湘潭大学 机械工程学院
机械制造装备设计
1-7 对机械制造装备如何进行分类？ 加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 辅助装备：清洗机和排屑装置等设备。
1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？ 类型：创新设计、变型设计和模块设计
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1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用？ 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转 化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集 中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要 标准。 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？ 为什么？ 柔性化 精密化 自动化 机电一体化 节材节能 符合工业工程要求 符合 绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工 中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。在柔性制 造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。组合机床其柔性表现 在机床可进行调整以满足不同工件的加工。
工件的加工，就是通过刀具相对工件的运动来完成的。 机床运动学是研究、分析和实现机床期望的加工功能所需要的 运动功能配置。 金属切削机床的基本功能是提供切削加工所必须的运动和动力。 其基本工作原理是：通过刀具与工件之间的相对运动，由刀具切 除工件加工表面多余的金属材料，形成工件加工表面的几何形状 、尺寸，并达到其精度要求。
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目录
第一章 机械制造及装备设计方法 第二章 金属切削机床设计 第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计 第五章 机床夹具设计 第六章 物流系统设计 第七章 机械加工生产线总体设计
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主轴箱温升引起 的综合变形
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2.1.2
机床模块化设计方法
数控车床模块化方案
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选配具有不同 性能的，可以 互换选用的模 块
关键： a. 模块接合
部设计 b. 模块快速
配置和更 换
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2.2 金属切削机床设计的基本理论
（一） 机床的运动学原理
1-15 设计的评价方法很多，结合机械制造装备设计，指出哪些评 价方法极为重要，为什么？
技术经济评价 可靠性评价 人机工程学评价 结构工艺性评价 产品 造型评价 标准化评价
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1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点? 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。 优点：1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求。
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2.1.1 机床设计应满足的基本要求
• 2.机床的柔性：适应加工对象变化的能力。 • 3.与物流系统的可接近性：机床与物流系统之间进行物流（工件、刀
具、切屑等）流动的方便程度。 • 4.机床的刚度：加工过程中，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。包括静态刚度、动态刚度、热态 刚度。
• a)通用机床具有较宽的工艺范围，在同一台机床 上可以满足较多的加工需要，适用于单件小批生 产。
• b)专用机床是为特定零件的特定工序而设计的， 自动化程度和生产率都较高，但它的加工范围很 窄。
• c)数控机床则既有较宽的工艺范围，又能满足 零件较高精度的要求，并可实现自动化加工。
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2）可以减少设计工作量，提高设计质量，减少产品开发的风险，缩短 产品的研制周期。
3）可以压缩工艺装备的数量和种类，有助于缩短产品的研制周期，降 低生产成本。
4）零备件的种类少，系列中的产品结构相似，便于进行产品的维修， 改善售后服务质量。
5）为开展变型设计提供技术基础 缺点：用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择所需的产品，选到的产 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。另一方面有些功 能还可能冗余。
线）运动的轨迹。这两条曲线称为发生线，前者为母线，后者为导线。
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工件表面（发生线）的形成方法
机床的运动 （刀具、工件 相对运动）
1．轨迹法
2．成形法
发生线（母线、 导线）
工件表面
3．相切法
4．范成法(展成法)
以上方法中，发生线都是怎样形成的？
各对应哪种切削刃类型（点、线、面）？
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第二章 金属切削机床设计
第一节 概述 第二节 金属切削机床设计的基本理论 第三节 金属切削机床总体设计 第四节 主传动系设计 第五节 进给传动系设计 第六节 机床控制系统设计
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2.1 概述
2.1.1 机床设计应满足的基本要求
• 1.机床的工艺范围：机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力， 包括加工作业功能（能干什么）和加工作业空间（尺寸范围）。
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2.2 金属切削机床设计的基本理论
机器零件常用表面
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工件表面的形成方法及机床运动
几
2
何 1
表
2 1
面
a) 平面
的
2
形成Biblioteka 1原c) 平面
b) 圆柱面 2
1 d) 圆锥面
理
1 母线
2 导线
任何一个表面都可以看做是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直
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2.1.1 机床设计应满足的基本要求
•工艺范围之加工作业空间（尺寸参数）
机床名称 普通车床 摇臂钻床 坐标镗床 外圆磨床
主参数 车身上工件最大回转直径 最大钻孔直径 工作台工作面宽度 最大磨削直径
第2主参数 工件最大长度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度
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