机械制造设备0 绪论.ppt

1机械制造装备机械制造装备机械工程学院机械工程学院 刘必荣刘必荣2绪绪 论论l机械制造业在国民经济中的地位机械制造业在国民经济中的地位 机械制造业是重要的基础工业。根据对各工业国的统机械制造业是重要的基础工业。根据对各工业国的统计，制造业产值占其国民经济总收入相当大的比重，美国计，制造业产值占其国民经济总收入相当大的比重，美国68%的财富来源于制造业；在日本，国民经济总产值的的财富来源于制造业；在日本，国民经济总产值的49%是制造业提供的；在我国，制造业在工业总产值中所是制造业提供的；在我国，制造业在工业总产值中所占的比重约为占的比重约为40%。在各类机械制造部门中，金属切削机床是加工机器零在各类机械制造部门中，金属切削机床是加工机器零件的主要设备，在其所拥有的所有装备中，机床占件的主要设备，在其所拥有的所有装备中，机床占50%以以上，机床及其它的制造装备是机械制造技术的重要载体，上，机床及其它的制造装备是机械制造技术的重要载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平，担负着为国民它标志着一个国家的生产能力和技术水平，担负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务。经济各部门提供现代化技术装备的任务。33l机械制造业的发展概况及发展前景机械制造业的发展概况及发展前景 1887年，上海发昌机械厂曾生产过少量的车床；年，上海发昌机械厂曾生产过少量的车床；1910年，江南制造局曾制造过几十台机床；年，江南制造局曾制造过几十台机床；1949年，我国能生产十几种简单的机床，年产量只有年，我国能生产十几种简单的机床，年产量只有1500台；台；80年代末，我国机床品种发展到年代末，我国机床品种发展到2000多种，年产量超过多种，年产量超过20万万台，我国机床的拥有量已达三百多万台，部分产品面向国际台，我国机床的拥有量已达三百多万台，部分产品面向国际市场，远销国外。市场，远销国外。80 年以来，我国机床工业已为国民经济各部门提供了年以来，我国机床工业已为国民经济各部门提供了115种高种高精度机床，有些已达世界先进水平。例：沈阳第一机床厂生精度机床，有些已达世界先进水平。例：沈阳第一机床厂生产的产的SI-235和和SI-255型超高精度车床，加工圆度可达型超高精度车床，加工圆度可达0.3um；平面度达平面度达0.001mm/100mm；表面粗糙度可达到；表面粗糙度可达到Ra0.08Ra0.04。又例：我国上海机床厂生产的。又例：我国上海机床厂生产的MK1632/1型数控外圆型数控外圆磨床及其它厂生产的几种数控机床已稳定用于日本富士通公磨床及其它厂生产的几种数控机床已稳定用于日本富士通公司的无人化工厂中。司的无人化工厂中。44 我国机械装备已经取得巨大的成就，但与世界先进水平相我国机械装备已经取得巨大的成就，但与世界先进水平相比，还有较大的差距，我国机床制造成本高，精度保持性差，比，还有较大的差距，我国机床制造成本高，精度保持性差，柔性制造系统的研究和应用还落后于世界先进水平，但我国人柔性制造系统的研究和应用还落后于世界先进水平，但我国人民有志气，有能力一定在不远的将来赶上和超过世界先进水平。民有志气，有能力一定在不远的将来赶上和超过世界先进水平。当前，制造技术的发展趋势是，必须强化具有自己创新技术的当前，制造技术的发展趋势是，必须强化具有自己创新技术的产品开发的能力，缩短产品的上市时间，提高产品质量和生产产品开发的能力，缩短产品的上市时间，提高产品质量和生产效率，从而提高企业的市场应变能力和综合竞争能力。工艺与效率，从而提高企业的市场应变能力和综合竞争能力。工艺与装备技术的发展体现在高精度、高效率、低成本、高柔性、智装备技术的发展体现在高精度、高效率、低成本、高柔性、智能化等方面，重视先进的基本制造工艺与特种工艺的研究，重能化等方面，重视先进的基本制造工艺与特种工艺的研究，重视智能技术的研究和先进工装、刀具的研究，研制高性能的自视智能技术的研究和先进工装、刀具的研究，研制高性能的自动化制造设备，开发基于新工艺的装备等。动化制造设备，开发基于新工艺的装备等。