第一章机械装备设计方法

机械制造配备设计目录第一章机械制造及配备设计方法第二章金属切削机床设计第三章典型部件设计第七章机械加工消费线总体设计第五章机床夹具设计第四章工业机器人设计第六章物流系统设计共60页第1页第一节概述第二节机械制造配备应具备的主要功能第三节机械制造配备的分类第四节机械制造配备设计类型和设计方法第五节机械制造配备设计的评价第一章机械制造配备设计方法

制造大国制造业占国民经济30%的产值工业添加值居世界第四位建立制造强国是我国的国家目的开展高端制造配备掌握关键零部件的中心制造技术1.1概述开展机械制造配备的战略意义第一章共60页第2页国际市场的竞争归根究竟是各国制造消费才干的竞争。机械制造业是制造业的中心，其消费才干和开展程度标志着一个国家或地域的经济现代化的程度，而机械制造业的消费才干主要取决于机械制造配备的先进程度。“拿来主义〞不能构成制造业的中心竞争力，开展先进的配备制造技术刻不容缓，是实现向“制造强国〞跨越的必由之路。机床及其它制造配备是机械制造技术的重要载体。机床工业的战略位置国际军事竞争的战略物资高档数控机床对我国禁运:2000年10月14日,美国参议院经过控制高技术机床出口法案,美国商务部把数控机床列为对我出口的20类敏感物资;日本通产省制止东芝公司龙门五面体加工中心、安田公司高精度数控机床、森精机公司精细机床、五轴联动数控机床出口到中国。

机械制造配备的开展趋势用中国配备配备中国1、向高效、高速、高精度方向开展2、多功能复合化、柔性自动化的产品成为主流3、实施绿色制造与可继续制造开展战略4、智能制造技术和智能化配备有了新的开展5、我国自主创新和高新技术的开展1.2机械制造配备的主要功能普通的功能要求；柔性化；精细化；自动化；机电一体化；节材；符合工业工程要求；符合绿色工程要求多角度的功能要求！1.2机械制造配备的主要功能1.2.1普通的功能要求1．加工精度方面的要求 加工精度是指加工后零件对理想尺寸、外形和位置的符合程度，普通包括尺寸精度、外表外形精度、相互位置精度和外表粗糙度等。满足加工精度方面的要求应是机械制造配备最根本的要求。影响机械制造配备加工精度的要素很多，与机械制造配备本身有关的要素有其几何精度、传动精度、运动精度、定位精度和低速运动平稳性等。1.2机械制造配备的主要功能1.2.1普通的功能要求2．强度、刚度和抗振性方面的要求 为了提高加工效率，切削速度越来越高，切削力越来越大，机械制造配备应具有足够的强度、刚度和抗振性。提高强度、刚度和抗振性不能一味地加大制造配备零部件的尺寸和分量，成为“傻、大、黑、粗〞的产品。应利用新技术、新工艺、新构造和新资料，对主要零件和整体构造进展改良设计，在不添加或少添加分量的前提下，使配备的强度、刚度和抗振性满足规定的要求。1.2机械制造配备的主要功能1.2.1普通的功能要求3．加工稳定性方面的要求 机械制造配备在运用过程中，遭到切削热、摩擦热、环境热等的影响，会产生热变形，影响加工性能的稳定性。对于自动化程度较高的机械制造配备，加工稳定性方面的要求尤为重要。提高加工稳定性的措施是减少发热量，散热和隔热，均热、热补偿、控制环境温度等。温升变形误差1.2机械制造配备的主要功能1.2.1普通的功能要求4．耐用度方面的要求 机械制造配备经过长期运用，因零件磨损、间隙增大，原始任务精度将逐渐丧失。对于加工精度要求很高的机械制造配备，耐用度方面的要求尤为重要。提高耐用度应从设计、工艺、资料、热处置和运用等多方面综合思索。从设计角度，提高耐用度的主要措施包括减少磨损、均匀磨损、磨损补偿等。1.2机械制造配备的主要功能1.2.1普通的功能要求5．技术经济方面的要求 投入机械制造配备上的费用将分摊到产品本钱中去。如产品产量很大，分摊到每个产品的费用较少。反之，产品的产量较少，甚至是单件，过大地在机械制造配备上投资，将大幅度地提高产品的本钱，减弱产品的市场竞争力。因此不应盲目地追求机械制造配备的技术先进程度，无方案地加大投入，而应该进展仔细的技术经济分析，确定机械制造配备设计和选购方面的指点方针。1.2机械制造配备的主要功能1.2.2柔性化柔性化即产品构造柔性化和功能柔性化。产品构造柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术，只需对构造作少量的重组和修正，或修正软件，就可以快速地推出满足市场需求的、具有不同功能的新产品。功能柔性化是指只需进展少量的调整或修正软件，就可以方便地改动产品或系统的运转功能，以满足不同的加工需求。