专机的设计优秀PPT.ppt

课程内容目录第1章 专机总体设计课程内容目录机床适机床适应不同生不同生产要求的要求的实力。包括：力。包括：工序种工序种类被加工零件的被加工零件的类型型 材料和尺寸范材料和尺寸范围 毛坯的种毛坯的种类 适适应的生的生产规模模 1 1.工艺范围工艺范围专用机床：工艺范围窄专用机床：工艺范围窄专用机床：工艺范围窄专用机床：工艺范围窄结构简洁、自动化程度高。结构简洁、自动化程度高。结构简洁、自动化程度高。结构简洁、自动化程度高。一般机床：工艺范围宽一般机床：工艺范围宽一般机床：工艺范围宽一般机床：工艺范围宽结构困难、自动化程度低。结构困难、自动化程度低。结构困难、自动化程度低。结构困难、自动化程度低。1.1 1.1 专机的基本要求专机的基本要求课程内容目录l加工精度：被加工零件在形加工精度：被加工零件在形态、位置、尺寸的精确、位置、尺寸的精确 度以及表面的粗糙程度。度以及表面的粗糙程度。2 2.加工精度加工精度l精度保持性：机床保持其原始加工精度的实力。精度保持性：机床保持其原始加工精度的实力。l影响因素影响因素机床精度机床精度机床刚度机床刚度机床抗振性机床抗振性残余应力引起的变形残余应力引起的变形热变形热变形磨损磨损课程内容目录生生产率：率：单位位时间内机床所能加工出的工件数量。内机床所能加工出的工件数量。提高生提高生产率的方法：率的方法：缩短短T T切切、T T辅和和T T准准/n/n3 3.生产率和自动化程度生产率和自动化程度T切切T T辅辅和和T准准/n提高切削用量提高切削用量采用多刀加工采用多刀加工采用多件加工采用多件加工采用多工位加工采用多工位加工机械化机械化自动化自动化快速装夹快速装夹快速换刀快速换刀 u自动化程度可用自动化系数表示，其公式为：自动化程度可用自动化系数表示，其公式为：K K自自=t=t自自/t/t循循课程内容目录优点点自动化程度自动化程度缺点缺点操作方便操作方便生产率高生产率高人为影响少人为影响少质量稳定质量稳定控制系统较复杂控制系统较复杂机床构造较复杂机床构造较复杂制造成本高制造成本高维修困难维修困难大批量生产大批量生产专用机床专用机床组合机床组合机床(刚性刚性)自动线自动线单件小批量生产单件小批量生产数控机床数控机床(NC)加工中心（加工中心（MC）柔性制造单元柔性制造单元/系统系统(FMC/FMS）工厂自动化工厂自动化(FA)措施：措施：措施：措施：课程内容目录机床在机床在规定运用期定运用期间内完成内完成规定功能的定功能的实力。力。4.4.牢靠性牢靠性l无故障性无故障性 机床在运用过程中不易发生故障。机床在运用过程中不易发生故障。l修理性修理性 机床发生故障后简洁修理。机床发生故障后简洁修理。课程内容目录5.5.操作便利、工作平安操作便利、工作平安l目的：为操纵人员供应高效、平安便利的劳动条件，发挥人机目的：为操纵人员供应高效、平安便利的劳动条件，发挥人机最高工作效能。最高工作效能。l设计时的考虑因素：设计时的考虑因素：操纵限制机构应适应操作者的生理特点；操纵限制机构应适应操作者的生理特点；平安防护、冷却、排屑及照明等。平安防护、冷却、排屑及照明等。课程内容目录6.6.造型美造型美观观、削减、削减污污染染l设计时的考虑因素：设计时的考虑因素：机机床床的的造造型型和和色色调调；避避开开和和削削减减对对环环境境的的污污染染，特殊是特殊是 噪声污染。噪声污染。课程内容目录1.2 1.2 专机设计的步骤专机设计的步骤 1调查探讨 依据市场预料、用户须要和运用要求进行可行性分析，确定专机的设计参数及制约条件，最终给出可行性报告及设计任务书。设计任务书中的内容有专机的用途、主要性能参数、工作环境、有关特殊要求、生产批量、预期成本、设计完成期限以及运用单位的生产条件等。课程内容目录 在满足设计任务书中的具体要求的前提下，由设计人员构思出若干种方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能牢靠、结构设计可行、成本低廉的方案。总体方案的内容包括：设计的理由或必要性；专机的用途和运用范围、技术性能、轮廓尺寸和估计重量；所接受的工艺方案；机器的优缺点和经济分析。2 2总体方案设计总体方案设计课程内容目录 在拟定总体方案的基础上，完成专机的总体设计、部件设计、零件设计等。设计结果以工作图及计算书的形式表达出来，其工作量最大。依据确定的工艺方案，进行专机总体布局，从而确定专机刀具和工件的相对运动，确定各部件的相互位置，画出专机总联系尺寸图，它是专机原始总图。最终对有关图进行工艺审查、标准化审查等。