5l机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能（一）一般的功能要求（一）一般的功能要求（1 1）加工精度方面的要求）加工精度方面的要求（2 2）强度、刚度和抗振性方面的要求）强度、刚度和抗振性方面的要求（3 3）加工稳定性方面的要求）加工稳定性方面的要求（4 4）耐用性方面的要求）耐用性方面的要求（5 5）技术经济方面的要求）技术经济方面的要求（二）柔性化（二）柔性化（三）精密化（三）精密化（四）自动化（四）自动化（五）机电一体化（五）机电一体化（六）节约材料、能源（六）节约材料、能源（七）符合工业工程要求（七）符合工业工程要求（八）符合绿色工程要求（八）符合绿色工程要求6l机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的类型 一、创新设计一、创新设计二、变形设计二、变形设计三、组合设计三、组合设计7产品规划阶段产品规划阶段需求分析需求分析调查研究调查研究预测预测可行性分析可行性分析编制设计任务书编制设计任务书方案设计阶段方案设计阶段对设计任务的抽象对设计任务的抽象建立功能结构建立功能结构 图图1寻求原理解与解决方法寻求原理解与解决方法初步设计方案的形成初步设计方案的形成 图图2初步设计方案的评价与筛选初步设计方案的评价与筛选l机械制造装备设计的典型步骤机械制造装备设计的典型步骤1、2、3、4、5、1、2、3、4、5、（一）（一）（二）（二）8910技术设计阶段技术设计阶段确定结构原理方案确定结构原理方案总体设计总体设计结构设计结构设计施工设计阶段施工设计阶段零件图设计零件图设计完善装备图完善装备图商品化设计商品化设计编制技术文档编制技术文档l 机械制造装备设计的典型步骤机械制造装备设计的典型步骤1、2、3、1、2、3、4、（三）（三）（四）（四）11（一）人因素方面（一）人因素方面（二）机器因素方面（二）机器因素方面（三）环境因素方面（三）环境因素方面（四）人机系统方面（四）人机系统方面n人机工程学评价人机工程学评价12加工工艺性加工工艺性装配工艺性装配工艺性n 结构工艺性评价结构工艺性评价（一）（一）（二）（二）（三）（三）维修工艺性维修工艺性 结构工艺性评价的目的是降低生产成本，缩短生产时间结构工艺性评价的目的是降低生产成本，缩短生产时间,提提高产品质量。结构工艺性应从加工、装配、维修和运输等方面高产品质量。结构工艺性应从加工、装配、维修和运输等方面来评价。来评价。13产品造型设计产品造型设计产品色彩产品色彩n 产品造型评价产品造型评价（一）（一）（二）（二）机械产品的造型的总原则是经济实用、美观大方。机械产品的造型的总原则是经济实用、美观大方。“经经济济”指的是造型成本低，并有助于提高产品的可靠性、寿命指的是造型成本低，并有助于提高产品的可靠性、寿命和人机界面。和人机界面。“实用实用”指的是实用操作方便、舒适、符合人指的是实用操作方便、舒适、符合人体的生理和心理特征。体的生理和心理特征。1、尺度与比例、尺度与比例2、对称与均衡、对称与均衡3、安定与轻巧、安定与轻巧4、对比与调和、对比与调和5、过度与呼应、过度与呼应6、节奏与韵律、节奏与韵律7、重点与一般、重点与一般1、色调选择、色调选择2、配色方法、配色方法14标准化及其目的标准化及其目的标准分类标准分类n 标准化评价标准化评价（一）（一）（二）（二）（三）（三）企业标准体系结构企业标准体系结构产品设计的标准化产品设计的标准化（四）（四）1、技术标准技术标准工作标准工作标准管理标准管理标准2、3、1、2、3、4、企业标准的审查企业标准的审查设计文件的标准化审查设计文件的标准化审查工艺文件的标准化审查工艺文件的标准化审查工装设计文件的标准化审查工装设计文件的标准化审查15可靠性特征量可靠性特征量n可靠性评价可靠性评价（一）（一）（二）（二）可靠性预测可靠性预测产品可靠性指标产品可靠性指标可靠性可靠性维修性维修性有效性有效性耐久性耐久性安全性安全性可可靠靠度度可可靠靠寿寿命命累累积积失失效效概概率率失失效效率率平平均均寿寿命命平平均均修修复复时时间间修修复复率率维维修修度度极极限限有有效效度度平平均均有有效效度度瞬瞬时时有有效效度度可靠性指标的分配可靠性指标的分配（三）（三）16建立目标系统和确定评价标准建立目标系统和确定评价标准n 技术经济评价技术经济评价（一）（一）（二）（二）确定重要性系数确定重要性系数（四）（四）确定各设计方案的评价分数确定各设计方案的评价分数总权重值总权重值ZQj技术评价技术评价Tj经济评价经济评价Ej:经济评价是理想生产成本经济评价是理想生产成本CL与实际生产成本与实际生产成本Cs之比之比,即即:Ej=CL/Cs技术经济评价的步骤技术经济评价的步骤:（三）（三）（五）（五）（七）（七）（六）（六）1、2、通常理想成本通常理想成本CLCL应低于市场同类产品最低价的应低于市场同类产品最低价的70%70%。经济评价。经济评价EjEj越越大，代表经济效果越好，大，代表经济效果越好，Ej=1Ej=1的方案经济上最理想。如经济评价的方案经济上最理想。如经济评价值小于值小于0.70.7，说明方案的实际生产成本大于市场同类产品的最低价，说明方案的实际生产成本大于市场同类产品的最低价，一般不予考虑。一般不予考虑。