机械制造_装备设计《绪论》

《工艺装备设计》主讲教师：周淑霞本课程考核•课程考核方式的改革•本课程的性质为选修课；期末考试类别为考试，拟采用闭卷考试；学分为3.5学分，为60学时，为引导学生重视平时学习，重视能力培养而非应付期末考试，课程总成绩综合考虑平时成绩和期末考试成绩，其中平时成绩占70%。•课堂出勤（10%）、•平时作业(20%)、•平时成绩包括课堂表现现场打分（20%），•期中或平时测试（20%），•期末考试占30%。本计划在必要时可适当调整；本课程有课程设计，时间另行安排。机械制造装备设计绪论机械制造装备的发展机械制造装备的类型制造装备的设计方式3.机械制造装备的地位机械制造装备是国民经济和国防军事工业建设的基础装备。机械制造装备的先进程度决定机械制造业的生产能力。决定一个国家综合制造水平的高低。绪论——机械制造装备的地位及发展2.制造业及机械制造业的地位制造业是一个国家国民经济发展的重要支柱，其发展水平是衡量一个国家经济实力、科技水平和综合国力的重要标志。机械制造业是制造业的核心，是向其它各行业提供设备，仪器以及各种制造装备的行业，它的生产能力和发展水平标志着一个国家经济现代化的程度。1.机械装备是工业、农业和国防军工业使用的各种机器。4.机械制造装备的核心--机床金属切削机床担负了制造业40%～60%的工作，其性能直接影响产品质量和劳动生产率。机床工业水平在很大程度上代表着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。5.机械制造装备的发展史机械制造装备是随着先进制造技术、先进制造模式、先进工艺技术的发展而不断发展的。20世纪50~60年代：“规模效益”模式产品品种单一。为满足市场需要，广泛采用生产单一品种的自动机床、组合机床和专用生产线。以满足大批量生产，提高劳动生产率的需求。绪论——机械制造装备的地位及发展FMS是采用计算机信息控制系统将一组数控机床、自动化的工艺装备、自动的物料储运系统有机结合的自动化制造系统。绪论——机械制造装备的地位及发展20世纪70年代：“精益生产”模式社会需求多样化、市场竞争激烈。制造企业既要提高产品质量，又要频繁地改型，缩短生产周期。因此，采用数控机床来有效地进行单件或小批量精密复杂零件的制造。20世纪80年代：“FMS和CIMS生产”模式世界经济的发展，制造业为赢得全球化竞争，采用了CAD、CAM、CAPP、MRP、GT、CE、FMS、TQC、CIMS等先进制造技术和管理方法以缩短生产周期，提高产品质量，降低成本和改善服务质量。CIMS是将企业的人力资源、成本核算、生产经营和工程技术系统有机地集成，构成实现多品种、中小批量生产的高效益、高质量和高柔性的智能生产系统。CIMS的出现，使制造系统自动化向综合自动化方向发展。绪论——机械制造装备的地位及发展20世纪90年代以后：敏捷制造（AM）、精益-敏捷-柔性（LAF）生产系统、全球制造等新的制造模式信息科学技术的发展，全球经济打破了传统的领域经济模式，市场更加广阔。为了快速响应市场，诞生出全面吸收精益生产（LP）、敏捷制造（AM）和柔型制造（FM）的精髓，包括TQC、准时生产、快速重组制造和并行工程（CE）等现代生产和管理技术的新型制造模式，也是本世纪继续发展的制造模式。我国制造装备的发展状况机械制造装备的类型刀具夹具量具模具加工装备工艺装备仓储输送装备辅助装备物料输送装置机床上下料装置仓储装置清洗装置切削加工机床排屑装置机械制造装备设计锻造铸造设备热处理设备压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配车身安装最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理机械制造装备的类型汽车制造系统绪论——机械制造装备的类型1.加工装备（机床）包括金属切削机床、锻压机床、特种加工机床、各种热处理和铸造设备。◆金属切削机床按使用范围分为：通用机床、专用机床、专门化机床。按通用特性分为：手动、半自动、自动、普通、精密、高精度、仿形、数控、轻型、中型、重型、万能机床。◆锻压机床是利用金属的塑性变形特点进行成型加工的无屑加工设备。有机械压力机、液压机、自动锻压机、锤锻、剪切机、弯曲校正机等。◆特种加工机床按加工原理分为：电加工、超声波加工、激光加工、电子束加工、离子束加工、水射流加工等加工机床。卧式镗床铲齿车床普通车床插床摇臂钻床立式钻床牛头刨床平面磨床龙门刨床数控车床加工中心数控铣床数控钻床2.工艺装备工艺装备是指产品制造过程中所用的各种工具总称。绪论——机械制造装备的类型工艺装备是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要工具。