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X62 机床计算机辅助与制造
第1章 绪 论
1.1 机械制造装备的重要地位
众所周知,制造业是一个国家经济发展的重要支柱，是国民经济的主要来源，可以说，制造业的发展水平是一个国家或地区经济实力，科技水平和综合国力的重要标志之一。
机械制造是制造业核心，是向其它部门提供工具，仪器及各种先进制造装备的部门。机械制造业的生产能力和制造水平是衡量一个国家工业水平的标志之一。因此，机械制造业在国民经济中占据着重要地位。而机械制造业的生产能力和水平主要取决于机械制造装备的先进程度。随着科学技术的迅速发展，机械制造生产模式发生了巨大的演变。19世纪20年代制造业开始起家，二次世界大战期间，大规模军工生产，使的制造业得到飞速发展。
20世纪50年代，产品品种单一，为了提高生产率，满足市场需要，广泛采取自动机床，组合机床和专门生产线。在大批量生产条件下，这种生产方式可以实现刚性自动化，大幅度降低成本，极大的提高劳动生产率。
20世纪70年代后期，社会需求日益多样化，市场竞争日益激烈，为了在竞争中求的生存和发展,生产企业不仅要求提高产品质量,而且频繁的改变,以满足市场不断的发展。数控机床就是在这样的背景下发展起来的，她极其有效的为单件小批量生产的精密复杂零件提供了自动加工手段。20世纪70年代初研制出的计算机数控（CNC），使数控机床得到了迅速的发展和普及。
20世纪80年代初，市场上出现了更多系统化，规模化更大的柔性制造系统（FMC）它是采用一组数控机床和其它自动化的工艺装备，由计算机信息控制系统和物料储运系统有机结合的整体。FMS既是自动化，又是柔性的，比单台数控机床的经济效益有大幅度提高，特别用于中小批量生产。
随着计算机辅助技术向智能化，网络化和集成化方向发展，为了充分利用企业的软硬件资源，发挥企业的整体效益，国外20世纪80年代出现了一种新的生产模式-CIMS。CIMS技术的出现使机械制造自动化水平开始由系统自动化向综合自动化方向发展。
20世纪90年代，随着信息技术的发展，快速响应为市场制造发展的重要方向。为加快响应市场，相继提出了精良生产（LP），敏捷制造(AM),虚拟公司(Virture Compration)精良-敏捷-柔性(LAF)生产系统等许多新的生产模式和新的哲理。
我国的机械制造业是在1949年建国后建立和发展起来的，以成为一个规模宏
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大，门类齐全的工业部门。由于20多年内我国处于闭关锁国状态下发展自我。我国的机械制造装备水平还很落后，产品种类少，档次低，多数装备还处于20世纪60~70年代水平。机械制造水平落后，又严重影响了机械制造业，及其整个制造业的振兴。因此我们必须深入广泛的开展科学研究和技术革命，把学习外国的先进技术和自己的创新结合起来，迅速提高我国机械制造装备产品的技术水平和时常竞争力。
1.2 机械制造装备类型
机械制造装备包括，加工装备，工艺装备，仓储输送装备和辅助装备四种类型。 1.2.1 加工装备
⑴ 金属切削机床
金属切削机床种类繁多，按使用范围可分为：通用机床，专用机床，和专门化机床。
① 通用机床：又称万能机床，这类机床可加工多种工件，完成多种工序，使用范围广，通用性高，主要用于单件小批量生产。按切削方式通用机床可分：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨床，拉床，切断机床，锯床，和其它机床。
② 专用机床：是用于加工特定工件的特定工序的机床，是为特殊工序要求专门设计，制造的加工设备。
③ 专门化机床：这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序，生产率很高，是用于成批生产。
⑵ 特种加工机床
① 电加工机床：是直接利用电能对工件进行加工的机床主要有点火花加工机床，点火化线切割机床和电解加工机床。
② 声波加工机床：是利用工具端面作超生频振动，通过工作液中的悬浮磨料对工件进行加工和抛磨实现加工的。
③ 激光加工机床：采用激光能量对材料进行加工的设备。
④ 电子束加工机床：加工范围广，可对任何金属导体，半导体和非半导体材料进行加工。
⑶锻压机床
锻锤是利用锻头与砧座之间撞击能量对金属进行压力加工。曲柄液压机是锻压生产中广泛应用的一种锻压机床，它可以用于板料冲击，冷热加工等。
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1.2.2 工艺装备
⑴ 刀具
切削加工时，能从工件上切除多余材料或切断材料的工具，称之为刀具。 ⑵ 夹具
在机械制造各行业的工艺过程中广泛应用各种不同的用于使工件正确的位置，然后使工件加紧的工艺装备，统称夹具。
⑶ 模具
在工业生产中，用各种压力机和压力机上的压力工具。通过压力把金属和非金属制出所需形状和制品。这种专用工具称模具。
⑷ 量具
以固定形式复现量值的计量器。 1.2.3 输送及仓储装备
⑴ 物料输送装置（有三种形式）：
① 重力输送装置：靠工件自身重力或退力，使工件在滚道上前行实现输送。 ② 强制输送装置：由链条式输送带，莲板式输送带带动工件或随行夹具；采用输送机械手柄在两工位之间输送工件。
③ 步伐式输送装置：自动线中最常用的是步伐式输送装置，其作用是在自动线上输送工件和随行夹具。
⑵ 仓储
仓储是用于存储原料，外购器材，半成品，成品，工具，胎夹模具，托盘，分别归厂和车间管理。
1.2.4 辅助装置
辅助装置包括清洗机，排屑和计量等装备。
1.3 机床设计概论
机床设计的基本要求及评价指标： ⑴ 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（包括加工方法，工件类型，加工表面形状，尺寸等）的加工功能，因此也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。
⑵ 精度
加工中保证被加工工件达到要求的精度，和表面粗糙度。 ⑶ 生产率与生产自动化
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生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间机床所能加工出的工件数量表示。机床自动化有半自动化和全自动化之分。
⑷ 可靠度
可靠度是在规定条件下和规定时间内，机床完成规定的能力及其稳定性。 ⑸ 宜人性 ① 造型与色彩。
② 噪音，一般机器允许噪音不大于85dB，精密机床不大于75dB。 ⑹ 成本
价值 = 功能/成本
1.4 机床的分类及型号编制
1.4.1 机床的分类
金属切削机床种类繁多，为了便于区分，使用和管理，有必要对机床进行分类和型号编制。
（一） 机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。根据我国制定的机床型号编制方法，将机床分为12大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，刨床，拉床，切断机床，锯床，和其它机床。
同类型机床按应用范围（通用性程度）又可分为：
通用机床：又称万能机床，这类机床可加工多种工件，完成多种工序，使用范围广，通用性高，主要用于单件小批量生产。
专用机床：是用于加工特定工件的特定工序的机床，是为特殊工序要求专门设计，制造的加工设备。
专门化机床：这类机床用于加工形状相似而尺寸不同的工件特定工序，生产率很高，是用于成批生产。
（二） 同类型机床按工作精度又可分：普通精度机床、精密机床和高精度机床。
机床还可按自动化程度分为：手动、机动、半自动和自动的机床。
机床还可按重量和尺寸分为：仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（重量达10t）、重型机床（大于30t ）和超重型机床（大于100t）。
按机床主要工作部件的数目，可以分为单轴的、多轴的或单刀的、多刀的机床等。
1.4.2 机床型号的编制方法
机床型号就是按一定的规律、赋予每种机床一个代号，以便于机床的管理和使
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