機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)

前言

　　本書是根據(jù)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)推薦的推導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃組織編寫的，通過對本書的學(xué)習(xí)，學(xué)生能較系統(tǒng)地掌握機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本方法，培養(yǎng)從事機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)工作的初步能力。　　隨著專業(yè)的合并和調(diào)整及寬口徑教學(xué)的要求，本書的主要內(nèi)容由原來的普通機(jī)床的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)和主要部件的設(shè)計(jì)方法，改變?yōu)橐灾v解數(shù)控機(jī)床和加工中心的相關(guān)內(nèi)容為主。隨著加工技術(shù)向高精化、高速化發(fā)展，相應(yīng)的高速加工機(jī)床和各種新型機(jī)床類型不斷涌現(xiàn)。同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人及物流運(yùn)輸系統(tǒng)等越來越多地出現(xiàn)在機(jī)械制造領(lǐng)域中。近年來，反求工程在制造企業(yè)中也開始應(yīng)用，因此三坐標(biāo)測量機(jī)作為一類輔助制造裝備也大量使用。所以，講授這些較新的內(nèi)容，對適應(yīng)學(xué)科發(fā)展的需要、拓寬學(xué)生的專業(yè)廣度、提高學(xué)生的就業(yè)競爭能力勢在必行。本書內(nèi)容共分六章，分別講述緒論、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、高速機(jī)床設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床設(shè)計(jì)、物料儲(chǔ)運(yùn)裝備設(shè)計(jì)和三坐標(biāo)測量機(jī)簡介等內(nèi)容。本書以當(dāng)代先進(jìn)的制造裝備設(shè)計(jì)方法為主線，以機(jī)械裝備的總體設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外最新的技術(shù)成果和發(fā)展趨勢，使學(xué)生掌握最新的知識并初步培養(yǎng)其工作能力?！　∠抻诰幷叩乃接邢?，書中錯(cuò)誤或不足之處在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　《“十一五”重點(diǎn)規(guī)劃教材·新世紀(jì)機(jī)械系列叢書：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》介紹機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本方法，內(nèi)容包括緒論、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、高速加工機(jī)床設(shè)計(jì)、并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床、物料儲(chǔ)運(yùn)裝備設(shè)計(jì)和三坐標(biāo)測量機(jī)?！丁笆晃濉敝攸c(diǎn)規(guī)劃教材·新世紀(jì)機(jī)械系列叢書：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》以機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法為重點(diǎn)，主要介紹了幾種典型機(jī)械制造裝備的總體設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及部件選擇等內(nèi)容，并反映了國內(nèi)外的相關(guān)最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢?！丁笆晃濉敝攸c(diǎn)規(guī)劃教材·新世紀(jì)機(jī)械系列叢書：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》內(nèi)容新穎、體系完整、重點(diǎn)突出、實(shí)例豐富，便于教學(xué)和自學(xué)，并對實(shí)際設(shè)計(jì)工作有一定的指導(dǎo)作用?！　　丁笆晃濉敝攸c(diǎn)規(guī)劃教材·新世紀(jì)機(jī)械系列叢書：機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》可作為高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可供從事機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)與研究工作的工程技術(shù)人員和研究人員參考。