数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。1.2机械制造配备的主要功能1.2.2柔性化在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。这类加工配备投资极大，研制周期长，运用维护涉及的技术难度大，应经过仔细的技术经济分析以为有利可图时才可思索采用。要实现机械制造配备的柔性化不一定非要采用柔性制造单元或系统。公用机床也可设计成具有一定的柔性。其柔性表如今机床可进展调整以满足不同工件的加工。调整方法如采用备用主轴、位置可调主轴、工夹量具成组化、任务程序软件化和部分动作实现数控化等。1.2机械制造配备的主要功能1.2.3精细化随着市场竞争的国际化，对产品技术性能的要求越来越苛刻，制造精度的要求越来越高。为提高产品的质量，许多工厂还不断地紧缩工件制造的公差带，机械制造配备的精细化成为普遍开展的趋势，从微米级开展到亚微米级，乃至纳米级。采用误差补偿技术可提高机械制造配备本身的精度。误差补偿技术可以是机械式的，如采用的校正尺或校正凸轮等。较先进的是采用数字化技术，将误差的数学模型存人计算机。在加工时，算出将产生的综合误差，然而由误差补偿安装按算出的综合误差进展补偿。1.2机械制造配备的主要功能1.2.4自动化可以提高加工效率和劳动消费率，还可以提高产质量量的稳定性，改善劳动条件等。动化有全自动和半自动之分：全自动是指能自动完成工件的上料、加工和卸料的消费全过程；半自动那么上下料需人工完成。凸轮控制是采用凸轮机构控制多个部件的运动，使之相互协调地任务，改动任务循环需改换或调整凸轮。1.2机械制造配备的主要功能1.2.4自动化程序控制指任务程序和定位尺寸可以根据不同的加工对象选择，但不能控制运动轨迹。程序控制可分为固定程序控制和可变程序控制。数字控制除了可控制任务程序外，还可以控制运动轨迹，普通采用专门的数控安装。顺应控制能按事先给定的评价目的，在加工过程中根据实践任务条件(如资料硬度的变化，刀具磨损等)自动地改动加工系统的参数(如切削用量等)，使加工过程一直按照给定的评价目的进展。顺应控制分约束顺应控制、最正确顺应控制和学习顺应控制等。1.2机械制造配备的主要功能1.2.5机电一体化指机械技术与微电子、传感检测、信息处置、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，有机地组成的最正确技术系统。机电一体化系统和产品的构造通常是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运转形状的信息，由计算机进展处置，经控制系统由机械、液压、气动、电气、电子及它们的混合方式的执行系统进展操作，使系统能自动顺应外界环境的变化，机器一直处于正常的任务形状系统功能强、质量好和缺点率低、节能和节材、性能价钱比高，具有足够的“构造柔性〞的系统。1.2机械制造配备的主要功能1.2.6节材我国产品设计程度低，选取的平安系数普通偏大，呵斥产品肥头大耳，呵斥所谓的构造性资料浪费；又由于工艺程度落后，铸造和锻造过程中金属回收率低，毛坯的加工余量大，不仅浪费了原资料，也浪费了加工工时和能源，呵斥所谓的工艺性资料浪费。采用现代设计法，合理地选取平安系数，对主要零部件进展准确计算和优化，改良产品的构造，采用先进的制造配备提高资料的利用率是必要的。1.2机械制造配备的主要功能1.2.7符合工业工程要求工业工程是对由人、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进展设计、改善和实施的一门学科。其目的是设计一个消费系统及其控制方法，在保证工人和最终用户安康和平安的条件下，以最低的本钱消费出符合质量要求的产品。工业工程可以定量分析为主，研讨整个大系统任务效率和本钱的优化。1.2机械制造配备的主要功能1.2.7符合工业工程要求产品设计符合工业工程的要求是指在产品开发阶段，充分思索构造的工艺性，提高规范化、通用化程度，以便采用最正确的工艺方案，选择最合理的制造设备，减少工时和资料的耗费；合理地进展机械制造配备的总体规划，优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的膂力耗费；对市场和消费者进展调研，保证产品正确的质量规范，减少因质量规范订得过高呵斥不用要的超额任务量。