机械制造装备设计.docx
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机械制造装备设计
机械制造装备设计复习资料
绪论
一．多选
1.机械制造装备包括：
（ABCD）
A:
加工设备
B:
工艺装备
C:
工件输送装备
D:
辅助装备
二．简答
1.什么叫“精益生产”模式？
正确答案:
精益生产（LeanProduction，简称LP）是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织（IMVP）的专家对日本丰田准时化生产JIT（JustInTime）生产方式的赞誉称呼。
精，即少而精，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品（或下道工序急需的产品）；益，即所有经营活动都要有益有效，具有经济效益。
三．判断
1.加工设备就是指金属切削加工机床
错
四．填空
1.机械制造装备包括______________、_______________、_______________和_______________等四类
正确答案:
加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备
2.JIT的中文含义分别是______________。
正确答案:
准时化生产（Justintime）
3.LP的含义是__________________。
正确答案:
精益生产（LeanProduction）
第一章：
金属切削机床的总体设计
一．单选题：
1.设备主要部件在运动终点所达到的实际位置的精度称为____C________。
A:
几何精度
B:
传动精度
C:
运动精度
D:
位置精度
2.机床噪声来自四个方面，这四个方面是_____A__________。
A:
机械、液压、电磁、空气动力
B:
机械、零件、电磁、空气动力
C:
机械、液压、冲击、空气动力
D:
机械、液压、电磁、环境
3.美学原则不包括__________C_________。
A:
对称与均衡
B:
对比与调和
C:
空间与时间
D:
节奏与韵律
二．多选
1.机床的精度包括____ABCD___________。
A:
几何精度
B:
传动精度
C:
运动精度
D:
定位精度
2.外观造型设计的美学法则是__BCD____________。
A:
独树一帜
B:
均衡与稳定
C:
统一与变化
D:
节奏与韵律
三．简答
1.什么叫金属切削机床？
正确答案:
金属切削机床是利用去除表面材料的方法获得零件所需的形状、尺寸、精度和表面粗糙度的机器。
2.机床应具有的性能指标有哪些？
正确答案:
1．工艺范围2．加工精度和表面粗糙度3．生产率和自动化4．可靠性
提示:
1．工艺范围机床的工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，它包括：
机床可以完成的工序种类、所加工零件的类型、材料和尺寸范围、毛坯种类、加工精度和表面粗糙度。
2．加工精度和表面粗糙度加工精度是指被加工零件在形状、尺寸和相互位置方面所能达到的准确程度。
工件加工表面的表面粗糙度与工件和刀具的材料、进给量、刀具的几何角度及切削时的振动有关。
3．生产率和自动化机床的生产率是指机床在单位时间内所能加工的工件数量。
要提高机床生产率，必须缩短单个工件加工过程的总时间，包括切削时间、辅助时间及准备终了时间。
提高机床的自动化程度可以提高生产率，减轻工人劳动强度，而且机床的自动化可减少人对加工的干预，保证被加工零件的精度和精度稳定性。
4．可靠性机床的可靠性是指机床在整个使用寿命期间内完成规定功能的能力，它是一项重要的技术经济指标，是提高产品信誉，增强产
3.简述分配机床运动的原则。
正确答案:
提示:
（1）将运动分配给质量最小的零部件运动部件质量小、惯性小，需要的驱动力就小，传动机构的体积便小，一般来说成本就低，因此，通常都是让质量较轻的部件运动。
（2）运动分配应有利于提高工件的加工精度运动部件不同则加工精度也不同（3）运动分配应有利于（提高运动部件的刚度）减小机床占地面积运动应分配给刚度高的部件（4）运动的分配应视工件形状而定不同形状的工件，需要的运动部件也不一样。
4.改善机床性能和技术经济指标的措施
正确答案:
提示:
（1）抗振性能的提高机床的抗振性是指机床工作部件在交变载荷作用下抵抗变形的能力，包括抵抗受迫振动和自激振动的能力，习惯上前者又称为抗振性，后者又称为切削稳定性。
