第一章：机械制造装备的基本功能:1.一般功能:加工精度,强度刚度和抗震性,耐用度,技术经济等方面的要求 2.柔性化(产品结构柔性化、功能柔性化)精密化,自动化,机电一体化,节材,符合工业工程,绿色工程的要求 ※机械制造装备分类:加工装备(通用,专用,专门化机床)工艺装备(刀,模,夹,量具),仓库传送装备,辅助装备(清洗机、排屑装置) ※机械制造装备设计的类型:1.创新设计(从市场调查与研究和预测开始,明确产品的创新设计任务,经过产品规划,方案设计,技术设计和工艺设计阶段;还应通过产品试制和产品试验来验证新产品的技术可行性;小批生产验证新产品的制造工艺和工...

  第一章：机械制造装备的基本功能:1.一般功能:加工精度,强度刚度和抗震性,耐用度,技术经济等方面的要求 2.柔性化(产品结构柔性化、功能柔性化)精密化,自动化,机电一体化,节材,符合工业工程,绿色工程的要求 ※机械制造装备分类:加工装备(通用,专用,专门化机床)工艺装备(刀,模,夹,量具),仓库传送装备,辅助装备(清洗机、排屑装置) ※机械制造装备设计的类型:1.创新设计(从市场调查与研究和预测开始,明确产品的创新设计任务,经过产品规划,方案设计,技术设计和工艺设计阶段;还应通过产品试制和产品试验来验证新产品的技术可行性;小批生产验证新产品的制造工艺和工艺装备的可行性，但周期长,工作量大)2.变形设计(包括适应型设计、变参数型设计；依据是原有产品,按照一定规律演变出各种不同的规格参数、布局和附近的附属产品)3.模块化设计（变型设计和模块化设计是在基型和模块系统的基础上进行的，而基型和模块系统也是采用创新设计方法完成的）※机械制造装备设计的典型步骤（创新设计）：产品规划（需求分析、调查研究、预测、可行性分析（技术、经济、社会分析））方案设计（设计任务的抽象、建立功能结构、寻求原理解与求解方法、初步设计的具体方案的形成）、技术设计（确定原理结构方案、总体设计、结构设计）、工艺设计 ※系列化设计（系列化设计方法是在设计的某一类产品中，选择功能、结构和尺寸等方面较典型产品为基型，运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，设计出其他各种尺寸参数的产品，构成产品的基型系列；系列化设计应遵循三化“产品系列化、零部件通用化、标准化结构的典型化”）优点：用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求；由基型演变，减少设计工作量，提高设计质量，减少产品研究开发风险，缩短研制周期；压缩工艺装备的数量和种类，降低生产所带来的成本；零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品维修；为开展变型设计提供技术基础 缺点：只能在系类型谱内有限的品种规格中选择所需的产品，一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户的需求，另一方面功能可能冗余 ※系列化设计的步骤：1.主参数和主要性能指标的确定 2.参数分级（公比选用的大小原则:尽可能选用优先数系（公比 N 10 ，5、10），公比选的小，分级较密，有利于用户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多，上述优点得不到充分的利用，反之则比较粗，系列内产品的规格品种少，可带来上述许多优点，但为了以较少的品种满足较大应用限制范围内的需求，系列内每个品种产品应具有较大的通用性，导致结构相对复杂，成本会有所提高，对用户来说较难选到称心如意的产品）3.制定系列型谱 ※模块化设计的概念：为了开发多种不同功能结构或相同功能结构而性能不同的产品，不必对每种产品单独进行设计而是精心设计出一批模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不一样功能结构和性能的多种产品 ※模块化设计步骤：明确任务；建立功能结构（基本、辅助、特殊、适应、专门功能模块）；合理确定产品的系列型谱和参数；模块的组合；模块的计算机管理系统 ※机械制造装备设计的评价（包括：技术经济、可靠性、人机工程、结构工艺性、产品造型、标准化评价）技术经济评价的步骤:建立目标系统和确定评价标准；确定重要性系数；确定各设计的具体方案的评价分数；总权重值；技术评价；经济评价；技术经济评价；可靠性评价：可靠性主要是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定任务的能力，主要根据产品在研制和设计阶段形成的产品固有可靠性； 机械产品的造型：总原则是经济实用、美观大方。 第二章：金属切削机床（工作母机）设计 ※机床设计应满足的基础要求：1.工艺范围 （指机床适应不一样生产规格要求的能力，也称为机床的加工能力）2.柔性 （ 机床适应加工对象变化的能力；包括空间的柔性和时间上的柔性与）3.物流系统的可亲接近性（可接近性是指机床与物流系统之间 4.刚度（指工艺流程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力；包括静、动、热态刚度）5.