機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)

前言

20世紀(jì)70年代以后，微電子技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，不僅給機(jī)械制造領(lǐng)域帶來了許多新技術(shù)、新工藝、新觀念，而且使機(jī)械制造技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，邁上一個(gè)新臺(tái)階，這就要求高等教育事業(yè)跟上形勢的發(fā)展，進(jìn)行一次重大的改革。1987年陳立德在全國普通高等學(xué)校機(jī)床學(xué)年會(huì)上發(fā)表論文“根據(jù)職業(yè)大學(xué)的特點(diǎn)改造機(jī)床課程”，首先提出將老三門（金屬切削機(jī)床概論與設(shè)計(jì)、金屬切削原理與刀具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)）進(jìn)行改造的觀點(diǎn)，并開始對課程體系與內(nèi)容進(jìn)行摸索，不斷總結(jié)、不斷完善?，F(xiàn)已將原四門專業(yè)課程（老三門、金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）經(jīng)過綜合化、優(yōu)化、重組，建立新體系而成為兩門課程（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）?！皺C(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)”課程的教改成果必須固化在教材上，本書是經(jīng)過5次重大修改、重組而形成的教材。因此，本書是20多年來的教學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，又是認(rèn)真學(xué)習(xí)國內(nèi)相關(guān)兄弟院校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。它是以現(xiàn)場應(yīng)用為導(dǎo)向，以基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際需要，在“設(shè)計(jì)”二字上下功夫，精心組織教材內(nèi)容，精心編撰而成的。本書有以下特點(diǎn)。（1）根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)的需要，結(jié)合課程理論系統(tǒng)的要求，重組教材體系與內(nèi)容，擴(kuò)大了知識(shí)面。例如第1篇設(shè)立5章，基本上解決了切削加工設(shè)備在生產(chǎn)中所提出的技術(shù)問題。（2）在“設(shè)計(jì)”上下功夫，強(qiáng)調(diào)在生產(chǎn)中常用的設(shè)計(jì)方法，使教材內(nèi)容更貼近工程實(shí)踐。（3）采用已正式頒布的最新的國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、數(shù)據(jù)及資料。（4）適當(dāng)?shù)胤从硣鴥?nèi)外機(jī)床、刀具、夾具等方面的科技成果及發(fā)展趨勢。參加本書編寫工作的有：南京金陵科技學(xué)院陳立德、卞詠梅（緒論、第1.1 ～1.4 節(jié)、第8章），沈陽工程學(xué)院徐秀玲（第4、14、15章），江南大學(xué)李楠（第7章），金陵科技學(xué)院羅衛(wèi)平（第1.5～1.6 節(jié)，第2、3章），金陵科技學(xué)院趙海霞（第6、11、12、13章），運(yùn)城學(xué)院賈毅朝（第9、10章），青海大學(xué)郭崇善（第5章）。全書由陳立德、趙海霞任主編，徐秀玲、李楠任副主編，由南京金陵科技學(xué)院陳立德教授負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿。全書由上海新江機(jī)器廠陳立興高級工程師主審，并提出了很多寶貴意見和建議，尤其是根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況提出如何組織內(nèi)容等，在此表示衷心感謝！在編寫過程中還得到了凌秀軍、陳燁、褚天承等的大力支持與幫助，在此表示感謝！由于編者水平有限，編寫時(shí)間又較緊迫，疏漏和不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書貫徹“少而精”原則，突出重點(diǎn)；以應(yīng)用為導(dǎo)向，重視理論與實(shí)踐相結(jié)合；適當(dāng)反映國內(nèi)外機(jī)械制造裝備的科技成果與發(fā)展趨勢?！　∪珪w論外分為4篇，共計(jì)15章。第1篇為切削加工設(shè)備設(shè)計(jì)，其內(nèi)容為金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、專機(jī)設(shè)計(jì)、組合機(jī)床與普通機(jī)床的數(shù)控化改造、結(jié)構(gòu)工藝性，重點(diǎn)為傳動(dòng)設(shè)計(jì)；第2篇為工藝裝備設(shè)計(jì)，其內(nèi)容為專用刀具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)；第3篇為物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其內(nèi)容為送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、輸送裝備設(shè)計(jì)；第4篇為常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，其內(nèi)容為操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、換向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)械手、滾珠絲杠副傳動(dòng)設(shè)計(jì)。各章后均附有一定數(shù)量的復(fù)習(xí)題與練習(xí)題。　　本書可作為高等學(xué)校機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)的教材，也可作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