受迫振动的振源可能来自机床之外，也可能来自机床传动系统内部。
机床的振动比较复杂，但我们可以针对产生机床振动的原因，制订提高抗振性的措施：
①隔离振动源机床的电动机、变速箱等部件由于不平衡等原因而阁下振动时，可采取将这些部件与工件、刀具隔离开的方法，来减少机床的振动。
②选择合理的传动形式（如采用调速或双速电动机），应尽量缩短传动链，减少传动件个数，即减少了振动源的数量。
③提高传动链各传动轴组件，尤其是主轴组件的刚度，提高其固有频率，以防止产生共振。
④机床中高速转动的大传动件应作动平衡或
5.机床主轴转速数列通常采用的是什么数列，为什么？
正确答案:
提示:
最高、最低转速确定后，还需确定中间转速。
为了获得合理的切削速度，最好能连续的变换转速，即能在最高转速和最低转速范围内提供任何转速，这就叫作无级变速。
目前，对于回转运动，在机床中应用最广泛的还是分级变速。
采用分级变速时，机床的主轴转速大多数是按照等比数列排列的。
（1）使转速范围内的任意两个相邻转速之间的相对转速损失均匀；
（2）可通过串联若干个滑移齿轮组来实现较多级转速，从而减少传动齿轮数，使传动系统得到简化；（3）可绘制成转速选择图，根据工件或刀具的直径d，便可选择到合适的转速，使用方便。
6.车床有哪些种类？
正确答案:
提示:
仪表车床、单轴自动车床、多轴自动、半自动车床、回轮转塔车床、曲轴、凸轮轴车床、立式车床、落地及卧式车床、仿形及多刀车床、铲齿车床、其他车床。
四．判断
1.机械制造装备就是我们通常讲的金属切削机床。
错
2.通常讲的卧式机床是指主运动执行件的运动方向处于水平状态的机床。
对
3.通常讲的卧式机床是指主运动的执行件的状态和支承形式都是卧式的。
错
4.通常讲的卧式机床的主运动执行件可以式卧式的，支承形式可以不是卧式的也可以是立式的。
对
5.所有机床的主电动机的功率应该包括主传动系统所消耗的功率和进给传动系统所消耗的功率之和。
错
6.机床主轴转速等比数列的公比中都满足每隔E1项增大10倍，每隔E2项增大两倍。
错
7.金属切削机床是用切削、特种加工等方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。
对
五．填空
1.金属切削机床应具有的性能指标：
___________、___________、__________和___________。
正确答案:
工艺范围、加工精度和表面粗糙度、生产率和自动化、可靠性
2.
正确答案:
3.机床的主传动按照驱动电动机类型不同可分为___________驱动和___________驱动。
正确答案:
交流电动机和直流电动机
4.机床传动的形式有____________和___________等。
正确答案:
机械传动、液压传动
5.随着变频技术的迅速发展，机床主传动的主导形式是：
__________________的传动。
正确答案:
变频调速－多楔带－齿轮传动组合
6.机床的主要技术参数包括___________参数、___________参数和___________参数。
正确答案:
尺寸参数、运动参数和动力参数
7.机床主轴转速等比数列，其公比范围是______________。
标准公比有：
_________、_________、_________、_________、_________、_________和_________
正确答案:
（1,2]1.06，1.12，1.26，1.41，1.58，1.78，2
8.根据机床可靠性的形成机理，可分为__________可靠性和___________可靠性。
正确答案:
固有、使用
9.机床的直齿轮变速组的极限变速范围为___________；单回曲机构的极限变速范围为___________。
正确答案:
8、16
10.机床主轴一般是_____________轴。
正确答案:
空心阶梯
11.机床传动链中包括两类传动机构，一类是___________机构；一类是___________机构。
正确答案:
定比传动、换置
12.三联滑移齿轮顺利啮合的条件是：
______________________________________。
正确答案:
最大和次大齿轮的齿数差大于或等于4
13.主轴组件的抗振性主要取决于_________轴承。
正确答案:
前
14.主轴轴承应根据___________、___________和___________来选择。
正确答案:
刚度、旋转精度、极限转速
15.主轴是根据___________、______________________及_________________来选择材料的。