精度（机床的几何精度、工作精度）6.噪声 7.生产率 8.自动化 9.成本 10.生产周期 11.可靠性 12.造型与色彩 ※机床设计步骤：总体设计；详细设计；机床整体综合评价；定型设计 ※发生线（任何一个表面都可以看做是一条曲线（母线）沿着另一条曲线（导线）运动的轨迹，这两条曲线称为该表面的发生线）的形成：轨迹法（描述法）成型法（仿形法）相切法（旋切法）展成法（滚切法） ※精度（普通精度级、精密级、超精密级机床）：几何精度:机床在空载、不运动或低速时各主要部件的形状、相互位置、旋转和相对运动位移精确程度；运动精度：机床空载并以工作速度运动时，执行部件的几何位置精度（如主轴回转精度）；传动精度：机床传动系统各末端执行件的运动的协调性和均匀性；定位精度：机床的定位部件运动到规定位置的精度；重复定位精度：机床运动部件在相同条件下，用相同方法重复定位时位置的一致程度；工作精度：加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的工作精度；精度保持性：规定工作期间内保持机床所要求的精度，主要影响因素是磨损； ※振动（机床抗振能力是指机床在交变载荷作用下抵抗振动的能力）1.受迫振动：机床受迫振动的频率与振源激振力的频率相同 2.自激振动（切削稳定性）：机床自激振动是发生在刀具和工件之间的相对振动，它在切削过程中出现，其频率与机床系统的固有频率接近；切削停止，振动消失※热变形：机床在工作时受到内部热源和外部热源的影响，使机床的温度高于环境和温度，称为温升。各部分温升不同，不一样的材料热线胀系数不同，机床各部分热膨胀量不同，导致机床床身、主轴和刀架等构件发生变形，称为机床热变形； ※低速运动平稳性：低速运动时产生的运动不平稳性称为爬行（因摩擦产生的自激振动现象）；根本原因：摩擦面上的摩擦系数随速度的增大而减小和传动系的刚度不足；措施：减少静、动摩擦系数之差，提高传动机构的刚度和降低移动件的质量；※金属切削机床总体设计：1.机床系列型谱的制订 2.机床运动功能设置 3.机床总体结构方案设计（结构布局设计（立式、卧式、斜置式）；总体结构的概略形状与尺寸设计）4.机床主要参数的设计（主参数（代表机床规格尺寸/反映机床最大工作上的能力尺寸参数）、基本信息参数（尺寸、运动、动力参数））※主轴转速序列采用等比级数排列的根本原因：1.为使总生产率损失最小，应使各级转速产生的最大相对转速损失率相同 2.应用等比级数排列的主轴转速可借助于串联若干滑移齿轮来实现，使变速传动系统简单且设计计算方便； ※公比 的选用：公比值小则相对转速损失少，但当变速范围一定时变速级数增多，变速箱结构较为复杂；对于通用机床，辅助时间和准备结束时间比较久，机动时间比重不是很大，转速损失不可能会引起加工周期过多地延长，为了变速箱结构不过于复杂，一般取 1.26 或 1.41 等较大公比；对于大批大量生产用的专用机床、专门化机床，取 1.12 或 1.26 等较小公比，采用交换齿轮变速以简化机床结构；非自动化小型机床采用更大的公比 ※级比：指主动轴上同一点传往被动轴相邻两传动线的比值，或变速组内相邻传动比之比，即较大的传动比与相邻的较小传动比之比；级比指数：级比中的指数 X i 值，它的物理意义为相邻两传动线与被动轴交点之间相距的格数；级比指数的规律：设计时要使主轴转速为连续的等比数列，必须有一个变速组的级比指数为 1，称此变速组为基本组。基本组的级比指数用 X0 表示，X0=1，第二扩大组的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数为 X2 等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积，如有更多的变速组，则依次类推。 ※主传动系设计应满足的基础要求：满足机床使用性能要求；满足机床传递动力要求；满足机床工作性能的要求；满足产品设计经济性的要求：维修调整方便，结构相对比较简单、合理，便于加工和装配； ※主传动系的传动方式：集中传动方式（主传动系的全部传动和变速机构集中装在同一个主轴箱内；分离传动方式（主传动系中的大部分传动和变速机构装在远离主轴的单独变速箱中） ※主传动系分类：按驱动主传动的电动机类型（交流电动机驱动、直流）；按传动装置类型（物理运动、液压传动、电气传动装置以及它们的组合）；按变速的连续性（分级、无极变速传动） ※分级变速主传动系的设计：根据主变速传动系的运动参数拟定转速图和结构式，合理分配给变速组中各传动副的传动比，确定齿轮齿数和带轮直径，绘制主变速传动系图； ※主变速传动系设计的一般原则：传动副前多后少的原则；传动顺序与扩大顺序相一致的原则（前密后疏）；变速组的降速前慢后快，中间轴的转速不宜超过电动机的转速；（选择较大的齿轮作公用齿轮以减少齿轮的数目）※扩大传动系变速范围的方法：增加变速组；采用背轮机构；采用双公比的传动系；采用分支传动 ※计算转速的定义：主轴或各传动件传递全部功率的最低转速；※进给传动系的组成：动力源、变速机构、换向机构、运动分配机构、过载保险机构、运动转换机构和执行件等 ※进给传动系设计应满足的基础要求：有充足的静刚度和动刚度；拥有非常良好的快速响应性，不爬性；抗振性好；有充足宽的调速范围；进给系统的传动精度和定位精度要高；结构相对比较简单，加工和装配工艺好 ※物理运动部件应满足的基础要求：物理运动部件要采用低摩擦传动；伺服系统和物理运动系匹配要合适；※进给传动与主传动相比较有哪些不同？