机械制造装备概论(绪论、第1章)
机械制造技术基础第章概论(1)
1.1.2 切削(qiēxiāo)加工成形运动和切 削(qiēxiāo)用量
背吃刀量 车削时（单位为mm）是工件上待加工表面与
已加工表面间的垂直距离：
式中 ——工件待加工表面的直径，单位为mm；
——工件已加工表面的直径，单位为mm。
合成切削速度 在主运动与进给运动同时(tó ngshí)进行的 情况下，切削刃上任一点的实际切削速度是它们的合成速
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第1章 概 论
图1.1 阶梯(jiētī)轴简图
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第1章 概 论
1.1 机械加工的基本概念 1.2 机械加工工艺装备 1.3 基准(jīzhǔn)的概念及
其分类 1.4 工件定位的六点定则 1.5 获得加工精度的方法 1.6 实 训 1.7 习 题
1.2.1.1 机床的分类与型号 (xínghào)编制
（1）机床的类别(lè ibié )代号 机床的类别(lèibié )代号用大写的汉语拼音字母表示，如表1.1所示。若
每类又有分类，则在类别(lèibié )代号之前用阿拉伯数字表示。 （2）机床的特性代号 机床的特性代号表示机床所具有的特殊性能，包括通用特性和结构特性，
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1.2.1.1 机床的分类(fēn lèi)与型 号编制
机床的品种规格繁多，为了便于区别、使用和管理，必须对机床进 行分类，并编制型号。
1. 机床的分类 机床的传统分类方法(fāngfǎ)，主要是按加工性质和所用的刀具进
行分类。根据国家制定的机床型号编制方法(fāngfǎ)，目前将机床 分为12大类：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、特种加工机床、锯床和其它机床。在 每一类机床中，又按工艺范围、布局形式和结构，分为若干组，每 一组又细分为若干系（系列）。
第一章机械制造概论
构造三维模型 模型近似处理
切片处理
激光
喷射源
固化树脂 切割箔材 烧结粉末
喷粘结剂 喷热熔材料
三维产品（样品/模具） 表面处理
快速成形过程
光固化法（SL法）
原理：如左图。
特点：精度高、表面质 量好、原材料利用率 将近100%。
应用：适合制造壳体类 零件及形状复杂，特 别精细的零件（如首 饰、工艺品等）。
大批量生产： 1）车端面，打中心孔。 2）车大外圆及倒角。 3）车小外圆及倒角。 4）铣键槽。 5）去毛刺。 6）热处理。 7）磨外圆。
生产类型与生产方式
批量生产与单件、小批量生产的比较如表1-4 所示。产品的制造过程实际上包括了零件、部件及 整机的复杂制造过程，部件和整机的制造一般是一 个装配的过程。
式中：Q——产品的年产量 n——单台产品中该零件的数量 a——备品率，以百分数计 b——废品率，以百分数计
按年生产纲领，划分生产类型，各种生产类型的工 艺过程的特点可归纳成。
生产纲领与生产类型的关系
生产类型
单件生产 小批生产 中批生产 大批生产 大量生产
零件年生产纲领/（件/年）
重型零件 ≤5
中型零件 ≤20
1.材料去除工艺（Δ m＜0）
定义：按照一定的方式从工件上去除材料， 工件逐渐逼近所需形状和尺寸的零件。
影响加工效率的因素：材料或毛坯与零件 的形状、尺寸相接近的程度。
特点：工件形状越接近零件，材料去除越 少，能源消耗也就越少；反之则材料、能源消 耗就越大。
内容：切削加工、特种加工（定义：利用 电能、光能等对工件进行材料去除的加工方法。 如：电火花加工、电解加工、激光加工
