机械装置设计系统应用背景组成等

㈠ 什么是机械系统

所谓系统是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。系统本身可分成若干个子系统；子系统里有时还可以分出更小的小子系统；反过来，系统本身还可以作为更大系统的一个子系统。例如，照相机本身可以看作是由机、光、电能（全自动照相机）及其控制系统所组成的一个系统。若把它的机械系统再细分，又可分为相机壳体、光学镜头支承架、胶卷支承架和进、退胶卷的传动机构等不同的机械子系统。当把该照相机固定到卫星上，让它随着卫星一起去拍摄卫星所经之处，记录人们想知道而又不能到达地方的情景时，则该照相机又是卫星系统中的一个子系统了。图3-1所示的家用吸尘器，从某种意义来讲是一个系统，该系统由底座、后盖等部分组成。

图3-1家用吸尘器1—底座；2—报警鸣示；3—密封护套；4—前盖；5—前搭扣；6—挡尖板；7—把手；8—卷线按钮；9—中盖；10—后盖；11—后盖座；12—后轮；13—电线插头；14—毛刷升降开关；15—地板刷；16—曲管；17—吸力调节器：18—软管插管任何机械产品都是由若干个零部件及装置组成的一个特定系统，即一个由确定质量、刚度及阻尼的若干个物质所组成，彼此间有机联系，并能完成特定功能的系统均可称为机械系统。机械设计课程中所讲授的各种机械零件则是组成机械系统的基本要素，它们为组成各种不同功能的机械系统有机联系着。为了初步了解机械，下面对相关概念作出解释。机构是人为的实物组合，各部分之间有确定的相对运动。组成机构的运动单元称为构件。机器是用于某种目的要求而设计的机械系统，机器是由机构组成，并且可以做机械功或进行能量转换。机构和机器统称为机械。下面针对机器、机械、机构进行分析。

㈡ 什么是机械系统，都有哪些系统构成

机械系统是指由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工业系统，或由零件、部件等组成的机器。
机械系统的构成：
从不同的角度出发，机械系统的构成有不同的描述。以前大多是按照系统的结构和组成的装置进行描述，这使得在设计时比较零乱，难以集成。现代科学的世界观认为，世界是由物质、能量及信息组成的。与此相对应，任何工程系统的功．能，从本质上讲，都是接收物质、能量及信息，经过加工转换，输出新形态的物质、能量及信息。据此，本书从“流”的观点出发，将机械系统划分为物料流系统、能量流系统和信息流系统。由于能量流系统中的传动装置、信息流系统中的操纵装置及物料流系统中的执行装置均为常用机构所构成的机械运动部件，从机械设计角度出发可将其归入机械运动系统。
(1)物料流系统
物料是机械系统工作的对象，机械系统的任务就是改变物料的形状和状态。因此，在机械系统中，物料流是最重要的部分，机械系统中直接与物料接触且使物料发生形状和状态变化的部分就构成了物料流系统。
(2)能量流系统
任何机器的工作都需要能量，要使物料的形状和状态发生变化，更需要大量的能量。因此，机械系统中用于提供能量、转换能量和传递能量的部分就构成了能量流系统。
(3)信息流系统
在物料流和能量流中，各种机构和装置的工作和停止都要满足一定的要求。同时，系统还要随时发现一些故障，并给出相应的处理措施。这些都涉及信息的采集、处理以及指令的发送与接收。因此，机械系统中用于对系统内的信息和指令进行处理的部分就称为信息流系统。
(4)机械结构系统
结构系统在机械系统中起着支承、连接的作用，用来安装物料流、能量流、信息流系统中的零部件，并保证各零部件和系统之间的相互空间位置关系。结构系统由各部分结构件组成，常见的有机身、导轨、箱体、横梁、工作台等。
机械结构系统是机械系统的重要组成部分，其强度、刚度、动态性能和热性能等，都对机械系统的整体性能和功能的可靠性产生重要影响。
(5)机械运动系统
机械运动系统包含传动系统、执行系统及操纵系统。
传动系统是用于传递能量(以运动和动力的形式表现)的中间装置。当然，当动力机能量的输出形式完全符合工作机械的要求时，可以省略传动部件。
执行系统通常处于机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的主要输出，其功能是机械系统的主要功能。因此，执行部件有时也被称为机械系统的工作机，其功能及性能直接影响和决定机械系统的整体功能及性能。
操纵系统用于将人和机械联系起来，即把操作者施加于机械的信号，经转换传递到执行部件，以实现机械系统的起停、换向、变速、变力等目的。

