现代工装模具设计方法复习题.docx

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现代工装模具设计方法复习题

现代工装、模具设计方法

绪论

问答题

1什么是焊接工装答：

焊接工装：

焊接工艺装备就是在焊接结构生产的装配与焊接过程中起配合及辅助作用的夹具、机械装置或设备的总称，简称焊接工装。

其中夹具主要包括定位器、夹紧器、夹具体等；机械装置或设备主要包括焊件变位机、焊接操作机、焊工升降台等。

2装配用工艺装备与焊接用工艺装备的区别是什么

答:

装配用工艺装备的主要任务是按产品图样和工艺上的要求，把焊件中各零件或部件的相互位置准确地固定下来，只进行定位焊，而不完成整个焊接工作。

焊接用工艺装备专门用来焊接已点固好的工件。

第一章

问答题

1什么是六点定位原理

使工作在夹具中

要根据实际情况合

答：

用六个正确布置的支承点就可完全限制工件的六个自由度，占有完全正确的位置。

这种用支承点来限制工件自由度的方法，称为“六点定位原理”。

并不是要完全限制工件的六个自由度才算定位合理，理定位。

2什么是全定位与准定位

答：

工件的六个自由度全部被限制，在夹具中占有完全确定的位置，这种定位方式称为全定位。

工件在夹具中定位，如果支承点不足六个，但完全限制了按加工要求需要消除的工件自由度数目，这种定位方式称为准定位。

3试分析下图零件1、零件2、园管、圆筒的自由度消除情况，分别

属于何种定位

答：

零件1和零件2拼接成T形板，装配时，先把零件1放在平台上，然后使它的左侧边缘与挡铁1和2紧靠，它的端边与挡铁3紧靠。

这样，零件1在平台上就被全定位了。

接着再把零件2放上，先使它的侧边与挡铁4和5紧靠，端边与零件1的右侧边缘紧靠。

这时，零件2也被全定位了。

这些挡铁就是定位支撑点，他们之间的相互位置是事先按照产品图样和工艺上的要求来布置的，所以拼接好的T形板能满足产品图样要求。

圆管和圆筒环缝对接时采用V形块或两根长辊轴定位，只限制工件的X、丫、X、丫四个自由度，另外两个自由度没有限制，此时已能满足环缝对接的工艺要求。

4什么是过定位与欠定位过定位的优缺点是什么

答：

工件实际定位所限制的自由度数目少于按该工序加工要求所必须限制的自由度数目称为欠定位。

两个或两个以上的定位支承点重复限制同一个自由度，这种

定位方式称为重复定位。

优缺点：

缺点是使定位不确定或使定位件产生变形，优点是可增强刚度。

5N-2-1定位原理的主要内容是什么

答：

N-2-1定位原理是指第一基准面上所需的定位点数为N（N>3）,第二、第三基

准面的定位点分别为2个和1个，禁止在正反两侧同时设置定位点。

对于尺寸较大的薄板冲压件，其刚性小，极易变形。

薄板焊接时主要产生波浪变形，为防止波浪变形，必须采用比较多的辅助定位点和辅助夹紧点来定位，即采

用N-2-1定位原理定位。

对于复杂外形的薄板焊接件，一般采用与工件的型面相同或相似的定位件来定位，即所谓的型面定位。

6工件以平面、圆孔、外圆柱面作为定位基准时，常用哪些定位元件

答：

以平面作为定位基准时常用的定位器有挡块、支撑钉、支承板等。

圆孔有定位销、定位插销和衬套式定位器。

外圆柱面有V形块、定位套和半圆孔定位器。

7下图工件以部分外形定位，采用何种定位基准

答：

采用工件的部分外形组合定位。

采用工件的部分外形组合定位，两空一面定位，即工件以两个中心线相互平行的孔及与之相垂直的平面作为定为基准。

8生产中工件常采用两孔一面定位，试分析以两个圆柱销及平面支承

定位和以一圆柱销和一削边销及平面支承定位时，自由度消除情况属

何种定位

答：

以两个圆柱销及平面支承定位：

两销都采用短圆柱销，实际上这是一种过定位情况，因为一个支承平面限制三个自由度，每个短圆柱销限制两个自由度，沿两孔连心线方向的自由度被重复限制了。

这时假定第一个孔能正确装到第一个销上，但同批工件第二孔就会因孔间距误差和销间距误差的影响而装不到第二销上,有可能出现孔心距为最小而销心距为最大，或者孔心距为最大而销心距为最小的极限情况。

