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1、1,机械制造装备,机械工程学院 刘必荣,2,绪 论,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49%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40%。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50%以上，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，担负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务。,3,3,机械制造业的发展概况及发展前景 1887年，上海发昌机械
2、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；1949年，我国能生产十几种简单的机床，年产量只有1500台；80年代末，我国机床品种发展到2000多种，年产量超过20万台，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115种高精度机床，有些已达世界先进水平。例：沈阳第一机床厂生产的SI-235和SI-255型超高精度车床，加工圆度可达0.3um；平面度达0.001mm/100mm；表面粗糙度可达到Ra0.08Ra0.04。又例：我国上海机床厂生产的MK1632/1型数控外圆磨床及其它厂生产的几种数控机床已稳
3、定用于日本富士通公司的无人化工厂中。,4,4,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，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。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，研制高性能的自动化制造设备，开
4、发基于新工艺的装备等。,5,机械制造装备应具备的主要功能,（一）一般的功能要求,（1）加工精度方面的要求,（2）强度、刚度和抗振性方面的要求,（3）加工稳定性方面的要求,（4）耐用性方面的要求,（5）技术经济方面的要求,（二）柔性化,（三）精密化,（四）自动化,（五）机电一体化,（六）节约材料、能源,（七）符合工业工程要求,（八）符合绿色工程要求,6,机械制造装备设计的类型 一、创新设计二、变形设计三、组合设计,7,产品规划阶段,需求分析,调查研究,预测,可行性分析,编制设计任务书,方案设计阶段,对设计任务的抽象,建立功能结构 图1,寻求原理解与解决方法,初步设计方案的形成 图2,初步设计方案
5、的评价与筛选,机械制造装备设计的典型步骤,1、,2、,3、,4、,5、,1、,2、,3、,4、,5、,（一）,（二）,8,9,10,技术设计阶段,确定结构原理方案,总体设计,结构设计,施工设计阶段,零件图设计,完善装备图,商品化设计,编制技术文档,机械制造装备设计的典型步骤,1、,2、,3、,1、,2、,3、,4、,（三）,（四）,11,（一）人因素方面（二）机器因素方面（三）环境因素方面（四）人机系统方面,人机工程学评价,12,加工工艺性,装配工艺性,结构工艺性评价,（一）,（二）,（三）,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,提高产品质量。结构工艺性应从加工、装配、
6、维修和运输等方面来评价。,13,产品造型设计,产品色彩,产品造型评价,（一）,（二）,机械产品的造型的总原则是经济实用、美观大方。“经济”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。“实用”指的是实用操作方便、舒适、符合人体的生理和心理特征。,1、尺度与比例2、对称与均衡3、安定与轻巧4、对比与调和5、过度与呼应6、节奏与韵律7、重点与一般,1、色调选择2、配色方法,14,标准化及其目的,标准分类,标准化评价,（一）,（二）,（三）,企业标准体系结构,产品设计的标准化,（四）,1、,技术标准,工作标准,管理标准,2、,3、,1、,2、,3、,4、,企业标准的审查,设计文件的标准
7、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,15,可靠性特征量,可靠性评价,（一）,（二）,可靠性预测,产品可靠性指标,可靠性,维修性,有效性,耐久性,安全性,可靠度,可靠寿命,累积失效概率,失效率,平均寿命,平均修复时间,修复率,维修度,极限有效度,平均有效度,瞬时有效度,可靠性指标的分配,（三）,16,建立目标系统和确定评价标准,技术经济评价,（一）,（二）,确定重要性系数,（四）,确定各设计方案的评价分数,总权重值ZQj,技术评价Tj,经济评价Ej:,经济评价是理想生产成本CL与实际生产成本Cs之比,即:Ej=CL/Cs,技术经济评价的步骤:,（三）,（五）,（七）,（六）,
8、1、,2、,通常理想成本CL应低于市场同类产品最低价的70%。经济评价Ej越大，代表经济效果越好，Ej=1的方案经济上最理想。如经济评价值小于0.7，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。,技术经济评价TEj:有两种计算方法,1、,当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法计算Ej值：,2、,TEj=（Tj+Ej）/2,当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算Ej值：,TEj=Tj+Ej,17,17,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。加工设备 1、
9、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，铣床，刨插床，拉床，锯床和其他机床。2、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、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几种加工方式的复合加工。,18,18,3、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、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 工艺设备 机械制造过程中所用的刀具、模具、夹具、量
10、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。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。辅助设备 各种清洗机、排屑机、计量装置等。,19,19,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。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、结构设计基本知识及主要工艺装备的基本设计能力。,20,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，是该专业的必修课。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。本课程的任务 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。（2）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。,
