机械制造装备设计
作者：芮延年，卫瑞元
出版时间：2017年版
内容简介
《机械制造装备设计》是“卓越工程师教育培养机械类创新系列规划教材”之一，是根据“机械设计制造及其自动化”专业教学指导委员会讨论通过的指导性教学计划以及相应的“十二五”教材编写计划组织编写而成。
《机械制造装备设计》将机床设计、夹具设计、刀具设计、工业机器人设计、检测系统设计、物流系统设计和智能制造系统与装备等内容合为一门专业课程，构成了一个新的课程体系。
《机械制造装备设计》着重介绍机械制造装备设计的基本原理和方法，并反映国内外的先进技术和发展趋势。《机械制造装备设计》内容与生产实践紧密相连，取材精练，深入浅出，并通过设计范例进一步说明机械制造装备设计的方法和步骤，方便读者学习和应用。
目录
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 机械制造生产模式的演变 2
1.1.2 机械制造的作用、地位和发展趋势 5
1.1.3 机械制造装备的作用、地位和发展趋势 7
1.2 机械制造装备的分类 11
1.2.1 加工装备 11
1.2.2 工艺装备 13
1.2.3 仓储输送装备 14
1.2.4 辅助装备 15
1.3 机械制造装备的设计类型和方法 15
1.3.1 设计类型 15
1.3.2 一般产品开发设计方法及步骤 16
1.4 机械制造装备设计的评价 25
1.4.1 评定指标 25
1.4.2 价值分析 28
1.4.3 设计评价 29
习题与思考 32
第2章 金属切削机床设计 33
2.1 概述 33
2.1.1 机床产品的分类 34
2.1.2 机床产品设计要求 36
2.1.3 机床产品设计的方法 37
2.1.4 机床设计步骤 38
2.2 金属切削机床总体设计 39
2.2.1 机床系列型谱的制定 39
2.2.2 机床运动原理方案设计与分析 41
2.2.3 表面形成的方法 42
2.2.4 非表面形成的运动 44
2.3 机床主要参数的设计 44
2.3.1 尺寸参数 44
2.3.2 运动参数 45
2.3.3 动力参数及一般计算方法 46
2.4 主传动系统设计 50
2.4.1 主传动系统分类和传动方式 50
2.4.2 分级变速主传动系统设计 52
2.4.3 无级变速主传动系统的设计 61
2.5 进给传动系统设计 62
2.5.1 进给传动系统的特点、转速和组成 62
2.5.2 机械进给传动系统的设计特点 63
2.5.3 电气伺服进给系统 64
习题与思考 66
第3章 机床典型部件设计 67
3.1 概述 67
3.2 变速箱结构及传动轴和变速机构 68
3.2.1 变速箱结构及传动轴 68
3.2.2 变速机构 72
3.3 主轴部件设计 75
3.3.1 主轴部件设计应满足的基本要求 76
3.3.2 主轴的传动方式 78
3.3.3 主轴部件结构设计 79
3.4 滚珠丝杠副传动选型设计 90
3.4.1 滚珠丝杠副结构类型和特点 90
3.4.2 滚珠丝杠副的代号和标注方法 91
3.4.3 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 93
3.4.4 滚珠丝杠副结构的选择计算 94
3.5 支承件设计 95
3.5.1 支承件设计的基本要求 95
3.5.2 支承件的材料 96
3.5.3 支承件力学分析 97
3.5.4 机座或机架的设计 98
3.6 导轨设计 103
3.6.1 导轨的功用和分类 103
3.6.2 导轨的设计要求 104
3.6.3 导轨截面形状选择和导轨间隙调整 104
3.6.4 导轨的材料 108
3.6.5 导轨的验算 109
3.6.6 滚动导轨 111
3.6.7 静压导轨 112
习题与思考 114
第4章 金属切削机床夹具设计 115
4.1 概述 115
4.1.1 机床夹具的组成 116
4.1.2 夹具的分类 117
4.2 六点定位原理 118
4.3 常用定位元件及约束状态 120
4.3.1 支承钉 120
4.3.2 支承板 120
4.3.3 定位销 121
4.3.4 V形块 122
4.4 定位误差的分析与计算 122
4.5 夹紧机构设计 126
4.5.1 夹紧力三要素分析 126
4.5.2 常用夹紧机构设计 128
4.5.3 典型机床的夹具 133
4.5.4 组合夹具的设计 137
习题与思考 139
