(jī)群式制造系統(tǒng)、剛性制造系統(tǒng)和柔性制造系統(tǒng)三類制造系統(tǒng)，隨著市場需求和技術(shù)支撐環(huán)境的變化，現(xiàn)在利用RMS以快速響應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化帶來的復(fù)雜變化的市場環(huán)境，其發(fā)展與生產(chǎn)環(huán)境及技術(shù)特點(diǎn)如圖1.1所示4 1.1 概述概述市 場 環(huán) 境制 造 系 統(tǒng) 發(fā) 展 及 其 特 點(diǎn)年 代1920201020001990198019701960195019401930按 工 序 特 征應(yīng) 用 成 組 技術(shù) 提 高 工 效降 低 成 本通 過 規(guī) 模 經(jīng)濟(jì) 降 低 成 本進(jìn) 行 市 場 競爭適 應(yīng) 產(chǎn) 品 品種 發(fā) 展 和 質(zhì)量 提 高 進(jìn) 行市

3、場 競 爭敏 捷 響 應(yīng) 產(chǎn)品 創(chuàng) 新 加 速的 全 球 化 市場 競 爭機(jī) 群 式 制 造 系 統(tǒng)M S多 品 種 單 件 小 批 生 產(chǎn)應(yīng) 用 成 組 工 藝 原 理 組 織 半自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 平 衡 工 時(shí) 負(fù)荷 ， 提 高 機(jī) 床 利 用 率 ； 通過 試 切 、 測 量 和 調(diào) 整 保 證加 工 精 度 。剛 性 制 造 系 統(tǒng)D M S單 品 種 或 少 品 種 大 批 量 生 產(chǎn)專 用 機(jī) 床 多 刀 多 面 組 合 加工 ； 各 工 序 節(jié) 拍 嚴(yán) 格 平衡 ； 質(zhì) 量 保 證 主 要 靠 精 度設(shè) 備 。柔 性 制 造 系 統(tǒng)FM S多 品 種 成 批 生 產(chǎn)通 用 數(shù)

4、控 機(jī) 床 按 工 序 集 中原 則 安 排 ； 應(yīng) 用 緩 沖 存 儲(chǔ)實(shí) 現(xiàn) 穩(wěn) 定 生 產(chǎn) ； 加 工 質(zhì) 量用 動(dòng) 態(tài) 統(tǒng) 計(jì) 控 制 ?？?重 組 制 造 系 統(tǒng)RM S多 族 品 種 變 批 量 生 產(chǎn)通 過 系 統(tǒng) 和 機(jī) 床 的 重 組 實(shí)現(xiàn) 工 藝 優(yōu) 化 ； 機(jī) 床 品 種 和結(jié) 構(gòu) 模 塊 調(diào) 整 實(shí) 現(xiàn) 均 衡 生產(chǎn) ； 過 程 效 應(yīng) 控 制 加 速 重組 的 質(zhì) 量 提 升 。5 1.1 概述概述加工制造技術(shù)發(fā)展趨勢加工制造技術(shù)發(fā)展趨勢 加工制造技術(shù)是對(duì)被加工對(duì)象狀態(tài)的改形和改性技術(shù)的總稱。 v 新一代機(jī)械制造裝備技術(shù) 數(shù)據(jù)管理1）新型加工設(shè)備的研究開發(fā)已取得不少進(jìn)展

5、）新型加工設(shè)備的研究開發(fā)已取得不少進(jìn)展2）在數(shù)控化基礎(chǔ)上朝智能化方向發(fā)展）在數(shù)控化基礎(chǔ)上朝智能化方向發(fā)展3）采用新材料和新結(jié)構(gòu)）采用新材料和新結(jié)構(gòu)4）新型部件的開發(fā)應(yīng)用）新型部件的開發(fā)應(yīng)用5）發(fā)展先進(jìn)的機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)性能檢測、診斷方法與技術(shù)）發(fā)展先進(jìn)的機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)性能檢測、診斷方法與技術(shù)6）多品種小批量生產(chǎn)條件下的先進(jìn)在線加工質(zhì)量檢測技術(shù)）多品種小批量生產(chǎn)條件下的先進(jìn)在線加工質(zhì)量檢測技術(shù)7）柔性工藝裝備和柔性夾具，為快速、低成本工藝準(zhǔn)備提）柔性工藝裝備和柔性夾具，為快速、低成本工藝準(zhǔn)備提供技術(shù)。供技術(shù)。6 1.1 概述概述數(shù)據(jù)管理1）超精密切削）超精密切削2）超精密磨削加工）超精密磨削加工3

