金属切削机床设计(一).pdf

绪 论 一、机械制造业在国民经济中的地位 机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是 生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国 防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本 身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区 的科学技术水平、经济实力。 机械制造业的生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。 机械制造装备的核心是金属切削机床，精密零件的加工，主要依赖切削加工来达 到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的 40~60% ，金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产 率。换言之，一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产 能力和科学技术水平。显然，金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替 代的作用。 二、机械制造装备的状况及发展前景 不同的“经济模式”对制造装备的要求不同；制造装备决定了“经济模式”。 工业发达国家为了将先进技术、先进生产模式、先进工艺应用于制造业，增强其 经济实力，非常重视机械制造业的发展，尤其是机械制造装备工业的发展。在刚 刚过去的二十世纪中,对机械制造装备进行了多次更新换代。五十年代为“规模效 益”模式，即少品种大批量生产模式；七十年代，是“精益生产”（Lean Production ） 模式，以提高质量，降低成本为标志；八十年代，较多的采用数控机床、机器人、 柔性制造单元和系统等高技术的集成机械制造装备；九十年代，机械制造装备普 遍具有“柔性化”、“自动化”和“精密化”的特点，适应多品种小批量和经常更 新产品的需要。 我国过去实行计划经济，传统产业的改造进展缓慢，机械制造业的装备基本 上处于工业发达国家五十年代的水平，适应“规模效益”的生产模式。改革开放 以来，我国机械制造装备工业迅猛发展。目前我国已能生产从小型仪表机床到重 型机床的各种机床，能够生产出各种精密的、高度自动化的以及高效率的机床和 自动生产线；已经具备了成套装备现代化工厂的能力。有些机床已经接近世界先 进水平。我国已能生产100 多种数控机床，并研制出六轴五联动的数控系统，分 辨率可达1μ m，适用于复杂型体的加工。我国生产的几种数控机床已成功用于日 本富士通公司的无人工厂。 虽然我国机械制造装备工业取得了很大成就，但与世界先进水平相比还有很 大差距。主要表现为：大部分高精度和超精密机床还不能满足现实需求，精度保 持性较差；高效自动化和数控自动化装备的产量、技术水平、质量、可靠性指标 等方面都明显落后；数控系统多为引进产品。例如：到1990 年底，我国数控机床 的产量仅为全部机床产量的 1.5%，产值数控化为 8.7%。而日本同期机床产值数 控化率为80%；国外已能生产15～19 轴联动的数控系统，分辨率达0.1~0.01μ m 。 目前，我国已加入世界贸易组织。经济全球化时代已经到来，我国机械制造 工业面临严峻的挑战。我们必须发愤图强，努力工作，不断扩大技术队伍和提高 人员技术素质，学习和引进国外的先进科学技术，大力开展科学研究，尽快赶上 1 世界先进水平。 三、机械制造装备的组成 机械制造装备包括加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备。它与制 造方法、制造工艺紧密联系在一起，是机械制造技术的重要载体。 1．加工设备 主要指金属切削机床，特种加工机床如电加工机床、超声波加工机床、激光 加工机床等，以及金属成型机床如锻压机床、冲压机、挤压机等。 2．工艺装备 工艺装备是机械加工中所使用的刀具、模具、机床夹具、量具、工具的总称。 3．工件输送装备 工件输送装备主要指坯料、半成品或成品在车间内工作地点间的转移输送装 置，以及机床的上下料装置。 加工工件输送装置主要应用于流水线和自动生产线上。输送装置的主要类型 有：悬挂输送装置；辊道输送装置，即有一系列装在固定框架（型钢组成）上的 托辊形成的输送装置，靠人力或工件重力输送工件；由刚性推杆推动工件作同步 输送的步伐式输送装置；带有抓取机构，即能为机床上下料，又能在两工位间输 送工件的机械手；由连续运动的链条带动工件或随行夹具作非同步运行的链条输