技术经济评价技术经济评价TEj:TEj:有两种计算方法有两种计算方法1、当当TjTj和和EjEj的值相差不太悬殊时，可用均值法计算的值相差不太悬殊时，可用均值法计算EjEj值：值：2、TEj=（Tj+Ej）/2当当TjTj和和EjEj的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算EjEj值：值：TEj=Tj+Ej1717l课程的学习目的，要求与主要研究内容课程的学习目的，要求与主要研究内容 机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储输送装备和机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储输送装备和辅助装备四种，它和制造工艺、方法密切联系，是机械制造技辅助装备四种，它和制造工艺、方法密切联系，是机械制造技术的载体。术的载体。u加工设备加工设备 1、金属切削机床、金属切削机床 车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，锯床和其他机床。铣床，刨插床，拉床，锯床和其他机床。2、特种加工机床、特种加工机床 电火花加工，电子束加工，等离子束加工，离子束加工，电电火花加工，电子束加工，等离子束加工，离子束加工，电解加工、电解抛光，电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削，激解加工、电解抛光，电解磨削、电解珩磨、阳极机械磨削，激光加工，化学加工、化学抛光，超声波加工，磨料喷射加工、光加工，化学加工、化学抛光，超声波加工，磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工，磨料流加工、液体喷射加工，电子束和离子束加工以及同时用电子束和离子束加工以及同时用几种加工方式的复合加工几种加工方式的复合加工。1818 3、金属成形机床、金属成形机床 机械和液压塑机；自动金属成型机，其中包括数控机床、机械和液压塑机；自动金属成型机，其中包括数控机床、锻机；柔性数控锻压机械；激光设备和技术；钣金的工作设备锻机；柔性数控锻压机械；激光设备和技术；钣金的工作设备和技术；金属切割刀；弯曲和平整机；其它成形机械和自动设和技术；金属切割刀；弯曲和平整机；其它成形机械和自动设 u工艺设备工艺设备 机械制造过程中所用的刀具、模具、夹具、量具，使用这机械制造过程中所用的刀具、模具、夹具、量具，使用这类设备可以在制造过程中用来保证制造质量、提高生产效率。类设备可以在制造过程中用来保证制造质量、提高生产效率。u仓储输送设备仓储输送设备 仓储是用来存储材料、外购件、半成品及工具等。物料输仓储是用来存储材料、外购件、半成品及工具等。物料输送主要一由流水线或自动线输送设备完成。也有装备为生产设送主要一由流水线或自动线输送设备完成。也有装备为生产设计的工件上下料的专门装置。计的工件上下料的专门装置。u辅助设备辅助设备 各种清洗机、排屑机、计量装置等。各种清洗机、排屑机、计量装置等。1919n学习目的学习目的 本课程作为机械制造专业的一门专业课，其学习目的本课程作为机械制造专业的一门专业课，其学习目的是掌握机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用。是掌握机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用。n学习要求学习要求 本课程要求学生具备一定的机床总体设计、传动设计、本课程要求学生具备一定的机床总体设计、传动设计、结构设计基本知识及主要工艺装备的基本设计能力。结构设计基本知识及主要工艺装备的基本设计能力。20n本课程的性质本课程的性质 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，是该本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，是该专业的必修课。专业的必修课。n本课程的目的本课程的目的 通过本课程的教学，使本科学生在有限的学时内，获得合理通过本课程的教学，使本科学生在有限的学时内，获得合理选择、正确使用机械制造装备及设计机械制造装备所必需的基选择、正确使用机械制造装备及设计机械制造装备所必需的基本理论知识，具备工艺装备的设计能力。本理论知识，具备工艺装备的设计能力。n本课程的任务本课程的任务 本课程的主要任务是使学生：本课程的主要任务是使学生：（1）掌握机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用。）掌握机械制造装备的工作原理及其正确使用和选用。（2）掌握机床总体设计、传动设计、结构设计的基本知识。）掌握机床总体设计、传动设计、结构设计的基本知识。（3）掌握工艺装备的基本知识并具备工艺装备的设计能力。）掌握工艺装备的基本知识并具备工艺装备的设计能力。