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机械制造装备设计复习（部分）课程导入*机械的定义：机械是由人为制造的、具有特定功能的、能够进行能量转换的产物。
＊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。
*机械制造装备包括那几个部分?各有什么作用?机械制造装备包括:加工装备、工艺装备、仓储输送装备和辅助装备等。
(1)加工装备主要指机床（工作母机),包括金属切削机床、锻压机床、特种加工机床、木工机床等；(2)工艺装备是指在产品制造过程中所用各种工具的总称，包括刀具、夹具、量具、辅具、模具、检具、钳具、工具、工位器等，是保证产品质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段；（3）输送及仓储装备主要包括物料输送装置、机床上料装置、各级仓储装置及立体仓库等，物料输送装置用于实现毛坯、半成品、成品等在车间内工作中心传送的设备。
仓储是用来存储原料、毛坯、外购件、半成品、成品、工具等物品的设施。
（4）辅助装备辅助装备包括清洗剂、排屑装置和计量装置等。
＊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?1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能 2)符合工业工程要求符合绿色工程要求*什么是加工精度，影响加工精度的因素有那些？加工精度是指加工后零件对理想尺寸、形状和位置的符合程度,一般包括尺寸精度、表面形状精度、相互位置精度和表面粗糙度等。
满足加工精度方面的要求。
影响机械制造装备加工精度的因素有很多，与机械制造装备本身有关的因素有几何精度、传动精度、运动精度、定位精度（机床的定位件运动到达规定位置的精度)和低速运动平稳性等.＊机床精度包括：几何精度，传动精度，运动精度和定位精度。
＊机床主要设计内容有哪些？1.总体设计（1)主要技术指标确定（2）总体设计 :基本参数设计，传动设计，总体布局设计，控制设计。
第三章支承件设计第一节概述一、支承件的功用支承件是机床的基本构件，主要是指床身底座、立柱、横梁、工作台、箱体和升降台等大件。
这些大件的作用是支承其它零部件，保证它们之间正确的相互位置关系和相对运动轨迹。
机床切削时，支承件承受着一定的重力、切削力、摩擦力、夹紧力等。
机床中的支承件有的互相固联在一起，有的在导轨上作相对运动。
导轨常与支承件做成一体，也有采用装配、镶嵌或粘接方法与支承件相联接。
支承件受力受热后的变形和振动将直接影响机床的加工精度和表面质量。
因此，正确设计支承件结构、尺寸及布局具有十分重要的意义。
二、支承件的基本要求1. 刚度所谓刚度是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力。
前者称为静刚度，后者称为动刚度。
一般所说的刚度往往指静刚度。
支承件要有足够的静刚度，即在额定载荷作用下，变形不得超过允许值。
2. 抗振性抗振性是指支承件抵抗受迫振动和自激振动的能力。
抵抗受迫振动的能力是指受迫振动的振幅不超过许用值，即要求有足够的静刚度。
抵抗自激振动的能力是指在给定的切削条件下，能保证切削的稳定性。
3. 热变形机床工作时，电动机、传动系统的机械摩擦及切削过程等都会发热，机床周围环境温度的变化也会引起支承件温度变化，产生热变形，从而影响机床的工作精度和几何精度，这一点对精密机床尤为重要。
因此应对支承件的热变形及热应力加以控制。
4. 内应力支承件在铸造、焊接及粗加工的过程中，材料内部会产生内应力，导致变形。
在使用中，由于内应力的重新分布和逐渐消失会使变形增大，超出许用的误差范围。
支承件的设计应从结构和材料上保证其内应力要小，并应在焊、铸等工序后进行失效处理。
5. 其它支承件还应使排屑通畅，操作方便，调运安全，加工及装配工艺性好等。
支承件的性能对整台机床的性能影响很大，其重量约为机床总重的80%以上，所以应正确地对支承件进行结构设计，并对主要支承件进行必要的验证和试验，使其能够满足对它的基本要求，并在此前提下减轻重量，节省材料。
一、是非题1.主轴组件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