3 3工作图设计工作图设计课程内容目录输出输出结果结果传动原理图传动原理图主要部件的结构草图主要部件的结构草图液压系统原理图液压系统原理图电气原理图电气原理图操纵控制系统原理图操纵控制系统原理图课程内容目录技术设计技术设计零件设计及资料编写零件设计及资料编写 输出输出结果结果传动系统图传动系统图部件装配图部件装配图电气系统安装接线图电气系统安装接线图液压系统装配图液压系统装配图控制操作系统装配图控制操作系统装配图总装配图总装配图输出输出结果结果零件图零件图修改部件装配图修改部件装配图修改总图修改总图技术文档技术文档课程内容目录 工作图完成后进行试制，然后对样机进行试验鉴定，从中了解设计中存在的问题，刚好总结阅历教训，进行必要的改进和提高，并为以后设计积累阅历和资料。4.4.试制鉴定试制鉴定课程内容目录 1.3 1.3 专机的总体方案设计专机的总体方案设计具体内容有如下具体内容有如下4 4项：1.1.调查探探讨2.2.工工艺分析分析3.3.专机的机的总体以及各部件的相体以及各部件的相对位置位置 4.4.确定主要技确定主要技术参数参数驾驭机床设计依据。驾驭机床设计依据。驾驭机床设计依据。驾驭机床设计依据。确定零件的确定零件的确定零件的确定零件的加工方法加工方法加工方法加工方法，以及获得零件表面所需，以及获得零件表面所需，以及获得零件表面所需，以及获得零件表面所需的的的的运动运动运动运动。确定刀具和工件之间的相对运动。确定刀具和工件之间的相对运动。确定刀具和工件之间的相对运动。确定刀具和工件之间的相对运动。尺寸参数尺寸参数尺寸参数尺寸参数运动参数运动参数运动参数运动参数动力参数动力参数动力参数动力参数课程内容目录主要内容工艺方法确定工艺方法确定机床运动的确定机床运动的确定夹具方案的拟定夹具方案的拟定加工示意图的绘制加工示意图的绘制 工艺方法的确定是工艺分析中关键的环节。工艺方法的确定是工艺分析中关键的环节。不同的工艺方法，必定会对机床的结构、运动、不同的工艺方法，必定会对机床的结构、运动、传动和性能等产生较大影响。传动和性能等产生较大影响。专机的工艺方法通常借助于方案对比法加以专机的工艺方法通常借助于方案对比法加以确定。确定。工艺分析课程内容目录专机的总体布局基本要求：基本要求：1 1）保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。）保证工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置和相对运动。2 2）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗振性。）保证机床具有与所要求的加工精度相适应的刚度和抗振性。3 3）运用便利，便于操作、调整、修理机床；便于输送、）运用便利，便于操作、调整、修理机床；便于输送、装卸装卸 工件，解除切屑。工件，解除切屑。4 4）经济效果好，如节约材料、削减机床占地面积等。）经济效果好，如节约材料、削减机床占地面积等。5 5）造型美观。）造型美观。图1.1所示为加工柴油机机体的专用铣床的总体布局课程内容目录图1.1 加工柴加工柴油机机体的油机机体的专用用铣床的床的总体布局体布局课程内容目录1.支配机床的运动支配机床的运动2.选择传动形式和支承形式选择传动形式和支承形式3.支配操作部位支配操作部位4.提高动刚度的措施提高动刚度的措施5.造型设计造型设计专机总体布局设计的一般步骤：专机总体布局设计的一般步骤：课程内容目录1.4 1.4 专机的运动联系形式及选择专机的运动联系形式及选择1.4.1 1.4.1 运运动分分类表面成形运动表面成形运动:主运动主运动 进给运动进给运动帮助运动帮助运动运动联系也属于总体布局的内容运动联系也属于总体布局的内容课程内容目录1.4.2 1.4.2 运运动动的支配的支配l简化机床的传动和结构简化机床的传动和结构将运动支配给质量小的零部件；将运动支配给质量小的零部件；l 运动件质量小运动件质量小惯性小惯性小驱动力小驱动力小传动机构体积小传动机构体积小成成本低。本低。l应有利于提高工件的加工精度；如：深孔钻削。应有利于提高工件的加工精度；如：深孔钻削。l 应有利于提高运动部件的刚度；应有利于提高运动部件的刚度；l 运动应支配给刚度高的部件，可削减变形。运动应支配给刚度高的部件，可削减变形。l缩小机床占地面积缩小机床占地面积应视工件的形态而定。应视工件的形态而定。课程内容目录铣铣床床的的几几种种布布局局课程内容目录1.4.3 1.4.3 传动形式的形式的选择驱动电动机驱动电动机进给运动传动进给运动传动机械传动机械传动液压无级传动液压无级传动直线电机直线电机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机 机械传动机械传动液压无级传动液压无级传动电主轴电主轴 主运动传动主运动传动课程内容目录课程内容目录支承形式指支承件的形支承形式指支承件的形态。