哈工大工程材料第1、2章
机械制造装备设计机械制造装备设计主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造及自动化系机械制造及自动化系20122012年年3 3月月机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院2l课程教材课程教材 讲义讲义l课程主要参考书课程主要参考书1.1.冯辛安机械制造装备设计（第冯辛安机械制造装备设计（第2 2版）机械工业出版社，版）机械工业出版社，200520052.2.黄鹤汀机械制造装备（第黄鹤汀机械制造装备（第2 2版）机械工业出版社，版）机械工业出版社，201020103.3.黄开榜等，金属切削机床黄开榜等，金属切削机床第第2 2版，哈尔滨：哈尔滨工业大版，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，学出版社，200620064.4.张芙丽，张国强，机械制造装备及其设计，北京：国防工张芙丽，张国强，机械制造装备及其设计，北京：国防工业出版社，业出版社，201120115.5.陈立德等，机械制造装备设计，北京：国防工业出版社，陈立德等，机械制造装备设计，北京：国防工业出版社，20102010机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院3l课程学时课程学时 课堂学习课堂学习3636学时，实验学时，实验4 4学时学时l课程考核及评价课程考核及评价 百分制，累加式：百分制，累加式：平时平时 （10%10%）大作业大作业 （20%20%）实验实验 （10%10%）期末考试（期末考试（60%60%）机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院4l课程主要内容课程主要内容 第第1 1章章 绪论绪论 第第2 2章章 机械制造装备设计方法机械制造装备设计方法 第第3 3章章 机床分析机床分析 第第4 4章章 机床设计总论机床设计总论 第第5 5章章 机床传动系统设计机床传动系统设计 第第6 6章章 主轴组件主轴组件 第第7 7章章 支承件支承件 第第8 8章章 导轨导轨 第第9 9章章 操纵机构设计操纵机构设计机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院 制造业制造业是一个国家经济发展的重要是一个国家经济发展的重要支柱支柱,标志着一个国家的标志着一个国家的经济实力、科技水平、生经济实力、科技水平、生活水准和国防实力活水准和国防实力的水平。
的水平它主要是为国防和国民经济的各个领域提它主要是为国防和国民经济的各个领域提供合格的产品，它所创造的产值约占国民经供合格的产品，它所创造的产值约占国民经济总产值的济总产值的百分之七十百分之七十第第1章章 绪绪 论论1.1 机械制造装备在国民经济中的作用机械制造装备在国民经济中的作用机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造业机械制造业是制造业的是制造业的核心核心他担负着为其他领域提供高水平负着为其他领域提供高水平机械装机械装备备的重要任务，这主要包括：的重要任务，这主要包括：农业机械农业机械 动力机械动力机械 运输机械运输机械机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院 矿山机械矿山机械 化工机械化工机械 林业与木工机械林业与木工机械 食品机械食品机械 医疗机械医疗机械 纺织机械纺织机械 服装机械服装机械 制造装备制造装备机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院2020世纪世纪2020年代年代生产军火生产军火主要主要采用不计成本的生产模式。
采用不计成本的生产模式2020世纪世纪5050年代年代为了降低成本、提为了降低成本、提高效率，采用大量生产模式高效率，采用大量生产模式2020世纪世纪7070年代年代生产模式的基本原生产模式的基本原则是则是“消灭一切浪费消灭一切浪费”，代表的公司是，代表的公司是日本的丰田公司，后来被美国麻省理工日本的丰田公司，后来被美国麻省理工学院总结成为：学院总结成为：精益生产的制造模式精益生产的制造模式1.2 机械制造装备机械制造装备的状况及发展的状况及发展机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院 20 20世纪世纪8080年代，随着人们生活水平的年代，随着人们生活水平的提高，对产品的需求更加多样化，出现了提高，对产品的需求更加多样化，出现了单项的先进制造技术单项的先进制造技术计算机辅助设计技术计算机辅助设计技术(CAD)(CAD)计算机辅助制造技术计算机辅助制造技术(CAM)(CAM)计算机辅助工艺规划计算机辅助工艺规划(CAPP)(CAPP)机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院 制造资源规划制造资源规划(MRP)(MRP)成组技术成组技术(GT)(GT)并行工程并行工程(CE)(CE)柔性制造系统（单元）柔性制造系统（单元）(FMS)(FMS)全面质量管理全面质量管理(TQC)(TQC)机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院进入进入9090年代，随着信息技术的发展，全球年代，随着信息技术的发展，全球经济打破了地域经济的束缚。
