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机械制造装备设计课后习题答案

1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着备,减少工时和材料的消耗; 合理地进行机械制造装构工艺性评价 产品造型评价 标准化评价重要的作用?备的总体布局, 优化操作步骤和方法, 减少操作过程1-16 有些方案的技术评价较高,但经济评价一般或 制造业是国民经济发展的支柱产业, 也是科技技中工人的体力消耗;对市场和消费者进行调研, 保证不好, 有些方案可能是相反的情况, 如何对这些方案 术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥 产品合理的质量标准, 减少因质量标准定得过高造成 进行综合评价?梁。

装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表 不必要的超频工作量答: 设计方案的技术评价 Tj 和经济评价 Ej 经常不会 现,重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和 1-9 机械制造装备设计有哪些类型?他们的本质区 同时都是最优, 进行技术和经济的综合评价才能最终 综合国力的重要标准 别是什么?选出最理想的方案。

技术经济评价 TEj 有两种计算方 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比, 特别强调 1. )机械制造装备设计包括创新设计、 变形设计、 法:应满足哪些要求?为什么? 模块化设计;1、 当 Tj 和 Ej 的值相差不太悬殊时,可用均值法 柔性化 精密化 自动化 机电一体化 节材节能 2. )创新设计,一般需要较长的设计开发周期,计算 TEj 值,即 TEj= ( Tj+Ej )/2符合工业工程要求 符合绿色工程要求 投入较大的研制开发工作量; 变型设计, 变型设计不 2、当 Tj 和 Ej 的值相差很悬殊时,建议用双曲线 1-3 柔性化指的是什么?试分析组合机床、普通机 是孤立无序的设计,而是在创新设计的基础上进行 法计算 TEj 值,即 TEj= 根号( Tj+Ej )床、 数控机床、 加工中心和柔性制造系统的柔性化程 的,模块化设计,对一定范围内不同性能,不同规格 技术经济评价值 TEj 越大, 设计方案的技术经济综合 其柔性表现在哪里? 的产品进行功能分析, 划分一系列的功能模块, 而后 性能越好,一般 TEj 值不应小于化。

柔性化有俩重含义: 产品机构柔性化和功能柔性 组合而成的;1-17 可靠性指的是什么?有哪些可靠性衡量指标? 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。

组合机床其柔性表现在机床可 进行调整以满足不同工件的加工 1-6 .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 1-7 对机械制造装备如何进行分类? 加工装备: 采用机械制造方法制造机器零件的机 工艺装备:产品制造是用的各种刀具、模具、夹 具、 量具等工具 仓储运输装备:各级仓库、物料传送、机床上下 料等设备辅助装备:清洗机和排屑装置等设备 1-8 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1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法?为什么? 哪些优缺点 ?系列化设计方法是在设计的某一类产品中, 功能、 结构和尺寸等方面较典型产品为基型, 选择 运用结构典型化、零部件通用化、标准化的原则,设计出其 他各种尺寸参数的产品,构成产品的基型系列 优点: 1)用较少品种规格的产品满足市场较大范围 的需求2 )可以减少设计工作量,提高设计质量,减 少产品开发的风险,缩短产品的研制周期3 )可以压缩工艺装备的数量和种类,有助于 缩短产品的研制周期,降低生产成本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 )为开展变型设计提供技术基础缺点: 用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品, 选到的产品, 一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求 另一方面有些功能还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2-1 机床设计应满足哪些基本要求?其理由是什么工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩2-2 机床设计的主要内容及步骤是什么?答:(一)总体设计: 1、机床主要技术指标设计,包括工艺范围、 运行模式、 生产率、 性能指标等。