制定加工、装配以及产品验收和 交货的技术条件
机械制造装备设计第一章
四、自动化
自动化有全自动和半自动之分：全自动是指能自动完成工 件的上料、加工和卸料的生产全过程；半自动则上下料需 人工完成。
实现自动化的方法从初级到高级依次为凸轮控制、程序控 制、数字控制和适应控制等。
凸轮控制是采用凸轮机构控制多个部件的运动，使之互相 协调地工作，改变工作循环需更换或调整凸轮。
夹具一般由定位机构、夹紧机构、刀具导向装置、工件推 入和取出导向装置和夹具体构成。
按夹具安装所用机床可分为车床夹具、铣床夹具、刨床夹 具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等。
按夹具专用化程度可分为专用夹具、成组夹具和组合夹具 等。
二、工艺装备
(四)量具 量具是以固定形式复现量值的计量器具的总称。 许多量具已商品化，如千分尺、千分表、量块等。
▪ 以机械制造装备中两个最具有代表性的产品群：
机床和工业机器人的生产来说， 目前面临着非常 严峻的形势。
▪ 我国机械制造装备产业的上述情况仅仅是整个制
造业的一个缩影，而机械制造装备产业的萎靡不 振又严重影响了机械制造业、乃至整个制造业的 振兴。故振兴我国机械制造装备业，提高我国机 械制造装备产品的技术水平和市场竞争力是当前 进行国有企业改革、改组、改造的当务之急。
(二) 特种加工机床
5．离子束加工机床
在电场作用下，将正离子从离子源出口孔“引出”， 在真空条件下，将其聚焦、偏转和加速，并以大能量细束 状轰击被加工部位，引起工件材料的变形与分离，或使靶 材离子沉积到工件表面上，或使杂质离子射人工件内，用 这种方法对工件进行穿孔、切割、铣削、成像、抛光、蚀 刻、清洗、溅射、注入和蒸镀等．统称离子束加工。离子 束加工机床就是利用离子束的上述特性进行加工的装备。
二、工艺装备
5．锻压模具 锻压模具是锻造用模具的总称。
机械装备制造-第一章绪论第一节(机械制造装备及其在国民经济中的重要作用)
因为数控机床是按照预定的程序自动加工， 可避免人为的干扰因素，而且加工精度还可以利 用软件来进行校正和补偿。
4）有较高的生产率
可以选择最佳切削用量，选用很高的空行程 速度，缩短了辅助时间，可以不停车就自动换刀 和自动改变切削用量。更换零件时，只需改变加 工程序，节省了机床准备与调整时间。这些都可 提高生产率。
当前对精益生产的理解有广义和狭义， 狭义的精益生产就是生产系统的精益化， 广义的精益生产已超越了生产系统，其实 就是企业精益管理。
精益管理就是通过以人为本，以团体为 组织细胞，由顾客确定产品价值结构，实 施JIT（适时、适量、适物）生产和供应， 采用并行工程进行产品开发，最终实现 “杜绝（浪费）”的战略思想，其结果是 使企业能够满足用户快速变化的、多样性 的、个性化的需求并获得丰厚的利润。
6)组织形式采用如“虚拟公司”在内的多种 类型。
三、我国机械制造装备工业目前状况
1.柔性低。我国目前机械制造业的装备水平还比较 落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上 是通用机床加专用工艺设备，数控机床在机械制 造装备中的比重比较低。刚性强，就要求产品的 生产批量不宜太小，生产品种不宜过多。
2.自动化程度低。导致劳动生产效率低下，产品质 量不稳定。
机械制造装备设计
第一章 绪 论
第一节 概述 （机械制造装备及其在国民经济中的重要作
用）
一、本课程的学习内容、目的及要 求
本课程学习内容 ： ①绪论 ； ②机械制造装备设计方法 ； ③金属切削机床设计 ； ④机床夹具设计 。
1.本课程要求（教学目的）