经济打破了地域经济的束缚快速响应市场成为制造业发展的主要方向快速响应市场成为制造业发展的主要方向 敏捷制造敏捷制造 精益精益敏捷敏捷柔性柔性 快速可重组制造快速可重组制造机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院2121世纪世纪制造模式的主要特征制造模式的主要特征:以用户需求为中心以用户需求为中心 制造的战略重点是时间、速度、质量、品种制造的战略重点是时间、速度、质量、品种 以柔性、敏捷、精益作为竞争的优势以柔性、敏捷、精益作为竞争的优势 技术进步、人因改善、组织创新为基础技术进步、人因改善、组织创新为基础 实现企业资源的快速集成实现企业资源的快速集成 虚拟公司将是一种新的企业模式虚拟公司将是一种新的企业模式机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院 将更多地采用将更多地采用高技术装备高技术装备来满足产品的来满足产品的个性化个性化和和多样化多样化的要求刚性刚性柔性柔性生产模式的变化对机械制造装备提出了新的要求生产模式的变化对机械制造装备提出了新的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院1.3 1.3 机械制造装备的机械制造装备的类型类型加工装备加工装备机机械械制制造造装装备备工艺装备工艺装备仓储输送装备仓储输送装备辅助装备辅助装备机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院主要指机床，制造机器的机器，也称主要指机床，制造机器的机器，也称工作母机。
工作母机1.3.1 加工装备加工装备金金属属切切削削机机床床特特种种加加工工机机床床锻锻压压机机床床木木工工机机床床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院车床、铣床、钻床、镗床、磨床、刨（插）床、拉床、车床、铣床、钻床、镗床、磨床、刨（插）床、拉床、齿轮加工机床齿轮加工机床螺纹加工机床螺纹加工机床其他机床（珩磨机床、锯床、键槽加工机床）其他机床（珩磨机床、锯床、键槽加工机床）1、金属切削机床、金属切削机床 利用切削刀具与金属工件的相对运动从工件利用切削刀具与金属工件的相对运动从工件上切除多余的金属或预留层，以获得符合规定的上切除多余的金属或预留层，以获得符合规定的尺寸尺寸、形状形状、精度精度及及表面质量表面质量要求的零件要求的零件按加工方式分按加工方式分：机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院通用机床专用机床专门化机床自动生产线按通用性分：按通用性分：按精度分：按精度分：普通精度机床普通精度机床精密机床精密机床高精度机床高精度机床超精密机床超精密机床按自动化程度分：按自动化程度分：手动机床手动机床自动机床自动机床半自动机床半自动机床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院2、特种加工机床、特种加工机床电加工机床、超声波机床、激光加工机床、电子束加工电加工机床、超声波机床、激光加工机床、电子束加工机床、离子束加工机床、水射流加工机床等机床、离子束加工机床、水射流加工机床等（1 1）电加工机床）电加工机床直接利用电能对工件进行加工的机床直接利用电能对工件进行加工的机床主要指主要指电火花机床电火花机床线切割机床线切割机床电解加工机床电解加工机床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院（2 2）超声波加工机床）超声波加工机床直接利用超声波能对工件进行加工的机床直接利用超声波能对工件进行加工的机床（3 3）激光加工机床）激光加工机床直接利用激光能对工件进行加工的机床直接利用激光能对工件进行加工的机床（4 4）离子束加工机床）离子束加工机床（5 5）水射流加工机床）水射流加工机床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院SUPER TURBO-X44最大加工尺寸最大加工尺寸：1250 X 1250mm 最大载重质量最大载重质量：4000W/315kg 激光气体激光气体：He，N2，CO2的混合气体的混合气体 切割最大厚度达切割最大厚度达25mm速度为速度为15m/min4.0kW机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院3、锻压机床、锻压机床 锻压机床是利用金属的塑性变形的特点进锻压机床是利用金属的塑性变形的特点进行成形加工的机床。
