《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)教學(xué)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)教學(xué)課件（80頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 主講教師：張慶春 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械制造及自動(dòng)化系 2012年3月,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平、生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力的水平。 它主要是為國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域提供合格的產(chǎn)品，它所創(chuàng)造的產(chǎn)值約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的百分之七十。,第1章 緒 論,1.1 機(jī)械制造裝備及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用,Harbin Ins

2、titute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的核心。他擔(dān)負(fù)著為其他領(lǐng)域提供高水平機(jī)械裝備的重要任務(wù)，這主要包括：, 農(nóng)業(yè)機(jī)械 動(dòng)力機(jī)械 運(yùn)輸機(jī)械,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院, 礦山機(jī)械 化工機(jī)械 林業(yè)與木工機(jī)械 食品機(jī)械 醫(yī)療機(jī)械 紡織機(jī)械 服裝機(jī)械 制造裝備,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,20世紀(jì)20年代生產(chǎn)軍火主要采用不計(jì)成本的生產(chǎn)模式。 20世紀(jì)50年代為了降低成本、提高

3、效率，采用大量生產(chǎn)模式。 20世紀(jì)70年代生產(chǎn)模式的基本原則是“消滅一切浪費(fèi)”，代表的公司是日本的豐田公司，后來(lái)被美國(guó)麻省理工學(xué)院總結(jié)成為：精益生產(chǎn)的制造模式。,1.2 機(jī)械制造裝備的狀況及發(fā)展,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院, 20世紀(jì)80年代，隨著人們生活水平的提高，對(duì)產(chǎn)品的需求更加多樣化，出現(xiàn)了單項(xiàng)的先進(jìn)制造技術(shù)。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(CAD) 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM) 計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,

4、 制造資源規(guī)劃(MRP) 成組技術(shù)(GT) 并行工程(CE) 柔性制造系統(tǒng)（單元）(FMS) 全面質(zhì)量管理(TQC),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,進(jìn)入90年代，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)打破了地域經(jīng)濟(jì)的束縛。 快速響應(yīng)市場(chǎng)成為制造業(yè)發(fā)展的主要方向 敏捷制造 精益敏捷柔性 快速可重組制造,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,21世紀(jì)制造模式的主要特征: 以用戶需求為重心 制造的戰(zhàn)略重點(diǎn)是時(shí)間、速度、質(zhì)量、品種 以柔性、敏捷、精益作為競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)

5、技術(shù)進(jìn)步、人因改善、組織創(chuàng)新為基礎(chǔ) 實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源的快速集成 虛擬公司將是一種新的企業(yè)模式,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,將更多地采用高技術(shù)裝備來(lái)滿足產(chǎn)品的個(gè)性化和多樣化的要求。,生產(chǎn)模式的變化對(duì)機(jī)械制造裝備提出了新的要求,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,1.3 機(jī)械制造裝備的類型,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,主要指機(jī)床，制造機(jī)器的機(jī)器，也稱工作母機(jī)。,一、加工裝備

6、,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、刨（插）床、拉床、 齒輪加工

7、機(jī)床 螺紋加工機(jī)床 其他機(jī)床（珩磨機(jī)床、鋸床、鍵槽加工機(jī)床）,（一）金屬切削機(jī)床,利用切削刀具與金屬工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)從工件上切除多余的金屬或預(yù)留層，以獲得符合規(guī)定的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量要求的零件。,按加工方式分：,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,通用機(jī)床 專用機(jī)床 專門化機(jī)床 自動(dòng)生產(chǎn)線,按通用性分：,按精度分：,普通精度機(jī)床 精密機(jī)床 高精度機(jī)床 超精密機(jī)床,按自動(dòng)化程度分：,手動(dòng)機(jī)床 自動(dòng)機(jī)床 半自動(dòng)機(jī)床,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院

