机械制造装备.doc

3.柔性化指的是什么?试分析组合机床,普通机床,数控机床,加工中心和柔性制造系统的柔性化程度.其柔性表现在哪里?答:柔性化有两重含义:即产品结构柔性化和功能柔性化.其中,产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术，只需对结构作少量的重组和修改，或修改软件，就可以快速地推出满足市场需求的，具有不同功能的新产品。 功能柔性化是指只需进行少量的调整或软件修改，就可以方便地改变产品或系统的运行功能，以满足不同的加工需要。 数控机床、柔性制造单元或系统具有较高的功能柔性化程度。在柔性制造系统中，不同工件可以同时上线，实现混流加工。要实现机械制造装备的柔性化，不一定非要采用柔性制造单元或系统。专用机床，包括组合机床及其组成的生产线，也可以设计成具有一定的柔性，完成一些批量较大，工艺要求较高的工件。其柔性表现在机床可进行调整以满足不同工件的加工。6机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？可获得什么好处？答：机械制造装备的机电一体化体现在：其系统和产品的通常结构是机械的，用传感器检测来自外界和机器内部运行状态的信息，由计算机进行处理，经控制系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混合形式的执行系统进行操作，使系统能自动适应外界环境的变化，机器始终处于正常的工作状态。采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：1，对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制；2，对机器或机组系统工作程序的控制；3，用微电子技术代替传统产品中机械部件完成的功能，简化产品的机械结构。8工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程的需求？答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学。产品设计符合工业工程的需求：在产品开发阶段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程度，以便采用最佳的工艺方案，选择最合理的制造设备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。机械制造装备一般功能要求有哪些？答：机械制造装备应满足的一般功能包括：1、加工精度方面的要求；2、强度、刚度和抗震性方面的要求；3、加工稳定性方面的要求；4、耐用度方面的要求；5、技术经济方面的要求。9机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么?答：机械制造装备设计可分为创新设计，变形设计和模块化设计。它们之间的本质区别是：采用创新设计方法不断推出崭新的产品，是企业市场竞争中取胜的必要条件；变形设计和模块化设计是在基型和模块系统的基础上进行的，而基型和模块系统也是采用创新设计方法完成的。10创新设计的步骤是什么？为什么应重视需求分析和可行性论证？答：创新设计可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计四个阶段。 原因：1、产品设计是为了满足市场的需求，而市场的需求往往是不具体的，有时是模糊的、潜在的，甚至是不可能实现的。而需求分析的任务是使这些需求具体化和恰到好处，明确设计任务的要求。需求分析本身就是设计工作的一部分，是设计工作的开始，而且自始至终指导设计工作的进行。所以设计人员必须重视需要分析。 2、可行性分析是进行新产品立项必不可少的一向依据，其包括技术分析，经济分析和社会分析三个方面。只有经过技术、经济、社会等方面的分析，和对开发可能性的研究，才能对产品开发中的重大问题进行充分的技术经论证，判断是否可行。12哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点？答：产品及原因：例如车床、摇臂钻床、铣床等，在加工尺寸、加工件的机构和材料。精度要求等方面的要求是相差很多的，不可能用单一规格的产品去满足市场的需求。为了缩短产品的设计、制造周期，降低成本，保证和提高产品的质量，在产品设计中应遵循系列化设计的方法，以提高系列产品中零部件的通用化和标准化程度。系列化设计的优点有：1、可以用较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求；2、可大大减少设计工作量，提高设计质量；3、产品有较高的结构相似性和零件的通用性；4、零备件的种类少，系列中的产品结构相似便于进行产品的维修，改善售后服务质量。5、为开展变形设计提供技术基础。系列化设计的缺点：为以较少品种规格的产品满足市场较大范围的需求，用户只能在系列型普内有限的品种规格中选择所需的产品，一方面其性能参数和功能特性不一定最符合用户的要求，另一方面有些功能还不能冗余。13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什么？公比选得过大或过小会带来哪些问题？答：选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系。