第七章习题与思考题答案
7-1 什么是机械加工生产线？它的主要组成类型及特点有哪些？
答：机械加工生产线：在机械产品生产过程中，对于一些加工工序较多的工件，为保证加工质量、提高生产率和降低成本，往往把加工装备按照一定的顺序依次排列，并用一些输送装置与辅助装置将他们连接成一个整体，使之能够完成工件的指定加工过程的生产作业线。
机械加工生产线由加工装备、工艺装备、传送装备、辅助装备和控制系统组成。
7-2 影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素是什么？
答：影响机械生产线工艺和结构方案的主要因素：1）工件几何形状及外形尺寸；2）工件的工艺及精度要求； 3）工件材料；4）要求生产率；5）车间平面布置；6）装料高度。
7-3 简述机械加工生产线的设计内容和流程？
答：机械加工生产线的设计一般可分为准备工作阶段、总体方案设计阶段和结构设计阶段。
主要流程如下：1）制定生产线工艺方案，绘制工序图和加工示意图；2）拟定全线的自动化控制方案；3）确定生产线的总体布局，绘制生产线的总联系尺寸图；4）绘制生产线的工作循环周期表；5）生产线通用加工装备的选型和专用机床、组合机床的设计；6）生产线输送装置、辅助装置的选型及设计；7）液压、电气等控制系统的设计；8）编制生产线的使用说明书及维修注意事项等。7-4 在拟定自动线工艺方案时应着重考虑哪些方面的问题？如何解决这些问题？
答：（1）工件工艺基准选择： a、尽可能在生产线上采用统一的定位面，以利于保证加工精度，简化生产线的结构； b、尽可能采用已加工面作为定位基准；c、箱体类工件应尽可能采用“一面两销”定位方式，便于实现自动化，也容易做到全线采用统一的定位基面；d、定位基准应有利于实现多面加工，减少工件在生产线上的翻转次数，减少辅助设备数量，简化生产线构；e、在较长的生产线上加工材料较软的工件时，其定位销孔因多次定位将严重磨损，为了保证精度，可采用两套定位孔，一套用于粗加工，另一套用于精加工；或采用较深的定位孔，粗加工用定位孔的一半深度，精加工用定位孔的全部深度；f、定位基准应使夹压位置及夹紧简单可靠。
（2）工件输送基准的选择：a、形状规则箱体类工件通常采用直接输送方式，必要时可增加工艺凸台；b、小型回转类工件一般采取滚动或滑动输送方式；c、盘、环类工件以端面作为输送基准，采用板式输送装置输送；d、对于一些外形不规则的工件，由于没有合适的输送基准，采用随行夹具或托盘输送。
（3）生产线工艺流程的拟定：a、确定各表面的加工方法；b、划分加工阶段；c、确定工序集中和分散程度；d、安排工序顺序。
（4）选择合理的切削用量：a、生产线刀具寿命的选择原则；b、对加工时间较长、影响生产线生产节拍的工序，应尽量采用较大的切削用量以缩短加工时间；c、同一个的刀架或主轴箱上的刀具，确定合理的切削速度和每转进给量使得各刀具具有大致相同的寿命；d、选择复合刀具的切削用量时，应考虑到复合刀具各个部分的强度、寿命及工作要求。
7-5 简述生产节拍平衡和生产线分段的意义及相应的措施。
答：生产节拍平衡的意义：对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负
荷，以使个作业时间尽可能相近，通过平衡生产线，可以提高操作者及设备工装的工作效率；减少单间产品的工时消耗，降低成本；减少工序的在制品，真正实现有序流动；可以在平衡的生产线基础上实现单元生成，提高生产应变能力，应对市场变化。
生产节拍平衡的措施：1）评估优化限制性工序，改善作业；2）作业转移、分解与合并；3）采用新的工艺方法，提高工序节拍；4）增加顺序加工工位；5）实现多件并行加工，提高单件的工序节拍；6）在同一工位上增加同时加工工件的数目。
生产线分段的意义：平衡生产线的生产节拍，缩短限制性工序的工时；使得各工段在相邻工段停产的情况下还能独立运行一段时间，提高生产线的设备利用率；减少工件热变形和内应力对后续工序的影响。
生产线分段措施：1）采用转位或翻转装置，分段独立传送；2）对限制性工序单独组成工段；3）对工位数多生产线进行分段，并在相邻段之间设立储料库;4）对加工精度要求较高工件，在粗加工后下线，在储料库内存放一定的时间。
7-6 提高生产线可靠性的主要手段有哪些？