8、,（二）特種加工機(jī)床 電加工機(jī)床、超聲波機(jī)床、激光加工機(jī)床、電子束加工機(jī)床、離子束加工機(jī)床、水射流加工機(jī)床等 1、電加工機(jī)床 直接利用電能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床 主要指 電火花機(jī)床 線切割機(jī)床 電解加工機(jī)床,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2、超聲波加工機(jī)床 直接利用超聲波能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床 3、激光加工機(jī)床 直接利用激光能對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)床 4、離子束加工機(jī)床 5、水射流加工機(jī)床,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,（三）鍛壓機(jī)床 鍛壓機(jī)床是

9、利用金屬的塑性變形的特點(diǎn)進(jìn)行成形加工的機(jī)床。屬于無(wú)屑加工機(jī)床。 主要指: 鍛造機(jī) 沖壓機(jī) 擠壓機(jī) 軋制機(jī),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,二、工藝裝備 工藝裝備是指產(chǎn)品制造時(shí)所用的刀具、模具、夾具、量具等。 （一）刀具 從工件上切除多余的材料所用的工具，稱之為刀具。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,刀具的種類 車刀、刨刀、銑刀、鉆頭、絲錐、 齒輪刀具等。 大部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，不需要專門設(shè)計(jì)。,哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研究所,Harbin Insti

10、tute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,（二）模具 模具是用來(lái)將材料填充在其形腔中，以獲得所需要形狀和尺寸之間的工具，按填充的方法和材料的不同模具分為： 粉末冶金模具 塑料模具 壓鑄模具 冷沖模具 鍛壓模具,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,（三）夾具 夾具是安裝在機(jī)床上用于定位和夾緊工件的工藝裝備，它保證加工時(shí)的定位精度、被加工面之間的相對(duì)位置精度，有利于工藝規(guī)程的貫徹和提高生產(chǎn)效率。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)

11、大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,夾具： 定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、刀具導(dǎo)向裝置、工件推入和取出導(dǎo)向裝置和夾具體構(gòu)成。 按夾具安裝在什么機(jī)床上可分為： 車床夾具、銑床夾具、刨床夾具、鉆床夾具、 鏜床夾具、磨床夾具等。 按夾具通用化程度可分為： 通用夾具、專用夾具、成組夾具和組合夾具等。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,（四）量具 量具是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的計(jì)量器具的總稱。 三、倉(cāng)儲(chǔ)輸送裝備 倉(cāng)儲(chǔ)輸送裝備包括各級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)、物料輸送、機(jī)床 上下料等。 機(jī)器人可作為加工裝備，如焊接機(jī)器人和噴漆 機(jī)器人等，也可屬于倉(cāng)儲(chǔ)輸送裝備，用于物料 輸送和機(jī)床上下

12、料。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,1倉(cāng)儲(chǔ) 2物料輸送裝置 3機(jī)床上下料裝置 四、輔助裝備 輔助裝備包括清洗機(jī)、排屑和計(jì)量等設(shè)備。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,1.4 課程學(xué)習(xí)目的和內(nèi)容,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,第2章 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)是一切產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的前提，設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)周期及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。,Harbin Instit

13、ute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,本章主要內(nèi)容： 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的要求 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.1 一般功能 1、加工精度的要求 加工獲得的機(jī)械零件與理想零件在尺寸、形狀、位置及表面質(zhì)量方面的符合程度。,2.1 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的要求,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,對(duì)機(jī)械制造裝備的要求 幾何精度 傳動(dòng)精度

14、運(yùn)動(dòng)精度 定位精度 低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2、強(qiáng)度、剛度、抗振性 抵抗高速、大切削力的能力 3、加工精度的穩(wěn)定性 抵抗切削熱、摩擦熱、環(huán)境熱及磨損的能力。 4、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的要求,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.2 柔性化 1、 結(jié)構(gòu)的柔性化 2、功能的柔性化,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.3 精密化 1、提高裝備本身的設(shè)計(jì)精度