1.2机械制造配备的主要功能1.2.8符合绿色工程要求企业必需纠正不惜牺牲环境和耗费资源来添加产出的错误做法，使经济开展更少地依赖地球上的有限资源，而更多地与地球的承载才干到达有机的协调。这就是所谓的绿色工程要求。按绿色工程要求设计的产品称绿色产品。绿色产品设计在充分思索产品的功能、质量、开发周期和本钱的同时，优化各有关设计要素，使得产品从设计、制造、包装、运输、运用到报废处置的整个生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高。1.2机械制造配备的主要功能1.2.8符合绿色工程要求绿色产品设计思索的内容很广泛，包括产品资料的选择应是无毒、无污染、易回收、可重用、易降解的；产品制造过程应充分思索对环境的维护，资源回收，如废弃物的再生和处置，原资料的再循环，零部件的再利用等；产品的包装也应充分思索选用资源丰富的包装资料，以及包装资料的回收利用及其对环境的影响等。原资料再循环的本钱普通较高，应思索经济上、构造上和工艺上的可行性。为了零部件的再利用，应经过改动资料、构造规划和零部件的衔接方式等来实现产品装配的方便性和经济性。其中，假设机床的主轴功率22KW,加工时间占57%，并假设每年SUV行驶12,000英里，耗油量为20.7mpg。美国麻省理工学院的Gutowski教授在2021年的一个报告中给出了一个令人震惊的结论：一台主轴功率22KW的数控机床〔配置有相应的辅助安装〕，运转一年的所耗电能所对应的CO2排放量〔按美国国家电网有关数据推算〕相当于61辆SUV汽车的排放量。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备〔主要指机床，也称任务母机〕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。1.3.2工艺配备包括刀具、模具、夹具、量具、辅具等。1.3.3储运配备包括物料运输安装、机床上下料安装、刀具保送安装、仓储设备等1.3.4辅助配备包括清洗机、排屑设备和丈量、包装设备等。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:金属切削机床通用的金属切削机床按其切削方式可分为车床、钻床、镗床、螺纹加工机床、铣床、刨(插)床、拉床、切断机床和其它机床等。公用机床是为特殊的工艺目的设计和制造的加工配备，组合机床及其自动线是其中的一个大分支，包括大型组合机床及其自动线、小型组合机床及其自动线、自动换刀数控组合机床及其自动线等。机床按其通用特征可分为高精度精细、自动、半自动、数控、仿形、自动换刀、轻型、万能和简式机床等。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床1．电加工机床直接利用电能对工件进展加工的机床，统称电加工机床，一般仅指电火花加工机床、火花线切割机床和电解加工机床。电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生的电火花小电弧从工件上去除微粒资料到达加工要求的机床，主要用于加工硬的导电金属，如淬火钢、硬质合金等。按工具电极的外形和电极能否旋转，电火花加工可进展成形穿孔加工、电火花成形加工、电火花雕刻、电火花展成加工、电火花磨削等。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床电火花线切割机床是利用一根挪动的金属丝作电极，在金屑丝和工件间经过脉冲电流，并浇上液体介质，使之产生放电腐蚀而进展切割加工。电解加工机床是利用金屑在直流电流作用下，在电解液中产生阳极溶解的原理对工件进展加工的方法，又称电化学加工。加工时，工件与工具分别接正负极，两者相对缓慢进给，并一直坚持一定的间隙，让具有一定压力的电解液延续从间隙中流过，将工件上的被溶解物带走，使工件逐渐按工具的外形被加工成型。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床2．超声波加工机床 利用超声波能量对资料进展机械加工的设备称超声波加工机床。加工时工具作超声振动，并以一定的静压力压在工件上，工件与工具间引入磨料悬浮液。在振开工具的作用下，磨粒对工件资料进展冲击和挤压，加上空化爆炸作用将资料切除。超声波加工适用于特硬资料，如石英、陶瓷、水晶、玻璃等的孔加工、套料、切割、雕刻、研磨和超声电加工等复合加工。