緒論 　0.1 機(jī)械制造裝備的作用、地位及組成 　0.2 本書內(nèi)容安排 第1篇 切削加工設(shè)備設(shè)計(jì) 　第1章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 　　1.1 概述 　　1.2 總體方案設(shè)計(jì) 　　1.3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 　　1.4 主軸組件設(shè)計(jì) 　　1.5 導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 　　1.6 支承件設(shè)計(jì) 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第2章 專機(jī)設(shè)計(jì) 　　2.1 總體方案設(shè)計(jì) 　　2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　2.3 主軸組件設(shè)計(jì) 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第3章 組合機(jī)床設(shè)計(jì) 　　3.1 概述 　　3.2 組合機(jī)床的配置型式 　　3.3 組合機(jī)床的通用部件 　　3.4 組合機(jī)床總體方案設(shè)計(jì) 　　3.5 通用多軸箱設(shè)計(jì) 　　復(fù)習(xí)題與練勻題 　第4章 普通機(jī)床的數(shù)控化改造 　　4.1 概述 　　4.2 普通機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 　　4.3 普通機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 　　4.4 數(shù)控改造的實(shí)例 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第5章 結(jié)構(gòu)工藝性 　　5.1 概述 　　5.2 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 　　5.3 焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性 　　5.4 熱處理件的結(jié)構(gòu)工藝性 　　5.5 機(jī)械加工件的結(jié)構(gòu)工藝性 　　5.6 裝配結(jié)構(gòu)的工藝性 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 第2篇 工藝裝備設(shè)計(jì) 　第6章 專用刀具設(shè)計(jì) 　　6.1 概述 　　6.2 可轉(zhuǎn)位刀具 　　6.3 數(shù)控工具系統(tǒng) 　　6.4 成形車刀設(shè)計(jì) 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第7章 金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 　　7.1 概述 　　7.2 定位與定位元件設(shè)計(jì) 　　7.3 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　7.4 機(jī)床夾具的其他裝置 　　7.5 典型專用夾具設(shè)計(jì) 　　夏習(xí)題與轢習(xí)題 　第8章 模具設(shè)計(jì) 　　8.1 概述 　　8.2 沖裁工藝分析 　　8.3 沖裁工藝力 　　8.4 壓力機(jī)壓力的選擇 　　8.5 排樣與搭邊 　　8.6 沖裁模的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 　　8.7 沖模設(shè)計(jì) 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 第3篇 物流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　第9章 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　9.1 卷料自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 　　9.2 棒料自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 　　9.3 件料自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 　　9.4 工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第10章 輸送裝備簡介 　　10.1 電動(dòng)葫蘆 　　10.2 橋式起重機(jī) 　　10.3 自動(dòng)線輸送系統(tǒng) 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 第4篇 常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　第11章 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　11.1 概述 　　11.2 單獨(dú)式操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　11.3 集中式操縱機(jī)構(gòu) 　　11.4 操縱機(jī)構(gòu)的定位和互鎖 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第12章 制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　12.1 概述 　　12.2 制動(dòng)器的理論分析 　　12.3 