答：提高生产线可靠性的主要手段：1）采用高可靠性的元器件；2）提高寻找故障和排除故障的速度；3）重要的和加工精度要求高的工位采用并联排列，易于出故障的电路和电气元器件采用并联连接，还有采用容错技术和自诊断技术相结合，自动查找故障并自动转换至并联元器件和电路上运行，也可由人工转换至并联的工位继续运行，这样都将大大节省故障停机时间；4）把生产线分成若干段，采用柔性连接，则每段组成的元器件数将大量减少，可提高生产线
的可靠性；5）加强管理，克服由于技术工作和组织管理不完善所造成的生产线停机时间。
7-7 简述组合机床的组成类型、特点及配置形式？
答：组合机床是根据工件加工需要，以通用部件为基础，配以少量按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的一种高效专用机床。通用部件是组成组合机床的基础，用来实现机床切削和进给运动的通用部件为动力部件。用以安装动力部件的通用部件为支承部件。
组合机床具有如下特点：1）主要用于棱体类零件和杂件的孔面加工；2）生产效率高；3）加工精度稳定；4）研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低；5）自动化程度高，劳动强度低；6）配置灵活。
大型组合机床的配置形式：（1）具有固定式夹具的单工位组合机床的配置形式有以下几种：1）卧式组合机床（动力箱水平安装）；2）立式组合机床（动力箱垂直安装）；3）倾斜式组合机床（动力箱倾斜安装）；4）复合式组合机床（动力箱具有上述两种以上的安装状态）。
（2）具有移动式夹具的（多工位）组合机床的配置形式有以下几种：1）具有移动工作台的机床；2）具有回转工作台的机床；3）鼓轮式机床；4）中央立柱式机床。
（3）砖塔主轴式组合机床的配置形式有以下几种：1）转塔式主轴箱只实现切削运动，被加工零件安装在滑台上，由滑台实现进给运动；2）砖塔式主轴箱安装在滑台上，转塔式主轴箱既能实现切削主运动又实现进给运动。
小型组合机床的配置形式：单工位配置形式、多工位配置形式。
7-8 组合机床总体设计的内容有哪些？
答：组合机床总体设计主要是绘制“三图一卡”，就是针对具体的零件，在选定的工艺和结构方案的基础上，进行组合机床总体方案图样文件设计。其内容包括：绘制被加工零件工序图、加工示意图、机床总联系尺寸图和编制生产率计算卡等。
7-9 简述机械加工生产线的总体布局形式及特点。
答：机械加工生产线的总体布局形式由生产类型、工件结构形式、工件传送方式、车间条件、工艺过程和生产纲领等因素决定。布局形式主要有：1）直接传送方式：这种输送方式是工件由输送装置直接输送，依次输送到各工位，输送基面就是工件的某一表面。
2）带随行夹具方式：带随行夹具方式生产线中，一类方式是将工件安装在随行夹具上，输送线将随行夹具依次输送到各工位。另一类方式是由中央立柱带随行夹具，这种方式适用于同时实现工件两个侧面及顶面加工的场合，在装卸工位装上工件后，随行夹具带着工件绕生产线一周便可完成工件三个面的加工
3）悬挂传送方式：主要适用外形复杂及没有合适传送基准的工件及轴类零件，结构简单，适用于生产节拍较长的生产线，只适用于尺寸较小、形状较复杂的工件。
4）生产线的连接方式：（1）刚性连接其特点是生产线中没有储料装置，工件输送有严格的节奏性，如某一工位出现故障，将影响到全线；（2）柔性连接生产线中设有储料装置，当某台设备因故停歇时，其余各台机床仍可继续工作一段时间，在这段时间故障可进行故障排除，避免全线停产。
7-10 简述柔性制造系统的概念、组成及类型。
答：柔性制造系统（FMS）是一个以网络为基础、面向车间的开放式集成制造系统，是实现CIMS的基础。
组成：1）加工子系统2）物流子系统3）控制子系统
类型：柔性制造装置（FMU）、柔性加工单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）、柔性生产线（FML）
7-11 柔性制造系统的规划内容、目标是什么？
答：柔性制造系统规划的内容：物料流、加工工位、控制系统、组织管理。物料流包括传送方式及布置、时间特性；加工工位包括机床选择、利用率；控制系统包括计算机选择、控制软件；组织管理包括人员培训、数据采集与处理。
柔性制造系统的目标：以最少的投资来实现高生产率的多品种加工和降低制造成本。
7-12 柔性制造系统对机床的配置要求是什么？