15、 2、提高裝備本身的制造精度 3、誤差補(bǔ)償 4、環(huán)境因素的影響,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.4 自動(dòng)化 全自動(dòng)化和半自動(dòng)化 全自動(dòng)化：自動(dòng)完成工件的上料、加工、下料的全過程 半自動(dòng)化：人工上料、下料 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方法從低級(jí)到高級(jí)的順序?yàn)椋?凸輪控制程序控制 數(shù)字控制自適應(yīng)控制,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.5 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化是指機(jī)械技術(shù)與微電子、傳感檢測(cè)、信息處理、自動(dòng)控制和電力電子等技術(shù)，按系統(tǒng)工程和整體優(yōu)化的方

16、法，有機(jī)組成的最佳技術(shù)系統(tǒng)。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,采用機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)品可以獲得如下功能: 1、對(duì)裝備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行巡檢和控制 2、對(duì)裝備的運(yùn)行程序進(jìn)行控制 3、用微電子技術(shù)簡(jiǎn)化傳統(tǒng)機(jī)械制造裝備，使得結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.1.6 結(jié)構(gòu)模塊化 2.1.7 符合工業(yè)工程的要求 2.1.8 符合綠色工程的要求,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電

17、工程學(xué)院,2.2 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.2.1 新產(chǎn)品設(shè)計(jì) 是依據(jù)市場(chǎng)需求發(fā)展的預(yù)測(cè)，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，用新的技術(shù)手段和技術(shù)原理，改造傳統(tǒng)產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品。 提高競(jìng)爭(zhēng)力 產(chǎn)品規(guī)劃 方案設(shè)計(jì) 技術(shù)設(shè)計(jì) 施工設(shè)計(jì) 技術(shù)可行性、制造工藝與裝備可行性驗(yàn)證 周期長(zhǎng)、工作量大,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.2.2 變形產(chǎn)品設(shè)計(jì) 適應(yīng)型設(shè)計(jì)： 變參數(shù)型設(shè)計(jì)： 變型設(shè)計(jì)不是無(wú)序地進(jìn)行 原有產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮變型設(shè)計(jì)

18、的可能性 遵循系列化設(shè)計(jì)的原理 作為系列化產(chǎn)品中基型產(chǎn)品,2.2.3組合設(shè)計(jì) 組合設(shè)計(jì)又稱模塊化設(shè)計(jì)，是按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成所謂的“組合產(chǎn)品”。 例如：建筑業(yè)、機(jī)床、家具業(yè),創(chuàng)新設(shè)計(jì)是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的必要條件； 變形設(shè)計(jì)和組合設(shè)計(jì)是在已有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,2.3 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法,2.3.1 系列化設(shè)計(jì) 1. 系列化設(shè)計(jì)的基本概念 系列化設(shè)

19、計(jì)方法是在設(shè)計(jì)的某一類產(chǎn)品中，選擇功能、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面較典型的產(chǎn)品為基型，以它為基礎(chǔ)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)典型化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，設(shè)計(jì)出其它各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品的基型系列。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),在產(chǎn)品基型系列的基礎(chǔ)上，同樣運(yùn)用結(jié)構(gòu)典型化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則，增加、減去、更換或修改少數(shù)零部件，派生出不同用途的變型產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品派生系列。編制反映基型系列和派生系列關(guān)系的產(chǎn)品系列型譜。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),在

20、系列型譜中，各規(guī)格產(chǎn)品應(yīng)有相同的功能結(jié)構(gòu)，相似的結(jié)構(gòu)型式；同一類型的零部件在規(guī)格不同的產(chǎn)品中具有完全相同的功能結(jié)構(gòu)；不同規(guī)格的產(chǎn)品，同一種參數(shù)按一定規(guī)律（通常按等比級(jí)數(shù)）變化。 系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)的典型化”，即所謂的“四化”原則。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),2. 系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) 系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)： 1）降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量的穩(wěn)定性； 2）減少設(shè)計(jì)工作量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少產(chǎn)品開 發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，縮短產(chǎn)品的研制周期； 3）壓縮工藝裝備的數(shù)量和種類，有助于縮短產(chǎn)品 的研制

