绪论 1
0.1 机械制造装备的作用、地位及组成 1
0.2 本书内容安排 1
第1篇 切削加工设备设计 4
第1章 金属切削机床设计 4
1.1 概述 4
1.1.1 基本要求 4
1.1.2 机床的设计步骤 6
1.2 总体方案设计 7
1.2.1 调查研究 7
1.2.2 工艺分析 8
1.2.3 总体布局 9
1.2.4 主要技术参数的确定 15
1.2.5 机床功率的确定 19
1.3 传动设计 22
1.3.1 分级变速主传动系统的组成和要求 23
1.3.2 分级变速主传动系统设计 23
1.3.3 齿轮齿数的确定 34
1.3.4 几种常用的变速机构 39
1.3.5 几种特殊的变速方式 43
1.3.6 计算转速的确定 50
1.3.7 进给运动传动系统的设计原则 54
1.3.8 机床传动链的传动精度 56
1.4 主轴组件设计 58
1.4.1 主轴组件的功用与基本要求 58
1.4.2 主轴轴承的选择与配置 60
1.4.3 主轴 69
1.4.4 主轴组件的典型结构 70
1.4.5 主轴组件的设计计算 73
1.4.6 提高主轴组件性能的措施 82
1.5 导轨设计 84
1.5.1 导轨的功用和分类及基本要求 84
1.5.2 滑动导轨 86
1.5.3 滚动导轨 93
1.5.4 液体动压导轨和液体静压导轨简介 97
1.6 支承件设计 98
1.6.1 支承件的功用、基本要求及设计步骤 98
1.6.2 支承件的结构设计 99
1.6.3 支承件的有限元计算简介 102
1.6.4 支承件的材料和热处理 104
复习题与练习题 105
第2章 专机设计 107
2.1 总体方案设计 107
2.1.1 工艺分析 107
2.1.2 总体布局 108
2.1.3 主要技术参数 108
2.2 传动系统设计 109
2.2.1 公比 109
2.2.2 转速图 109
2.2.3 齿轮齿数的确定 110
2.2.4 几种常用变速机构 112
2.2.5 计算转速 113
2.3 主轴组件设计 113
2.3.1 主轴组件的结构 113
2.3.2 传动轴直径的确定——美国ASME标准 117
复习题与练习题 118
第3章 组合机床设计 120
3.1 概述 120
3.2 组合机床的配置型式 121
3.2.1 具有固定式夹具的单工位组合机床 121
3.2.2 具有移动式夹具的多工位组合机床 122
3.2.3 转塔式组合机床 123
3.3 组合机床的通用部件 124
3.3.1 通用部件的分类 124
3.3.2 通用部件的型号、规格及配套关系 125
3.3.3 常用通用部件 126
3.4 组合机床总体方案设计 130
3.4.1 制定工艺方案 130
3.4.2 确定组合机床的配置型式和结构方案 132
3.4.3 “三图一卡”设计 132
3.5 通用多轴箱设计 150
3.5.1 多轴箱的概述 150
3.5.2 通用多轴箱设计 157
复习题与练习题 173
第4章 普通机床的数控化改造 175
4.1 概述 175
4.1.1 机床数控化改造的必要性 175
4.1.2 机床数控化改造的要求 175
4.1.3 机床数控化改造的设计步骤 175
4.2 普通机床主传动系统的数控化改造设计 176
4.2.1 电气部分改造设计 176
4.2.2 机械部分改造设计 177
4.3 普通机床进给系统的数控化改造设计 179
4.3.1 数控机床对进给系统的要求 179
4.3.2 进给传动电气部分的数控化改造 180
4.3.3 进给传动机械部分的数控化改造 181
4.4 数控改造的实例 186
4.4.1 纵向进给系统的设计计算 186
4.4.2 齿轮及步进电机的选用 188
4.4.3 数控系统硬件级软件设计 188
4.4.4 结束语 189
复习题与练习题 189
第5章 结构工艺性 190
5.1 概述 190
5.1.1 结构工艺性的概念 190
5.1.2 零件结构工艺性的基本要求 190
5.2 铸件的结构工艺性 191
5.2.1 合金铸造性能对铸件结构的要求 191
5.2.2 铸造工艺对铸件结构的要求 194
5.3 焊接件的结构工艺性 195
5.3.1 焊接结构设计的基本要求 196
5.3.2 焊接结构设计的基本原则 196
5.4 热处理件的结构工艺性 198
5.5 机械加工件的结构工艺性 200
5.6 装配结构的工艺性 202
复习题与练习题 204
第2篇 工艺装备设计 206
第6章 专用刀具设计 206
6.1 概述 206
6.1.1 金属切削刀具在金属切削加工中的作用与地位 206
6.1.2 刀具工业发展现况 206
6.2 可转位刀具 206
6.2.1 可转位刀具的特征 207
6.2.2 可转位车刀刀片 207
6.2.3 机夹可转位刀车的结构形式 208
6.2.4 机夹可转位车刀的合理使用 209
6.3 数控工具系统 210
6.3.1 加工中心工具系统的组成 210
6.3.2 加工中心刀具的选择 212
6.4 成形车刀设计 218
6.4.1 概述 218
6.4.2 成形车刀的前角和后角 218
6.4.3 成形车刀的载形设计 219
6.4.4 成形车刀的样板设计 221
复习题与练习题 221
第7章 金属切削机床夹具设计 222
7.1 概述 222
7.1.1 机床夹具在机械加工中的作用 222
7.1.2 夹具的分类 223
7.1.3 机床夹具的构成 224
7.2 定位与定位元件设计 225
7.2.1 六点定位原理 225
7.2.2 六点定位原理的应用 226
7.2.3 定位元件设计 228
7.2.4 定位误差的分析与计算 237
7.3 夹紧机构设计 243
7.3.1 夹紧装置的组成及基本要求 243
7.3.2 夹紧力的确定 244
7.3.3 常用夹紧机构 247
7.4 机床夹具的其他装置 253
7.4.1 孔加工刀具的导向装置 254
7.4.2 对刀装置 255
7.4.3 对定装置 256
7.4.4 分度装置 257
7.5 典型专用夹具设计 258
7.5.1 通用夹具简介 258
7.5.2 专用夹具设计 258
7.5.3 各类机床夹具的设计 264
复习题与练习题 274
第8章 模具设计 277
8.1 概述 277
8.1.1 冷冲压基本工序分类 277
8.1.2 冷冲压变形的基本知识 279
8.1.3 冷冲压材料 280
8.2 冲裁工艺分析 281
8.2.1 冲裁变形过程 281
8.2.2 冲裁件断面分析 282
8.2.3 冲裁间隙 282
8.2.4 凸、凹模刃口尺寸 286
8.3 冲裁工艺力 287
8.3.1 冲裁力的计算 287
8.3.2 降低冲裁力的方法 288
8.3.3 卸料力、推件力和顶件力 288
8.4 压力机压力的选择 289
8.5 排样与搭边 290
8.5.1 材料的经济利用 290
8.5.2 排样方法 290
8.5.3 搭边 292
8.6 冲裁模的结构与设计 293
8.6.1 冲裁模的分类和基本构造 293
8.6.2 冲裁模典型结构分析 294
8.6.3 凸、凹模设计 300
8.6.4 冲模结构要素 307
8.7 冲模设计 309
8.7.1 收集有关技术资料 309
8.7.2 冲模设计步骤 309
8.7.3 模具CAD/CAM技术 310
复习题与练习题 312
第3篇 物流系统设计 314
第9章 送料机构设计 314
9.1 卷料自动送料机构 314
9.1.1 卷料送料机构的类型 314
9.1.2 放料和制动机构 314
9.1.3 矫直机构 314
9.1.4 送料机构 315
9.1.5 牵引卷绕和排料机构 317
9.2 棒料自动送料机构 318
9.2.1 棒料送料机构 318
9.2.2 棒料夹料机构 319
9.3 件料自动送料机构 321
9.3.1 料仓式送料机构 321
9.3.2 料斗式送料机构 324
9.4 工业机械手应用 325
复习题与练习题 327
第10章 输送装备简介 328
10.1 电动葫芦 328
10.1.1 电动葫芦的种类和用途 328
10.1.2 电动葫芦的结构和工作原理 328
10.2 桥式起重机 330
10.2.1 桥式起重机的分类和用途 330
10.2.2 桥式起重机的组成 330
10.3 自动线输送系统 331
10.3.1 带式输送系统 332
10.3.2 悬挂式输送机 332
10.3.3 随行夹具 333
复习题与练习题 334
第4篇 常用机构设计 336
第11章 操纵机构设计 336
11.1 概述 336
11.1.1 操纵机构的功用和基本要求 336
11.1.2 操纵机构的组成与分类 337
11.1.3 常用的操纵机构型式 338
11.2 单独式操纵机构设计 339
11.2.1 摆动式操纵机构 339
11.2.2 移动式操纵机构 342
11.3 集中式操纵机构 342
11.3.1 顺序集中变速操纵机构 342
11.3.2 越级集中变速操纵机构 344
11.4 操纵机构的定位和互锁 347
11.4.1 操纵机构的定位 347
11.4.2 定位机构安装位置对定位精度的影响 348
11.4.3 操纵机构中的互锁装置 349
复习题与练习题 351
第12章 制动机构设计 352
12.1 概述 352
12.1.1 制动机构的功用和基本要求 352
12.1.2 制动器的分类 352
12.1.3 机床常用制动器 353
12.1.4 制动方案的选择 355
12.1.5 安装位置 355
12.1.6 摩擦材料 356
12.2 制动器的理论分析 357
12.2.1 制动扭矩的计算 357
12.2.2 制动时间的核算 357
12.2.3 发热核算 358
12.3 制动器的设计计算 359
12.3.1 带式制动器的设计计算 359
12.3.2 块式制动器的设计计算 362
12.4 其他制动器简述 363
12.4.1 盘式制动器 363
12.4.2 内胀蹄式制动器 363
12.4.3 磁粉制动器 364
12.4.4 单片电磁制动器 364
12.4.5 失电制动器 364
复习题与练习题 365
第13章 换向机构设计 366
13.1 概述 366
13.1.1 换向机构的功用与基本要求 366
13.1.2 换向机构的类型与特点 366
13.1.3 离合器在传动系统中的位置 366
13.1.4 常见离合器实例 367
13.2 摩擦离合器的设计 368
13.2.1 摩擦离合器的特点及设计要求 368
13.2.2 摩擦材料 369
13.2.3 多片式摩擦离合器的设计 369
13.2.4 圆锥式摩擦离合器的设计 373
13.3 其他离合器简述 374
13.3.1 爪式离合器 374
13.3.2 齿轮离合器 375
13.3.3 磁力离合器 375
13.3.4 超越离合器 376
复习题与练习题 377
第14章 工业机械手 378
14.1 概述 378
14.1.1 机械手的组成 378
14.1.2 机械手的运动与分类 379
14.1.3 机械手的主要参数 380
14.2 手部 380
14.2.1 概述 380
14.2.2 夹持式手部 381
14.2.3 吸附式手部 385
14.3 手腕 385
14.3.1 概述 385
14.3.2 结构 386
14.3.3 手腕回转驱动力矩的计算 386
14.4 手臂 389
14.4.1 概述 389
14.4.2 手臂常用机构的结构 389
14.4.3 手臂运动的驱动力计算 391
14.5 应用实例 392
复习题与练习题 393
第15章 滚珠丝杠副传动设计 394
15.1 概述 394
15.2 滚珠丝杠副代号、标注方法 394
15.2.1 滚珠丝杠副代号 394
15.2.2 滚珠丝杠副标注 395
15.3 滚珠丝杠副的组成、工作原理、特点及分类 397
15.3.1 滚珠丝杠副的组成、工作原理 397
15.3.2 滚珠丝杠螺母传动的特点 397
15.3.3 滚珠丝杠副的分类 397
15.4 滚珠的循环方式 398
15.5 滚珠丝杠副的主要参数和精度等级 399
15.6 滚珠丝杠副轴向间隙的调整 400
15.7 滚珠丝杠副预紧载荷的确定 401
15.8 滚珠丝杠的支承和支承型式 402
15.8.1 轴端的支承型式 402
15.8.2 滚动轴承的选用 403
15.9 伺服电机与丝杠的传动连接方式 404
15.10 滚珠丝杠副的选择计算 405
15.10.1 选择计算的准则 405
15.10.2 疲劳寿命计算 406
15.10.3 压杆稳定性和临界转速验算 407
15.10.4 滚珠丝杠副系统刚度的计算 408
15.10.5 丝杠热位移δt（mm）及其补偿 408
复习题与练习题 409
参考文献 410