第2讲机械加工.doc

第2讲1、请说明主要的机械加工设备，如车床、铣床、刨床、磨床、镗床、拉床，加工刀具的运动方式，被加工零件运动方式，适合加工工件的形状。 答： 铣床加工刀具的运动方式：刀具旋转 被加工零件运动方式：零件做X/Y/Z三个坐标方向直线移动，如果有第四轴，还可以实 现绕其中一个轴做旋转运动； 适合加工工件的形状：铣床适合加工非回转体、多孔类零件2、就常见的一种机器如自行车、洗衣机、电冰箱、汽车等指出该机器的主要组成部分是那些机构，说明这些机构的功能和机械结构的关系。答：自行车主要由车架、轮组、前叉、变速系统、刹车系统等组成。关系：自行车的踏脚用到了杠杆原理。以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。踏脚飞轮上用到了齿轮，以防止链条打滑。自行车上的链条与车子的后轮之间也采用了齿轮传动。并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮，可以节省踏脚所用的力，同时，还提高了自行车后车轮运转时的速度。自行车的刹车系统也用到了杠杆原理。以车把上的刹车柄的转折关节为支点，起到了省力的作用。3、 就身边的机械的一些零件，说明请选择合适的材料的重要性，举例10个零件及材料，说明对选择这种材料的原因。答：（1）锻钢齿轮，具有较好的综合性能，齿面具有较高强度和硬度，齿芯具有较好韧性，热处理后切齿精度可达8级，制造简单、经济、生产率高，对精度要求不高。 （2）链条，40Mn2合金结构钢制，这是一种中碳调质锰钢，钢的强度、塑性和耐磨性都较高，可切削性及热处理工艺性能亦好。 （3）蜗杆一般用碳素钢或者合金钢制造。因为它们的强度比较高，减摩耐磨、抗胶合。 （4）蜗轮一般用青铜或者铸铁制造。因为它们有良好的减摩性，但受胶合限制。 （5）梅花型联轴器以聚氨脂塑料为弹性元件与二半联轴器主体紧密组合,主体以进口配方合金铝为主. 中间聚氨脂塑料元件以独有配方配制,具有耐磨性高 抗温性好 韧性强,与一般普通塑胶件质量稳定耐用. （6)轮轴一般用球墨铸铁和一些高强度铸铁,铸造性能好，容易铸成复杂的形状，吸振能力好，应力集中敏感性比较低，支点位移的影响小。 (7)螺栓,不锈钢,耐热性好，耐腐蚀性好，可焊性好,强度高。（8）垫片，铝铝（含量不低于99%）。铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。（9）箱体，通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能，对于重载或冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。 （10）弹簧，硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好。4、请说明设计的重要性以及机器设计应满足的基本要求。答：重要性：设计是决定产品命运的最重要环节，是现代社会工业文明的最重要支柱，是工业创新的核心环节。设计水平和能力是国家工业创新能力和竞争能力的决定性因素。设计越符合客观实际，则效益越高.应满足的基本要求：1.功能要求 满足机器预定的工作要求，如机器工作部分的运动形式、速度、运动精度和平稳性、需要传递的功率，以及某些使用上的特殊要求（如高温、防潮等）。 2、安全可靠性要求 （1）使整个技术系统和零件在规定的外载荷和规定的工作时间内，能正常工作而不发生断裂、过度变形、过度磨损、不丧失稳定性。 （2）能实现对操作人员的防护，保证人身安全和身体健康。 （3）对于技术系统的周围环境和人不致造成危害和污染，同时要保证机器对环境的适应性。 3、经济性 在产品整个设计周期中，必须把产品设计、销售及制造三方面作为一个系统工程来考虑，用价值工程理论指导产品设计，正确使用材料，采用合理的结构尺寸和工艺，以降低产品的成本。设计机械系统和零部件时，应尽可能标准化、通用化、系列化，以提高设计质量、降低制造成本。 4、其他要求 机械系统外形美观，便于操作和维修。此外还必须考虑有些机械由于工作环境和要求不同，而对设计提出某些特殊要求，如食品卫生条件、耐腐蚀、高精度要求等 。原则上一句话：满足设计任务书的要求或顾客的需求.第3讲1、就身边的机械产品使用状况，说明产品可靠性的意义。如何提高产品可靠性。答：机器的可靠度是指机器在规定的工作期限内和规定的工作条件下，无故障地完成规定功能的概率。 提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。 从机器设计的角度考虑，确定适当的可靠性水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计 机器的组件和部件以及 必要 时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十分有效的。 