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床3．激光加工机床采用激光能量进展加工的设备统称激光加工机床。激光是一种高强度、方向性好、单色性好的相关光。利用激光产生的上万度高温聚焦在工件上，使工件被照射的部分在瞬间急剧熔化和蒸发，并产生剧烈的冲击波，使熔化的物质爆炸式地放射出来以改动工件的外形。激光加工可以用于一切金属和非金属资料，特别适宜于加工微小孔和资料切割。常用于加工金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、陶瓷、玻璃等非金属资料和硬质合金、不锈钢等金属资料的小孔加工及切割加工。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床4．电子束加工机床在真空条件下，由阴极发射出的电子流被带高电位的阳极吸引，在飞向阳极的过程中，经过聚焦、偏转和加速，最后以高速和细束状轰击被加工工件的一定部位，在几分之一秒内，将其百分之九十九以上的能量转化成热能，使工件上被轰击的部分资料在瞬间熔化、气化和蒸发，以完成工件的加工。电子束加工机床就是利用电子束的上述特性进展加工的配备。常用于穿孔、切割、蚀刻、焊接、蒸镀、注入和熔炼等。此外，利用低能电子束对某些物质的化学作用，可进展镀膜和曝光，也属于电子束加工。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床5．离子束加工机床离子束加工机床就是利用离子束的特性进展加工的配备。在电场作用下，将正离子从离子源出口孔“引出〞，在真空条件下，将其聚焦、偏转和加速，并以大能量细束状轰击被加工部位，引起工件资料的变形与分别，或使靶材离子堆积到工件外表上，或使杂质离子射人工件内。用这种方法对工件进展穿孔、切割、铣削、成像、抛光、蚀刻、清洗、溅射、注入和蒸镀等，统称离子束加工。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:特种加工机床6．水射流加工机床水射流加工是利器具有很高速度的细水柱或掺有磨料的细水柱，冲击工件的被加工部位，使被加工部位上的资料被剥离。随着工件与水柱间的相对挪动，切割出要求的外形。常用于切割某些难加工资料，如陶瓷、硬质合金、高速钢、模具钢、淬火钢、白口铸铁、耐热合金、复材等。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:锻压机床锻压机床是利用金属的塑性变形特点进展成形加工，属无屑加工设备。锻造机是利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成形为具有一定外形和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求。锻造加工可分为手工锻造、自在锻造、胎模锻造、模型锻造和特种锻造等。也可分热锻、温锻和冷锻等。冲压机是借助模具对板料施加外力，迫使资料按模具外形、尺寸进展剪裁或塑性变形，得到要求的金属板制件。根据加工时资料温度的不同，可分为冷冲压和热冲压。冲压工艺省工、省料和消费率高。1.3机械制造配备的类型1.3.1加工配备:锻压机床挤压机是借助于凸模对放在凹模内的金属坯料加力挤压，迫使金属挤满凹模和凸模合成的内腔空间，获得所需的金属制件。挤压加工更节约金属、提高消费率和制品的精度。可分为冷挤压、温热挤压和热挤压。轧制机是使金属资料经过旋转的轧辊，在轧辊压力作用下产生塑性变形，以获得所要求的截面外形并同时改动其性能。分热轧和冷轧。按轧制方式又可分纵轧、横轧和斜轧。纵轧用于轧制板材、型材、钢轨等；横轧用于轧制套圈类零件；斜轧主要用于轧制钢球。1.3机械制造配备的类型1.3.2加工配备:刀具切削加工时，从工件上切除多余资料所用的工具，称之为刀具。刀具的种类颇多，如车刀、刨刀、铣刀、钻头、丝锥、齿轮滚刀等。大部分刀具已规范化，由工具制造厂大批量消费，不需自行设计。1.3机械制造配备的类型1.3.2加工配备:模具模具是用来将资料填充在其型腔中，填充资料的不同，以获得所需外形和尺寸制件的工具。1．粉末冶金模具粉末冶金是制造机器零件的一种加工方法，将一种或多种金属或非金属粉末混合，放在粉末冶金模具内，加压成形，再烧结成制品。2．