6、）精密和超精密特種加工）精密和超精密特種加工4）精密加工機(jī)床）精密加工機(jī)床v 少切削無切削加工技術(shù)v 精密和超精密技術(shù) 一方面要提高毛坯制造精度，發(fā)展精密鑄造和鍛造等技術(shù)一方面要提高毛坯制造精度，發(fā)展精密鑄造和鍛造等技術(shù)，減少材料切削加工量；另一方面要發(fā)展沖壓、擠壓、滾，減少材料切削加工量；另一方面要發(fā)展沖壓、擠壓、滾壓長封閉無切削成形技術(shù)。壓長封閉無切削成形技術(shù)。7 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類 機(jī)械制造過程是從原材料開始，經(jīng)過熱、冷加工，裝配成產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試和檢測、包裝和發(fā)運(yùn)的全過程，所使用的裝備類型繁多，大致可劃分為加工加工裝備裝備、工藝裝備工藝裝備、倉儲(chǔ)傳送裝備倉

7、儲(chǔ)傳送裝備和和輔助裝備輔助裝備四大類。加工裝備加工裝備 加工裝備是機(jī)械制造裝備的主體和核心，是采用機(jī)械制造方法制造機(jī)器零件或毛坯的機(jī)器設(shè)備，又稱為機(jī)床或工作母機(jī)。 機(jī)床的類型很多，除了金屬切削機(jī)床之外，還有特種加工機(jī)床、鍛壓機(jī)床、注塑機(jī)、快速成形機(jī)、焊接設(shè)備等。8數(shù)據(jù)管理v 金屬切削機(jī)床 金屬切削機(jī)床是采用切削、特種加工等方法，主金屬切削機(jī)床是采用切削、特種加工等方法，主要用于加工金屬，使之獲得所要求的幾何形狀、尺要用于加工金屬，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器，如圖寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)器，如圖1.21.2所示。所示。 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類9v 金屬切

8、削機(jī)床 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類工作原理結(jié)構(gòu)性能車床車床鉆床鉆床鏜床鏜床磨床磨床齒輪加工機(jī)床齒輪加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床螺紋加工機(jī)床銑床銑床刨插床刨插床拉床拉床特種加工機(jī)床特種加工機(jī)床切斷機(jī)床切斷機(jī)床其他機(jī)床其他機(jī)床使用范圍通用機(jī)床通用機(jī)床專用機(jī)床專用機(jī)床專門化機(jī)床專門化機(jī)床機(jī)床精度普通機(jī)床普通機(jī)床精密機(jī)床精密機(jī)床高精度機(jī)床高精度機(jī)床10v 特種加工機(jī)床 特種加工機(jī)床近年來發(fā)展很快，按其加工原理可特種加工機(jī)床近年來發(fā)展很快，按其加工原理可分為：電加工、超聲波加工、激光加工、電子束加分為：電加工、超聲波加工、激光加工、電子束加工、離子束加工、水射流中工等機(jī)床。工、離子束加工、水射