主参数系列公比如选得较小，则分级较密，有利于用户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多，系列化设计的许多优点得不到充分利用；反之，则分级较粗，系列内产品的规格品种较少，可带来系列化设计的许多优点，但为了以较少的品种满足较大使用范围内的需求，系列内每个品种产品应具有较大的通用性，导致结构相对复杂，成本会有待提高，对用户来说较难选到称心如意的产品。16有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或不好，有些方案可能是相反的情况，如何对这些方案进行综合评价？答：设计方案的技术评价Tj和经济评价Ej经常不会同时都是最优，进行技术和经济的综合评价才能最终选出最理想的方案。技术经济评价TEj有两种计算方法：1、 当Tj和Ej的值相差不太悬殊时，可用均值法计算TEj值，即TEj=（Tj+Ej）/2。2、 当Tj和Ej的值相差很悬殊时，建议用双曲线法计算TEj值，即TEj=根号（Tj+Ej）。技术经济评价值TEj越大，设计方案的技术经济综合性能越好，一般TEj值不应小于0.65。17可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？它们之间有哪些数值上的联系？答：含义：可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定任务的能力。可靠性的衡量指标有：1、可靠度；2、积累失效概率；3、失效率；4、平均寿命和平均无故障工作时间；5、可靠寿命这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间t相关联。4.机床系列型谱的含义是什么？答：为了以最少的品种规格，满足尽可能多用户的不同需求，通常是按照该类机床的主参数标准。先确定一种用途最广，需求量较大的机床系列作为“基型系列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若干种变形机床，形成“变形系列”、“基型”和“变型”构成了机床的“系列型谱”5机床的基本工作原理是什么？答：通过刀具与工件之单位相对运动，刀具切除工件上多余的金属材料，使工件具有要求的几何形状和尺寸。6.工件表面的形成原理是什么？答：任何一个表面都可以看做是一条曲线（或直线）沿着另一条曲线（或直线）运动的轨迹。这两条曲线（或直线）称为该表面的发生线，前者称为母线，后者称为导线。7.工件表面发生线的形成方法有哪些？答：工件加工表面的发生线是通过刀具切削刃与工件接触并产生相对运动面形成的。有如下4种方法：1、 轨迹法（描述法） 2、成形法（仿形法） 3、相切法（旋切法） 4、展成法（滚切法）9.机床的运动功能有哪些？答：运动功能可分为两类：1、 成形运动2、 非成形运动：切入运动、会度运动、铺助运动、调整运动、控制运动11.机床上的复合运动，内联系传动链，运动轴的联动的含义及关系如何？答：复合运动是运动之间有严格的运动关系。内联系传动链：两个末端件的转角或位移量之间有严格的比例关系要求。对机械传动的机床来说，复合运动是通过内联系来实现的。对数控机床来说，复合运动是通过运动轴来实现的。14.机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是什么？答：机床运动功能式表示机床的运动个数，形式（直线或回转运动），功能（主运动、进给运动、非成形运动）及排列顺序，是描述机床运动功能最简洁的表达形式。运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和图形表达出来，除了描述机床的运动轴个数，形式及排列顺序之外，还表示了机床的两个末端执行器和各个运动轴的空间相对方位，是认识分析和设计机床传动系统的依据。18.机床运动分配式的含义是什么？答：运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地”的位置，用符号“.”表示。符号“.”左侧的运动由工件完成，右侧的运动的刀具完成。机床的运动功能式中添加上接地符号“.”后，称之为运动分配式。23.机床主传动系都有哪些类型？由哪些部分组成？答：主传动系可按不同的特征来分类：1、 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。2、 按传动装置类型可分为机械传动装置、液压传动装置、电气传动装置以及它们的组合。3、 按变速的连续性可以分为分级变速传动和无级变速传动。主传动系一般由动力源，变速装置及执行件（主轴，刀架、工作台），以及开停，换向和制动机构等部分组成。24.什么是传动组的级比和级比指数？常规变速传动系的各传动组的级比指数有什么规律性？答：变速组的级比是指主动轴上同一点传往从动轴相邻两传动线的比值，用Xi表示。级比Xi中的Xi值称为级比指数。它相当于由上述相邻两传动线与从动轴交点之间相距的格数。规律性：设计时要使主轴转速为连续等比数列，必须有一个变速组的级比指数为1，此变速组称为基本组。基本组的级比指数用X0表示，即X0=1。后面变速组因起变速扩大作用，所以统称为扩大组。第一扩大组的级比指数X1一般等于基本组的传动副数P0，即X1=P0。第二扩大姐的作用是将第一扩大组扩大的变速范围第二次扩大，其级比指数X2等于基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积，即X2=P0P1。如有更多的变速组，则依此类推。25.什么是传动组的变速范围？各传动组的变速范围之间有什么关系？答：传动组中最大与最小传动比的比值，称为该变速组的变速范围。Ri=(umax)i/(umin)i (i=0、1、2、j)变速范围一般可写为 Ri=Xi（pi-1）35.进给传动系设计要求能满足的基本要求是什么？