2、总体方案设计,包括运动功能、基本参数、总体 结构布局等设计。

3、总体方案综合评价与选择 总体方案 的设计修改或优化。

(二)详细设计, 包括技术设计和施工设计4、三) 机床整机综合评可能冗余2-3 机床的基本工作原理是什么?1-13 系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 答: 基本工作原理是: 通过刀具与工件之间的相 么?公比选得过大或过小会带来哪些问题? 对运动, 由刀具切除工件上多余的金属材料, 使工件答: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1-15 设计的评价方法很多, 结合机械制造装备设计, 指出哪些评价方法极为重要,为什么?技术经济评价 可靠性评价 人机工程学评价 结具有要求的尺寸和精度的几何形状2-4 机床系列型谱的含义是什么?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、 需要量较少的机床系列作为“基型系 列”,在这系列的基础上,根据用户的需求派生出若 干种变型机床, 形成“变型系列” 。

“基型” 和“变型” 构成了机床的“系类型谱”2-5 机床的基本工作原理是什么?通过刀具与工件之间的相对运动,由刀具切除工件加工表面多余的金属材料, 使工件具有要求的几何形状和尺寸对机械传动的机床来说,复合运动是通过内联系来实本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积,即2-6工件表面的形成原理是什么?现的X2=P0P1。

如有更多的变速组,则依此类推答:任何一个表面都可以看成是一条曲线(或直线)对数控机床来说,复合运动是通过运动轴来实现的2-25.什么是传动组的变速范围?各传动组的变速范沿着另一条曲线(或直线)运动的轨迹。

这两条曲线2-14.机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是围之间有什么关系?(或直线)称为该表面的发生线,前者称为母线,后什么?答:传动组中最大与最小传动比的比值, 称为该变速者称为导线。

而加工表面的发生线是通过刀具切削刃答:机床运动功能式表示机床的运动个数,形式(直组的变速范围与工件接触并产生相对运动而形成的线或回转运动),功能(主运动、进给运动、非成形R i=(U ma>) i/(U min ) i (i=0 、1、2、j)2-7工件表面发生线的形成方法有哪些? 运动)及排列顺序,是描述机床运动功能最简洁的表变速范围一般可写为R i = W Xi(pi-1)轨迹法、成形法、相切法、展成法达形式2-35.进给传动系设计要求能满足的基本要求是什2-8工件表面发生线的形成方法有哪些? 运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和么?1、轨迹法2、成形法3、相切法4、展成法图形表达出来,除了描述机床的运动轴个数,形式及答:1、具有足够的静刚度和动刚度;2-9机床的运动功能有哪些? 排列顺序之外,还表示了机床的两个末端执行器和各2、具有良好的快速响应性,作低速进给运动1、操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流个运动轴的空间相对方位,是认识分析和设计机床传或微量进给时不爬行,运动平稳灵敏度高;的工具。

2、控制介质与输入输出设备控制介质是记动系统的依据3、抗振性好,不会因摩擦有自振面引起传动录零件加工程序的媒介输入输出设备是CNC系统与18.机床运动分配式的含义是什么?件的抖动或齿轮传动的冲击噪声;外部设备进行交互装置。

交互的信息通常是零件加工答:运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地" 4、具有足够宽的调速范围;程序。

即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程的位置,用符号“."表示。

符号“."左侧的运动由5、进给系统的传动精度和定位精度要高;序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过工件完成,右侧的运动的刀具完成。

机床的运动功能6、结构简单,加工和装配工艺性好输出设备存放或记录在相应的控制介质上3、CNC 式中添加上接地符号“."后,称之为运动分配式2-36进给传动与主传动相比较,有哪些不同点?进给传动是恒转矩传动装置(CNC单元)组成:计算机系统、位置控制板、PLC 1)接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制2-20机床的主参数及尺寸参数根据什么确定? 2进给传动系中各传动件的计算转速是其最高)软件。

作用:根据输入的零件加工程序进行相应的通用机床的主参数和主参数系列国家已制订标转速处理(如运动轨迹处理、机床输入输出处理等),然准,设计时可根据市场的需求在主参数系列标准中选3进给传动的转速图为前疏后密结构)进给传动的变速范围后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动用相近的数值。

专用机床的主参数是以加工零件或被4)进给传动系采用传动间隙消除机构装置和PLC等),所有这些工作是由CNC装置内硬件加工面的尺寸参数来表示,一般也参照类似的通用机5)快速空程传动的采用和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地床主参数系列选取6)进行工作的。

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