塑料模具塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件下可塑制成一定外形且在常温下坚持外形不变的资料。塑制成型制件所用的模子称之为塑料模具。1.3机械制造配备的类型1.3.2加工配备:模具压塑模具又称压胶模，是成型热固性塑料件的模具。成型前，根据压制工艺条件将模具加热到成型温度，然后将塑料粉放人型腔内预热、闭模和加压。塑料受热和加压后逐渐软化成粘流形状，在成型压力的作用下流动而充溢型腔，经保压一段时间后，塑件逐渐硬化成形，然后开模和取出塑件。挤塑模具又称挤胶模，是成型热固性塑料或封装电器元件等用的一种模具。成形及加料前先闭模，塑料先放在单独的加料室内预热成粘流形状，再在压力的作用下使融料经过模具浇注系统，高速挤入型腔，然后硬化成型。1.3机械制造配备的类型1.3.2加工配备:模具注射模具沿分型面分为定模和动模两部分。定模安装在注塑机的定模板上，动模那么紧固在注射机的动模板上。任务时注射机推进模板与定模板严密压紧，然而将料筒内已加热到熔融形状的塑料高压注入型腔，融料在模内冷却硬化到一定强度后，注射机将动模板与定模板沿分模面分开，开启模具，将塑件顶出模外，获得塑料制件。3．压铸模具熔融的金属在压铸机中以高压、高速射人压铸模具的型腔，尺寸精度高，外表光洁，主要用于制造有色金属件。1.3机械制造配备的类型1.3.2加工配备:模具4．冷冲模具压铸冷冲模具包括阴模和阳模两部分。在室温下借助阳模对金属板料施加外力，迫使资料按阴模型腔的外形、尺寸进展裁剪或塑性变形。进展冷冲加工所用的钢材应是含碳量较低的高塑性钢。5．锻压模具锻压模具是锻造用模具的总称。按运用锻造设备的不同可分为锤锻模、机锻模、平锻模、辊锻模等。按运用目的不同可分为终成形模、预成形模、制坯模、冲孔模、切边模等。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.1创新设计创新设计通常应从市场调研和预测开场，明确产品设计任务，经过产品规划、方案设计、技术设计和施工设计等四个阶段；还应经过产品试制和产品实验来验证新产品的技术可行性；经过小批试消费来验证新产品的制造工艺和工艺配备的可行性；普通需求较长的设计开发周期，投入较大的研制开发任务量。1.4.2变型设计顺应型设计和变参数型设计统称“变型设计〞。都是在原有产品根底上，根本任务原理和总体构造坚持不变.变型设计应在原有产品的根底上，按照一定的规律演化出各种不同的规格参数、规划和附件的产品，扩展原有产品的性能和功能，构成一个产品系列。开展变型设计的根据是原有产品，它应属于技术成熟的“基型〞产品。作为变型设计根据的原有产品，通常是采用创新设计方法完成的。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.2模块化设计组合设计又称模块化设计，是按合同要求，选择适当的功能模块，直接拼装成所谓的“组合产品〞。组合产品是系列产品的进一步细化，组合产品中的模块也应按系列化设计的原理进展。组合设计通常是MRP一驱动的，可由销售部门承当，或在销售部门中成立一个专门从事组合设计的设计组承当，有关设计资料可直接交付消费方案部门，对组成产品的各个模块安排投产，并将这些模块拼装成所需的产品。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.3机械制造配备设计的典型步骤(一)产品规划阶段〔明确设计义务〕；(二)方案设计阶段(功能原理的设计)；(三)技术设计阶段〔构造原理方案、总体设计、构造设计等〕；(四)施工设计阶段〔零件图设计、完善装配图、商品化设计、编制技术文档〕1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.3机械制造配备设计的典型步骤(一)产品规划阶段产品规划阶段的义务是明确设计义务，通常应在市场调查与预测的根底上识别产品需求，进展可行性分析，制定设计技术义务书。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等实际和方法来处理设计中出现的问题。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.3机械制造配备设计的典型步骤(一)产品规划阶段产品规划阶段的义务是明确设计义务，通常应在市场调查与预测的根底上识别产品需求，进展可行性分析，制定设计技术义务书。