正确答案:
耐磨性、热处理方法、热处理后的变形大小
16.机械制造装备设计的类型有_________________、_________________和_________________。
提示:
创新设计、变型设计和模块化设计（或组合设计）
17.变型设计是_________________和_________________的统称。
提示:
变型设计是适应型设计和变参数设计的统称。
18.创新设计包括四个阶段是：
_____________________、_____________________、_____________________和_____________________。
提示:
创新设计要经过产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶段，还应通过产品试制和产品试验来验证新产品的技术可行性；通过小批量试生产来验证新产品的制作工艺和工艺装备的可行性。
一般开发周期长，投入较大的研制开发工作。
第二章：
机床的传动设计
一．简答
1.分析某机床传动系统图：
（1）写出该主运动传动路线表达式
（2）写出结构式，并指出基本组、第一扩大组和第二扩大组（3）绘制转速图
二．判断
1.机床主传动变速组的最后扩大组一定是双速变速组。
对
三．填空
1.传动比小，特别是传动链末端地传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就____________。
正确答案:
越小
第三章：
机床主要部件设计
一．简答
1.简述提高主轴部件性能的措施？
正确答案:
提示:
（1）提高旋转精度在保证主轴制造精度、保证轴承精度的同时采用定向误差装配法可进一步提高主轴组件的旋转精度。
（2）提高刚度除了提高主轴自身刚度外，可采用以下措施：
①角接触轴承为前支承时，接触线与主轴轴线的交点应位于轴承前面；②传动件应位于后支承外侧，且传动力使主轴端部变形的方向，不能和切削力造成的主轴端部的变形方向相同，两者的夹角应大一些最好为180°，以部分补偿切削力造成的变形；③适当增加轴承的数量，适当预紧，采用辅助支承提高支承刚度。
（3）提高动刚度除了提高主轴组件的静刚度，使固有频率增高，避免共振外，可采用如下措施：
①用圆锥液压涨套取代螺纹等轴向定位件；径向定位采用小锥度过盈配合或渐开线花键；滑移齿轮采用渐开线花键配合。
②采用三支承主轴。
③旋转零件的非配合表面全部进行较精密的切削加工，并做动平衡。
④设置消振装置，增加阻尼。
⑤采用动
2.导轨的基本要求有哪些？
正确答案:
提示:
（1）导向精度要高导向精度主要是指导轨副相对运动时的直线度（直线运动导轨）和圆度（圆周运动导轨）。
（2）精度保持性（耐磨性）要好精度保持性是设计制造导轨的关键，是衡量机床优劣的重要指标之一。
机床导轨应该耐磨。
（3）刚度好，承载能力大承受载荷以后，导轨的变形要小，要有足够的刚度。
（4）低速运动平稳性要好机床的工作过程中，导轨的运动应平稳，没有爬行现象。
（5）结构简单、工艺性好
3.简述支承件应满足的基本要求。
正确答案:
提示:
1．支承件应有足够的静刚度和较高的固有频率
（1）支承件的静刚度包括整体（自身）刚度、局部刚度和接触刚度
（2）固有频率支承件固有频率是刚度与质量比值的平方，即w0=（K/m）2。
2．良好的动态特性支承件在规定的切削条件下工作时，能使受迫振动的振幅不超过允许值，不产生自激振动，以保证切削稳定性，支承件便具有良好的动态特性。
3．较小的热变形和内应力支承件在铸造、焊接、粗加工过程中会形成内应力或产生热变形，在使用过程中内应力重新分布和逐渐消失，将导致支承件变形，影响加工精度。
4．支承件应具有良好的结构工艺性，以便于制造、装配、维修、排屑及吊运。
4.如何提高机床支承件的静刚度。
正确答案:
提高支承件的静刚度，除了合理选择支承件的截面形状之外，还可以采取以下措施：
（1）合理布置隔板和加强肋在满足工艺要求和刚度的前提下，应尽量减小支承件的壁厚及隔板和加强肋的厚度。
（2）支承件开孔后的刚度补偿立柱或梁中为安装机件或工艺的需要，往往要开孔。
立柱或梁上开孔会造成刚度损失，刚度的降低与孔的位置、孔的大小有关。
为弥补开孔后的刚度损失，可在孔上加盖板，并用螺栓将盖板固定在壁上，也可将孔周边加厚（或翻边）。
（3）提高接触刚度1）相对滑动的连接面（导轨面）和重要的固定结合面必须进行配对刮研和精磨，以增加实际接触面积，提高其接触刚度。
2）用固定螺钉连接的结合面，拧紧螺钉时施加的预压压强应不小于2Mpa，以消除结合面的平面度误差，增大实际的结合面积，提高接触刚度。