机械制造装备设计是机械专业的一门专业课， 通过本课程的教学，使学生明白机械制造装备的 重要性，了解机械制造装备的技术现状和发展趋 势；对机械制造装备的构成和应满足的要求有一 个较全面的认识；掌握主要机械制造装备的现代 设计原理和方法；通过本课程的学习，具备一定 的机械制造装备的总体设计和结构设计能力。
机械制造装备概论(第0、1章 绪论+机床的运动分析) - new
机械制造装备概论
• • • • • • • 绪论 第一章 机床运动分析 第二章 车床 第三章 数控机床（制造自动化机床-最后） 第四章 齿轮加工机床 第五章 磨床 第六章 其它机床
绪
论
---主要掌握常见机床的分类与编码及主参数识别。 机械制造装备概述： 机械制造行业所经历的技术变迁 机械制造装备及其在国民经济中的重要作用 机械制造装备应具备的主要功能 机械制造装备的分类
绪 机 论 械 制 造 装 备 设 计
• §金属切削机床概述 • 零件加工方法: • 铸造、锻造、焊接、切削加工、成形加工及特种加工(电火 花加工、电火花线切工、超声加工、快速成形以及化学加工、磨 料流动加工等) • 金属切削机床： • ---指用切削的方法加工金属工件，使之获得所要求的几何 形状、尺寸精度和表面质量的机器。 • ---制造机器的机器，故又称为“工作母机”或“工具机” （Machine-tool）,习惯上简称为“机床”。 • ---在现代机械制造工业中，被制造的机器零件，特别是精密零 件的最终形状、尺寸及表面粗糙度，主要是借助金属切削机床加 工来获得的，因此机床是制造机器(装备)零件的主要设备。 • ----它所担负的工作量约占机器总制造工作量的40%～60%，它 的先进程度直接影响到机器制造工业的产品质零件加工方法量和 劳动生产率。
车床
钻床
镗床
铣床
磨床
拉床
锯床
滚齿机
刨床
插床
2. 按机床的通用程度分类
1) 通用机床（万能机床）
特点是：加工范围较广，结构往往比较复杂，主要适用于 单件小批生产。
2) 专用机床
根据特定工艺要求而专门设计、制造和使用的，生产率较高， 结构比通用机床简单，适于大批量生产，如各类组合机床。
机械制造装备讲义第一章第一节
（一）机床的分类
1、按加工方式分 2、按通用程度分 3、按精度高低分 4、按自动化程度分 5、按机床重量分 6、按机床主要工作部件分
按加工方式分：（11种）
车床（C）；钻床（Z）；镗床（T）；磨床（M）； 齿轮加工机床（Y）；螺纹加工机床（S）； 铣床（X）；刨插床（B）；拉床（L）； 锯床（G）；其它机床（Q）。
在机床上比较容易实现和能够保证精度的运动 是直线运动（A）和旋转运动（B）；
形成零件表面所需要的成形运动，就是形成其 母线及导线所需要的成形运动的总和。
• 零件的表面形状不仅与母线和导线的形状有关，还和它 们的初始位置分不开；
• 图示母线原始位置变化时形成的不同表面 ， 母线——直线，导线——圆（绕轴心线O-O旋转）。
可逆表面：母线和导线可以互换而不改变形成的表面形 状； 不可逆表面：两者不可互换。
一个表面可以看作一条线沿着另一条线运动形成的表面 是线性表面，如平面、圆柱面、圆锥面、螺旋面和各种 成形表面。
机床运动的分类： 表面成型运动，是保证得到工件要求的表面形 状的运动； 其它运动，包括各种空行程运动、分度运动、 切入运动、辅助运动、操作及控制运动； 表面成型运动是最基本的；是本节主要讨论的 对象 。
（一）表面成形运动 （二）其它运动
（一）表面成型运动
表面成型运动（成形运动）是保证得到工件要求的 表面形状的运动，是机床上最基本的运动；
1、通用机床型号 2、专用机床型号
由汉语拼音字母○和数字Δ按一定规律组合而成，如C6140； 通用机床型号最少由一个字母和四个数字构成，如M1432； （…）内容可有可无。
(△) ○ (○) △ △ △ (×△) (○) / ( ) (- )
《机械制造装备设计》课程教学大纲(本科)