在产品规划阶段将综合运用技术预测、市场学、信息学等实际和方法来处理设计中出现的问题。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.3机械制造配备设计的典型步骤(二)方案设计阶段总功能是表达输入量转变成输出量的才干。总功能可逐级往下分解，分解到子功能的要求比较明确，便于求解为止。分功能和多级子功能及它们之间的关系称为功能构造。便于了解产品中哪些子功能反复出现，为制定通用零部件规范提供根据。1.4机械制造配备设计类型和设计方法(二)方案设计阶段初步设计方案的构成(1)系统结合法：按功能构造的树状构造，根据逻辑关系把原了解结合起来。(2)数学方法结合法：采用数学方法进展初步设计方案的组合。1.4机械制造配备设计类型和设计方法(三)技术设计阶段技术设计阶段是将方案设计阶段拟定的初步设计方案详细化，确定构造原理方案；进展总体技术方案设计，确定主要技术参数、规划；进展构造设计，绘制装配草图，初选主要零件的资料和工艺方案，进展各种必要的性能计算；还可以经过模型实验检验和改善设计；经过技术经济分析选择较优的设计方案。1.4机械制造配备设计类型和设计方法(四)工艺设计阶段工艺设计阶段主要进展零件任务图设计，完善部件装配图和总装配图，进展商品化设计，编制各种技术文档等。零件图设计；完善装配图；商品化设计；编制技术文档1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.4系列化设计(一)系列化设计的根本概念系列化设计方法是在设计的某一类产品中，选择功能、构造和尺寸等方面较典型的产品为基型，以它为根底，设计出其它各种尺寸参数的产品，构成产品基型系列。在产品基型系列的根底上，派生出不同用途的变型产品，构成产品派生系列。编制反映基型系列和派生系列关系的产品系列型谱。系列化设计应遵照“产品系列化、零部件通用化、规范化〞原那么，构造的典型化〞即所谓的“四化〞原那么。系列化设计是产品设计合理化的一条途径，是提高产质量量、降低本钱、开发变型产品的重要途径之一。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.4系列化设计(二)系列化设计的优缺陷1)可以较少种类规格的产品满足市场较大范围的需求。2)系列产品是根据经过严厉性能实验和长期消费考验的基型产品演化和派生而成的，可以大大减少设计任务量，提高设计质量，减少产品开发的风险，缩短产品的研制周期；3)产品有较高的构造类似性和零部件的通用性，可紧缩工艺配备数量和种类，缩短产品的研制周期，降低消费本钱；4)零备件的种类少，系列中的产品构造类似，便于进展产品的维修，改善售后效力质量；5)为开展变型设计提供技术根底。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.4系列化设计(二)系列化设计的优缺陷系列化设计的缺陷：为以较少种类规格的产品满足市场较大范围的需求，每个种类规格的产品都具有一定的通用性，满足一定范围的运用需求，用户只能在系列型谱内有限的一些种类规格中选择所需的产品，选到的产品，一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户的要求，另方面有些功能还能够冗余。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.5模块化设计(一)模块化设计的根本概念为了开发多种不同功能构造，或一样功能构造而性能不同的产品，不用对每种产品单独进展设计，而是精心设计出一批模块，将这些模块经过不同的组合来构造具有不同功能构造和性能的多种产品。模块上具有特定的联接外表和联接方法，以保证相互组合的互换性和准确度。模块化设计是产品设计合理化的另一条途径，是提高产质量量、降低本钱、加快设计，进展组合设计重要途径。模块化系统多数是属于模块和非模块的混合系统。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.5模块化设计(二)模块化设计的优缺陷1)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，组合出功能更完善、性能更先进的组合产品，加快产品的更新换代。2)采用模块化设计，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。3)模块化设计方法推进了整个企业技术、消费、管理和组织体制的改革。有利于采用成组加工等先进工艺，有利于组织专业化消费，既提高质量，又降低本钱。4)模块系统中大部分部件由模块组成，设备如发生缺点，只需改换有关模块，维护修缮更为方便，对消费影响少。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.5模块化设计划分模块的出发点是功能分析。分功能包括根本功能、辅助功能、特殊功能和附加功能等几类1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.4.6合理化工程合理化工程是一种管理哲理，适用于合同型企业。目的是采用先进的信息处置技术，缩短产品的开发周期，提高产品设计质量，缩短产品的消费周期，提高产品的质量，降低产品的本钱，改善售后效力。产品构造的重组是进展系列产品和组合产品的开发、产品编码和产品技术文件的系统化，从而减少零部件的类别数。产品设计开发过程的重组是将产品的设计开发过程分成全新产品设计和合同产品设计两部分。全新产品设计进展的是换代产品和创新产品的设计。合同产品设计是进展变型设计或组合设计。为了实现产品构造和产品开发过程的重组，企业必需采用CAD／CAM和MRP一Ⅱ技术，并实现两者之间的信息集成。1.4机械制造配备设计类型和设计方法1.5机械制造配备设计的评价1.5.1技术经济评价评价内容：技术的先进性和经济的合理性树状目的系统每个树叶代表一个评价规范。1.5.2可靠性评价1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价可靠性是指产品在规定条件和时间内完成规定功能的才干。可靠度：规定时间和条件下，完成规定义务的概率。产品可靠性目的可靠性维修性有效性耐久性平安性可靠度可靠寿命累积失效概率失效率平均寿命修复率维修度极限有效度平均有效度瞬时有效1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价[例1]有1000只电子管。开场任务至500小时内有100只失效；任务至1000上时时合计有500只失效，求500小时和1000小时的可靠度。[解]知N0=1000只r〔500〕=100只r〔1000〕=500只那么：R(500)=(1000－100)/1000=0.9=90%R(1000)=(1000－500)/1000=0.5=50%1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价(二)可靠性预测目的是为了发现薄弱环节，提供方案比较、修正、优选和进展可靠性分配的根据，并对产品的维修费用以致全寿命运转费用作出估计。可靠性预测包括单元可靠性预测和系统可靠性预测。可靠性预测有许多方法，随预测的目的、设计的时期、系统的规模、失效的类型及数据情况等的不同而用不同的方法，如统计分析法、失效方式及后果分析法(FMECA)、缺点树分析法(FTA)、可靠性逻辑框图法及近似值法等。1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价根据单元在系统中所处的形状及其对系统的影响，系统可分为如图2—11所示-的几种类型。分析系统可靠性时，必需了解系统中每个单元的功能，各单元间在可靠性功能上的联络，以及这些单元功能、失效方式对系统功能的影响，这是建立可靠性逻辑框图的根底。1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价系统可靠性模型串联络统可靠度为并联络统可靠度为1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性评价例题：在系统可靠性预测时，系统的单元数为4，每个单元的可靠度均为0.9，假设系统只需一个单元任务，系统就算正常，那么系统的可靠度为多少？假设只需4个单元全部任务，系统才干正常任务，系统的可靠度为多少？1.5机械制造配备设计的评价1.5.2可靠性分配的原那么1)对技术成熟的单元，可以保证明现较高的可靠性，或预期投入运用时可靠性可有把握到达较高程度的单元，可分配较高的可靠度；2)对较简单的单元，组成单元的零部件数量少，装配容易保证质量或缺点后易于修复的单元，可分配较高的可靠度；3)对重要的单元，该单元的失效将引起严重的后果，或该单元失效会导致全系统失效，应分配较高的可靠度；4)对整个义务时间内需延续任务，或任务条件严酷的单元，应分配较低的可靠度。1.5机械制造配备设计的评价1.5.3人机工程评价〔一〕人要素方面〔人体静态尺寸、动态尺寸、操作力、视觉和听觉〕〔二〕机器要素方面〔信号显示安装、操作安装、平安保证、人体温馨性和运用方便性〕〔三〕环境要素方面〔作业空间、物理环境、化学环境等〕〔四〕人机系统方面〔人机功能合理分配，人机控制链的优化，人机系统可靠性和平安性，环境要素对劳动质量和生活质量的影响〕人机工程学是研讨人机关系的一门学科，它把人和机作为一个系统，研讨人机系统应具有什么样的条件，才干使人机实现高度协调性1.5机械制造配备设计的评价1.5.3人机工程评价如运动件作回转运动，按钮位置的陈列方向应与距该组按钮最近的运动件上的圆周线速度方向相一致按钮位置按钮的陈列直线应和运动件的运动方向相平行，即支配运动件向右、向前或向上的按钮应布置在按钮板的最右、最前和最上方，如下图。1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价加工工艺性〔产品构造的合理组合、零件加工工艺性〕装配工艺性〔便于装配的产品构造、便于装配的零件接合部位构造、便于装配的零件构造〕〔一〕〔二〕〔三〕维修工艺性〔平均修复时间短、维修所需元器件或零部件互换性好、宽阔的维修任务空间等〕构造工艺性评价的目的是降低消费本钱,缩短消费时间,提高产质量量。构造工艺性应从加工、装配、维修和运输等方面来评价。1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价(一)加工工艺性1．产品构造的合理组合根据工艺要求，设计时应合理地思索产品的构造组合，把工艺性不太好或尺寸较大的零件分解成多个工艺性较好的较小零件。产品构造的合理组合也包括设计时把多个构造简单、尺寸较小的零件合并为一个零件，以减轻分量，减少联接面数量，节省加工和装配费用，改善力学性能。有些零件上各任务面的任务条件不同，常采用不同的资料，可将多个零件的坯件用不可拆方式联接在一同，如热压配合、铆接、粘接或螺纹联接等，然后再整体地进展加工，可获得很好的效果。1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价(一)加工工艺性2．零件的加工工艺性零件的构造外形、资料、尺寸、外表质量、公差和配合等确定了其加工工艺性。加工工艺性的评价应根据制造厂现有的消费条件，没有一个绝对的规范。这些消费条件概括起来包括如下几个方面：传统的工艺习惯，本企业的加工设备和工装条件，外协加工条件，与老产品构造的通用，资料、毛坯和半废品的供应情况和质量检验的能够性等。1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价(一)加工工艺性2．零件的加工工艺性铸件类零件尽能够不用型芯，模型和型芯尽量用直线、平面。模锻件类零件应思索拔模方便，分模面的设置要合理；冷挤压件零件思索拔模方便，防止边缘倾斜；车削加工类零件要有必要的退刀槽、孔加工公差不要太严；钻孔加工类零件尽量用通孔，防止盲孔，斜孔要有凸台和凹面；铣削加工类零件尽量用平铣刀或组合铣刀，少用成形铣刀；尽量用盘状铣刀，防止用指状铣刀。磨削加工类零件尽量采用大直径圆周砂轮，留意留退刀槽。1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价(二)装配工艺性1．便于装配的产品构造(1)装配操作的分解产品-部件-组件-零件；平行装配，缩短工期(2)装配操作的紧缩零件合并；减少零件、接合部位和外表数量(3)装配操作的一致装配时采用一致工具、装配方向和方法(4)装配操作的简化加工和装配操作结合在一同2．便于装配的零件结合部位构造减少结合部位数量、一致和简化结合部位的构造；粘接、卡接3．便于装配的零件构造零件构造应便于自动储存、识别、整理、夹取和挪动1.5机械制造配备设计的评价1.5.4构造工艺性评价(二)维修工艺性1)平均修复时间短；2)维修所需元器件或零部件的互换性好，并容易买到或有充足的备件；3)有宽阔的维修任务空间；4)维修工具、附件及辅助维修设备的数量和种类少，预备齐全；5)维修技术的复杂性低；6)维修人员数量少；7)维修本钱低；8)采用形状监测和自动记录1.5机械制造配备设计的评价1.5.5产品外型评价机械产品的外型的总原那么是经济、适用、美观