二．判断
1.主轴材料的选择依据是机械强度。
错
2.主轴材料的选择依据是刚度。
错
3.主轴材料的选择依据是耐磨性、热处理方法及热处理后的变形大小。
对
4.只有载荷较大时，主轴辅助支承部位的变形大于间隙时，才起作用。
对
5.主轴前端悬伸量是指主轴前端定位基准面至前支承径向支反力作用点之间的距离。
对
6.主轴支承跨距l是指两支承反力作用点之间的距离，
对
7.主轴组件的刚度主要取决于主轴自身刚度和主轴的支承刚度。
对
三．填空
1.主轴组件是由：
____________、____________、____________、____________等组成。
正确答案:
主轴、支承轴承、传动件、定位元件
2.主轴组件应在__________、__________、__________、__________和__________等方面的满足设计和使用要求。
正确答案:
旋转精度、静刚度、动刚度、温升与热变形、精度保持性
3.主轴组件的抗振性主要取决于______轴承。
正确答案:
前
4.主轴轴承应根据___________、___________和___________来选择。
正确答案:
刚度、旋转精度、极限转速
5.适当_________不仅可以提高轴承的旋转精度而且可以提高刚度。
正确答案:
预紧
6.切削力方向固定不变的机床主轴，影响旋转精度最大的因素是轴承____________________。
正确答案:
内圈的径向圆跳动
7.为了提高主轴的支承刚度采用两个角接触球轴承组合安装，其组合方式有：
___________、___________和___________。
正确答案:
背对背组合、面对面组合和同向组合
8.在选择主轴轴承时，前轴承应比后轴承的精度______一级。
正确答案:
高
9.机床主轴一般做成_______________。
正确答案:
空心阶梯轴
10.机床主轴做成空心，目的是___________________。
正确答案:
通过棒料或拉紧刀具
11.主轴材料的选择依据是___________、___________及___________。
正确答案:
耐磨性、热处理方法及热处理后的变形大小
12.主轴组件的传动方式有：
________、________和__________________。
正确答案:
带传动、齿轮传动和电动机直接驱动
13.主轴主要尺寸参数包括：
_________________、：
_________________．：
_________________、：
_________________。
正确答案:
主轴前后支承轴颈直径、主轴内孔直径．主轴前端悬伸量、主轴支承跨距
14.主轴组件的刚度主要取决于主轴_________刚度和主轴的__________刚度。
正确答案:
自身、支承
15.机床的支承件的主要作用是：
________________作用、并保证机床零部件的________________和________________。
正确答案:
支承、相对位置和相对运动精度
16.支承件应满足的足够的静刚度包括：
________________、________________和________________。
正确答案:
整体刚度、局部刚度和接触刚度
17.中小型机床的载荷主要以____________为主。
正确答案:
切削力
18.精密和高精密机床的载荷主要以____________和____________为主。
正确答案:
移动部件的质量和热应力
19.大型机床的载荷包括____________、____________和___________。
正确答案:
工件重力、移动部件的重力和切削力
20.支承件的变形主要是____________变形。
正确答案:
弯扭
21.机床的支承件截面形状一般应选择_________截面。
其原因是__________________。
正确答案:
空心、空心截面的惯性矩比实心截面的大
22.支承件的材料有：
____________、____________、____________和___________。
正确答案:
铸铁、钢材、预应力钢筋混凝土、树脂混凝土
第四章：
组合机床设计
一．判断
1.组合机床是一种专门化机床。
错
二．填空
1.组合机床设计时编制的“三图一卡”，具体是指绘制_____________、_____________、_____________、和_____________编制。
正确答案:
被加工零件图、加工示意图、机床联系尺寸图、生产率计算卡