㈢ 机械制造系统及其组成

长期以来，人们对于械制造领域所涉及的各种问题，往往都是孤立地看待，对于机械制造中所用的机床、工具和制造过程，仅限于分别地、单个地加以研究。因此，在很长的时期内，尽管在机械制造领域中许多研究和开发工作取得了卓越的成就，然而在大幅度地提高小批量生产的生产率方面，并未发生重要的突破。直到60年代的后期，人们才逐渐认识到只有把机械制造的各个组成部分看成一个有机的整体，以控制论和系统工程学为工具，用系统的观点进行分析和研究，才能对机械制造 过程实行最有效地控制，并大幅度地提高加工质量和加工效率。基于这种认识，人们进行了许多研究和实践，于是出现了机械制造系统的概念。
机械制造系统既然被看成是一个系统，就必然有输入和输出，如图5-1所示。 所谓机械制造系统的输入，就是一定的材料或毛坯，而输出则为加工后的零件、部件或产品等。从某种意义上讲，制造系统又是生产系统的组成部分或子系统。
在物质子系统中，把毛坯、刀具、夹具、量具及其他辅助物料作为原材料输入，经过存储、运输、加工、检验等环节最后以成品输出。这个流程是物质的流动，故称之为物质流。而负责物料存储、运输、加工、检验的各元件可总称为物质系统。
在信息子系统中，加工任务、加工顺序、加工方法及物质流所要确定的作业计划、调度和管理指令属于信息范畴，称之为信息流。而负责这些信息存储、处理和交换的有关软硬件资源可称为信息系统。
在能量子系统中，制造过程中的能量转换、消耗及其流程称之为能量流。而负责能量传递、转换的有关元件称为能量系统。
在常规制造系统中，物质子系统和能量子系统是较普遍地存在的，而信息子系统则往往缺乏。如由一台普通车床构成的制造系统就只存在物质系统和能量系统，加工信息的输入与传递是由人工完成的。但在现代制造系统中， 则较普遍地增加了信息系统，如数控机床中的CNC（计算机数字控制系统）就是典型的信息系统，它能通过其内部的计算机进行零件加工信息的存放，并发送加工指令，控制加工过程。 详细资料可以参见泰州市海峰机械制造有限公司 http://www.xdjx888.com/

㈣ 机械系统的组成是什么

机械系统的具体组成：

1、动力系统：包括动力机及其配套装置．是机械系统工作的动力源。如内燃机、汽轮机、水轮机等动力机；有把二次能源(如电能、液能、气能)转变为机械能的机械。

2、传动系统：是把动力机的动力和运动传递给执行系统的中间装置。

3、执行系统：包括机械的执行机构和执行构件，它是利用机械能来改变作业对象的性质、状态、形状或位置。或对作业对象进行检测、度量等，以进行生产或达到其他预定要求的装置。

4、操纵控制系统：是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确、可靠地完成整机功能的装置。

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发展趋势

1、智能化：是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机械建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。

在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。

2、模块化：是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。

如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。

3、微型化：指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

㈤ 什么是机械系统机械系统由几大部分组成机械系统在产品中的地位作用

机械系统概念：是指由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工业系统，或由零件、部件等组成的机器。