〔√〕2.主轴部件的精度是指长期地保持其原始制造精度的能力。
〔√〕3.双列短圆柱滚子轴承只能承受径向载荷。
〔√〕4.双列圆柱滚子轴承不但可以承受径向载荷,而且可以承受轴向载荷。
〔×〕5.双列圆锥滚子轴承只能承受径向载荷。
〔×〕6.双列圆锥滚子轴承双列圆柱滚子轴承不但可以承受径向载荷,而且可以承受轴向载荷。
〔√〕7.对于空心主轴，内孔直径d的大小与其用途有关。
〔√〕8.对于空心主轴，内孔直径d越大越好。
〔×〕9.滚珠导轨为点接触，承载能力差，刚度低，多用于小载荷。
〔√〕10.滚柱导轨为线接触，承载能力较高，刚性好，用于较大载荷。
〔√〕11.支承件设计时，当开孔面积小于所在壁面积的20%时，对刚度影响较小。
当开孔面积超过所在壁面积的20%时，抗扭刚度会降低许多。
〔√〕12.支承件设计时，开口截面的刚度远远大于封闭截面的刚度，特别是抗扭刚度〔×〕13．主轴一般为实心阶梯轴，前端径向尺寸大，中心径向尺寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。
〔×〕14．无论是正方形、圆形还是矩形，空心截面的刚度都比实心的小。
〔×〕15．圆〔环〕形截面的抗扭刚度比正方形好，而抗弯刚度比正方形低。
〔√〕二、单项选择题1.高速轴承发热大，为控制其温升，希望润滑油同时兼起冷却作用，一般采用的润滑方式为〔D〕。
A、油浴润滑 B、滴油润滑 C、油脂润滑 D、油气润滑2.设计机床支承件时，不可采用的材料是〔B〕。
A.铸铁B.微晶玻璃C.天然花岗岩D.树脂混凝土3.以下机床支撑件的截面形状中，哪种形状截面抗扭刚度大些〔B〕。
A.方形实心B.圆形空心C.圆形实心D.方形空心4.以下机床支撑件的截面形状中，哪种形状截面抗弯刚度大些〔D〕。
A.方形实心B.圆形空心C.圆形实心D.方形空心5.以下导轨中必须与主轴联合使用的导轨是〔A〕。
阐述机床支承件的结构特征与载荷约束1.机床支承件结构特征1.1车床整机结构组成卧式车床五大支承件分别为：主轴箱、尾座、滑板、床鞍以及床身。
起到主轴部件的支承作用由主轴箱完成；以螺栓来固紧刀塔与滑板，连接方式采用滑动导轨副与床鞍进行连接。
另外滑板和床鞍则采用伺服电机驱动，来完成机床X轴方向和Z轴方向的进给运动。
而立式车床的构成则是由床身、横滑板、立柱、滑架和工作台这五部分构成。
图1.1 卧式数控车床以及其支承件1.2支承件结构的类型以及特征（1）支承件结构的类型根据总体几何尺寸，机床的支承件可以分成三类，梁类、板类和箱体类。
各种支承件的组合结构均为空间的系或梁板组合结构（2）支承件结构的特征设计支承件结构的目的，主要是为了实现承件的刚度要求，使机床的工艺系统刚度还有机床的加工精度得到满足。
筋板结构、截面形状以及结合面部位结构构成了支承件结构的主要特征。
1）筋板结构特征为了提高支承件的刚度，对筋板进行静、动设置。
主要有主筋板和局部筋板这两类。
2）截面形状特征支承件的刚度与截面面积大小和截面形状有关。
当截面面积相同时，不同的截面形状的结构特性也不同。
3）结合面部位结构特征支承件结合面部位的结构主要是由螺栓和导轨这两大类连接部位结构组成。
螺栓连接面的刚度由螺栓连接部位结构形式决定。
支承件的局部刚度由支承件主体和导轨连接部位的结构形式决定。
1.3支承件性能评价标准可将机床支承件的结构设计以及其优化结果看做一系列指标，比如质量和刚度，其中刚度包括静刚度和动刚度。
在载荷与约束边界条件下的函数。
从而得到支承件结构设计评价标准和优化的性能评价标准如下文所示：（1）静刚度静刚度的定义为支承件在静载荷下所承受变形的能力。
在切削载荷下水平方向和竖直方向的弯曲刚度以及纵轴方向的扭转刚度，在具体实际操作中可以通过支承件结合面部位（点、线或面）的位移大小来衡量静刚度的大小。
（2）刚质比刚质比的定义为刚度与质量的比值，代表了材料对刚度的贡献率。
《机械制造装备设计》模拟试题⼀、填空题1、机械制造装备的组成包括（加⼯设备）、（⼯艺设备）、（⼯件输送装备）和（辅助装备）。
2、加⼯装备主要指（⾦属切削机床）、（特种加⼯机床）以及（⾦属成型机床）。
3、⼯艺装备是机械加⼯中所使⽤的（⼑具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（⼯具）的总称。
4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。