21、周期，降低生產(chǎn)成本； 4） 便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修，改善售后服務(wù)質(zhì)量； 5）為開展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。 系列化設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是： 用戶只能在系列型譜內(nèi)有限 的一些品種規(guī)格中選擇所需 的產(chǎn)品。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),3. 系列化設(shè)計(jì)的步驟 1主參數(shù)和主要性能指標(biāo)的確定 2參數(shù)分級(jí) 3制訂系列型譜 系列型譜通常是二維甚至多維的，其中一維是主參數(shù)，其它維是主要性能指標(biāo)。通過系列型譜的制訂，確定產(chǎn)品的品種、基型和變型、布局，各產(chǎn)品品種的技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)等。,Harbin Institute of Technology,哈

22、爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),（1）縱系列產(chǎn)品 縱系列產(chǎn)品是一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu) 相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品。 主要技術(shù)指標(biāo)和主參數(shù)按優(yōu)先數(shù)系派布。 （2）橫系列產(chǎn)品 橫系列產(chǎn)品是在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過 加、減去、更換或修改某些零部件，實(shí) 現(xiàn)功能擴(kuò)展的派生產(chǎn)品。 （3）跨系列產(chǎn)品 跨系列產(chǎn)品是采用相同的主要基礎(chǔ)件和 通用部件的不同類型產(chǎn)品。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),2.3.2 模塊化設(shè)計(jì) 1. 模塊化設(shè)計(jì)的基本概念 模塊化設(shè)計(jì)的基本概念是：為了開發(fā)多種不同功能結(jié)構(gòu)，或相同功能結(jié)構(gòu)而性能不

23、同的產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出一批模塊，將這些模塊經(jīng)過不同的組合來(lái)構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),2. 模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) l）便于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊取代原有舊的模塊，提高產(chǎn)品的性能，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 2）可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。 3）有利于采用成組加工等先進(jìn)工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，既提高質(zhì)量，又降低成本。 4）維護(hù)修理更為方便，對(duì)生產(chǎn)影響少。,Harbin Institute of Technology,哈爾

24、濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),3. 模塊化設(shè)計(jì)的步驟 1)明確任務(wù),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),2)建立功能結(jié)構(gòu) 劃分模塊的出發(fā)點(diǎn)是功能分析。根據(jù)產(chǎn)品的總功能分解為分功能、功能元，求相應(yīng)的功能模塊，再具體化為生產(chǎn)模塊。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),基本模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中最基本的功能，是反復(fù)使用和不可缺少的，它可能僅有一種參

25、數(shù)規(guī)格，或者有多種參數(shù)規(guī)格，有時(shí)還可有不同的精度級(jí)別。 輔助模塊的用途是實(shí)現(xiàn)模塊間的聯(lián)接，通常為聯(lián)接元件和接頭。 特殊模塊完成某些特殊的、補(bǔ)充的和設(shè)計(jì)任務(wù)書特別要求的功能。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),調(diào)整模塊是為了適應(yīng)其它系統(tǒng)和邊界條件，模塊某些結(jié)構(gòu)尺寸是不確定的，可隨著邊界條件的變化加以調(diào)整。 非標(biāo)模塊是為某個(gè)具體任務(wù)單獨(dú)開發(fā)的，以解決模塊化系統(tǒng)有時(shí)滿足不了一些意想不到的功能要求，與標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成所謂的“混合系統(tǒng)”。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制

26、造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)-機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法,3)合理確定產(chǎn)品的系列型譜和參數(shù) 模塊化系統(tǒng)也應(yīng)遵循系列化設(shè)計(jì)的原理， 縱系列模塊系統(tǒng)中模塊功能及原理方案相同，結(jié)構(gòu)相似， 而尺寸參數(shù)有變化。 橫系列模塊系統(tǒng)是在一定基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上更換或添加模塊， 以得到擴(kuò)展功能的同類變型產(chǎn)品。 跨系列模塊系統(tǒng)可有兩種模塊化方式： 在相