以一圆柱销和一削边销及平面支承定位为使工件在极端情况下能装到定位销上，在不减小圆销直径的情况下，可把第二销碰到孔壁的部分削去，

只留下一部分圆柱面，如上页图所示。

这样，在连心线方向上仍有减小第二销直径的作用，而在垂直于连心线方向上，由于销子直径并未减小，因此工件转角误差没有增大，同时也保证了工件装配容易。

9什么是型面定位

答：

对于复杂外形的薄板焊接件，一般采用与工件的型面相同或相似的定位件来定位

10对下图进行定位分析，分析自由度消除属何种定位

6个支点在底面布置4

答：

如果六点定位时支承点按图a所示分布，AB、C三点位于同一直线上，工件的X弧自由度没有限制，这时工件为不完全定位。

同样，如果支点按图b的方式分布，侧面上的两个支点布置在垂直于底面的同一直线上，工件的Z弧自由度没有限制，工件也是不完全定位。

同时，a中的B点，b中的D点却分别由于重复限制了自由度Z平和丫平，成了过定位点。

可以推论，

6个支点在3个相互

个，其余两个定位面上各布置一个，或者在3个定位面上各布置2个或6个支点在两个平面上，均会出现不完全定位和过定位现象。

因此，

使每个支点限制着一个自由度。

垂直的平面上必须按3-2-1的规律分布，并将工件3个定位基准面与这些支点接触，

13定位方案设计的步骤有哪些

第二章

问答题

1夹紧装置由哪几部分组成

答：

加紧装置的组成：

⑴力源装置，它是产生夹紧作用力的装置。

通常是指机动夹紧时所用的气动、液压、电动等动力装置。

⑵中间传力机构，它是将力源产生的力传递给夹紧元件的机构,如图中的斜楔。

传力机构的作用有三种：

改变夹紧力的方向；改变夹紧力的大小（扩力）；保证夹紧的可靠性、自锁性。

⑶夹紧元件,即与工件相接触的部分，它是夹紧装置的最终执行元件。

通过它和工件直接接触而完成夹紧动作。

2夹紧力方向的选择要注意哪几点

答：

（1）夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面。

因为工件上被作为主要定位基准的面积是比较大的，夹紧力的方向垂直于定位基准面能使工件更好地保持与定位件接触，可以使定位更稳定可靠。

（2）夹紧力的方向应有利于减小工件变形（3）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。

3夹紧力作用点的选择要注意哪几点

（1）应不破坏工件定位已确定的位置，即应作用在支承上或支承所组成的面积范围之内。

（2）夹紧力作用点的数目增多，能使工件夹紧均匀，提高夹紧的可靠性，减小夹紧变形。

3）夹紧力作用点应不妨碍施焊。

4确定夹紧力大小应考虑哪些因素

答：

⑴夹紧力应能够克服零件上局部变形。

⑵当工件在胎具上实现翻转或回转时，夹紧力足以克服重力和惯性力，把工件牢牢地夹持在转台上。

⑶需要在工装夹具上实现焊件预反变形时，夹具就得具有使焊件获得预定反变形量所需要的夹紧力。

⑷夹紧力要足以应付焊接过程热应力引起的拘束应力

5常见的简单夹紧机构有哪些答：

简单夹紧机构常见的有楔式、螺旋式、偏心式、杠杆式和弹簧式等数种。

它们都只有一个机构将原始力转变为夹紧力。

楔式、螺旋式和偏心式夹紧机构都是利用机械摩擦的斜面自锁原理来夹紧工件的，其中楔块是最基本的形式，偏心轮和螺杆只不过是楔块的变种。

6采用双升角斜楔的目的是什么

答：

目的是使斜楔夹紧机构既夹紧迅速又自锁可靠。

7常用的复合夹紧机构有哪些

答：

常用的复合夹紧机构有：

螺旋—杠杆、斜楔—杠杆、偏心—杠杆、铰链—杠杆等。

8什么是铰链-杠杆夹紧机构它的自锁条件是什么

答：

铰链—杠杆夹紧机构（hinge-leverfixture）是利用杠杆原理将杠杆系通

过固定铰链和活动铰链组成的夹紧机构，也称肘杆夹紧器铰链—杠杆夹紧机构的自锁条件是：

手柄杠杆与连接板共线。

9试分析下图大力钳工作原理，画出机构运动简图。

答：

该大力钳为第二类铰链-杠杆夹紧机构自锁条件是：

手柄杠杆与连接板共线。

是两组杠杆与一组连接板组合，夹紧杠杆与连接板与支座铰链；手柄杠杆为水平式。

这类夹紧器的夹紧杠杆转角小。

10试分析下图大力钳工作原理，画出机构运动简图。

答：

该大力钳为第三类铰链-杠杆夹紧机构（一手柄固定分析另一手柄）为一组杠杆与连接板组合，夹紧力大，它调节螺钉顶住滑动导杆，钳口开度大小由调节螺钉调节，夹紧自锁时手柄杠杆与导杆共线，且手柄杠杆与导杆铰接点越线，以确保自锁稳定可靠。

11铰链-杠杆夹紧机构的设计要点有哪些为保证自锁要采用哪些措

答：

⑴先按工件的夹紧要求，确定铰链一杠杆夹紧机构的基本类型。

采用解析法、几何作图法、实验法完成主要几何参数设计。

⑵确定夹紧器的结构尺寸。

⑶设计的铰链—杠杆夹紧机构必须具有良好的自锁性能。

保证自锁措施：

手柄杠杆与连接板的铰结点要越过共线一3mm可调弹性压头，P58图2-63提高夹具停留在死点的稳定性。

12什么是定心夹紧机构常用的定心夹紧机构有哪些

答：

定心夹紧机构，是指能同时实现工件定位和夹紧的机构。

三爪卡盘（three-jawchuck）和弹性夹头（collet）就是常用的两种定心夹紧机构。

它们的共同特点是：

定位和夹紧由同一元件完成，并通过元件等速移近或离开工件，

与槽系组合夹具相比较，孔系组合夹具有哪些优缺点

答：

（1）元件刚度高

（2）制造和材料成本低

（4）定位可靠（5）孔系组合夹具装配的灵活性差

14什么是可调整夹具

与槽系组合夹具相比较，孔系组合夹具有下列优缺点

（3）组装时间短

答：

可调整夹具（adjustablefixture）是指通过调整或更换个别零部件能适用多种工件焊装的夹具。

调整部分允许采用一定的调整方式以适应不同焊接件的安装。

此部分包括一些定位件、夹紧件和支撑件等元件。

其主要调整方式分为更换式、调节式和组合式。

15分析下图钩形夹紧器的工作原理

答：

钩形夹紧器用圆偏心件直接或间接夹紧工件的机构，圆偏心的夹紧原理实质是升角变化的楔，圆偏心白锁条件：

钩形夹紧器常与V形块构成夹管器。

16分析下图夹紧力的分向与作用点是否合理

第三章

问答题

1气压传动由哪几部分组成

答：

气压传动包括三个组成部分：

⑴气源部分，包括空气压缩机、冷却器、蓄气罐三个主要装置，这一部分一般置于单独的动力站内，也可以采用小型移动式空气压缩机。

⑵控制部分，包括分水滤气器、减压阀、压力继电器等，这些部件一般安装在工装的附近。

⑶执行部分，包括气缸等，它把气体的压力能转变为机械能，以便实现所需要的动作，如定位、夹紧等。

2什么是组合气缸

答：

组合汽缸一般指汽缸与液缸相组合形成的气--液阻尼缸、气--液增压缸等。

3气阀按其功用可分为哪几类

答：

分为压力控制阀、流量控制阀与方向控制阀三大类。

4分水滤气器、减压阀、油雾器的工作原理是什么。

答：

⑴分水滤气器：

压缩空气经旋风叶片1进入存水杯3的内壁产生旋转，使混入空气中较大的水珠、油滴、固休杂质受离心力作用而分离，再经滤芯2过滤，净化的压缩空气由左端出口输出。

当存水杯3积水达到一定高度时通过放水阀5放掉。

⑵减压阀：

靠平衡进气阀口4处的节流作用减压，中心阀孔2的溢流作用及阀口

4处的开度变化稳定输出压力。

当输出压力超过调定值时，中心阀孔2自行打开，经排气孔5排气，同时阀芯3向上移动减少阀口的开度，稳定输出压力不变；当输出压力低于调定值时，中心阀孔2被阀芯3封住，压缩空气不会从排气孔5溢出，从而继续保持预定的压力。

调节手柄1可使输出压力在规定范围内任意改变。

⑶油雾器：

压缩空气通过油雾器时，一小部分经导气雾化管小孔1和截止阀2

进入储油杯3，在油面形成压力。

在空气压