量具工艺装备模具夹具刀具绪论——机械制造装备的类型（1）刀具在切削加工中，从工件上切除多余材料所用的工具。按加工方式和用途分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具等。按结构分为整体刀具、机夹或机夹可转位刀具。按被加工表面性能分为标准化通用刀具、专用刀具。（2）夹具是安装在机床上，用于定位和夹紧工件的工艺装备。夹具可用于机械加工、装配、检验、焊接、热处理等冷热工艺中。生产制造中使用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具等。如下图：绪论——机械制造装备的类型钻工件径向孔专用夹具钻工件轴向孔可调夹具绪论——机械制造装备的类型轴类零件铣开口可调整夹具可换定位板夹具装配图绪论——机械制造装备的类型槽系组合钻削夹具槽系组合夹具元件分解图绪论——机械制造装备的类型（3）模具是用来将材料填充在其型腔中，以获得所需形状和尺寸制件的工具。按填充方法和填充材料的不同，有粉末冶金模具、合金模具、注塑模具、冷冲模具、锻压模具等。导柱式简单冲裁模绪论——机械制造装备的类型（4）量具是以固定形式复现量值的计量器具。3.输送仓储装备绪论——机械制造装备的类型机床上下料装置仓储装置物料输送装置主要包括物料传送机器人（1）物料输送装置指坯料、半成品或成品在车间内工作中心间传输的装置，其中有各种输送带装置和自动运输小车。绪论——机械制造装备的类型①输送带装置有重力式、步伐式、抓取机械手等装置。重力式输送带装置该输送装置由辊轴装在型钢台架上构成滑道，由人工或靠工件自重实现输送。绪论——机械制造装备的类型棘爪式步伐输送带装置回转式步伐输送带装置绪论——机械制造装备的类型抬起式步伐输送带装置适用于运送尺寸和质量均较大的的托盘或随行夹具。它传送速度快，控制系统简单，但改变路线比较困难。适用于运送路线不变的生产系统。绪论——机械制造装备的类型②自动运输小车主要用于FMS加工中心之间工件的输送，与输送带装置相比具有较大的柔性，分有轨和无轨小车。无轨小车分有线、光电、激光、无线电遥控导向等形式。有轨自动运输小车的生产系统绪论——机械制造装备的类型无轨自动运输小车的生产系统输送系统由埋在地下的电缆传出的感应信号对小车的运行轨迹进行制导，通过计算机控制，使小车可准确地停在任一个装载台，进行物料的装卸。绪论——机械制造装备的类型（3）托盘及托盘交换器①托盘是柔性制造系统中灵活传送工件的标准尺寸装置。即借助随行夹具在输送线上方便地传送形状、尺寸各不相同的工件。②托盘交换器是机床和传输装备之间的桥梁和接口。不仅起连接作用，还可暂时存储工件，起到防止因加工节拍不等而造成工件阻塞的缓存作用。托盘交换器有回转式和往复式。回转式托盘交换器绪论——机械制造装备的类型往复式托盘缓冲器自动化立体仓库（2）仓储装置自动化立体仓库是集机械、电子、计算机、通信、传感器和自动控制等技术于一体，实现产品搬运机械化、出入库控制自动化、库存管理微机化、信息处理网络化等高效率的产品流通与存储的枢纽。绪论——机械制造装备的类型绪论——机械制造装备的类型（3）机床上下料装置机床上下料装置广泛用于大批量自动化生产制造中。2）料斗式上料装置主要用于形状简单、尺寸较小的毛坯件的上料，广泛用于标准件生产厂家。其工作原理是对储料器中杂乱的工件进行自动定向、整理再送进机床。1）料仓式上料装置主要用于尺寸较大，形状复杂难以自动定向的工件上料。需要工人或专门的定向装置不断将单件毛坯以一定方位装入料仓，再由料仓机构自动地将毛坯送到机床上。3）上下料机械手是一种能模仿人手的某些工作机能，按照程序要求实现抓取和搬运工件。4.辅助装备（1）清洗机用于清洗工件上的油污和尘屑的装备。清洗液是3%~10%的氢氧化钠水溶液，加热到80~90C，采用浸洗、喷洗、气相清洗和超声波清洗方法。（2）排屑装置用于将加工区域内的切屑清除、排送到机床或生产线外的集屑器内的装备。清除切屑可采用离心力、压缩空气、冷却液冲刷等方法。输送切屑有皮带排屑装置、刮屑板排屑装置和螺旋排屑装置。绪论——机械制造装备的类型3.组合设计（模块化设计）根据用户的需求，按系列化原则设计出功能模块，通过适当选择，拼装成组合产品。便于缩短设计和投产周期，降低成本。绪论——机械制造装备的设计方法2.变型设计在原有产品基础上，基本工作原理和总体结构不变，通过改变或更换部分部件或结构、部分尺寸与性能参数而设计出适应新的需要的变型产品。缩短设计时间，提高设计质量，满足市场对产品的需求。1.新产品开发设计是依据对市场需要发展的预测，从对产品功能要求出发，设计出过去没有的新产品。装备设计是指根据市场需求进行的构思、计算、实验、确定方案和结构、绘制图纸及编制设计文件等一系列创造性活动。绪论结束