答：柔性制造系统对机床的配置要求：兼顾对生产率和柔性的要求，也要考虑系统的可靠性和机床的负荷率。
7-13 FMS各独立工位及其配置原则是什么？
答：（1）机械加工工位：机械加工工位是指对工件进行切削加工（或其他形式的机械加工）的地点，泛指机床，一条FMS中机床的数量应根据各类被加工零件的生产纲领及工序时间来确定。
（2）装卸工位：装卸工位是指在托盘上装卸夹具和工件的地点，它是工件进入、退出FMS的界面。装卸工位的数目取决于FMS的规模及工件进入和退出系统的频率；一条FMS可设置一个或多个装卸工位，装卸工作台至地面的高度应便于操作者在托盘上装卸夹具及工件；操作人员在装卸工件或夹具时，为
了防止托盘被自动引导小车取走而造成危险，一般在它们之间设置自动开启式防护闸门或其他安全防护装置。
（3）检查工位：检查工位是指对完工或部分完工的工件进行测量或检验的地点。在FMS中，检测系统与监控系统一起往往作为单元层之下的独立工作站层而存在，以便于FMS采用模块化的方式设计与制造。
（4）清洗工位：清洗工位是指对托盘（含夹具及工件）进行自动冲洗和清除滞留在其上的切屑的工位。对于设置在线监测工位的FMS，往往亦设置清洗工位。当FMS中的机床本身具备冲洗切屑的功能时，可不单独设置清洗工位。7-14 FMS总体平面布局的原则和形式是什么？
答：原则：a、有利于提高加工精度；b、排屑方便，便于盛切屑小车推出系统或设置排屑自动输送沟； c、便于整个车间的物流通畅和自动化；d、避免系统通信线路受到外界磁场干扰；e、布局模块化，使系统控制简捷；f、有利于人身安全设置安全防护网；g、占地面积小且便于维修；h、便于系统扩展。
形式：（1）基于装备之间关系的平面布局：a、随机布局；b、功能布局；c、模块布局；d、单元布局。
（2）基于物料输送路径的平面布局：a、直线型布局；b、环形布局；c、网络型布局。
7-15 结合典型零件，进行机械加工生产线的配置形式设计及工序安排。
答：略
机械制造装备含答案Newly compiled on November 23, 2020
1.导轨的间隙对机床的工作性能有着直接的影响，若间隙过大，影响（B ）。 A．强度 B．精度与平稳性 C．产生率 D．温度高 2.机床传动系统各末端执行元件之间的运动协调性，和均匀性精度，称为（C ）。 A．几何精度 B．运动精度 C．传动精度 D．定位精度 3. 标注导轨导向性好，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，应选（ B ）。 A．矩形导轨 B．三角形导轨 C．燕尾形导轨 D．圆柱形轨 4. 机床主运动空转时，由于传动件摩擦，搅拌，空气阻力等，使电动机消耗的部分功率，称为（ C ）。 A．切削功率 B．机械摩擦耗损功率 C．空载功率 D．额定功率 5.把毛坯从料仓送到机床加工位置，称为（A ）。 A．上料器 B．隔料器 C．减速器 D．分路器 6.机床定位部件，运动达到规定位置的精度，称为（ D ）。 A．几何精度 B．运动精度 C．传动精度 D．定位精度 7.在自动引导小车（AGV）的导向系统中，有陀螺仪，该导航方式称为（ B ）。 A．电磁引导 B．惯性导航 C．光学引导 D．激光导航 8.要求导轨可以承受较大的颠覆力矩，高度较小，结构紧凑，间隙调整方便，应选择 （ C ）。 A．矩形导轨 B．三角形导轨 C．燕形导轨 D．圆柱形导轨 9.刀架定位机构要求定位精度高、重复定位精度高、定位风度好，经常采用（ C ）。 A．圆锥销定位 B．圆柱销定位 C．端面齿盘定位 10.主轴的传动方式主要有：齿轮传动、带传动、（ A ）。
A．电机直接驱动 B．齿条传动 C．蜗轮蜗杆传动 D．摩擦传动 11.自动换刀系统的顺序换刀方式是按照工艺要求，依次将所用的刀具（ A）中，加工 时按顺序调刀 A．按顺序插入刀座 B．不同工件顺序相同 C．任意插入刀座 12.磁浮轴承的特点是，无机械磨损、（B ）、运动无噪声、无润滑、无污染、温升 低。 A．温升高 B．理论上速度无限 C．简单 D．纯机械装置 13.机床支承部件的合理设计是：以最小的质量条件下，获得（ A ）。 A．最大的静刚度 B．最大的动刚度 C．最大强度 D．合理刚度 14.电气伺服进给部件的驱动方式有：（ B ）、直流电机、交流调速电机、直线电机。 A．异步电机 B．