机械制造装备设计(Design of Machine Manufacturing Equipment)课程编号：03410132学分：2学时：32 （其中：讲课学时：30实验学时：2上机学时：0）先修课程：工程图学、工程力学、公差与技术测量、机械设计、机械制造技术基础等适用专业：机械制造及其自动化专业教材：《机械制造装备设计》，关慧贞、冯辛安主编，机械工业出版社，2009 年11月第3版一、课程性质与课程目标（一）课程性质《机械制造装备设计》本课程是机械制造及其自动化专业的主干专业课程之一。
主要任务是使学生了解机械制造装备在国民经济中的作用及其技术现状和发展趋势；掌握机械制造装备的设计原理和方法；具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计能力；为学生能够设计出具有自主知识产权的机械产品打下坚实的基础。
（二）课程目标课程目标1:掌握机床的成形原理，根据加工对象的几何特征，分析机床的所需的运动，确定机床的传动方案。
课程目标2：能根据机械制造装备设计的三种不同类型的特点，针对特定的设计对象，选择相应的设计手段，制定出合理的产品设计总体方案。
能够根据加工对象的技术特征合理的选择加工机床。
课程目标3：能根据机床的精度、刚度，振动、热变形的相关理论，设计与分析机床的传动结构，分析与处理机床常见的机械缺陷与故障。
（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求3、毕业要求6和毕业要求11：1.毕业要求指标点3-3：能够设计满足特定需求的机械系统、部件和工艺流程，并能够体现创新意识。
该指标点占该要达成度的10%;2•毕业要求指标点6-2：能正确认识机械制造过程和装备对于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。
该指标点占该要求达成度的30%；3.毕业要求指标点11-1：理解机械工程活动中涉及的重要经济与管理因素。
该指标点占该达成度的15%o二、课程内容及要求第1章绪论(一)教学内容(1)机械制造装备在国民经济中的地位、作用及其技术现状和发展趋势。
第一章 机械制造概论.
界大国的行列。目前，我国电力、钢铁、石油、交 通、矿山等基础工业部门所拥有的机电产品总量中，
约有80％是我国自己制造的，其中6000m电驱动沙
漠钻机已达到国际先进水平，300MW和600MW火电机 组已成为国家电力工业的主要机组。2003年，我国 汽车年产量已达445万辆，机动车产量居世界首位。 许多与人们生活密切相关的机电产品(如电冰箱、
(1)净成形
净成形技术是指由原材料到零件成形后不再加 工(或仅需少量加工)就可用作机械零件的成形技术。 采用净成形技术加工方法不同，所获得的机械零件尺 寸精度、形位精度和表面质量也不尽相同。
一般就是年产量。零件的生产纲领N应当计入备品和
废品的数量，常按下式计算 N = Q n ( 1 + a ) ( 1 + b ) 式中Q——产品的年产量(生产纲领)； n——每台产品中该零件的数量；
a、b——零件生产备品率( ％ )、废品率( ％ )。
2．生产类型
生产纲领的大小决定了产品(或零件)的生产类型，
国、日本、德国的4％~5％；第三，企业对市场需求的快
速响应能力不高，我国新产品开发的周期平均为18个月，
而美、日、德等工业发达国家的新产品开发周期平均为
4~6个月；第四，具有自主知识产权的高新技术的机电产 品少，主要机械产品的技术来源的57％来自国外，大多数 电子通信设备的核心技术仍然依赖进口。
今后一段时期，我国机械工业的主要任务是：① 加快发展国计民生、涉及国家经济安全且对工业结构
生产方式作为现代工业生产的一个重要特征，对人 类社会的经济发展、社会结构、文化教育以及生活 方式等，产生了深刻的影响。