第5章 金属切削刀具设计 141
5.1 概述 141
5.2 刀具的几何角度及切削要素 142
5.2.1 切削运动与切削用量 142
5.2.2 刀具的几何参数 144
5.2.3 刀具角度及工作角度 146
5.3 切削基本理论的应用 149
5.3.1 工件材料的切削加工性 149
5.3.2 切削液的选用 150
5.3.3 刀具几何参数的合理选择 152
5.3.4 切削用量的合理选择 155
5.4 刀具材料 156
5.4.1 刀具材料类型 156
5.4.2 常用的刀具材料 157
5.5 常用刀具的选择 161
5.5.1 车刀 161
5.5.2 铣刀 163
5.6 孔加工刀具 165
5.7 齿轮加工刀具 167
习题与思考 169
第6章 机械加工检测装置 170
6.1 概述 170
6.1.1 光学检测装置及其类型 171
6.1.2 电磁检测装置及其类型 172
6.1.3 电量检测装置及其类型 172
6.1.4 其他检测装置及其类型 173
6.2 机床运动位移检测装置 174
6.2.1 电感式传感器 174
6.2.2 电容式位移传感器 177
6.2.3 光栅尺原理及其应用 179
6.2.4 感应同步器 181
6.2.5 角数字编码器 182
6.2.6 激光干涉测量原理 185
6.2.7 三坐标测量仪 189
6.3 加工系统在线测量与监测 193
6.3.1 孔径的自动测量 193
6.3.2 探针式红外自动测量系统 194
6.3.3 加工误差在线检测与补偿系统 195
6.3.4 在线检测加工尺寸和刀具磨损情况 196
6.3.5 用探针在线检测刀具状态 196
6.3.6 刀具状态的智能化在线监控系统 196
习题与思考 197
第7章 机械制造物流系统设计 198
7.1 概述 198
7.2 制造业物流系统总体设计 201
7.2.1 生产物流系统的布置方式 201
7.2.2 精益生产方式物流系统布置 202
7.2.3 物流设备及其选择与设计要求 203
7.3 上、下料装置设计 203
7.3.1 卷状料上料装置 204
7.3.2 棒状料上料装置 204
7.3.3 件料上料机构 206
7.4 上、下料机器人(机械手) 208
7.4.1 机器人的基本构成 209
7.4.2 机器人的结构形式和运动形态分类 210
7.4.3 机器人主要技术参数 212
7.4.4 机器人主要部件 213
7.5 物流输送装置的设计 224
7.5.1 带式输送机 224
7.5.2 螺旋输送机 227
7.5.3 辊子输送机 229
7.5.4 链板输送机 232
7.5.5 悬挂输送机 234
7.5.6 自动运输小车 236
7.6 自动化立体仓库 237
7.6.1 自动化立体仓库的分类 237
7.6.2 自动化立体仓库的构成 238
7.6.3 自动化立体仓库总体设计 242
习题与思考 246
第8章 智能制造系统与装备 247
8.1 概述 247
8.2 智能制造系统模式 250
8.3 智能制造关键技术 251
8.3.1 先进制造基础技术 252
8.3.2 新一代信息技术 253
8.3.3 人工智能技术 254
8.3.4 制造优化技术 255
8.3.5 大数据分析与决策支持技术 256
8.4 智能制造装备 256
8.4.1 智能制造装备国内外发展现状 257
8.4.2 智能制造装备关键技术 260
8.4.3 精密、超精密和智能机床产品 271
习题与思考 275
第9章 机械制造装备设计范例 276
9.1 机械制造装备设计基本方法 276
9.2 C6140卧式车床数控化改造设计(范例1) 277
9.2.1 概述 277
9.2.2 总体方案的确定 278
9.2.3 进给传动部件的计算和选型 280
9.3 激光加工机的设计(范例2) 287
9.3.1 概述 287
9.3.2 轴的伺服传动系统设计 288
9.3.3 x轴的伺服传动系统设计 291
9.4 机械手自动控制(范例3) 294
9.4.1 设计任务与控制要求 294
9.4.2 控制方案 295
9.5 钻床夹具设计(范例4) 298
9.5.1 设计任务 298
9.5.2 加工工艺分析与设计 299
9.6 成形车刀的计算与设计(范例5) 303
9.6.1 设计任务 303
9.6.2 圆体成形车刀设计 303
习题与思考 309
参考文献 310