提高可靠性往往是以提高成本为代价的。2、 以一数字控制系统为例，请说明各主要部件：控制对象、传感器、控制单元、工业控制机的作用和要求。答：自动控制技术主要包括基本控制理论。对具体控制装置或控制系统进行设计，然后进行系统仿真、现场调试，最后使研制的系统能可靠地投入运行。由于控制对象种类繁多，所以自动控制技术的内容极其丰富，例如高精度定位控制，速度控制，自适应控制，自诊断校正、补偿、再现、检索等。微型计算机的广泛应用，使自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分关键的技术。 传感与检测装置是系统的感受器官，将检测到的信号输送到信息处理部分。传感与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节，它的功能越强，系统的自动化程度越高。传感与检测的关键元件是传感器，它是将被测量（包括各种物理量、化学量和生物量等）变换成系统可识别的、与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。现代工程技术要求传感器能快速、精确地获取、传递信息，并能经受各种严酷环境的考验。 伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口与这些传动装置相连接，控制它们的运动，带动工作机械作回转、直线以及其他各种复杂的运动。常见的伺服驱动有电液马达、脉冲液压缸、步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。3、 就身边的机电产品说明计算机技术对机械工程的影响。答：机械工程计算中CAD、CAE、CAM及仿真技术的应用，利用计算机技术，为机械设计提出一些具有针对性的优化方案，为机械工程设计的改进提供了方向，并且有效地缩减了机械工程等关键部位的的开发周期与制造成本，大大提升了设计的质量。计算机技术的信息交换、存取、运算、判断与决策等信息处理技术，很大程度提高了机械工程的控制水平，对机械工程设计的产品具有广泛的实用性的。4、 请说明在设计一台机器时，应考虑那些基本要求以及各项要求的。答：预定功能要求 ， 设计和制造的机器必须具有预定的使用功能，能满足人们某方面的需要。这主要靠正确选择机器的工作原理，正确地设计或选用原动机、传动机构和执行机构以及合理地配置辅助系统来保证。经济性要求 ，机器的经济性是一个综合性指标，体现在机器的设计、制造和使用的全过程中，包括设计制造经济性和使用经济性。 设计制造经济性表现为机器的成本低。可靠性要求 ，机器的可靠度是指机器在规定的工作期限内和规定的工作条件下，无故障地完成规定功能的概率。 提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。 劳动保护要求和环境保护要求 ，设计机器时应对劳动保护要求和环境保护要求给予高度重视：1）注意操作者的操作安全，减轻操作时的劳 动强度。具体措施有： 对外露的运动件加设防护罩；减少操作动作单元、缩短动作距离；设置完善的保险、报警装置以消除和避免不正确操作等引起的危害；操纵应简便省力，简单而重复的劳动要利用机械本身中的机构来完成。 2）改善操作者及机器的环境。具体措施有： 降低机器工作时的振动与噪声；防止有毒、有害介质渗漏；进行废水、废气和废液的治理；美化机器的外形及外部色彩。 应使所设计的机器符合国家的劳动保护法规要求和环境保护要求。 其他特殊要求 ，对不同的机器，还有一些为该机器所特有的要求。例如：对食品机械有保持 清洁、不能污染产品的要求； 对机床有长期保持精度的要求； 设计机器时还应该考虑满足可持续发展战略的要求，采取必要的措施，尽量减少机器对环境和资源的不良影响。具体措施包括：用清洁的能源，如太阳能、水力、风力以及现有燃料的清洁燃烧；采用清 洁的材料，即采用低 污染、无毒、易分解、可回收的材料；采用清洁的制造过程，不消耗对环境产生污染的资源，无“废气、废水、废物”排放； 使用 清洁的 产品，即 使用 机器过程中不污染环境，机器报废后易回收第4讲1、你认为技术创新的动力来自那些方面，你将如何提高自己的创新能力。答：动力，1、从内因分析，创新的动力来自于个人的成就感，2、从外因来分析，创新的动力来自于良好的制度（1）鼓励创新想法（2）肯定创新成果。提高创新能力：一，要注意总结前人的经验和教训。任何一项创新都不是无源之水无本之木。因此，如何利用前人的知识和智慧在创新工作中是非常重要的，也只有如此，创新工作才可以少走弯路，才可以避免很多不必要的麻烦。前人的经验和教训是我们创新工作的基础，通过借鉴前人的工作，我们可以站在巨人的肩膀上看待问题、考虑问题和解决问题。二，是注意发现和总结前人失败的创新经验。失败是成功之母，这谁都不能否认，但是如果一味的失败而不去考虑失败的原因则对我们的工作没有任何的帮助。通过前人失败的经验我们可以发现很多问题，还可以通过改变方法