机床形式机床主运动执行件的状态。机床形式机床主运动执行件的状态。卧式支承卧式支承立式支承立式支承单臂式支承单臂式支承龙门式支承龙门式支承卧式卧式立式立式 支承形式支承形式课程内容目录卧卧式式机机床床课程内容目录立立式式机机床床课程内容目录卧式支承卧式支承 “”课程内容目录立立式式支支承承“|”课程内容目录单单臂臂支支承承“”课程内容目录龙龙门门式式支支承承“”课程内容目录1.5 1.5 主要技术参数的确定主要技术参数的确定机床主要技术参数机床主要技术参数尺寸参数尺寸参数运动参数运动参数动力参数动力参数课程内容目录定义：专机是依据特定零件而设计的，尺寸参数用来定义：专机是依据特定零件而设计的，尺寸参数用来 表示机床加工范围的大小，是特定的。表示机床加工范围的大小，是特定的。尺寸参数尺寸参数课程内容目录定义：机床运动执行件，如主轴、工作台或刀架的转速或定义：机床运动执行件，如主轴、工作台或刀架的转速或 运动速度。运动速度。常用运动参数如下：常用运动参数如下：主运动主运动 进给运动进给运动 辅助运动辅助运动 旋转旋转运动运动 主轴转速主轴转速(r.p.m)转台或头架进给量转台或头架进给量（r.p.m）直线直线运动运动 工作台或滑枕的双工作台或滑枕的双行程数行程数（双行程数双行程数/min）工作台工作台或或刀架进给刀架进给量量（mm/min）工作台或刀架工作台或刀架的的快移速度快移速度（m/min）1.5.2 1.5.2 运动参数运动参数课程内容目录主运主运动为旋旋转运运动的机床的机床其运其运动参数是主参数是主轴转速，它同切削速度的关系是：速，它同切削速度的关系是：式中式中 v 切削速度切削速度(m/min)；n 主轴转速主轴转速(r.p.m)；d 工件或刀具的直径工件或刀具的直径(mm)。（1.1）课程内容目录 当专机是为某一特定工序而设计的，主轴只需一种固定的转速，不必变速。当专机在特定工序上有几种工艺方法，如专机上要求钻孔、攻螺纹等，则要求主轴有多种转速，或专机的加工范围大些，则主轴须要进行分级变速。课程内容目录1.nmax和和nmin的确定的确定1）调查和分析所设计机床可能进行的工序；）调查和分析所设计机床可能进行的工序；2）选择要求最高与最低转速的典型工序；）选择要求最高与最低转速的典型工序；3）依据典型工序的切削速度和刀具或工件直）依据典型工序的切削速度和刀具或工件直 径来计算主轴的径来计算主轴的nmax、nmin和转速范围和转速范围Rn。课程内容目录 式中，式中，dmax或或dmin并不是指机床上可能加工的最大或最并不是指机床上可能加工的最大或最小直径，而是指常用的经济的最大或最小加工直径。小直径，而是指常用的经济的最大或最小加工直径。计计算算公公式式课程内容目录2.2.主主轴转速数列速数列 主主轴变速共有速共有Z Z级，其中，其中n n1 1=n=nminmin，n nZ Z=n=nmaxmax，各，各级转速分速分别为n n1 1、n n2 2、n n3 3、n nj j、n nj+1j+1、n nZ Z 。转速范围公比如数列中只有一个公比值在主运动系统中，主轴转速接受等比级数排列；在主运动系统中，主轴转速接受等比级数排列；在进给运动系统中，轴转速接受等差级数排列。在进给运动系统中，轴转速接受等差级数排列。课程内容目录1.5.3 1.5.3 动动力参数力参数动动力参数包括力参数包括电动电动机的功率、液机的功率、液压压缸的缸的牵牵引力等。引力等。依据依据动动力参数来力参数来设计计设计计算各算各传动传动件。件。课程内容目录1.6 1.6 专机功率的确定专机功率的确定定定义：电动机功率、液机功率、液压缸缸牵引力、液引力、液压马达或步达或步进电机的机的 额定扭矩等。定扭矩等。电动机的功率电动机的功率主运动主运动电动机功率电动机功率进给运动进给运动电动机功率电动机功率快速移动快速移动电动机功率电动机功率课程内容目录1.6.1 1.6.1 主运动驱动电动机功率的确定主运动驱动电动机功率的确定 1.类比法类比法2.实侧法实侧法3.计算法计算法 粗略估算可用下列阅历公式电动机额定功率为课程内容目录1.6.2 1.6.2 进给运动电动机功率的确定进给运动电动机功率的确定 进给运动所消耗的功率很小，只有主传动的百分之几。进给运动所消耗的功率很小，只有主传动的百分之几。1.1.进给运动与进给运动与主传动合用一台电动机，可略去不计；主传动合用一台电动机，可略去不计；2.2.如不如不合用时合用时，应分别计算。，应分别计算。当进给运动和快速运动合用一台电动机时当进给运动和快速运动合用一台电动机时,因为快速移动所消耗的功率因为快速移动所消耗的功率 进给运动功率，所进给运动功率，所以电动机功率确定取决于快速移动功率。以电动机功率确定取决于快速移动功率。