2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量⼩的零件）、（运动分配应有利于提⾼⼯件的加⼯精度）、（运动分配应有利于提⾼运动部件的刚度）、（运动分配应视⼯件形状⽽定）。
2、机床设计⼤致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。
3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。
4、机床的总体⽅案拟定包括（掌握机床的设计依据）、（⼯艺分析）、（总体布局）、（确定主要的技术参数）。
5、机床的主要技术参数包括（主参数）、（尺⼨参数）、（运动参数）、（动⼒参数）。
尺⼨参数：指影响机床加⼯性能的⼀些尺⼨。
运动参数：指机床执⾏件（主轴或⼯作台、⼑架）的运动速度.动⼒参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引⼒等6、主轴的尺⼨参数主要有：（主轴前后⽀撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的⽀承跨距L ）。
6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。
6、机床总体布局中提⾼动刚度的措施：（提⾼抗震性）、（减⼩热变形）、（降低噪声）。
7、推⼒轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形⽅向和⼤⼩），设计时，⼀般普通机床采⽤（后端定位），数控机床采⽤（前端定位），组合机床采⽤（两端定位）。
8、推⼒轴承位置配置⽅式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。
9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电⽓传动）。
机械制造装备设计第一章、 机械制造及装备设计方法第一节、概述机械制造装备的发展趋势1、向高效、高速、高精度方向发展2、多功能复合化、柔性自动化3、绿色制造与可持续发展4、智能制造技术与智能化装备第二节 机械制造装备应具备的主要功能机械制造装备应具备的主要功能需满足以下几方面要求：1、 一般的功能要求2、 柔性化3、 精密化4、 自动化一般的功能要求包括（1）加工精度方面的要求（2）强度、刚度和抗振性方面的要求（3）加工稳定性方面的要求（4）耐用性方面的要求（5）技术经济方面的要求第三节 机械制造装备的分类机械制造装备的分类1、加工装备（机床或工作母机）2、工艺装备3、 储运装备4、辅助装备加工装备包括：金属加工机床、特种加工机床、锻压机床、 冲压机床、注塑机、焊接设备、铸造设备等。
金属切削机床可按如下特征进行分类：1、按机床的加工原理分为：车床、钻床、镗床、纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、切断机床和其它机床等。
2、按机床的使用范围分为：通用机床：通用的金属切削机床可加工多种尺寸和形状的工件的多种加工面专用机床：用于特定工件的特定表面、特定尺寸和特定工序加工的机床专门化机床：用于对形状相似尺寸不同的工件的特定表面，按特定的工序进行加工3、机床按其通用特征可分为高精度精密、自动、半自动、数控、仿形、自动换刀、轻型、万能和简式机床等第四节机械制造装备设计的类型机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和模块化设计等三大类第五节机械制造装备设计的方法机械制造装备设计的典型步骤(一)产品规划阶段(二)方案设计阶段(三)技术设计阶段(四)施工设计阶段第二章金属切削机床设计第一节概述机床设计应满足的基本要求（1）工艺范围（2）柔性（3）与物流系统的可亲性（4）刚度（5）精度（6）噪声（7）成产率和自动化（8）成本（9）生产周期（10）可靠性（11）造型与色彩机床设计步骤1、确定结构原理方案2、总体设计3、结构设计4、工艺设计5、机床整机综合评价6、定型设计第二节金属切削机床设计的基本理论机床的运动学原理金属切削机床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。