机械系统的构成：物料流系统、能量流系统和信息流系统，如图所示。由于能量流系统中的传动装置、信息流系统中的操纵装置及物料流系统中的执行装置均为常用机构所构成的机械运动部件，从机械设计角度出发可将其归入机械运动系统。

• 物料流系统：物料是机械系统工作的对象，机械系统的任务就是改变物料的形状和状态。因此，在机械系统中，物料流是最重要的部分，机械系统中直接与物料接触且使物料发生形状和状态变化的部分就构成了物料流系统。

• 能量流系统：任何机器的工作都需要能量，要使物料的形状和状态发生变化，更需要大量的能量。因此，机械系统中用于提供能量、转换能量和传递能量的部分就构成了能量流系统。

• 信息流系统：在物料流和能量流中，各种机构和装置的工作和停止都要满足一定的要求。同时，系统还要随时发现一些故障，并给出相应的处理措施。这些都涉及信息的采集、处理以及指令的发送与接收。因此，机械系统中用于对系统内的信息和指令进行处理的部分就称为信息流系统。

• 机械结构系统：结构系统在机械系统中起着支承、连接的作用，用来安装物料流、能量流、信息流系统中的零部件，并保证各零部件和系统之间的相互空间位置关系。结构系统由各部分结构件组成，常见的有机身、导轨、箱体、横梁、工作台等。

• 机械运动系统：包含传动系统、执行系统及操纵系统。传动系统是用于传递能量(以运动和动力的形式表现)的中间装置；执行系统通常处于机械系统的末端，直接与作业对象接触，其输出是机械系统的主要输出，其功能是机械系统的主要功能；操纵系统用于将人和机械联系起来，以实现机械系统的起停、换向、变速、变力等目的。

机械系统在产品中的地位作用

1.合理确定系统功能：按功能的性质可分为基本功能和辅助功能。基本功能是用户直接要求的功能，体现了产品存在的基本价值。辅助功能是为了实现基本功能而附加在产品上的功能，是实现基本功能的手段。因此，确定系统功能时应遵循保证基本功能、满足使用功能、增添新颖功能、剔除多余功能，恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，力求使产品达到更加物美价廉的境界。

2.增强可靠性:按照GB／T 2900.13—2008的规定，可靠性可定义为：“产品在给定的条件下和在给定的时间区间内能完成要求的功能的能力。”

1. 产品是泛指的，包括零件、部件、设备、系统。

2. 要求的功能是指产品所应实现的使用任务的预期功能。例如，汽车的规定功能是运输，机床的规定功能是加工零件。产品丧失要求的功能称为失效，对可修复的产品也称为故障。

3. 给定的条件是指使用条件与环境条件，含运输、保管条件。

4. 给定的时间：产品的功能只有同使用时间相联系才有实际意义，不同的产品应有不同的规定时间，如海底电缆要求使用长达三四十年，火箭只要求保证一次工作。给定的时间有的要求的是应力循环次数、转数等相当于时间的量。

3.提高经济性:机械系统的经济性表现在设计、制造、使用、维修，乃至回收的全过程中。提高设计和制造的经济性,从设计角度来说主要有以下几个方面：

1. 合理地确定可靠性要求和安全系数:分别是可靠性设计及传统设计方法中描述系统工作而不失效的程度指标，但它们的含义及应用有所不同。

2. 贯彻标准化:标准化是组织现代化大生产的重要手段，它大大提高了产品的通用性和互换性，可以使生产技术活动获得必要的统一协调和良好的经济效果。

3. 采用新技术：随着科学技术的发展，各种新技术(包括新工艺、新结构和新材料等)不断问世，在设计中采用新技术可以使产品具有更好的性能和经济性，因而具有更强的市场竞争力。

4. 改善零部件的结构工艺性：零部件的结构工艺性包括铸造工艺性、锻造工艺性、冲压工艺性、焊接工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性和装配工艺性等，

5. 提高使用和维修的经济性:使用和维修的经济性就是考虑使用者的经济效益，主要可从以下几个方面加以考虑。

• 提高产品的效率:用户总是希望购买的产品效率高，能源消耗低，省电、省煤、省油等。机械设备的效率主要取决于传动系统和执行系统的效率。设计人员应在方案设计和结构设计时，充分考虑提高效率的措施。

• 合理地确定经济寿命:一般都希望产品有长的使用寿命，但在设计中单纯追求长寿命是不恰当的。

• 提高维修保养的经济性：维修能延长设备的使用寿命，是保持设备良好的技术状况及正常运行的技术措施，但必须以付出一定的维修费为代价，以尽可能少的维修费用换取尽可能多的使用经济效益，是机械设备进行维修的原则。

4.保证安全性:机械系统的安全性包括机械系统执行预期功能的安全性和人—机—环境系统的安全性。

㈥ 来点机械制造加工和设计的课题背景、目的和意义。。。。

1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势
CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。
为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。
在整个设计过程中,我们将学习到更多的知识。
（1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用autoCAD软件的能力。
（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。
（3）在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点,也是一个难点
近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步 的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。
同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。
我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。
目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额
使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%~95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。
当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展
2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施
本课题的基本内容：CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计
1、CA6140车床后托架加工工艺
1、 制订CA6140车床后托架加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。
工序的划分
确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。
定位基准的选择
根据粗基准，精基准的选择原则；遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得：CA6140车床后托架首先以一个侧面和一个孔为粗基准，对底平面A进行粗加工，再以底平面A为基准加工孔。
2、夹具设计可能遇到的问题：
工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。
工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。
夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题.
上述即为遇到困难的解决措施
3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析
根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容：
CA6140车床后托架加工工艺的设计和夹具设计
制定工艺规程的研究途径和可行性分析
毛坯的选择：
根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。
毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。CA6140车床后托架毛坯材料为灰铸铁（HT150），硬度范围在150～200HBS，承受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削加工。
拟订工艺路线：
表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。
计算切削用量、加工余量及工时定额：
查阅《切削用量手册》等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量，而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。
对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生产率要服从于质量，应在保证质量的前提下解决生产率问题。在保证质量的前提下，应尽可能的节约耗费，减少投资，降低制造成本，这就是经济性。
因此，CA6140车床后托架的工艺规程研究途径应该体现质量、生产率和经济性的统一，达到经济合理及可行的最优方案。
夹具设计的研究途径和可行性分析
CA6140车床后托架镗、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。
夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素。然后采取措施解决具体的问题。如定位基准与定位元件的配合状况和影响定位精度，那么可以提高夹具的制造精度，减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。
除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。

㈦ 机械系统设计的任务是什么，有哪些内容

机械系统设计的任务是为市场提供优质、高效、价廉物美的产品，在市场竞争中取得优势，赢得用户，并取得良好的经济效益。产品质量和经济效益取决于设计、制造、管理的综合水平，而产品设计是关键，没有高质量的设计，就不可能有高质量的产品；没有经济观点的设计人员，绝不可能设计出经济性好的产品。据统计，产品的质量事故中约有一半是设计不当造成的；产品成本中的60％-70％取决于设计。同时，从国民经济支出的角度看，设计通常是产品研制的所有阶段中花费最少的一个阶段。但从后果看，这个阶段可能是最昂贵的。例如，在科学研究中出现了及时更正只需要1元的错误，那么在试验设计时更正它的代价就会是10元，在试制阶段可能增加到100元，最后在生产阶段就会增加到1000元。机械系统设计时，特别强调和重视要从系统的观点出发，合理地确定系统功能，增强可靠性，提高经济性，保证安全性。
1、合理确定系统功能
一项产品的推出总是以社会需求为前提，没有需求就没有市场，也就失去了产品存在的价值和依据。而社会需求是变化的，不同时期、不同地点、不同社会环境就会有不同的市场行情和要求。所以，设计师必须确立市场观念，以社会需求和为用户服务作为最基本的出发点。
所谓需求，就是对功能的需求。用户购买产品实际就是购买产品的功能。
按功能的性质可分为基本功能和辅助功能。基本功能是用户直接要求的功能，体现了产品存在的基本价值。辅助功能是为了实现基本功能而附加在产品上的功能，是实现基本功能的手段。而无论实现哪种功能都需要成本投入。价值工程中常用价值来评价功能与成本的统一程度，即产品的价廉物美程度。价值V(value)可用功能F(function)与成本C(cost)的比来表示：
V=F/C
从式中可以看出，为了提高产品的价值矿，可以采取下述五种措施：①增加功能F，而成本C不变；②功能F不变，降低成本C；③增加一些成本C以换取更多的功能F，即F的增加比C的增加多。④降低一些功能F以使成本C更多地降低，即F的减少小于C的减少；⑤增加功能F，降低成本C。显然，最后一种是最理想的，但也是最困难的，这就要求我们采用一些特别的手段，如高科技手段。
因此，确定系统功能时应遵循保证基本功能、满足使用功能、增添新颖功能、剔除多余功能，恰到好处地利用外观功能的原则，降低现实成本，提高功能价值，力求使产品达到更加物美价廉的境界。
2、增强可靠性
按照GB／T2900、13—2008的规定，可靠性可定义为：“产品在给定的条件下和在给定的时间区间内能完成要求的功能的能力。”
①产品是泛指的，包括零件、部件、设备、系统。
②要求的功能是指产品所应实现的使用任务的预期功能。例如，汽车的规定功能是运输，机床的规定功能是加工零件。产品丧失要求的功能称为失效，对可修复的产品也称为故障。
③给定的条件是指使用条件与环境条件，含运输、保管条件。
④给定的时间：产品的功能只有同使用时间相联系才有实际意义，不同的产品应有不同的规定时间，如海底电缆要求使用长达三四十年，火箭只要求保证一次工作。给定的时间有的要求的是应力循环次数、转数等相当于时间的量。
增强系统可靠性的最有效方法是进行可靠性设计，也称概率设计。
3、提高经济性
机械系统的经济性表现在设计、制造、使用、维修，乃至回收的全过程中。
(1)提高设计和制造的经济性
产品的经济性决定于其成本，而成本是由设计和制造两方面的因素决定的。因此，设计师应该了解影响产品成本的设计因素和制造因素，在保证产品功能的前提下努力降低产品的成本。
提高设计和制造的经济性，从设计角度来说主要有以下几个方面：
1)合理地确定可靠性要求和安全系数
可靠性要求和安全系数分别是可靠性设计及传统设计方法中描述系统工作而不失效的程度指标，但它们的含义及应用有所不同。
由于设计时使用的载荷、材料强度等数据都属于统计量，因而可靠性要求更符合客观实际。所以，采用可靠性设计可以使系统的设计更合理、更经济。系统越复杂，其优越性也就越明显，经济性和可靠性也就越统一。
采用传统设计方法，以安全系数作为判据时，将设计中的统计量当作确定量来处理，显然不符合客观实际，当安全系数大于1时，并不能排除失效的可能性。
2)贯彻标准化
标准化是组织现代化大生产的重要手段，它大大提高了产品的通用性和互换性，可以使生产技术活动获得必要的统一协调和良好的经济效果。它创造的经济性体现在很多方面，如加快了产品开发速度，缩短了生产技术准备时间，节约了原材料，提高了产品质量、可靠性和劳动生产率，改善了维修性等。
标准化通常包括产品标准化、系列化和通用化。机械工业的技术标准有以下三大类：
①物品标准
它又称为产品标准，是以产品及其生产过程中使用的物质器材为对象制定的标准，如机械设备、仪器仪表、工装、包装容器、原材料等标准。
②方法标准
它是以生产技术活动中的重要程序、规划、方法为对象制定的标准，如设计计算、工艺、测试、检验等标准。
③基础标准
它是以机械工业各领域的标准化工作中具有共性的一些基本要求或前提条件为对象制定的标准，如计量单位、优先数系、极限与配合、图形符号、名词术语等标准。
我国标准分国家标准、部颁标准(专业标准)、企业标准三级。
鉴于目前我国标准化工作的现状和需要，积极采用国际标准和国外先进标准也是一项重要的技术经济政策。国际标准主要是指国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC两个国际性的标准化机构公布的标准。我国是ISO和IEC的成员国。
3)采用新技术
随着科学技术的发展，各种新技术(包括新工艺、新结构和新材料等)不断问世，在设计中采用新技术可以使产品具有更好的性能和经济性，因而具有更强的市场竞争力。
4)改善零部件的结构工艺性
零部件的结构工艺性包括铸造工艺性、锻造工艺性、冲压工艺性、焊接工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性和装配工艺性等，深入研究结构工艺性，对新产品的设计，对简化设计、缩短生产周期、提高劳动生产率、降低成本有重大的经济意义。良好的结构工艺性也是实现设计目标、减少差错、减少废品率、提高产品质量的基本保证。
影响结构工艺性的因素很多，如生产规模、设备和工艺条件、原材料的供应等。当生产条件改变时，零部件结构工艺性是否良好的评价也会随之变化。因此，结构工艺性既有原则性和规律性，又有一定的灵活性和相对性。设计时应根据不同的情况进行具体分析后确定。
改善结构工艺性的具体措施、原则和规范可参阅有关的设计手册和资料。
(2)提高使用和维修的经济性
使用和维修的经济性就是考虑使用者的经济效益，主要可从以下几个方面加以考虑。
1)提高产品的效率
用户总是希望购买的产品效率高，能源消耗低，省电、省煤、省油等。机械设备的效率主要取决于传动系统和执行系统的效率。设计人员应在方案设计和结构设计时，充分考虑提高效率的措施。
对属于生产资料的机械设备，提高其生产率，提高原材料的利用率，降低物耗等，也是提高其效率的重要途径。
2)合理地确定经济寿命
一般都希望产品有长的使用寿命，但在设计中单纯追求长寿命是不恰当的。
系统正常运行寿命的延长必须以相应的维修为代价。使用寿命的延长，往往伴随着系统性能的下降，效率降低，使用费用(包括运行、维修、保养、操作、材料及能源消耗等费用)增加，使用经济性降低，因此在适当的时候应考虑设备更新。另外，由于科学技术的进步，不断有一些技术更先进、性能价格比更高的新设备出现，加上企业生产规模的发展、产品品种的扩大或改变等，都是要求更新设备的原因。
设备从开始使用至其主要功能丧失而报废所经历的时间称为功能寿命；设备从开始使用至因技术落后而被淘汰所经历的时间称为技术寿命。对设备进行适时的技术改造可延长其技术寿命，在延长其技术寿命的同时，再以良好的维修为保证，可延长其经济寿命。在科技高速发展的时代，设备的技术寿命、经济寿命常大大短于功能寿命。按成本最低原则，设备更新的最佳时间应由其经济寿命确定。
3)提高维修保养的经济性
维修能延长设备的使用寿命，是保持设备良好的技术状况及正常运行的技术措施，但必须以付出一定的维修费为代价，以尽可能少的维修费用换取尽可能多的使用经济效益，是机械设备进行维修的原则。
目前，在机械设备中应用比较多的是定期维修方式。这种维修方式因无法准确估计影响故障的因素及故障发生的时间，因而难免出现设备失修或维修次数过多的现象。有的零件未到维修期就已经失效，而有的零件虽未失效，但因已到维修期，而不得不提前更换。因此，定期维修方式的总维修费较高。但由于能够尽量安排在非正常生产时间进行，从而使因停机停产造成的损失减少，而且便于安排维修前的准备工作，有利于缩短维修时间，保证维修质量。
随着故障诊断技术的不断进步，维修技术也得到了飞速发展。按需维修的方式就是采用了故障诊断技术。它不断地对系统中的主要零部件进行特性值的测定，当发现某种故障征兆时就进行维修或更换。这种维修方式既能提高系统有效的运行时间，充分发挥零部件的功能潜力。又能减少维修次数，尤其是盲目维修，因而其总的经济效益较高。但因需配备十分可靠的监控和测试装置，所以只在重要的和价值很高的系统中采用。
对于不太重要的或价值不太高的产品，有时可设计成免修产品。它在使用期内不必维修，功能寿命终止时即行报废。
4、保证安全性
机械系统的安全性包括机械系统执行预期功能的安全性和人—机—环境系统的安全性。
(1)机械系统执行预期功能的安全性
机械系统执行预期功能的安全性是指机械运行时系统本身的安全性，如满足必要的强度、刚度、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等要求。为此，应根据机械的工作载荷特性及机械本身的要求，按有关规范和标准进行设计和计算。为了避免机械系统由于意外原因造成故障或失效，常需配置过载保护、安全互锁等装置。
(2)人—机—环境的安全性
在人—机—环境的关系中，包括三个要素，即人、机与环境。这三者之间形成了三种子关系，即人与机关系、机与环境关系以及人与环境的关系。从机械系统设计的角度讨论安全性问题就是要考察以下这两个方面的内容：人—机安全与环境保护。
1)人—机安全
人—机安全首先指的是人员的劳动安全。改善劳动条件，防止环境污染，保护劳动者在生产活动中的安全和健康，是工业技术发展的重要法规，也是企业管理的基本原则之一。
为了保障操作人员的安全，应特别注意机械系统运行时可能对人体造成伤害的危险区，并进行切实有效的保护。
人—机安全另一方面的内容是人对机器运行安全性的影响，即由于人的操作错误(或称人为差错)造成系统的功能失灵，甚至危及人的生命安全，这往往不被人们所认识，或不能引起人们的足够重视。实践表明，随着科学技术的发展，人工操纵或控制的各类机器也日趋复杂，对操作人员的要求愈来愈高，如要有准确、熟练地分析、判断、决策和对复杂情况迅速做出反应的能力。然而，人的能力是有限的，不可能随着机器的发展而无限提高。如果先进的机器对人的操作要求过高，超出人的能力范围，就容易发生操作错误，这不仅使系统性能得不到发挥，甚至使整个系统失灵或发生重大事故。如美国的AV—8A垂直起落飞机装备部队后，从1973年到1977年的五年中，发生16起事故，其中有11起是由飞行员的操作错误引起的，占68％。因此，如何从总体设计上尽量减少系统的不安全因素，是确保“安全”性的一个非常重要的方面。
2)环境保护
环境保护的内容非常广泛，如工业三废(废气、废水、废渣)的治理，除尘，防毒，防暑降温，采光，采暖与通风，放射保护，噪声和振动的控制等。

㈧ 机械自动化系统的组成

机械自动化来是最早出现的自动源控制系统，是自动化的一个分支。
机械自动化系统以构成的软、硬件可分类为：自动化设备、仪器仪表与测量设备、自动化软件、传动设备、计算机硬件、通信网络等。
机械自动化：自动化是指机器或装置在无人干预的情况下按预定的程序或指令自动进行操作或控制的过程，而机械自动化就是机器或者装置通过机械方式来实现自动化控制的过程。
机械制造自动化专业就业前景：主要到工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的工作。由于机械行业的重要性和庞大规模，需要一支庞大的专业人才队伍。今后一段时间内，机械类人才仍会有较大需求。具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标，机械设计制造与加工专业人才近年供需比也很高。
从机械行业发展来看，印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域，该行业将进一步向机光电一体化发展，向光加工、环保这样的新兴领域拓展。