9、流中工等機(jī)床。 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類電加工機(jī)床電加工機(jī)床 直接利用電能對(duì)工件直接利用電能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床，統(tǒng)稱進(jìn)行加工的機(jī)床，統(tǒng)稱為電加工機(jī)床。一般僅為電加工機(jī)床。一般僅指電火花加工機(jī)床、電指電火花加工機(jī)床、電火花線切割機(jī)床和電解火花線切割機(jī)床和電解加工機(jī)床。加工機(jī)床。 11 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類超聲波加工機(jī)床超聲波加工機(jī)床 利用超聲波能量對(duì)材料進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備稱為超聲利用超聲波能量對(duì)材料進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備稱為超聲波加工機(jī)床。波加工機(jī)床。 超聲波加工適用于特硬材料，如石英、陶瓷、水晶、超聲波加工適用于特硬材料，如石英、陶瓷、水晶、玻璃等材料

10、的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨和超聲玻璃等材料的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨和超聲電加工等復(fù)合加工。電加工等復(fù)合加工。 激光加工機(jī)床激光加工機(jī)床 采用激光能量進(jìn)行加工的設(shè)備統(tǒng)稱為激光加工機(jī)床。采用激光能量進(jìn)行加工的設(shè)備統(tǒng)稱為激光加工機(jī)床。 常用于加工金剛石拉絲模、鐘表的寶石軸承、陶瓷、常用于加工金剛石拉絲模、鐘表的寶石軸承、陶瓷、 玻璃等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小玻璃等非金屬材料和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小孔加工及切割加工?？准庸ぜ扒懈罴庸ぁ?2 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類電子束加工機(jī)床電子束加工機(jī)床 電子束加工是指在真空條件下，由陰極發(fā)射出的電子電子

11、束加工是指在真空條件下，由陰極發(fā)射出的電子流為帶高電位的陽極吸引，在飛向陽極的過程中，經(jīng)過流為帶高電位的陽極吸引，在飛向陽極的過程中，經(jīng)過聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，最后以高速和細(xì)束狀轟擊被加工工聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，最后以高速和細(xì)束狀轟擊被加工工件的一定部位，在幾分之一秒內(nèi)，將其件的一定部位，在幾分之一秒內(nèi)，將其99%99%以上的能量以上的能量轉(zhuǎn)化成熱能，使工件上被轟擊的局部材料在瞬間熔化、轉(zhuǎn)化成熱能，使工件上被轟擊的局部材料在瞬間熔化、汽化和蒸發(fā)，以完成工件的加工。電子束加工機(jī)床就是汽化和蒸發(fā)，以完成工件的加工。電子束加工機(jī)床就是利用電子束的上述特性進(jìn)行加工的裝備。利用電子束的上述特性進(jìn)行加工的裝備。

12、13 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類離子束加工機(jī)床離子束加工機(jī)床 在電場作用下，將正離子從離子源出口孔在電場作用下，將正離子從離子源出口孔“引出引出”，在真空條件下，將其聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，并以大能量細(xì)在真空條件下，將其聚焦、偏轉(zhuǎn)和加速，并以大能量細(xì)束狀轟擊被加工部位，引起工件材料的變形與分離，或束狀轟擊被加工部位，引起工件材料的變形與分離，或使靶材離子沉積到工件表面上，或使雜質(zhì)離子射入工件使靶材離子沉積到工件表面上，或使雜質(zhì)離子射入工件內(nèi)，對(duì)工件進(jìn)行穿孔、切割、銑削、成像、拋光、蝕刻內(nèi)，對(duì)工件進(jìn)行穿孔、切割、銑削、成像、拋光、蝕刻、清洗、濺射、注入和蒸鍍等，統(tǒng)稱為離子束加工。離、

13、清洗、濺射、注入和蒸鍍等，統(tǒng)稱為離子束加工。離子束加工機(jī)床就是利用離子束上述特性進(jìn)行加工的裝備子束加工機(jī)床就是利用離子束上述特性進(jìn)行加工的裝備14 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類水射流加工機(jī)床水射流加工機(jī)床 水射流加工是利用具有很高速度的細(xì)水柱或摻有磨水射流加工是利用具有很高速度的細(xì)水柱或摻有磨料的細(xì)水柱，沖擊工件的被加工部位，使被加工部位上料的細(xì)水柱，沖擊工件的被加工部位，使被加工部位上的材料被剝離的加工方法。隨著工件與水柱間的相對(duì)移的材料被剝離的加工方法。隨著工件與水柱間的相對(duì)移動(dòng)，切割出要求的形狀。常用于切割某些難切削材料，動(dòng)，切割出要求的形狀。常用于切割某些難切削材料，如

14、陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄如陶瓷、硬質(zhì)合金、高速鋼、模具鋼、淬火鋼、白口鑄鐵、耐熱合金、某些復(fù)合材料等。鐵、耐熱合金、某些復(fù)合材料等。 15v 鍛壓機(jī)床 鍛壓機(jī)床是利用金屬塑性變形進(jìn)行加工的一種無鍛壓機(jī)床是利用金屬塑性變形進(jìn)行加工的一種無屑加工設(shè)備，主要包括鍛造機(jī)、沖壓機(jī)、擠壓機(jī)和屑加工設(shè)備，主要包括鍛造機(jī)、沖壓機(jī)、擠壓機(jī)和軋制機(jī)四大類。軋制機(jī)四大類。 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類數(shù)據(jù)管理鍛造機(jī)鍛造機(jī)是使坯料在工具的沖擊力或靜壓力作用下成形，并使其性能和金相組織符合一定要求。沖壓機(jī)沖壓機(jī)是借助模具對(duì)板料施加外力，迫使材料按模具形狀、尺寸進(jìn)行剪裁或變形。擠壓機(jī)

15、擠壓機(jī)是借助于凸模對(duì)放在凹模內(nèi)的金屑材料擠壓成形，根據(jù)擠壓時(shí)溫度不同，可分為冷擠壓、溫?cái)D壓和熱擠壓。 軋制機(jī)軋制機(jī)是使金屬材料在旋轉(zhuǎn)軋輥的作用下變形，根據(jù)軋制溫度可分為熱軋和冷軋，根據(jù)軋制方式可分為縱軋、橫軋和斜軋。16 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類工藝裝備工藝裝備產(chǎn)品制造時(shí)所用的各種刀具、模具、夾具、量具等工具，總稱為工藝裝備。v 刀具 由于機(jī)械零件的材質(zhì)、形狀、技術(shù)要求和加工工藝的多樣性，客觀上要求進(jìn)行加工的刀具具有不同的結(jié)構(gòu)和切削性能。因此，生產(chǎn)中所使用的刀具的種類很多，如圖1.6所示。 17 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類v 夾具夾具是機(jī)床上用以裝夾工件以

16、及引導(dǎo)刀具的裝置。對(duì)于貫徹工藝規(guī)程、保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率有著決定性的作用。 18 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類v 模具模具是用來將材料填充在其型腔中，以獲得所需形狀和尺寸制件的工具。按加工材料性質(zhì)分類，如金屬制品用模具，非金屬制用模具等；按模具制造材料分類，如硬質(zhì)合金模具等；按工藝性質(zhì)分類，如拉深模具、粉末冶金模、鍛模等。 v 量具量具是以直接或間接的方法測出被測對(duì)象量值的工具、儀器及儀表的總稱?？煞譃橥ㄓ昧烤?、專用量具和組合測量儀等。 19 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類倉儲(chǔ)傳送裝備倉儲(chǔ)傳送裝備倉儲(chǔ)傳送裝備是生產(chǎn)系統(tǒng)必不可少的裝備，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的布局、運(yùn)行與管

17、理等有著直接影響。倉儲(chǔ)傳送裝備主要包括物料運(yùn)輸裝置、機(jī)床上下料裝置、刀具輸送設(shè)備以及各級(jí)倉儲(chǔ)設(shè)備。數(shù)據(jù)管理物料運(yùn)輸裝置物料運(yùn)輸主要指坯料、半成品及成品在車間內(nèi)各工作站（或單元）間的輸送，滿足流水生產(chǎn)線成自動(dòng)生產(chǎn)線的要求。機(jī)床上下料裝置將坯料送至機(jī)床的加工位置的裝置稱為上料裝置；加工完畢后將工件從機(jī)床上取走的裝置稱為下料裝置。 刀具輸送設(shè)備在柔性制造系統(tǒng)中，必須有完備的刀具準(zhǔn)備與輸送系統(tǒng)，完成包括刀具準(zhǔn)備、測量、輸送及重磨刀具回收等工作。 各級(jí)倉儲(chǔ)設(shè)備機(jī)械制造生產(chǎn)中離不開不同級(jí)別的倉庫及其裝備。20 1.2 機(jī)械制造裝備的分類機(jī)械制造裝備的分類輔助裝備輔助裝備輔助裝備包括清洗機(jī)、排屑設(shè)備及測量、

18、包裝設(shè)備等。 清洗機(jī)是用來對(duì)工件表面的塵屑油污等進(jìn)行清洗的機(jī)械設(shè)備。 排屑裝置用于自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)加工單元或自動(dòng)線上，包括切屑清除裝置和輸送裝置。21 1.3 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)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。創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 創(chuàng)新設(shè)計(jì)通常應(yīng)從市場調(diào)研和預(yù)測開始，明確產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)過產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)等四個(gè)階段；還應(yīng)通過產(chǎn)品試制和產(chǎn)品試驗(yàn)來驗(yàn)證新產(chǎn)品的技術(shù)可行性；通過小批試生產(chǎn)來驗(yàn)證新產(chǎn)品的制造工藝和工藝裝備的可行性。一般需要較長的設(shè)計(jì)開發(fā)周期，投入較大的研制開發(fā)工作量22 1.3 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械

19、制造裝備設(shè)計(jì)的類型變型設(shè)計(jì)變型設(shè)計(jì) 為了快速滿足市場需求的變化，常常采用適應(yīng)型和適應(yīng)型和變參數(shù)型設(shè)計(jì)方法變參數(shù)型設(shè)計(jì)方法。兩種設(shè)計(jì)方法都是在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上，保持其基本工作原理和總體結(jié)構(gòu)不變，適應(yīng)型設(shè)計(jì)是通過改變或更換部分部件或結(jié)構(gòu)，變參數(shù)型設(shè)計(jì)是通過改變部分尺寸與性能參數(shù)，形成所謂的變型產(chǎn)品，以擴(kuò)大使用范圍，滿足更廣泛的用戶需求。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)”。開展變型設(shè)計(jì)的依據(jù)是原有產(chǎn)品，它應(yīng)屬于技術(shù)成熟產(chǎn)品。 23 1.3 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)的類型模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì) 模塊化設(shè)計(jì)是按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成所謂的“組合產(chǎn)品”。進(jìn)行組合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

20、，是在對(duì)一定范圍內(nèi)不同性能和不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過這些模塊的組合，構(gòu)成不同類型或相同類型不同性能的產(chǎn)品，滿足市場的多方面需求。組合產(chǎn)品是系列產(chǎn)品的進(jìn)一步細(xì)化，組合產(chǎn)品中的模塊也應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行。 24 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)工作是設(shè)計(jì)人員根據(jù)市場需求所進(jìn)行的構(gòu)思、計(jì)算、試驗(yàn)、選擇方案、確定尺寸、繪制圖樣及編制設(shè)計(jì)文件等一系列創(chuàng)造性活動(dòng)的總稱。其目的是為新裝備的生產(chǎn)、使用和維護(hù)提供完整的信息。l機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)工作要適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及市場競爭的日趨激烈，要采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)

21、品。25 1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求機(jī)械制造裝備機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求精密化精密化結(jié)構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)模塊化高效化高效化柔性自動(dòng)化柔性自動(dòng)化機(jī)電一體化機(jī)電一體化裝備與技術(shù)配套化裝備與技術(shù)配套化符合工業(yè)工程要求符合工業(yè)工程要求符合綠色工程要求符合綠色工程要求26 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的典型步驟 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的步驟根據(jù)設(shè)計(jì)類型而不同。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的步驟最典型，可劃分為產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)四個(gè)階段。技技術(shù)設(shè)計(jì)術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)產(chǎn)品品規(guī)規(guī)劃劃階階段段方案方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工工藝設(shè)計(jì)藝設(shè)計(jì)27v 產(chǎn)品規(guī)劃階段產(chǎn)