步进电机 C．同步电机 D．伺服电机 15.机械制造装备设计的评价，包括技术经济评价、可靠性评价、人机工程评价、 （ A ）、标准化评价。 A．技术经济评价 B．生产率评价 C．工程进度评价 D．结构工艺评价 16.借用模具对板料施加压力，迫使板料安模具形状、尺寸进行剪裁或塑性变形，得到 要求的金属板的设备，称为（ B ）。 A．挤压机 B．冲压机 C．轧制机 D．锻造机 17.推力轴承不采用（ D）位置配置形式。 A．前端配置 B．后端配置 C．两端配置 D．分段配置 18.产品制造时所用的各种（ A ）总称为工艺装备。 A．刀具；模具；夹具；量具 B．刀具；模具；量具 C．刀具；夹具；量具 D．模具；夹具；量具
第四章工业机器人设计思考题与习题 1.工业机器人的定义是什么？操作机的定义是什么？ 答：我国国家标准GT/T12643-1997《工业机器人词汇》将工业机器人定义为“是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度操作机，能搬运物料、工件或夹持工具，用以完成各种作业”；将操作机定义为“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体或进行其它操作的机械装置”。 2.工业机器人由哪几部分组成？并比较它与数控机床组成的区别。 答：工业机器人由操作机、驱动单元和控制装置组成。数控机床一般由机床本体、伺服系统和数控装置组成。二者组成的区别主要在于机械本体，机器人操作机通常由末端执行器、手腕、手臂和机座组成，而数控机床机械本体通常包含主运动部件、进给运动部件、支承部件、冷却润滑、排屑等部分。 3.工业机器人的基本功能和基本工作原理是什么？它与机床主要有何相同和不同之处？ 答：工业机器人基本功能是提供作业所需的运动和动力，其基本工作原理是通过操作机上各运动构件的运动，自动地实现手部作业的动作功能及技术要求。 在基本功能及基本工作原理上，工业机器人与机床有如下相同之处：二者的末端执行器都有位姿变化要求；二者都是通过坐标运动来实现末端执行器的位姿变化要求。二者的主要不同之处有：机床是以直角坐标形式运
动为主，而机器人是以关节形式运动为主；机床对刚度、精度要求很高，其灵活性相对较低；而机器人对灵活性要求很高，其刚度、精度相对较低 4.工业机器人的结构类型有哪几类？各种类型的特点如何？ 答：工业机器人的结构类型有如下四类： 关节型机器人，其特点是关节一般为回转运动副，灵活性好，工作空间范围大（同样占地面积情况下），但刚度和精度较低；球坐标型机器人，其特点是按球坐标形式动作（运动），灵活性好，工作空间范围大，但刚度、精度较差；圆柱坐标型机器人，其特点是按圆柱坐标形式动作，灵活性较好，工作空间范围较大，刚度、精度较好；直角坐标型机器人，其特点是按直角坐标形式动作，刚度和精度高，但灵活性差，工作空间范围小。 5.如何选择和确定机器人的坐标系？分析图4-5所示的PUMA机器人的坐标系是如何确定的？ 答：坐标系按右手定则确定。绝对坐标系X-Y-Z，机座坐标系X0-Y0-Z0和机械接坐标系Xm-Ym-Zm的取法参考GB-T16977-1997《工业机器人坐标系和运动命名》。 关节坐标系Xi-Yi-Zi以下简明的方法确定： (1)确定基准状态—般可取机器人处于机械原点时的状态作为基准状态。也可以取机器人各关节轴线(或大部分关节轴线)与机座直角坐标系轴线平行时的状态作为基准状态。(2)关节坐标轴轴线位置的选取取Zi轴与i关节的运动方向一致。对于回转关节，取Zi轴与i关节的轴线重合；对于移动关节，取Zi轴与i关节的运动方向平行(或重合)。(3)关节坐标方向的选取采用右手坐标系，规定Xi、Zi轴的方向，Yi轴方向就自然确定了。原则上Xi、Zi轴的正向可视方便任意选取，但应尽可能使各坐标
河北科技大学理工学院2013——2014学年第1学期 《机械制造装备设计》期末考试试卷A 专业班级姓名学号 一、填空（每空1分，共20分） 1．机械制造装备设计柔性化的含义是指和柔性化。 2．机械制造装备主要包括：、、 、。 3．机床的基本参数包括：______________、_____________、_____________。 4．导轨的作用是和。 5．普通机床主轴的滚动轴承前支承的精度要比后支承的精度______________。 =1.26，采用双速电机的结构式为6．某机床主轴的转速级数Z=12，公比 _______________。 7．进给传动链的传动载荷特点是；因此，其传动系中各传动件的计算转速是其的________________。 8．专用机床总体设计的结果表现形式是三图一卡，它们是：零件的机械加工工序图、、和。 9．自动化仓库中的托盘或货箱的功能是____________。 10．料仓中隔料器的作用是__________________。
二．简答（每小题5分，共25分） 1．机床系列化设计的标志是什么？设计中遵循的四化原则是什么？ 2．机床设计应满足的基本要求是什么？ 3．机床主轴转速数列的公比?为什么要1＜?≤2 ？ 4．机床主轴的功率转矩特性是什么？（画图表示并说明） 5．直线滑动导轨常用的截面组合形式有哪些？
三、简单分析设计（15分） 1．某机床主轴的转速（速度）中等，承受的径向载荷较大，径向支承应选择哪种类型的轴承？如果主轴的转速（速度）高，承受的径向、轴向都载荷较小，又应选择哪种类型的轴承？为了提高主轴轴承的接触刚度，应采取什么措施？ 2．某龙门机床的横梁受到切削头重力和切削力的作用，试选择横梁合理的截面形状？为了提高横梁的刚度，应采取什么措施？ 3．某中型机床主传动系统主轴的转速n max=3000转/分，n min=25转/分，计算转速n j=250转/分，交流调速电机的额定转速n电=1500转/分，n电max=4500转/分,试设计无级和分级混合的传动系统。
1.导轨的间隙对机床的工作性能有着直接的影响，若间隙过大，影响（B ）。 A．强度 B．精度与平稳性 C．产生率 D．温度高 2.机床传动系统各末端执行元件之间的运动协调性，和均匀性精度，称为（C ）。 A．几何精度 B．运动精度 C．传动精度 D．定位精度 3. 标注导轨导向性好，导轨面磨损时，动导轨会自动下沉，自动补偿磨损量，应选（ B ）。 A．矩形导轨 B．三角形导轨 C．燕尾形导轨 D．圆柱形轨 4. 机床主运动空转时，由于传动件摩擦，搅拌，空气阻力等，使电动机消耗的部分功率，称为（ C ）。 A．切削功率 B．机械摩擦耗损功率 C．空载功率 D．额定功率 5.把毛坯从料仓送到机床加工位置，称为（A ）。 A．上料器 B．隔料器 C．减速器 D．分路器 6.机床定位部件，运动达到规定位置的精度，称为（ D ）。 A．几何精度 B．运动精度 C．传动精度 D．定位精度 7.在自动引导小车（AGV）的导向系统中，有陀螺仪，该导航方式称为（ B ）。 A．电磁引导 B．惯性导航 C．光学引导 D．激光导航 8.要求导轨可以承受较大的颠覆力矩，高度较小，结构紧凑，间隙调整方便，应选择（ C ）。
A．矩形导轨 B．三角形导轨 C．燕形导轨 D．圆柱形导轨 9.刀架定位机构要求定位精度高、重复定位精度高、定位风度好，经常采用（ C ）。 A．圆锥销定位 B．圆柱销定位 C．端面齿盘定位 10.主轴的传动方式主要有：齿轮传动、带传动、（ A ）。 A．电机直接驱动 B．齿条传动 C．蜗轮蜗杆传动 D．摩擦传动 11.自动换刀系统的顺序换刀方式是按照工艺要求，依次将所用的刀具（ A）中，加工时 按顺序调刀 A．按顺序插入刀座 B．不同工件顺序相同 C．任意插入刀座 12.磁浮轴承的特点是，无机械磨损、（B ）、运动无噪声、无润滑、无污染、温升低。 A．温升高 B．理论上速度无限 C．简单 D．纯机械装置 13.机床支承部件的合理设计是：以最小的质量条件下，获得（ A ）。 A．最大的静刚度 B．最大的动刚度 C．最大强度 D．合理刚度 14.电气伺服进给部件的驱动方式有：（ B ）、直流电机、交流调速电机、直线电机。 A．异步电机 B．步进电机 C．同步电机 D．伺服电机 15.机械制造装备设计的评价，包括技术经济评价、可靠性评价、人机工程评价、（ A ）、 标准化评价。 A．技术经济评价 B．生产率评价 C．工程进度评价 D．结构工艺评价
