本章介绍了工作原理方案设计及工艺动作设计的基本概念，并根据 工作原理设计中提出的工艺动作过程及各动作的运动规律选择合适的运 动形式。同时，还介绍了各机构之间的协调设计以及机械运动循环图的 分类、作用与设计原理。
1. 工作原理设计和工艺动作设计 根据机器所要实现的功能(功用)，采用有关的工作原理，由工作原理 设计构思出工艺动作的过程。这些设计内容就是工作原理方案的设计。 在进行功能原理设计时，首先要明确机器的总功能，然后进行功能分解， 使其成为一系列独立的工艺动作。
线）工艺路线的类型 ①直线型。 物料的运动路线为一直线，根据运动方式又可分为立式和卧 式。如纹版自动冲孔机中纹版的运动路线。
2. 工艺过程和运动规划设计 1） 工艺过程设计的原则 机器的工艺过程设计是为了满足 机器的总功能要求，在机器的工艺过 程设计中应遵循以下5个原则。
2）功能分解与工艺动作 要设计的机械往往比较复杂，功能也是各式各样的，其使用要求 或工艺要求需要很多工作原理组合成一系列相对独立的工艺动作，以 此作为分功能（或称功能元），然后用树状功能图来描述，使机器的 总功能及各分功能一目了然。 如要设计一部能够完成装卸工作、钻孔、扩孔、铰孔四个工位的 专用机床，它可以分解成几个工艺动作。工艺动作和树状功能图如 图4-2，图4-3所示。
如图4-1是一台微机控制的提 花织物自动纹版冲孔系统中的扫 描机。该机器的总功能是通过光 学扫描把设计好的图像作为信息 输送给计算机进行图像处理。为 实现此功能就要运用机械的高精 度无回差转动原理、光学自动分 色原理、计算机图像处理、计算 机自动控制等先进的科学原理以 及采用光导纤维、步进电机、高 精度加工等技术手段。
1）明确总功能 工作原理设计是根据机器的总功能的要求，对设计对象总的功能描 述要准确、简洁，要合理抽象抓住本质。 要做到以下三个方面的研究。
③工艺程序和工艺路线。工艺程序是指完成各个工艺动作的先后顺序。 如图4-7所示的冰淇淋包装的工艺程序。完成同一工艺程序的工艺路
作。而在打印头完成打印工艺后空回时， 送料器也同时退回原处，准备第二次推料，
2） 工艺过程应该考虑的几个问题 ①被加工对象的材料特性、所需达到的工艺要求等。如齿轮的加工， 就要根据齿面的材料采用不同的加工方法。调质的轴和淬火的轴的 工艺过程就不一样 。 ②机器的工序数和工序转移过程中采用的运动形式。如冰淇淋包装机 的工艺过程可以分解为12个工序。如图4-7a，b所示。
工序分散原则是将工件的加工工艺过程分解为若干工序，并分别在 各个工位上用不同的执行构件进行加工，以达到工件的工艺要求。例如 微型电机的自动嵌绝缘纸工艺过程可分解成:送纸、切纸、插纸、推纸、 分度等工序（图4-5），然后每一道工序分别配置能完成简单工艺动作 的执行机构。
多件同时加工原则是指在同一自动机上同时加工几个工件，也就 是采用相同的几套执行机构来加工几个工件。使工作效率提高。
设计工艺过程时，在不妨碍各执行构件正常工作和相互协调配合的前 提下，尽量使各执行机构的工作行程时间相互重叠，工作行程时间与空行 程时间互相重叠从而缩短工件加工循环的时间以提高机器的生产率。 例如打印机（如图4-6所示）工作时， 当送料器送料时，打印头就可以向下打， 即送料的工作行程与打印的工作行程重叠， 只要保证打印头在打到工件前把工件送到
应尽量设法缩短加工时间最长的一道工序的工作时间。为此，可以采取提 高这一工序的工艺速度或者把这一工序再分解。
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