20世纪 60年代，随着市场竞争的加剧，大规模 生产方式面临新的挑战。制造企业的生产方式开始
机械制造装备设计绪论
场变得越来越广阔，全球经济一体化的
进程加快，制造业已转向生产计算机
（软件、硬件）网络设备、机器人，并 实行严格的自动存货控制。如美国在a. 计算机（软件、硬件）；b.电信（有线、 无 线 两 者 都 采 用 计 算 机 技 术 ） ； c. 生 物
技术（比电信发展慢一点），发展十分 迅猛。——韩国三星，德国西门子，美 国霍利韦尔、日本三菱重工。
5、技术、经济要求 小零件→小机床 大批量→高自动化、生产线 单一品种→专用机床 高精度→加工中心 经济、技术相适应、性/价比合适
二、柔性化（包括产品结构柔 性化和产品功能柔性化）
1、产品结构柔性化：指产品 设计时采用模块化设计方法和机电 一体化技术，对结构作少量的重组 和修改，或修改软件，得到具有不 同功能的新产品。
（切削方式） 专用机床：组合机床、数控 Ⅰ 机床、自动线。 加 2、特种加工机床：电加工、超声波加 工 工、激光、电子束、离子束、水射流加工。 装 （加工原理分） 备 3、锻压机床：锻造机、冲压机、挤压机、
轧制机。
4、木工机床。
1、刀具：车刀、刨刀、铣刀、丝锥、 Ⅱ 齿轮滚刀。
工 2、模具：粉末冶金、塑料、压铸、 艺 冷冲、锻压、模具。
装 备
3、夹具：车床夹具、铣床夹具。
4、量具：千分尺、千分表、量块、 环、塞规。
Ⅲ
仓 1、仓储：仓库
储 2、物料输送装置：辊
输 道、运输小车
送 装
3、机床上下料装置：
备 机械手
Ⅳ
辅 1、清洗机 助 2、排屑装置
设 3、计量设备
备
如计算机的设计，手机更换外壳 等。
2、产品功能柔性化：指产品 进行少量的调整或修改软件，从而 改变产品或系统的运行功能，以满 足不同的加工需求。
机械制造装备设计绪论
机械制造装备设计绪论一、引言随着世界工业化进程的不断发展，机械制造业在现代工业中占有非常重要的地位，是现代制造业的核心之一。
机械制造装备是支撑机械制造业发展的关键之一，既是机械制造工业的工具，也是技术进步的代表和推动力。
机械制造装备设计是机械制造工艺的核心环节，是打造高效、高品质的机械制造装备的基础。
因此，对机械制造装备设计的研究具有极其重要的意义。
二、机械制造装备的定义机械制造装备是指用来加工各种原材料的设备，包括金属、非金属、塑料、玻璃等，主要用于加工制造各种工业产品。
机械制造装备不仅能够加工制造各种工业产品，还能够帮助提高生产效率、改善产品质量、降低生产成本等。
三、机械制造装备设计的意义机械制造装备设计是机械制造工艺的核心环节，对于提高产品的生产效率、改善产品的质量、降低生产成本等方面具有至关重要的作用。
机械制造装备设计须以满足用户需求和要求为基础，坚持“安全、高效、环保”的原则，合理设计设备，提高生产效率，降低生产成本，并实现设备的节能减排，达到可持续发展。
四、机械制造装备设计要求机械制造装备设计要求以安全、可靠、高效、节能为核心，满足客户的需求和要求。
具体来说，其要求如下： 1. 设备具有高的合格率和可靠性，避免设备故障和停机造成的损失。
2. 设备要运行稳定，提高生产效率，合理降低生产成本。
3. 设备要满足国家环保标准和要求，实现节能减排，环保可持续发展。
4. 设备结构合理，方便维修、清洗、保养和改造。
5. 设备的安全性能高，能够避免工人因为操作不当而发生工伤。
五、机械制造装备设计规范为了更好的实现机械制造装备的设计要求，国家相应部门制定了一些机械制造装备设计规范，其中包括以下内容： 1. 设备的参数和技术指标； 2. 设计的基本要求； 3. 设计的环保要求； 4. 设备的通用标准和性能要求； 5. 设备的安全规范。
六、机械制造装备作为推动机械制造工业发展的重要因素，其设计对于机械制造工业的发展至关重要。