重庆大学机械考研-机械装备制造-第三章第一节.ppt

* * * * 机械制造装备设计 林利红 副教授 重 庆 大 学 第三章 金属切削机床设计 第一节 概述 金属切削机床是利用刀具与工件的相对运动，从工件上切除多余或预留的金属层，以获得符合规定尺寸、形状、精度和表面粗糙度要求的零件。在金属切削加工过程中，刀具和工件之间需有一定的相对运动和相对位置、合适的运动参数和动力参数，所有这些都是由金属切削机床来实现的。因此，机床是进行金属切削加工所必备的重要设备。 一、金属切削机床加工的生产模式（经历的6个阶段） 1.通用机床加专用工艺装备或专用机床 时间：30年代到50年代，适应成批生产的需要，采用通用机床加专用工艺装备的模式。单品种大批生产中，采用专用机床或组合机床的模式。 缺点：刚性高，加工柔性低，转产困难。更换产品时需要更换大批工艺装备。 2.数显机床（坐标数字显示装置） 50年代末数显机床开始推广应用，可提高加工精度和效率。 例：坐标镗床配备坐标自动数字显示装置。 3.计算机数控机床 60年代到70年代，计算机技术得到了飞速的发展，数控机床取代了机械、液压、电气式的自动化车床。将高效率、高质量和高柔性集于一体。 4.柔性制造系统（FMS） 70年代末，FMS是采用一组数控机床和其他自动化的工艺装备，由计算机信息控制系统和物料（工件及刀具）自动储运系统联接起来的整体。是自由调度管理的机械加工自动生产线，就是FMS能自动地适应加工工件和生产批量的变化。它既是自动化的又是柔性的，特别适合多品种小批量生产。 5.计算机集成制造系统（CIMS） 80年代开始的一种新的生产模式。CIMS是用计算机网络控制的综合计划、设计、加工、检验、装备和辅助功能等综合自动化系统，涉及的范围非常广泛，包括了计划、设计、制造、管理和经营等有关部门的主要工作。将计算机辅助设计CAD和计算机辅助制造CAM综合为一体，是适合于多品种中小批量生产的高质量、高效益和高柔性的智能生产系统，是产品设计和制造的全盘自动化系统。 6.以LAF为代表的先进的生产模式 90年代开始。 二、金属切削机床型号的编制方法 机床型号就是按一定规律赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使用。我国机床型号的编制，是采用汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定规律组合而成的，可以简明表达机床的类型、主要规格及有关特征等。 我国1975年开始对机床型号的编制方法作了规定，现行的规定是按照JB1838－85《金属切削机床型号编制方法》执行。适合于各类通用、专门化及专用机床，不包括组合机床在内。 本课程主要介绍通用化机床和专门化机床的型号编制。 通用化机床和专门化机床的型号 基本形式由三部分组成。 例如：床身上最大回转直径为400mm的卧式车床的型号为 ? (1)类代号：用大写汉语拼音字母表示，位于型号之前。 车C 钻Z 镗T 磨M 齿轮加工机床Y 铣床X 拉床L 螺纹加工机床S （2）组、系代号 用两位阿拉伯数字表示，位于类代号后面。每类机床划分为10组，同一组机床的结构性能和使用范围基本相同。每个组又划分为10个系，同一系机床的基本结构的布局型式相同。 （3）主参数 用主参数折算值1/10或1/100或实际值表示，位于组、系代号之后。 三.机床设计应满足的基本要求 （一）工艺范围 机床是用来完成工件表面加工的，应该具备完成一定工艺范围的加工功能。 1.工艺范围定义：机床的加工功能。 2.工艺范围包括：加工方法（车、铣）、零件类型、加工表面形状、尺寸、毛坯种类。 3.各种机床工艺范围 专用机床：工艺范围较窄，相应的功能较少。 通用机床：工艺范围较宽，相应的功能较强，但自动化程度低。 数控机床：工艺范围较宽，相应的功能较强，自动化程度高。 机床功能的增加，将使机床的结构复杂程度增加，制造难度，制造周期和制造成本增加，但会减少工件的装卸次数，减少安装、搬运等辅助时间。 4.工艺范围宽窄的选择依据 主要依据：生产批量 大批大量生产 工序分散 工艺范围窄（专用机床，数控机床） 小批单件 工序集中 工艺范围宽（通用机床，数控机床） (二) 柔性 随着产品的多品种小批量生产的发展，对机床的柔性要求越来越高。 1.机床的柔性：指适应加工对象变化的能力，包括空间上和时间上的柔性。 2.空间柔性：就是功能柔性，指在同一时期内，机床能够适应多品种小批量的加工即机床的运动功能和刀具数目多，工艺范围广，一台机床具备几台机床的个功能。 3.时间上的柔性也就是结构柔性，是指在不同时期，机床各部件重新组合，构成新的机床功能，即通过机床重构，改变其功能，以适应产品更新换代快的要求。 (三) 与物流系