答：1、具有足够的静刚度和动刚度；2、具有良好的快速响应性，作低速进给运动或微量进给时不爬行，运动平稳灵敏度高；3、抗振性好，不会因摩擦有自振面引起传动件的抖动或齿轮传动的冲击噪声；4、具有足够宽的调速范围；5、进给系统的传动精度和定位精度要高；6、结构简单，加工和装配工艺性好。36.进给传动与主传动相比较有哪些不同的特点？答： 1、进给传动是恒转矩传动； 2、进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速； 3、进给传动的转速图为前疏后密结构； 4、进给传动系用传动间隙消除机构； 5、进给传动系变速组的变速范围可取比主变速组较大的值； 6、快速控制传动，微量进给机构的采用。1.主轴部件应满足哪些基本要求？答：主轴部件应满足的基本要求是（1）旋转精度 （2）刚度 （3）抗振性 （4）温升和热变形 （5）精度保持性4.试分析图中所示的三种主轴轴承配置形式的特点和适用场合。答：轴I的前轴承采用双列圆柱滚子轴承承受径向载荷，后轴承采用角接触轴承（双联）。该配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大的场合。轴II的前轴承采用双联角接触轴承，后轴承采用双列圆柱滚子轴承，配置特点是前端两角接触轴承主要承受一定的轴向力，而后端双列圆柱滚子轴承承轴较大的传动力，该配置适用于中商转速并能承受一定轴向力的中轻载场合。轴III前轴承采用双列圆柱滚子轴承承受径响载荷，60度角接触双列推力球轴承承受轴向载荷，后轴承采用又列圆柱滚子轴承。这种配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大，要求刚度高的机床。9.在支承件设计中，支承件应满足哪些基本要求？答：支承件应满足下列要求：1、 应具有足够的刚度和较高的刚度质量比。、2、 应具有较好的动态特性，包括较大的位移阻抗（动刚度）和阻尼;整机的低频率较高，各阶频率一致引起结构共振；不会因薄壁振动而产生噪声。3、 热稳定性好，热变型对机床加工粘度的影响较小。4、 排屑畅通，吊运安全，并具有良好的结构工艺性。11.根据什么原则选择支承件的截面形状，如何布置支承件上的肋板和肋条？答：支承件结构的合理设计是应在最小质量条件下，具有最大静刚度。支承件的截面形状选择原则有;1、 为提高支承件刚度，支承件的截面应是中空形状，尽可能加大截面尺寸，在工艺可能的前提下壁厚尽量薄一些。当然壁厚不能太厚，以免出现薄壁振动。2、 以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形，并以其高度方向为受弯方向；以承受扭矩为主的支承件的截面形状应取圆（环）形。3、 封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特别是抗扭刚度。设计时应尽可能把支承件的截面做成封闭形状。但是为了排屑和在床身内安装一些机构的需要，有时不能做成全封闭形状。支承件肋板和肋条的布置：肋板的布置取决于支承件的受力变型方向，其中，水平布置的肋板有助于提高支承件水平面内抗弯刚度;垂直旋转的肋板有助于提高支承件垂直面么和抗弯刚度；面斜向肋板能同时提高支承件的抗弯的抗扭刚度。而肋条一般配置于支承件某一内壁上，主要为了减少局部变形和薄壁振动，用来提高支承件的局部刚度，肋条可以纵向，横向和斜向，常常布置成交叉排列， 如井字形，米字形，必须使肋条位于壁板的弯曲平面内，才能有效地减少壁板的弯曲变形。1 机床夹具作用是什么？有哪些要求？ 答：作用：1）保证加工精度；2）提高生产率；3）扩大机床的使用范围；4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 要求：1）保证加工精度；2）夹具的总体方案应与生产纲领相适应；3)安全，方便，减轻劳动强度；4）排泄顺畅；5）机床夹具应有良好的强度，刚度和结构工艺性。2 机床夹具的组成有那些部分？ 答：1）定位元件及定位装置；2）夹紧元件及夹紧装置；3）导向及对刀元件；4）动力装置；5）夹具体；6）其他元件及装置。3 何谓六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况？他们各包括哪些方面？ 答：六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件六个自由度，使工件实现完全定位。 根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，这就称为定位的正常情况。它包括完全定位或不完全定位。 根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度完全被限制，或某自由度被两个或两个以上的约束重复限制，称为非正常情况。它包括欠定位和过定位两种情况。4 试分析5-7中a,c方案为什么属过定位，如何改进，尚存在什么问题？ 答：图a)中，两短圆柱销共同限制了工件在Y轴方向上的移动，故属于过定位。应把其中一个短圆柱销改成菱形销，但该双定位仍存在定位误差和转角误差的可能性. 图c)中，圆柱销上与工件接触的大端面和套在工件内孔的柱销改成短柱销，但该定位方案仍存在工件中心孔与圆柱销的同心度定位误差、6. 何为定位误差？定位误差是由哪些因素引起？ 答：定位误差是指工序基准准在加工方向上的最大位置变动两的引起的加工误差。产生定位误差的原因如下：1）基准不重合带来的定位误差；2）间隙引起的定位误差；3）与夹具有关的因素产生的定位误差。8.设计夹紧机构时，对夹紧力的三要素有何要求？ 答:1