書籍目錄

1 總論1.1 概述1.2 機(jī)械制造裝備類型1.3 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)要求1.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法思考題與習(xí)題2 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)2.1 概述2.2 金屬切削機(jī)床的總體設(shè)計(jì)2.3 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.4 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5 機(jī)床主軸組件設(shè)計(jì)2.6 機(jī)床支撐件設(shè)計(jì)2.7 機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計(jì)思考題與習(xí)題3 高速切削加工機(jī)床3.1 高速切削加工機(jī)床的要求3.2 高速機(jī)床主軸單元系統(tǒng)3.3 高速機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)3.4 高速機(jī)床的控制系統(tǒng)思考題與習(xí)題4 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床4.1 概述4.2 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的設(shè)計(jì)4.3 概念設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)綜合4.4 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5 電主軸4.6 桿件和鉸鏈4.7 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展趨勢思考題與習(xí)題5 物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 物流系統(tǒng)的功能和應(yīng)滿足的要求5.2 物流系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)5.3 自動(dòng)導(dǎo)引小車5.4 自動(dòng)化倉庫思考題與習(xí)題6 三坐標(biāo)測量機(jī)6.1 概述6.2 三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)6.3 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)6.4 三坐標(biāo)測量機(jī)的控制系統(tǒng)6.5 三坐標(biāo)測量機(jī)的軟件系統(tǒng)思考題與習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　（2）液壓傳動(dòng)　　液壓進(jìn)給傳動(dòng)通過動(dòng)力液壓缸等傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，并通過液壓控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、換向、運(yùn)動(dòng)分配、過載保護(hù)和快速運(yùn)動(dòng)。油缸本身做直線運(yùn)動(dòng)一般不需要運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。液壓傳動(dòng)工作平穩(wěn)、動(dòng)作靈敏，便于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和自動(dòng)控制，而且在同等功率情況下體積小、重量輕、機(jī)構(gòu)緊湊，因此廣泛用于磨床、組合機(jī)床和自動(dòng)車床的進(jìn)給傳動(dòng)中?！　?.電氣傳動(dòng)　　電氣進(jìn)給傳動(dòng)是采用無級調(diào)速電動(dòng)機(jī)，直接地或經(jīng)過簡單的齒輪變速或同步齒形帶變速，驅(qū)動(dòng)齒輪條或絲杠螺母機(jī)構(gòu)等傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)；若采用近年出現(xiàn)的直線電動(dòng)機(jī)可直接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。電氣傳動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，可在工作中無級調(diào)速，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，因此應(yīng)用越來越廣泛。　　數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)稱為伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，由伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和高性能傳動(dòng)元件（如滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌）組成，在計(jì)算機(jī)（即數(shù)控裝置）的控制下，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)下的高效、高速和高精度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2.進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下的基本要求：（1）具有足夠的靜剛度和動(dòng)剛度；（2）具有良好的快速響應(yīng)性，做低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或微量進(jìn)給時(shí)不爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，靈敏度高；　?。?）抗振性好，不會(huì)因摩擦自振而引起傳動(dòng)件的抖動(dòng)或齒輪傳動(dòng)的沖擊噪聲；　?。?）具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實(shí)現(xiàn)所要求的進(jìn)給量（進(jìn)給范圍、數(shù)列），以適應(yīng)不同的加工材料，使用不同刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動(dòng)較大的扭矩；　?。?）進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和定位精度要高；　?。?）結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝配工藝性好，調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活?！　〕Ｒ?guī)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的作用是穩(wěn)定的傳遞力和速度，以保證切削過程連續(xù)進(jìn)行，獲得必要的加工精度和生產(chǎn)率，但它無法控制執(zhí)行件的位移和運(yùn)動(dòng)軌跡。伺服系統(tǒng)則不同，它是根據(jù)指令信息而動(dòng)作的，除了做功率放大以外，不僅能控制執(zhí)行件的速度，而且能精確地控制其位置和運(yùn)動(dòng)軌跡。數(shù)控機(jī)床對伺服系統(tǒng)的要求是：穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性。一個(gè)控制系統(tǒng)，在輸入量改變和外界干擾的作用下，輸出量隨時(shí)間增長達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，這樣的系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。反之，如果輸出的瞬態(tài)響應(yīng)持續(xù)不斷或是逐步發(fā)散，甚至破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行，則這個(gè)系統(tǒng)就是不穩(wěn)定的。例如，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中的振蕩和切削加工中的顫振都屬于系統(tǒng)不穩(wěn)定的表現(xiàn)。伺服系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)的慣性、剛度、阻尼比以及系統(tǒng)增益都有關(guān)系。適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)的機(jī)械參數(shù)和電氣參數(shù)，并使它們達(dá)到最佳匹配，是伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一。在設(shè)計(jì)和調(diào)整伺服系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使系統(tǒng)不僅穩(wěn)定而且有一定的穩(wěn)定裕量?！　】焖傩允侵赶到y(tǒng)輸出對給定輸入的響應(yīng)速度，它直接影響機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。響應(yīng)速度過快會(huì)造成系統(tǒng)的超調(diào)，甚至?xí)鹣到y(tǒng)不穩(wěn)定。應(yīng)當(dāng)指出，數(shù)控加工往往不準(zhǔn)許超調(diào)，因?yàn)槌{(diào)意味著被加工零件超差。

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