22、品規(guī)劃階段的任務(wù)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場調(diào)查與預(yù)測的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制訂設(shè)計(jì)任務(wù)書。 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1）需求分析：一般包括對(duì)銷售市場和原材料市場的分析）需求分析：一般包括對(duì)銷售市場和原材料市場的分析 2）調(diào)查研究：包括市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)環(huán)境調(diào)研）調(diào)查研究：包括市場調(diào)研、技術(shù)調(diào)研和社會(huì)環(huán)境調(diào)研三部分。三部分。3）預(yù)測：預(yù)測分為定性預(yù)測和定量預(yù)測兩部分）預(yù)測：預(yù)測分為定性預(yù)測和定量預(yù)測兩部分 4）可行性分析：通過調(diào)查研究與預(yù)測后，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)中）可行性分析：通過調(diào)查研究與預(yù)測后，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)中的重大問題應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，判斷是否可

23、行，的重大問題應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，判斷是否可行，即進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性分析。即進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性分析。 28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)對(duì)數(shù)，編制“設(shè)計(jì)要求表”，如表1.2所示。 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法29v 方案設(shè)計(jì)階段方案設(shè)計(jì)階段實(shí)質(zhì)上是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行產(chǎn)品功能原理的設(shè)計(jì)。這階段完成的質(zhì)量將嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、工藝和成本，關(guān)系到產(chǎn)品的技術(shù)水平及競爭能力。 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法1）設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象：對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行抽象是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)）設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象：對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行抽象是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的再認(rèn)識(shí)，從眾多應(yīng)

24、滿足的要求中，通過對(duì)功能關(guān)系和與的再認(rèn)識(shí)，從眾多應(yīng)滿足的要求中，通過對(duì)功能關(guān)系和與任務(wù)相關(guān)的主要約束條件的分析，對(duì)任務(wù)相關(guān)的主要約束條件的分析，對(duì)“設(shè)計(jì)要求表設(shè)計(jì)要求表”一步一步一步進(jìn)行抽象，找出具有本質(zhì)性的主要的要求。一步進(jìn)行抽象，找出具有本質(zhì)性的主要的要求。 2）建立功能結(jié)構(gòu)：）建立功能結(jié)構(gòu)： 經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象，可明確設(shè)計(jì)經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象，可明確設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總功能。產(chǎn)品的總功能。 30 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法31 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法3）錄求原理解與求解方法：所謂原理解，就是能實(shí)現(xiàn)某）錄求原理解與求解方法：所謂原理解，就是能實(shí)現(xiàn)某

25、種功能的工作原理，以及實(shí)現(xiàn)該工作原理的技術(shù)手段和結(jié)種功能的工作原理，以及實(shí)現(xiàn)該工作原理的技術(shù)手段和結(jié)構(gòu)原理，即所謂的功能載體。構(gòu)原理，即所謂的功能載體。 4）形成初步設(shè)計(jì)方案：）形成初步設(shè)計(jì)方案： 將所有子功能的原理解結(jié)合起來將所有子功能的原理解結(jié)合起來才能形成和實(shí)現(xiàn)總功能。原理解的結(jié)合是設(shè)計(jì)過程中很重才能形成和實(shí)現(xiàn)總功能。原理解的結(jié)合是設(shè)計(jì)過程中很重要的一環(huán)。原理解的結(jié)合可以得到多個(gè)初步設(shè)計(jì)方案，應(yīng)要的一環(huán)。原理解的結(jié)合可以得到多個(gè)初步設(shè)計(jì)方案，應(yīng)采用合適的結(jié)合方法，才能獲得理想的初步設(shè)計(jì)方案。常采用合適的結(jié)合方法，才能獲得理想的初步設(shè)計(jì)方案。常用的結(jié)合方法有系統(tǒng)結(jié)合法和數(shù)學(xué)方法結(jié)合法。用的