第五章：
专用刀具设计
一．判断
1.拉床拉削工件时，只有主运动没有进给运动。
对
2.成形车刀沿切削刃各点的前角和后角都是不相同的。
对
3.三种成形车刀都可以加工内外表面。
错
4.成形车刀的截形与工件的廓形完全相同。
错
二．填空
1.常用的三种沿工件径向进给的正装成形车刀是：
________成形车刀、________成形车刀和________成形车刀。
正确答案:
平体、棱体、圆体
2.成形车刀的前角和后角是规定在____________内测量。
并且以切削刃上____________点的前角和后角。
正确答案:
假定工作平面、最外缘
3.成形回转体工件的廓形是规定在通过其____________的平面内测量的。
正确答案:
轴线
4.成形车刀样板一般成对设计制造，分为____________和___________。
正确答案:
工作样板、校对样板
5.拉削方式分为__________。
____________和___________。
正确答案:
分层式、分块式、组合式
6.拉刀容屑槽形状不同分为__________容屑槽。
____________容屑槽和___________容屑槽。
正确答案:
直线齿背、曲线齿背、直线齿背双圆弧
7.拉刀的分屑槽的作用是__________________________________________________。
正确答案:
较宽的切屑分割成窄切屑，以便于切屑卷曲、容纳和清除
第6章：
机床夹具设计
一．单选
1.三爪卡盘夹持工件，当夹持部分较长时限制（B）个自由度。
A:
6
B:
4
C:
2
D:
1
2.铣削箱体剖分面时，必须限制的自由度是：
（D）
A:
6
B:
5
C:
4
D:
3
3.使用三点式自位支承所限制的自由度数目是：
（C）。
A:
3
B:
2
C:
1
D:
0
4.在一箱体零件加工时采用了一面两孔定位，但是在两孔中都使用了圆柱销。
这种定位方式属于（C）定位。
A:
完全
B:
部分
C:
超
D:
欠
二．简答
。
1.什么叫六点定位原理？
正确答案:
提示:
在空间直角坐标系中，刚体（被加工工件可视为刚体）具有六个自由度，即沿X、Y、Z轴的三个移动自由度和绕三轴旋转的转动自由度。
用六个合理分布的支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置，称为六点定位法则
2.什么叫定位？
正确答案:
是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置过程
提示:
使工件相对于刀具和机床占有一个正确的位置，这一过程称为“定位”。
3.什么叫夹紧？
正确答案:
是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
提示:
为了使工件保持在加工过程中具有正确的稳定不变位置，而对工件施加一定的夹紧力，这一过程称为“夹紧”。
4.安装
正确答案:
定位和夹紧的过程。
5.简述机床夹具的基本组成？
正确答案:
机床夹具的组成包括
（1）定位元件及定位装置用于确定工件在夹具中的正确位置。
（2）夹紧元件及夹紧装置用于夹紧工件，保持工件定位后的位置在加工过程中不变。
该部分通常包括夹压元件（如压板、夹爪等）、增力及传动装置（如杠杆、螺纹传动副等）以及动力装置（如气缸、油缸等）。
（3）导向或对刀元件用于确定夹具与刀具的相对位置，如钻夹具中的钻套、镗夹具中的镗套、铣夹具中的对刀块等。
（4）夹具体用于将各种元件、装置连接成一体，并通过它将整个夹具安装在机床上。
（5）其它元件及装置根据加工需要而设置的其它元件或装置，如分度装置、定向键等。
6.简述机床夹具的功用？
正确答案:
（1）保证被加工表面的位置精度
（2）提高生产率（3）扩大机床的工艺范围（4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全
7.什么叫欠定位？
正确答案:
根据工件加工面位置尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，或者说在完全定位和不完全定位中，约束点不足，这样的定位称为欠定位。
提示:
应该加以限制的自由度没有被限制的定位。
不能保证工件的加工精度。
是不允许的。
8.简述夹紧点选择的一般原则。
正确答案:
（1）尽可能使夹紧点和支承点对应，使夹紧力作用在支承上，这样会减少
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