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 　　12.4 其他制動(dòng)器簡述 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第13章 換向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　13.1 概述 　　13.2 摩擦離合器的設(shè)計(jì) 　　13.3 其他離合器簡述 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第14章 工業(yè)機(jī)械手 　　14.1 概述 　　14.2 手部 　　14.3 手腕 　　14.4 手臂 　　14.5 應(yīng)用實(shí)例 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 　第15章 滾珠絲杠副傳動(dòng)設(shè)計(jì) 　　15.1 概述 　　15.2 滾珠絲杠副代號(hào)、標(biāo)注方法 　　15.3 滾珠絲杠副的組成、工作原理、特點(diǎn)及分類 　　15.4 滾珠的循環(huán)方式 　　15.5 滾珠絲杠副的主要參數(shù)和精度等級 　　15.6 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整 　　15.7 滾珠絲杠副預(yù)緊載荷的確定 　　15.8 滾珠絲杠的支承和支承型式 　　15.9 伺服電機(jī)與絲杠的傳動(dòng)連接方式 　　15.10 滾珠絲杠副的選擇計(jì)算 　　復(fù)習(xí)題與練習(xí)題 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：3）導(dǎo)軌副材料的選用在導(dǎo)軌副中，為了提高耐磨性和防止咬焊，動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌應(yīng)盡量采用不同材料。如果采用相同材料，也應(yīng)采用不同的熱處理使雙方具有不同的硬度。一般說來動(dòng)導(dǎo)軌的硬度比支承導(dǎo)軌的硬度約低HBS15～HBS45為宜。在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌中，長導(dǎo)軌用較耐磨的或硬度較高的材料制造。有以下原因。（1）長導(dǎo)軌各處使用機(jī)會(huì)難以均等，磨損不均勻，對加工的精度影響較大。因此，長導(dǎo)軌的耐磨性應(yīng)高一些。（2）長導(dǎo)軌面不容易刮研，選用耐磨材料制造可減少維修的勞動(dòng)量。（3）不能完全防護(hù)的導(dǎo)軌都是長導(dǎo)軌。它露在外面，容易被刮傷。在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副中，應(yīng)將較軟的材料用于動(dòng)導(dǎo)軌。這是因?yàn)榛ūP或圓工作臺(tái)導(dǎo)軌比底座加工方便些，磨損后修理也比較方便。導(dǎo)軌材料的搭配有如下幾種：鑄鐵一鑄鐵、鑄鐵一淬火鑄鐵、鑄鐵一淬火鋼、非鐵金屬一鑄鐵、塑料一鑄鐵、淬火鋼一淬火鋼等，前者為動(dòng)導(dǎo)軌，后者為支承導(dǎo)軌。除鑄鐵導(dǎo)軌外，其他導(dǎo)軌均為鑲裝的。2.導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)1）直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌截面的基本形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓柱形4種形式，并且每種導(dǎo)軌副有凹凸之分，如圖1.6 5所示。對于水平布置的機(jī)床，凸形導(dǎo)軌（指支承導(dǎo)軌）不易積存切屑，但難以保存潤滑油，因此只適用于低速運(yùn)動(dòng)；凹形導(dǎo)軌潤滑性能好，適合于高速運(yùn)動(dòng)，但為防止落入切屑等，必須配備良好的防護(hù)裝置。三角形導(dǎo)軌（圖1.6 5（a））面磨損時(shí)，動(dòng)導(dǎo)軌會(huì)自動(dòng)下沉，自動(dòng)補(bǔ)償磨損量，不會(huì)產(chǎn)生間隙。三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向性隨頂角a的大小而不同，當(dāng)導(dǎo)軌面的高度一定時(shí)，a越小導(dǎo)向性越好，但導(dǎo)軌的承載面積減少，承載能力降低。因此要求導(dǎo)軌承載能力高時(shí)，可相應(yīng)增大其頂角；若要求導(dǎo)向精度高時(shí)，就相應(yīng)減小其頂角。通常取三角形導(dǎo)軌的頂角a為90°；大型和重型機(jī)床的導(dǎo)軌頂角較大，取a為110°～120°；精密機(jī)床的導(dǎo)軌頂角較小，取a小于，90°。當(dāng)導(dǎo)軌面承受的水平力與垂直力相差較大時(shí)，可采用不對稱三角導(dǎo)軌，以使兩導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)分布趨于均勻。矩形導(dǎo)軌（圖1.65（b））具有剛度高，加工、檢驗(yàn)和維修都較方便的優(yōu)點(diǎn)。但矩形導(dǎo)軌由于存在側(cè)面間隙，因此導(dǎo)向性差。矩形導(dǎo)軌適用于載荷較大而導(dǎo)向性要求略低的設(shè)備。燕尾形導(dǎo)軌（圖1.65（c））的優(yōu)點(diǎn)是高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，可以承受顛覆力矩，而缺點(diǎn)是剛度較差，加工、檢驗(yàn)和維修不方便。B通常取55°。這種導(dǎo)軌適用于受力小、導(dǎo)向精度要求不高、速度較低、移動(dòng)部件層次多、要求間隙調(diào)整方便的場合。圓柱形導(dǎo)軌（圖1.65（d））制造方便，不易積存較大的切屑，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，為防止轉(zhuǎn)動(dòng)可在表面上開出鍵槽或作出平面，一般應(yīng)用較少。

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