27、同基礎(chǔ)件結(jié)構(gòu)上選用不同模塊系統(tǒng)的模塊組成跨系列產(chǎn)品； 基礎(chǔ)件不同的跨系列產(chǎn)品中具有同一功能的零部件選用相同的 功能模塊。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)-機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法,4)模塊的組合 用較少種類的模塊組合出盡可能多的組合產(chǎn)品 模塊系統(tǒng)分開式和閉式兩類。 閉式系統(tǒng)由一定數(shù)量種類的模塊組成有限數(shù)量的組合， 而開式系統(tǒng)則是由模塊得到無(wú)限多的組合。,Harbin Institute of Technology,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)-機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法,5)模塊的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 功能： 1）對(duì)模塊進(jìn)行編碼，以便進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理； 2）給出模塊系統(tǒng)最多可

28、組合的產(chǎn)品數(shù)； 3）對(duì)于用戶某一給定的設(shè)計(jì)要求，分析是否存在一種 有效的組合方案； 4）在滿足要求的幾種組合方案中進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇最佳 的組合方案； 5）若無(wú)有效的組合方案滿足用戶要求，為新的模塊設(shè) 計(jì)提供信息； 6）給出已選方案的模塊組裝圖、明細(xì)表及價(jià)格表。,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),2.4 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià),技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) 可靠性評(píng)價(jià) 人機(jī)工程評(píng)價(jià) 結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià) 產(chǎn)品造型評(píng)價(jià),2、模塊化超精密機(jī)床的研制： 超精密機(jī)床系列和型譜的制定 模塊的劃分,Harbin Institute of Technolog

29、y,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),主軸系統(tǒng) 導(dǎo)軌系統(tǒng) 工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 環(huán)境控制系統(tǒng) 模塊化超精密機(jī)床 微量進(jìn)給系統(tǒng) 床身系統(tǒng) 位置檢測(cè)系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 其他,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),空氣靜壓主軸（ZZ） 空氣靜壓主軸（ZZ） 主軸模塊 （ZZ） 液體靜壓主軸（ZZ） 超精高速主軸（ZZ）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),空氣靜壓導(dǎo)軌（DG） 空氣靜壓導(dǎo)軌（DG） 導(dǎo)軌模塊 (DG) 液體靜壓導(dǎo)軌（DG） 液體靜壓導(dǎo)軌（DG

30、）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),滾珠絲杠（QD） 工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)模塊 直線電機(jī)（QD） (QD) 摩擦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（QD）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),振動(dòng)控制系統(tǒng)（HJ） 環(huán)境控制模塊 (HJ) 溫度控制系統(tǒng)（HJ）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),單向壓電陶瓷機(jī)構(gòu)（WJ） 微量進(jìn)給模塊 (WJ) 雙向壓電陶瓷機(jī)構(gòu)（WJ）,Harbin Institute of Te

31、chnology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),臥式床身(CS) 床身模塊 (CS) 立式床身（CS）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),雙頻激光干涉儀(WZ) 位置檢測(cè)模塊 (WZ) 光柵尺（WZ）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),單坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)（SK） 數(shù)控模塊 (SK) 雙坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)（SK）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),主軸電機(jī)（QT）

32、 刀架（QT） 其他模塊 (QT) 進(jìn)給電機(jī)（QT） 吸盤（QT）,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),陀螺儀表加工用超精密車床 巡航導(dǎo)彈下視鏡加工用小型非球曲面磨床 激光核聚變倍頻晶體超精密銑床 偵察衛(wèi)星有效載荷主鏡頭超精密加工機(jī)床 超精密平面磨床 加工撓性接頭超精密鏜床,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),超精密研磨機(jī) 超精密內(nèi)表面磨床 伺服閥低剛度反饋桿超精密加工機(jī)床 臥式超精密鏜床,Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),加工動(dòng)壓馬達(dá)零件的超精密外圓磨床 超精密高速鉆床 超精密多面體銑床 金剛石刀具刃磨機(jī) 小型超精密加工機(jī),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),Harbin Institute of Technology,哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì),