机械制造装备设计题目.docx
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机械制造装备设计题目
一、选择题（每题3分，共21分）
1．CA6140卧式车床能车削米制螺纹、英制螺纹、模数螺纹和（）常用的四种标准螺纹。
（A）较精密螺纹；（B）径节螺纹；（C）非标准螺纹；
2．工业机器人按机械结构类型分为关节型机器人、（）、圆柱坐标型机器人、直角坐标型机器人等类型。
（A）球坐标型机器人；（B）焊接机器人；（C）水下机器人；
3．机床夹具按其使用围可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、（）和组合夹具五种基本类型。
（A）钻床夹具；（B）随行夹具；（C）铣床夹具；
4．机械制造装备包括加工装备、（）、仓储输送装备和辅助装备四大类
（A）机床；（B）夹具与刀具；（C）工艺装备
5．根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（）、伺服系统、机床本体等四部分组成。
（A）伺服电机；（B）数控装置；（C）传感器；
6．仓储设施型式按地理位置分布有厂级库、（）、工段级库和工序级库等。
（A）在制品库；（B）外购件库；（C）车间级库；
7．直线运动导轨的截面形状主要有四种：
矩形、（）、燕尾形和圆柱形，并可互相组合。
（A）三角形；（B）凹形；（C）凸形；
二、判断题（每题2分,共20分）
1.机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计和组合设计等三大类型。
（）
2.外联系传动链必须保证复合运动的两个单元运动严格的运动关系，因此，外联系传动链中可以有传动比不确定或瞬时传动比变化的传动机构。
（）
3.导轨的功用是承受载荷和导向。
运动的导轨称为动导轨，不动的导轨称为静导轨或支承导轨。
（）
4.辅助支承是在每个工件定位后才经调整而参与支承的元件。
它起定位作用，可用来提高工件的装夹刚度和稳定夹紧力或切削力。
（）
5.数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、闭环和半闭环系统。
（）
6.工业机器人与机床都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。
（）
7.根据被加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有被完全限制，这称为过定位。
（）
8.工厂“物流”指从原材料和毛坯进厂，经过储存、加工、装配、检验、包装，直至成品和废料出厂，在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全过程。
（）
9.自动运输小车是现代生产系统中机床间传送物料很重要的设备，它分有轨小车（RGV）和无轨小车（AGV）两大类。
（）
10.由于谐波减速传动装置具有传动比小、承载能力强、传动精度高、传动平稳、效率高、体积小、质量轻等优点，已广泛用于工业机器人中。
（）
三、简答题（每题6分，共30分）
1．有级变速系统中的主传动系统的转速排列为何常采用等比数列？
（6分）
2．机器人手腕的功能及设计要什么？
（6分）
3．什么叫柔性制造系统？
它由哪几个基本部分组成？
（6分）
4．夹紧与定位有何区别？
对夹紧装置的基本要求有那些？
（6分）
5．试述无轨运输小车的工作原理及其应用场合？
（6分）
四、分析题（9分）
如图所示为料仓式上料装置元件—隔料器的基本型式，试分析图示各类隔料器的主要特点？
五、设计题（20分）
已知：
某机床主轴转速n＝180～1000r/min，电动机额定转速n0＝1430r/min（7.5Kw），主传动系统图如图所示。
问：
1）写出该机床主传动路线表达式；
2）计算标准公比、转速级数Z和变速围Rn；
3）写出结构式并画出转速图；
一、选择题（每题3分，共21分）
8．随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（c）三种。
（A）直线通过式；（B）折线通过式；（C）水平返回；
9．按照工艺围，机床可分为（a）、专用机床、专门化机床
（A）通用机床；（B）车床；（C）数控机床；
10．根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（c）、伺服系统、机床本体等四部分组成。
（A）伺服电机；（B）加工装备；（C）数控装置；
11．仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（a）、在制品库、零部件成品库、维修件和备件库、产成品库、工夹量具等工艺装备库等；
（A）外购件库；（B）车间级库；（C）厂级库；
12．数控机床电气伺服系统按有无检测和反馈装置分为开环、（b）和半闭环系统。
（A）电气系统；（B）闭环；（C）液压系统；
13．回转运动导轨的截面形状有三种：
平面环形、（b）和双锥面导轨。
（A）平面形；（B）锥面环形；（C）三角形；
14．钻模按其结构特点可分为（a）、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模、滑柱式钻模等五种类型。
（A）固定式钻模；（B）分离式钻模；（C）可调式钻模；
二、判断题（每题2分,共20分）
1.机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起，是机械制造技术的重要载体。
（）
2.可调支承是支承点位置可以调整的支承。
它不起定位作用，主要用于工件的毛坯制造精度不高，而又以粗基准面定位的工序中。
（）
3.刀具识别装置是自动换刀系统的重要组成部分。
常用的有顺序选刀和任意选刀两种型式。
（）
4.机床间的工件传递和运送装置目前包括有：
托盘和随行夹具、有轨小车（RGV）和无轨小车（AGV）等。
（）
5.导轨按结构型式可分为开式导轨和闭式导轨。
（）
6.若需要限制的自由度少于六个，定位时正好限制了这几个自由度，则为完全定位。
（）
7.工业机器人的驱动系统是带动操作机各运动副的动力源，常用的驱动方式包括手动、电动机驱动、液压、气动三种。
（）
8.在工业机器人中的谐波减速传动装置，具有传动比大、承载能力强、传动精度高、传动平稳、效率高、体积小、质量轻等优点。
（）
9.在工厂“物流”是指从原材料和毛坯进厂，经过储存、加工、装配、检验、包装，直至成品和废料出厂，在仓库、车间、工序之间流转、移动和储存的全过程。
（）
10.机械加工生产线主要由加工装备、工艺装备、输送装备、辅助装备和控制系统组成。
（）
三、简答题（每题6分，共30分）
6．机床夹具功用是什么？
主要由哪几部分组成？
（6分）
7．简述自动化立体仓库的工作过程？
（6分）
8．谐波齿轮减速装置的工作原理及其特点？
（6分）
9．画图说明为何在选择机床主轴滚动轴承时,前轴承精度常比后轴承高一
级？
（6分）
10．什么是机械加工生产线？
它主要由哪几个基本部分组成？
（6分）
四、分析题（9分）
如图所示为料斗式上料装置—上料器的主要结构型式，试分析各类上料器的主要特点？
五、设计题（20分）
已知：
图示是某机床主传动系统图。
公比＝1.41，采用双速电机（710/1440r/min），试分析该机床主传动系统。
包括：
1．写出主传动路线表达式；
2．分析主轴的转速级数Z；
3．按表查出主轴标准转速数列；
4．写出结构式并画出转速图；
一、概念题（每题2分，共10分）
1、工业机器人位姿
2、定位误差
3、机械制造系统中的物流
4、生产线节拍
5、机器人自由度
二、简述题（每题10分，共50分）
1、工业机器人的驱动方式有那些?
如何选用驱动方式？
2、柔性制造系统的组成和规划容是什么？
3、车间物流设计的基本步骤和搬运设备选择的原则是什么？
4、六点定位原理是什么？
平面定位时其定位元件如何选择？
5、现代物流系统是由哪几部分构成？
三、分析题（每题10分，共30分）
1、分析工业机器人结构类型有哪些？
各有何特点？
画出结构简图并标出运动方向和自由度。
2、定位误差产生的原因有哪些？
如何改进
3、机械加工生产线的类型有哪些？
生产线切削用量如何选择？
四、计算题（共10分）
加工某一工件采用一面两孔定位，大孔采用一个圆柱销定位，小孔采用一个菱形销。
已知大孔直径
mm，圆柱销直径
mm，小孔直径
mm，菱形销直径
mm，两孔中心距
mm，试计算转角误差。
分析各定位元件所限制的自由度。
《机械制造装备设计》模拟试题1
一、简答题（每小题3分，共12分）
1.转塔式组合机床
2.成形式拉削
3.机床夹具
4.机床装料高度
二、填空题（每空1分，共16分）
1.生产线上常用的工艺装备包括（）、（）、（）、（）辅具、
检具。
2.组合机床总体设计的三图一卡是指（）、（）、（）、（）。
3.工件以粗基准和精基准平面定位，采用（）和（）作定位元件；
工件以粗基准孔和精基准孔定位，采用（）和（）作定位元件。
4.在图示螺钉-压板夹紧机构中，零件1、2、3、4的作用分别是（）、
（）、
（）、（）。
三、机床的传动系统为什么要遵循前多后少，前密后疏，前缓后急原则？
（12分）
四、何谓夹具的对定？
包括哪几个方面？
为什么使用夹具加工工件时，还需要解
决夹具的对定问题？
（15分）
五、机床的支承件设计中，截面形状的选用原则是什么？
怎样补偿不封闭支承件的刚度损失？
（15分）
六、已知某机床的主轴转速为n=100~1120r/min，转速级数Z=8，电动机转速
nm=1440r/min。
试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
1.拟定传动系统的结构式；
2.设计转速图；
3.画出转速图。
（15分）
七、在如图所示零件上铣槽，要求保证尺寸
和槽宽12h9。
现有三种定位方案，如图b、c、d所示，试计算三种方案的定位误差，从中选出最优方案。
《机械制造装备设计》模拟试题1答案
一、简答题（每题3分，共12分）
1.能将几个多轴箱安装在转塔回转工作台上，使每个多轴箱依次转动到加工位置对工件进行加工的组合机床。
2.利用刀齿的轮廓与工件最终加工表面形状相似，切削齿高度向后递增，工件的余量被一层一层地切去，由最后一个刀齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的加工精度的拉削。
3.机床夹具是机械加工中用来确定加工工件的正确位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工艺装备。
4.指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。
二、填空题（每空1分，共16分）
1.夹具、模具、刀具、量具
2.被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图、机床生产率卡。
3.锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销
4.保护压板和避免螺栓弯曲，直接压紧工件，支承压板，卸料工件时托住压板。
三、问答题（12分）
见教材
四、问答题（15分）
1.夹具与机床连接时使夹具定位表面相对机床主轴（或刀具）、机床运动导轨有准确的位置和方向的过程称为夹具的对定。
2．夹具的对定包括三个方面：
一是夹具在机床上的定位，即夹具对切削成形运动的定位；二是夹具的对刀，即夹具对刀具的对准；三是分度和转位定位，即夹具对加工位置的定位。
3．使用夹具加工工件时，只有首先保证夹具在机床上的对定要求，其对定误差要小于工件的允许误差，才能使工件在夹具中相对刀具及成形运动处于正确位置，即夹具定位。
从而保证工件的加工尺寸精度和相互位置加工精度。
五、问答题（15分）
见教材
六、设计题（15分）
1.计算公比φ
已知：
，Z=8.根据
则
即：
φ=1.41
2．确定传动组、传动副和扩大顺序
根据传动组和传动副拟定原则，可选方案有：
①Z=4ⅹ2；②Z=2ⅹ4；③Z=2ⅹ2ⅹ2
在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组有四个传动副，增加传动轴轴向长度，所以选择方案③：
Z=2ⅹ2ⅹ2
根据前疏后密原则，选择结构式为：
8=21ⅹ22ⅹ24
3.转速图绘制设计
①主轴各级转速为：
100，140，200，280，400，560，800，1120r/min
②确定定比传动比：
取轴Ⅰ的转速值为800r/min，则电机轴与轴的传动比为：
③确定各变速组最小传动比
从转速点800r/min到100r/min共有6格，三个变速组的最小传动线平均下降两格，按照前缓
后急的原则，第二变速组最小传动线下降2格；第一变速组最小传动线下降2-1=1格；第三变速组最小传动线下降2+1=3格。
4.绘制转速图
七、分析计算题（15分）
解1）分析键宽尺寸，由铣刀的相应尺寸来保证。
槽底位置尺寸540-0.14的加工误差，在三种定位方案中不同。
方案b、c产生基准位移误差Δj.y（b）、Δj.y（c）和基准不重合误差Δj.b（b）、Δj.b（c）；方案d的定位基准与设计基准重合，Δj.b（d）=0。
2）计算误差已知工件孔的TD=0.03mm，工件外径的Td=0.10mm，心轴的Td1=0.02mm，工件的δ54=0.14mm。
方案b的定位误差
方案c的定位误差
方案d的定位误差
3）比较、判断根据计算得：
因而且
，
故方案d是能满足加工要求的最优方案。
《机械制造装备设计》模拟试题3
一、简答题（每小题3分，共12分）
1.机床装料高度
2.夹具的定位元件
3.渐成式拉削
4.机床联系尺寸图
二、填空题（每空题1分，共16分）
1.工件以粗基准和精基准平面定位，采用（）和（）作定位元件；
工件以粗基准孔和精基准孔定位，采用（）和（）作定位元件。
2.确定机床夹具结构方案的主要容是确定（）、（）、（）、夹
具其它部分的结构型式、（）。
3.孔加工复合刀具设计要点包括：
合理选择刀具材料、（）、（）、
（）、（）。
4.推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（），设计时，一
般普通机床采用（），数控机床采用（），组合机床采用（）。
三、问答题（12分）
组合机床多轴箱传动设计与通用机床的主传动设计有什么不同？
多轴箱传动设
计的原则是什么？
四、机床的支承部件应具备哪些基本要求？
为什么大多数机床的支承部件采用
铸铁制造？
怎样补偿不封闭支承件的刚度损失？
（15分）
五、工件在夹具中定位和夹紧有何区别？
保证一批工件在夹具中足够的定位精度应考虑哪两个方面因素？
产生定位误差的原因是什么？
（15分）
六、已知某机床的主轴转速为n=106~1180r/min，转速级数Z=8，电动机转速
nm=1440r/min。
试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
1.拟定传动系统的结构式；
2.设计转速图；
3.画出转速图。
（15分）
七、如图所示工件的定位方式，已知工件直径
mm，
mm，
mm，
，试计算、分析此定位方案能否满足加工尺寸A的精度要求。
若不能，应怎样改进，画图示意改进方法。
（15分）
《机械制造装备设计》模拟试题3答案
一、简答题（每题3分，共12分）
1.指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。
2.能装好工件，既能在机床上确定工件相对刀具正确加工位置的元件。
3.拉刀刀齿的廓形与被加工工件最终表面形状完全不同，刀齿制成直线形或圆弧形，工件表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃形成的拉削。
4.用来表示机床的配置形式、机床各部件之间的相对位置关系和运动关系的总体布局图。
二、填空题（每空1分，共16分）
1.锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销
2.工件的定位方案、刀具的对刀或导引方式、工件的夹紧方案、夹具体的结构型式
3.合理选择结构、重视容屑和排屑、保证良好导向、正确确定刀具的总长
4.热变形方向和大小、后端定位、前端定位、两端定位
三、问答题（12分）
见教材第二、四章
四、问答题（15分）
见教材第三章
五、问答题（15分）
1.工件在夹具中定位是指确定一批工件在夹具中相对机床刀具占有一致的正确加工位置。
而夹紧是指将工件紧固在夹具上，确保加工中工件在切削力作用下，仍能保持由定位元件所确定的加工位置，不发生振动或位移。
2．要保证工件定位时到达足够的定位精度，不仅需限制工件的空间自由度，使工件在加工尺寸方向上有确定的位置，而且还必须要尽量设法减少在加工尺寸方向上的定位误差。
3．工件在定位时，产生定位误差的原因有两个：
（1）定位基准与设计基准不重合，产生基准不重合引起的定位误差。
（2）由于定位制造副制造不准确，引起定位基准相对夹具上定位元件的起始基准发生位移，而产生基准位移定位误差。
六、设计题（15分）
见模拟试题1
七、分析计算题（15分）
1.误差分析及计算此定位方式属多基准定位。
直接求出定位过程中一批工件工序基准在工序尺寸A方向上的最大位置变动量，即为尺寸A的定位误差△D,W。
见图，当工件直径D和B均为最小值时，工序基准处于最低位置O1，当工件D和B均为最大时，工序基准处于最高位置O2，定位误差△D,W为O1O2在工序尺寸方向的投影OO2。
则：
2.判断由于δA=0.25mm，△D,W>δA，所以不能满足尺寸A的加工要求。
3.提改进方法画图示意。
《机械制造装备设计》模拟试题4
一、简答题（每小题3分，共12分）
1.加工示意图
2.夹具导向装置
3.拉削图形
4.分级传动结构式意义
二、填空题（每空题1分，共16分）
1.机床夹具设计中，常用的定位元件有：
（）、（）、（）、（）。
2.机床的主传动形式有：
（）、（）、（）。
3.机床主轴组件应满足的基本要（）、（）、（）、（）、（）
4.针对不同工件的工艺要求，拉刀的拉削方式可采用（）、（）、
（）、（）等形式。
三、组合机床多轴箱怎样实现箱齿轮的润滑，设计多轴箱时为何需要配置一个
手柄轴？
手柄轴的设计应满足什么要求？
（12分）
四、机床上采用夹具加工一批工件时，会产生哪些与夹具有关的加工误差？
它们与
零件的公差有何关系？
（15分）
五、圆孔拉刀粗切齿为什么需要设计分屑槽？
校准齿具有什么作用？
为什么圆孔拉刀的后角取值很小？
（15分）
六、已知某机床的主轴转速为n=125~1400r/min，转速级数Z=8，电动机转速
nm=1440r/min。
试根据机床主传动系统的设计原则，完成：
1.拟定传动系统的结构式；
2.设计转速图；
3.画出转速图。
（15分）
七、在如图所示零件上铣槽，要求保证尺寸，现有三种定位方案，如图b、c、d所示，已知外圆的同轴度误差为0.02mm，试计算三种方案在槽底尺寸54方向上的定位误差，并从中选出最优方案。
（15分）
《机械制造装备设计》模拟试题4答案
一、简答题（每题3分，共12分）
1.一种反映被加工零件的工艺方案，表示零件在机床上的加工过程，刀具的布置位置以及工件、夹具、刀具的相对位置关系，机床的工作行程及工作循环的图纸。
2.指夹具中用以确定钻头、镗杆的位置，增加其支承、提高刚性，确保孔加工位置精度的装置。
3.拉削图形是拉刀设计中，表示拉刀拉削工件上多余材料的顺序的图形。
4.表示了分级传动系统的转速级数，变速组数目及其传动副数，传动顺序和各变速组的传动比大小。
二、填空题（每空1分，共16分）
1.支承钉、支承板、定位销、V形块。
2.机械传动、液压传动、电气传动。
3.旋转精度、刚度、抗振性、温升与热变形、精度保持性。
4.成形式、渐成式、分块式、组合式。
三、问答题（12分）
1.用润滑油泵从油池中吸油，由管道输送到分油器，一部分输送到箱体顶面的淋油盘，喷淋箱体中间的传动齿轮。
另一部分由油管穿入到前盖和后盖中，浇注箱前、后盖上的传动齿轮。
2.为了组合机床多轴箱上多个刀具主轴能正确而稳定地切削，需要在多轴箱中设置手柄轴。
用于主轴对刀，调整或修配时检查每个主轴的运动精度。
3.为了人工搬动手柄省力轻便，手柄轴转速尽量设计的高一些。
同时手柄轴位置应靠近工人操作位置，其周围应有较大空间，便于扳手旋转操作，即保证回转时手柄不碰主轴。
四、问答题（共15分）
1．在机床上使用夹具加工工件时，产生加工误差的因素有：
工件在夹具中定位时产生的定位误差Δd.w；工件在夹具中夹紧时产生的夹紧误差Δj。
i；夹具安装在机床上产生的夹具安装误差Δj.a；刀具对夹具定位元件正确位置所产生的导引误差Δ；夹具的磨损所引起的加工误差Δj.m。
其中工件的定位误差中，包括设计基准与定位基准不重合而产生的基准不重合误差，有定位副制造不准确产生的基准位移误差。
2．夹具总差与工件的加工允差
有关系：
，其中
为
除夹具以外，与工艺系统其他一切因素有关的加工误差。
且应满足下列关系式
，
，
五、问答题（15分）
1.圆孔拉刀是拉刀，当拉削钢件和其它塑性材料时，切屑呈带状，为了更顺利地从工件加工孔中排屑，需要将较宽切屑分割成窄宽度，以便于卷曲和容纳在容屑槽中，因此需要在圆孔拉刀前后刀齿上交错地磨出分屑槽。
2.在圆孔拉刀中，校准齿一是能起修光、校准作用，二是当切削齿因重磨直径减小时，校准齿还可依次递补成为切削齿。
3.拉刀的切削厚度（齿升量）很小，如按切削原理选择后角的一般原则，必须取较大后角。
但是圆孔拉刀一般重磨前刀面，后角取值大了，重磨后刀齿直径会减小很多，这样拉刀的使用寿命会显著缩短，因此孔拉刀切削齿后角不宜选得过大，其校准齿的后角应比切削齿的后角更小。
六、设计题（共15分）
见模拟试题1
七、分析计算题（共15分）
解1）分析方案b产生基准位移误差Δj.y（b）和基准不重合误差Δj.b（b）；方案c产生基准位移误差Δj.y（c）和基准不重合误差Δj.b（c）；方案d由同轴度误差产生位移误差
2）计算误差已知工件孔的TD=0.03mm，工件外径的Td=0.10mm，心轴的Td1=0.02mm，工件δ54=0.14mm。
方案b的定位误差为
方案c的定位误差为
方案d的定位误差为
3）分析比较、判断根据计算得到：
因尺寸的允许误差为δ（54）=0.14mm，而且
又故方案d是能满足加工要求的最优方案。
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