属于无屑加工机床行成形加工的机床属于无屑加工机床主要指主要指:锻造机锻造机冲压机冲压机挤压机挤压机轧制机轧制机机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院（四）木工机床（四）木工机床木工铣床木工铣床细细木木工工带带锯锯床床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院341.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型1.3.2 1.3.2 工艺装备工艺装备是指机械制造过程所使用的是指机械制造过程所使用的刀具、夹具、量刀具、夹具、量具、模具具、模具等各种工具的总称等各种工具的总称1 1）刀具）刀具 切削加工时，从工件上切除多余材料所用的工具切削加工时，从工件上切除多余材料所用的工具如车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、齿轮刀具等如车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、齿轮刀具等机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院刀具的种类刀具的种类车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、齿轮刀具等。
齿轮刀具等大部分已经大部分已经标准化标准化，不需要专门设，不需要专门设计机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院361.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型（2 2）夹具）夹具 是安装在机床上用于装夹（定位和夹紧）工件的工是安装在机床上用于装夹（定位和夹紧）工件的工艺装备l按按安装在不同机床上安装在不同机床上可分为车床夹具、铣床夹具、可分为车床夹具、铣床夹具、刨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等刨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具等l按按夹具应用范围夹具应用范围可分为通用夹具、专用夹具、成可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具等组夹具、组合夹具、随行夹具等机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院371.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型 通用夹具通用夹具一般不需要调整就可适用于相当广泛的一类工一般不需要调整就可适用于相当广泛的一类工件的加工，如车床上的卡盘，铣床上的平口钳等件的加工，如车床上的卡盘，铣床上的平口钳等专用夹具专用夹具专为某个零件的某一道工序专门设计和制造的。
专为某个零件的某一道工序专门设计和制造的成组夹具成组夹具根据成组加工工艺的原则，针对一组尺寸相近、根据成组加工工艺的原则，针对一组尺寸相近、结构形状相似、工艺相似零件而设计的组内通用夹具结构形状相似、工艺相似零件而设计的组内通用夹具组合夹具组合夹具是由预先制造好的标准元件和通用部件，按照是由预先制造好的标准元件和通用部件，按照工序加工要求组装而成的夹具工序加工要求组装而成的夹具随行夹具随行夹具是在自动线和柔性制造系统中使用的一类夹具是在自动线和柔性制造系统中使用的一类夹具机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院40（3 3）模具）模具 是用来将材料填充在其形腔中，以获得所需要是用来将材料填充在其形腔中，以获得所需要形状和尺寸制件的工具形状和尺寸制件的工具按填充方法和材料的不同模具分为：粉末冶金按填充方法和材料的不同模具分为：粉末冶金模具、塑料模具、压铸模具、冷冲模具、锻压模具。
模具、塑料模具、压铸模具、冷冲模具、锻压模具1.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型（4 4）测量器具）测量器具 是直接或间接地测出被测对象量值的工具、是直接或间接地测出被测对象量值的工具、仪器及仪表等，简称量具和量仪如千分尺、千仪器及仪表等，简称量具和量仪如千分尺、千分表、量块等分表、量块等机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院（四）量具（四）量具量具是以固定形式复现量值的计量器具的总称量具是以固定形式复现量值的计量器具的总称机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院481.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型包括各级包括各级仓储仓储、物料输送物料输送、机床上下料机床上下料等。
等仓储仓储存储原材料、外购件、半成品、成品、工具、夹存储原材料、外购件、半成品、成品、工具、夹具、模具等具、模具等物料输送装置物料输送装置主要指坯料、半成品或成品在车间内传主要指坯料、半成品或成品在车间内传输输送方法有各种传送装置和自动运输小车输送方法有各种传送装置和自动运输小车机床上下料装置机床上下料装置将坯料送到机床加工位置的机构（上将坯料送到机床加工位置的机构（上料装置）；加工完后将制品从机床上取走的机构（下料装料装置）；加工完后将制品从机床上取走的机构（下料装置）常用料仓式和料斗式上料装置、上下料机械手等常用料仓式和料斗式上料装置、上下料机械手等1.3.3 1.3.3 仓储输送装备仓储输送装备机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院491.3 1.3 机械制造装备的类型机械制造装备的类型1.3.4 1.3.4 辅助装备辅助装备包括包括清洗机清洗机、排屑设备排屑设备等清洗机清洗机用来清洗工件表面尘屑油污，以保证产品装配用来清洗工件表面尘屑油污，以保证产品装配质量和使用寿命质量和使用寿命排屑装置排屑装置用于自动机床或自动线上，从加工区域将切用于自动机床或自动线上，从加工区域将切屑清除，输送到机外或线外的集屑器内。
屑清除，输送到机外或线外的集屑器内l清除切屑的装置常用离心力、压缩空气、电磁或真空、冷清除切屑的装置常用离心力、压缩空气、电磁或真空、冷却液冲刷等方法却液冲刷等方法l输屑装置则有平带式、螺旋式和刮板式多种输屑装置则有平带式、螺旋式和刮板式多种机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院501.4 1.4 课程学习的目的和主要内容课程学习的目的和主要内容l学习的目的是在设计思想层面上，熟悉机械制造装备设计学习的目的是在设计思想层面上，熟悉机械制造装备设计要求、设计类型和设计方法，建立机械制造装备设计系列要求、设计类型和设计方法，建立机械制造装备设计系列化、标准化、模块化设计思想，正确理解和运用机械制造化、标准化、模块化设计思想，正确理解和运用机械制造装备设计的基本理论与方法，掌握机械制造装备的工作原装备设计的基本理论与方法，掌握机械制造装备的工作原理和结构，并具备一定的机械制造装备总体设计和结构设理和结构，并具备一定的机械制造装备总体设计和结构设计能力l主要内容以典型的机械制造装备主要内容以典型的机械制造装备金属切削机床为研究金属切削机床为研究对象，重点介绍机床的总体设计、传动系统设计、主轴组对象，重点介绍机床的总体设计、传动系统设计、主轴组件、支承件和导轨等方面的基本知识、设计原理和设计方件、支承件和导轨等方面的基本知识、设计原理和设计方法。
法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院51第第2 2章章 机械制造装备设计方法机械制造装备设计方法机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的评价机械制造装备设计的评价机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院52 对加工装备来说：对加工装备来说：1 1、加工精度、加工精度2 2、强度、刚度、抗振性、强度、刚度、抗振性3 3、加工稳定性、加工稳定性4 4、耐用度、耐用度5 5、技术经济、技术经济2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求还应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、还应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程等方面的要求节材节能、符合工业工程和绿色工程等方面的要求2.1.1 2.1.1 一般功能要求一般功能要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院532.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求 适应对象变化的能力。
适应对象变化的能力功能柔性化功能柔性化 是指装备的功能多，一台装备可以在同一时是指装备的功能多，一台装备可以在同一时期内适应多品种生产，空间上相当于多个装备，期内适应多品种生产，空间上相当于多个装备，也称空间柔性也称空间柔性结构柔性化结构柔性化 是指在不同时期，组成装备的各部件经过重是指在不同时期，组成装备的各部件经过重新组合，改变其功能，形成新的功能，以适应产新组合，改变其功能，形成新的功能，以适应产品变化的要求，也称时间柔性品变化的要求，也称时间柔性2.1.2 2.1.2 柔性化柔性化机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院54 提高装备本身的精度（设计与制造）提高装备本身的精度（设计与制造）误差源的控制与误差补偿误差源的控制与误差补偿 “母性原则母性原则”和和“创造性原则创造性原则”2.1.3 2.1.3 精密化精密化 零件精度和质量从微米级发展到亚微米级零件精度和质量从微米级发展到亚微米级乃至纳米级乃至纳米级2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院55 可以减少制造过程的人工干预，保证产品质量可以减少制造过程的人工干预，保证产品质量及其稳定性，同时可以提高劳动生产率和减轻工人及其稳定性，同时可以提高劳动生产率和减轻工人劳动强度。
劳动强度全自动化：自动完成工件的上料、加工、下料全自动化：自动完成工件的上料、加工、下料的全过程的全过程半自动化：人工上料、下料半自动化：人工上料、下料实现自动化方法从低到高顺序：凸轮控制、程实现自动化方法从低到高顺序：凸轮控制、程序控制、数字控制、适应控制序控制、数字控制、适应控制2.1.4 2.1.4 自动化自动化2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院56 机电一体化是指机械技术与微电子、传感检机电一体化是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动控制和电力电子等技术，按测、信息处理、自动控制和电力电子等技术，按系统工程和整体优化的方法，有机组成的最佳技系统工程和整体优化的方法，有机组成的最佳技术系统2.1.5 2.1.5 机电一体化机电一体化2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院572.1.6 2.1.6 结构模块化结构模块化 通过不同模块的组合，可以快速获得不同性通过不同模块的组合，可以快速获得不同性能的众多产品，最大限度地增加产品类型、降低能的众多产品，最大限度地增加产品类型、降低生产成本，缩短新产品设计与制造周期，满足市生产成本，缩短新产品设计与制造周期，满足市场需求；场需求；可方便地对结构模块进行更新，加快机械制可方便地对结构模块进行更新，加快机械制造装备的更新换代。
造装备的更新换代2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院582.1.8 2.1.8 符合绿色工程符合绿色工程2.1.7 2.1.7 符合工业工程符合工业工程 是指在保证人和最终用户健康、安全条件下，是指在保证人和最终用户健康、安全条件下，以最低的成本生产出符合质量要求的产品以最低的成本生产出符合质量要求的产品不能以牺牲环境和消耗资源来增加产出，要不能以牺牲环境和消耗资源来增加产出，要达到人、机器和环境有机的协调从设计、制造、达到人、机器和环境有机的协调从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高对环境的影响最小，资源效率最高2.1 2.1 机械制造装备设计的要求机械制造装备设计的要求机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院59新产品设计、变型产品设计新产品设计、变型产品设计2.2.1 2.2.1 新产品设计新产品设计 是指依据市场需求发展的预测，进行产品结构是指依据市场需求发展的预测，进行产品结构的调整，用新的技术手段和技术原理改造传统产品，的调整，用新的技术手段和技术原理改造传统产品，或开发新一代的、具有高技术附加值的新产品的全或开发新一代的、具有高技术附加值的新产品的全过程。
过程2.2 2.2 机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的类型机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院60新产品设计过程新产品设计过程市场调研和预测市场调研和预测产品规划产品规划 方案设计方案设计 技术设计技术设计 施工设计施工设计 还应通过还应通过产品试制产品试制和和产品试验产品试验来验证来验证技术可行性技术可行性较长的设计开发周期，较大的研发工作量较长的设计开发周期，较大的研发工作量明确设计任务）明确设计任务）（功能原理设计）（功能原理设计）（方案设计的具体化）（方案设计的具体化）（工作图、商品化设计等）（工作图、商品化设计等）2.2 2.2 机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的类型机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院612.2.2 2.2.2 变型设计变型设计1 1、适应型设计、适应型设计:原有产品基础上，原有产品基础上，基本工作原理基本工作原理和和总体结构总体结构保持不变，改变或更换部分保持不变，改变或更换部分部件或结构部件或结构，形成所，形成所谓的变型产品谓的变型产品。
2 2、变参数型设计：、变参数型设计：原有产品基础上，原有产品基础上，基本工作原理基本工作原理和和总体结构总体结构保持不变，改变部分保持不变，改变部分尺寸与性能参数尺寸与性能参数，形成所谓，形成所谓的变型产品的变型产品2.2 2.2 机械制造装备设计的类型机械制造装备设计的类型机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院62 2.3.1 2.3.1 系列化设计系列化设计 1.1.系列化设计的概念系列化设计的概念 在设计某一类产品中，选择在设计某一类产品中，选择功能功能、结构结构和和尺寸尺寸等方面等方面较典型的产品为基型，以它为基础，运用较典型的产品为基型，以它为基础，运用结构典型化结构典型化、零零部件通用化部件通用化、标准化标准化的原则，设计出其它各种尺寸参数的的原则，设计出其它各种尺寸参数的产品，构成产品的基型系列产品，构成产品的基型系列在产品基型系列基础上，同样运用结构典型化、零部在产品基型系列基础上，同样运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则，增加、减去、更换或修改少数件通用化、标准化的原则，增加、减去、更换或修改少数零部件，派生出不同用途的变型产品，构成产品派生系列。
零部件，派生出不同用途的变型产品，构成产品派生系列2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院63系列系列万能式万能式马鞍式马鞍式提高精度提高精度 无丝杠式无丝杠式 卡盘式卡盘式球面加工球面加工端面车床端面车床2503204005006308001000表表2-1 2-1 中型卧式车床的简略中型卧式车床的简略系列型谱表系列型谱表 基型，基型，变型变型横向横向型谱型谱主主参参数数系系列列纵纵向向机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院64 在系列型谱中，各规格产品应有相同的功能在系列型谱中，各规格产品应有相同的功能结构，相似的结构型式；同一类型的零部件在规结构，相似的结构型式；同一类型的零部件在规格不同的产品中具有完全相同的功能结构；不同格不同的产品中具有完全相同的功能结构；不同规格的产品，同一种参数按一定规律（通常按等规格的产品，同一种参数按一定规律（通常按等比级数）变化比级数）变化系列化设计应遵循系列化设计应遵循“产品系列化、零部件通产品系列化、零部件通用化、标准化、结构的典型化用化、标准化、结构的典型化”，即所谓的，即所谓的“四四化化”原则。
原则2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院65 2.2.系列化设计的优缺点系列化设计的优缺点 系列化设计的系列化设计的优点优点：1 1）用较少的品种规格的产品满足市场较大范围的需求；）用较少的品种规格的产品满足市场较大范围的需求；2 2）减少设计工作量，提高设计质量，）减少设计工作量，提高设计质量，缩短产品的研制周期；缩短产品的研制周期；3 3）压缩工艺装备的数量和种类，有助于缩短产品）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；的研制周期，降低生产成本；4 4）便于进行产品的维修，改善售后服务质量；）便于进行产品的维修，改善售后服务质量；5 5）为开展变型设计提供技术基础为开展变型设计提供技术基础系列化设计的系列化设计的缺点缺点：用户只能在系列型谱内有限的一些品种规格中选择用户只能在系列型谱内有限的一些品种规格中选择 所需的产品所需的产品2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院66 3.3.系列化设计的步骤系列化设计的步骤1 1）主参数和主要性能指标的确定）主参数和主要性能指标的确定 应最大程度地反映产品的工作性能和设计要求。
应最大程度地反映产品的工作性能和设计要求2 2）参数分级）参数分级 主参数应尽可能采用优先数系优先数系是公比为，主参数应尽可能采用优先数系优先数系是公比为，N=5N=5、1010、2020或或4040的等比数列的等比数列3 3）制订系列型谱）制订系列型谱 系列型谱通常是二维甚至多维的，其中一维是主参数，系列型谱通常是二维甚至多维的，其中一维是主参数，其它维是主要性能指标其它维是主要性能指标系列型谱内的产品是在基型产品的基础上经过演变和派系列型谱内的产品是在基型产品的基础上经过演变和派生而扩展成的生而扩展成的N102.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院67 （1 1）纵系列产品）纵系列产品 是一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参是一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品主要技术指标和主参数按优先数系派布数不同的产品主要技术指标和主参数按优先数系派布2 2）横系列产品）横系列产品 是在基型产品基础上，通过加、减去、更换或修改某是在基型产品基础上，通过加、减去、更换或修改某些零部件，实现功能扩展的派生产品。
些零部件，实现功能扩展的派生产品3 3）跨系列产品）跨系列产品 跨系列产品是采用相同的主要基础件和通用部件的不跨系列产品是采用相同的主要基础件和通用部件的不同类型产品同类型产品2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院68 2.3.2 2.3.2 模块化设计模块化设计1.1.模块化设计的概念模块化设计的概念 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，在一定范围内不同性能、不同规格的产品进不同的产品，在一定范围内不同性能、不同规格的产品进行功能分析基础上，划分并设计出一系列功能模块，将这行功能分析基础上，划分并设计出一系列功能模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的些模块经过不同的组合来构造具有不同功能结构和性能的多种产品多种产品模块也应用系列化设计原理进行，即每类模块具有多模块也应用系列化设计原理进行，即每类模块具有多种规格，其规格参数按一定的规律变化，而功能结构则完种规格，其规格参数按一定的规律变化，而功能结构则完全相同，不同模块中的零部件尽可能标准化和通用化。
全相同，不同模块中的零部件尽可能标准化和通用化2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院69 2.2.模块化设计的优缺点模块化设计的优缺点 与系列化设计方法优缺点类似；与系列化设计方法优缺点类似；尚有如下优点：尚有如下优点：l l）便于用新技术设计性能更好的模块取代原有）便于用新技术设计性能更好的模块取代原有旧的模块，提高产品的性能，加快产品的更新换代旧的模块，提高产品的性能，加快产品的更新换代2 2）可快速满足用户提出的特殊订货要求，大大）可快速满足用户提出的特殊订货要求，大大缩短设计和供货周期缩短设计和供货周期3 3）有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组）有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化生产，既提高质量，又降低成本织专业化生产，既提高质量，又降低成本4 4）维护修理更为方便，对生产影响少维护修理更为方便，对生产影响少2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院703.3.模块化设计的步骤模块化设计的步骤 （1 1）明确任务明确任务明确欲实现的总功能明确欲实现的总功能2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法表表2-2机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院71 3.3.模块化设计的步骤模块化设计的步骤 （2 2）建立功能结构建立功能结构 划分模块的出发点是功能分析。
根据产品的总划分模块的出发点是功能分析根据产品的总功能分解为分功能、功能元，求相应的功能模块，功能分解为分功能、功能元，求相应的功能模块，再具体化为生产模块再具体化为生产模块2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院72 2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法图图2-1机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院73 2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法图图2-2机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院74 2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法图图2-3机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院75 3.3.模块化设计的步骤模块化设计的步骤 （3 3）合理确定产品的系列型谱和参数合理确定产品的系列型谱和参数 模块化系统也应遵循系列化设计的原理模块化系统也应遵循系列化设计的原理。
4 4）模块的组合）模块的组合 （5 5）模块的计算机管理系统）模块的计算机管理系统 2.3 2.3 机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的方法机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院76 结合机械制造装备设计的特点主要包括如下内容：结合机械制造装备设计的特点主要包括如下内容：2.4.1 2.4.1 技术经济评价技术经济评价 2.4.2 2.4.2 可靠性评价可靠性评价 2.4.3 2.4.3 人机工程评价人机工程评价 2.4.4 2.4.4 结构工艺性评价结构工艺性评价 2.4.5 2.4.5 产品造型评价产品造型评价 2.4.6 2.4.6 标准化评价标准化评价 2.4 2.4 机械制造装备设计的评价机械制造装备设计的评价机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院77 机械制造装备设计机械制造装备设计 亚微米超精密车床及其加工的零件亚微米超精密车床及其加工的零件机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院78 美国美国MOORE公司制造的多轴超精密机床公司制造的多轴超精密机床NANOTECH/500机械制造装备设计机械制造装备设计 机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院79 机械制造装备设计机械制造装备设计 车磨抛超精密加工机床及其加工的零件车磨抛超精密加工机床及其加工的零件a)a)b)b)机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院80机械制造装备设计机械制造装备设计 KDP晶体超精密加工铣床晶体超精密加工铣床及其加工零件及其加工零件机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院81机械制造装备设计机械制造装备设计 小型超精密车床小型超精密车床机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院82机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院83机械制造装备设计机械制造装备设计微小型精密和超精密机床及加工的零件微小型精密和超精密机床及加工的零件a)a)b)b)c)c)d)d)e)e)f)f)g)g)h)h)机械制造装备设计机械制造装备设计 主讲教师：邵东向主讲教师：邵东向 哈尔滨工业大学机电工程学院谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH。