：进给传动是恒扭矩传动；进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速；进给传动的转速图为前疏后密结构；进给传动的变速范围 Rn14； ※滚珠丝杠（将旋转运动转换成执行件的直线运动的运动转换机构，由螺母、丝杆、滚珠、回珠器、密封环组成）支撑方式：一端固定一端自由（短丝杠、竖直丝杠）；一端固定一端简支（较长的卧式安装丝杠）；两端固定（长丝杠、高转速、高拉压刚度的场合）；优点：传动效率高、摩擦损失小；运动平稳无爬行；传动精度高、反向时无空程；摩擦小、精度保持性好，寿命长；具有运动可逆性；缺点：制造成本高、不能自锁； 第三章：※主轴部件是机床的执行件，由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成※主轴部件应满足的基础要求：旋转精度（是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动；旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度）刚度（主轴部件的在外加载荷作用下抵抗变性的能力。主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映；抗振性：是指抵抗受迫振动和自激振动的能力；温升和热变性：主轴部件运转时，因各相对处的摩擦生热，切削区的切削热等使主轴部件的温度上升，形状尺寸和位置发生明显的变化，造成主轴部件的热变性；精度保持性：是指长期地保持其原始制造精度的能力（根本原因是磨损） ※主轴的传动方式：齿轮传动、带传动、电机直接驱动 ※三支撑主轴部件中，多采用前、中支撑为主要支撑 ※推力轴承位置配置形式：前端配置(主轴受热向后伸长，不影响轴向精度，对提高主轴部件刚度有利)后端配置（主轴受热后向前伸长，影响轴向精度）两端配置（影响主轴轴承的轴向间隙）中间配置（减少主轴的悬伸量，主轴受热向后伸长）※对主轴轴承的要求：旋转精度高、刚度高、承载能力强、极限转速高、适应变速范围大、摩擦小、噪声低、抗振性好、常规使用的寿命长、制造简单、使用维护方便等。 ※滚动轴承：角接触球轴承（接触角=0 为深沟球轴承；45 角接触球轴承（极限转速较高，径向和一个方向的轴向载荷）；90 推力球轴承）背靠背安装比面对面安装具有更高的抗颠覆力矩的能力；推力轴承（只能承受轴向载荷；允许的极限转速较低） ※几种典型的主轴轴承配置型式：速度型（主轴前后轴承都采用角接触球轴承，两联或三联，轴向切削力越大，接触角应越大，拥有非常良好的高速性能，但承载能力小）、刚度型（前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和 60 度角接触双列向心推力轴承承受轴向载荷，后支承采用双列圆柱滚子轴承）、刚度速度型（前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列圆柱滚子轴承） ※主轴滚动轴承的预紧：预紧是提高主轴部件的旋转精度、刚度、抗振性的重要手段；就是采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性；轻预紧用于高速转轴，中预紧用于中、低速转轴，重预紧用于分度主轴；※支承件的形状：（机床的支承件是指床身、立柱、横梁、底座等大件，相互固定联接成机床的基础和框架）箱形类、板块类、梁类； ※支承件结构的合理设计是应在最小重量条件下，具有最大静刚度：1.空心截面的刚度都比实心的大 2.圆（环）形截面的抗扭刚度比方形好，而抗弯刚度比方形低 3.封闭截面的刚度（特别是抗扭刚度）远大于开口截面的刚度； ※支承件的材料：铸铁（铸造性能好，内摩擦力大，阻尼系数大，使振动衰减的性能好，成本低）钢板焊接结构（制造周期短，刚性好，质量轻）预应力钢筋混凝土（刚度、阻尼大，抗振性好，成本低）天然花岗岩（稳定性很高，精度保持性好，抗振性好）树脂混凝土（刚度高，抗振性好，热容量大，热导率低、耐热性好） ※提高支承件结构性能的措施：1.提高支承件的静刚度和固有频率：根据支承件受力情况合理的选择支承件的材料、截面形状和尺寸、壁厚，合理的布置肋板和肋条，以提高结构整体和局部的弯曲刚度和扭转刚度；2.提高动态特性：改善阻尼特性、采用新材料制造支承件；3.提高热稳定性：控制温升、采用热对称结构、采用热补偿装置； ※导轨（导轨的功用是承受载荷和导向，按结构及形式分为开、闭式导轨）应满足的要求：导向精度高；承载能力大、刚度好；摩擦阻力小、运动平稳；精度保持性好；结构相对比较简单、工艺性好； ※直线.矩形导轨：承载能力大、刚度高、制造简单、检验和维修...