26、結(jié)合方法有系統(tǒng)結(jié)合法和數(shù)學(xué)方法結(jié)合法。 5）對(duì)初步設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與篩選：原理解的結(jié)合可以獲）對(duì)初步設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與篩選：原理解的結(jié)合可以獲得多種，有時(shí)多達(dá)幾十種初步設(shè)計(jì)方案，應(yīng)對(duì)這些方案進(jìn)得多種，有時(shí)多達(dá)幾十種初步設(shè)計(jì)方案，應(yīng)對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與篩選，找到較優(yōu)的方案。行評(píng)價(jià)與篩選，找到較優(yōu)的方案。32 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法33v 技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段是將方案設(shè)計(jì)階段擬定的初步設(shè)計(jì)方案具體化，確定結(jié)構(gòu)原理方案；進(jìn)行總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)，確定主要技術(shù)參數(shù)，布局；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配草圖，初選主要零件的材料和工藝方案，進(jìn)行各種必要的性能計(jì)算；如果需要，還可以通過模型試驗(yàn)

27、檢驗(yàn)和改善設(shè)計(jì)；通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選擇較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法v 工藝設(shè)計(jì)階段工藝設(shè)計(jì)階段主要進(jìn)行零件工作圖設(shè)計(jì)，完善部件裝配圖和總裝配圖，進(jìn)行商品化設(shè)計(jì)，編制各類技術(shù)文檔等。 34 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法系列化設(shè)計(jì)系列化設(shè)計(jì) 從基型產(chǎn)品出發(fā)，演變出其他型號(hào)和規(guī)格的產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品的變型系列，又稱為系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的一條重要途徑，是滿足市場多種需求提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本的重要途徑。 v 系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作要點(diǎn)1）合理選擇與設(shè)計(jì)基型產(chǎn)品）合理選擇與設(shè)計(jì)基型產(chǎn)品 基型產(chǎn)品一般選擇系列產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的中檔產(chǎn)品，基型

28、產(chǎn)品一般選擇系列產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的中檔產(chǎn)品， 2）合理制定產(chǎn)品系列型諧）合理制定產(chǎn)品系列型諧 系列化產(chǎn)品的系列型譜制定要在基型產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后或在系列化產(chǎn)品的系列型譜制定要在基型產(chǎn)品設(shè)計(jì)之后或在基型產(chǎn)品方案規(guī)劃中統(tǒng)籌考慮?；彤a(chǎn)品方案規(guī)劃中統(tǒng)籌考慮。35 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法3）采用相似設(shè)計(jì)方法）采用相似設(shè)計(jì)方法 因?yàn)榭v系列產(chǎn)品，無論是基型系列還是派生系列，都是因?yàn)榭v系列產(chǎn)品，無論是基型系列還是派生系列，都是參數(shù)不同，但工作原理相同、結(jié)構(gòu)形狀相似的產(chǎn)品。因此參數(shù)不同，但工作原理相同、結(jié)構(gòu)形狀相似的產(chǎn)品。因此可采用相似設(shè)計(jì)方法，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。可采用相似設(shè)計(jì)方法

29、，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。4）零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化）零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化 系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)要堅(jiān)持零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)要系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)要堅(jiān)持零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)要加強(qiáng)零部件結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，形成標(biāo)準(zhǔn)化的可更換模塊，形加強(qiáng)零部件結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，形成標(biāo)準(zhǔn)化的可更換模塊，形成模塊化產(chǎn)品。成模塊化產(chǎn)品。36 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)v 模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)提高設(shè)計(jì)效率，滿足用戶要求 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本 促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代 方便維修 模塊的結(jié)合部位結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，難于保證外觀的美觀與勻稱 37 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法38 1.5 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法v 模塊化設(shè)計(jì)方式 1）橫系列模塊化設(shè)計(jì)）橫系列模塊化設(shè)計(jì) 在基型產(chǎn)品模塊化結(jié)