一、填空题 1、机械制造装备的组成包括（加工设备）、（工艺设备）、（工件输送装备）和（辅助装备）。 2、加工装备主要指（金属切削机床）、（特种加工机床）以及（金属成型机床）。 3、工艺装备是机械加工中所使用的（刀具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（工具）的总称。 4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。 2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量小的零件）、（运动分配应有利于提高工件的加工精度）、（运动分配应有利于提高运动部件的刚度）、（运动分配应视工件形状而定）。 2、机床设计大致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。 3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。 4、机床的总体方案拟定包括（ 掌握机床的设计依据）、（工艺分析 ）、（总体布局 ）、（ 确定主要的技术参数 ）。 5、机床的主要技术参数包括（ 主参数）、（ 尺寸参数 ）、（ 运动参数 ）、（动力参数 ）。 尺寸参数：指影响机床加工性能的一些尺寸。 运动参数：指机床执行件（主轴或工作台、刀架）的运动速度. 动力参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引力等 6、主轴的尺寸参数主要有：（主轴前后支撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的支承跨距L ）。 6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。 6、机床总体布局中提高动刚度的措施：（提高抗震性）、（减小热变形）、（降低噪声）。 7、推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形方向和大小），设计时，一般普通机床采用（后端定位），数控机床采用（前端定位），组合机床采用（两端定位）。 8、推力轴承位置配置方式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。 9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电气传动）。 10、机床主轴组件应满足的基本要求是（旋转精度）、（刚度）、（抗振性）、（温升与热变形）、（精度保持性） 11、提高主轴部件性能措施：（提高旋转精度）、（提高刚度）、（提高动刚度）。 12、导轨应满足的要求：（导向精度 ）、（精度保持性 ）、（有足够的刚度 ）、（低速运动平稳性）、（结构简单，工艺性好）。 13、机械制造装备应满足的功能包括：（加工精度），（强度）、（刚度和抗震性），（加工稳定性），（耐用度和性价比）。 12、转速图的一点三线包括：（转速点）、（转速线）、（传动轴线）、（传动线）。 13、主轴滚动轴承的选择：（双列圆柱滚子轴承）、（双向推力角接触轴承)、 (圆锥滚子轴承和深沟球轴承)、(角接触球轴承)。
机械制造装备设计_试卷及答案第06套
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《机械制造装备设计》试卷（闭卷）（试卷编号：06） （考试时间：120分钟适用机制专业） 1题号一二三四五六七总分复核人分值10 20 28 15 20 7 100 得分 一、选择题（每题1分，共10分） 1.随行夹具的返回型式有上方返回、下方返回和（） 得分 三种。 批阅人（A）直线通过式；（B）折线通过式； （C）水平返回； 2.按照工艺范围，机床可分为（）、专用机床、专门化机床 （A）通用机床；（B）车床；（C）数控机床； 3.根据数控机床的工作原理，它一般由信息载体、（）、伺服 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；4.仓储设施的型式按其功能分有原材料库、（）、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； 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、（） 和半闭环系统. （A）电气系统；（B）闭环；（C）液压系统； 6.回转运动导轨的截面形状有三种：平面环形、（）和双锥 导轨。 （A）平面形；（B）锥面环形；（C）三角形；
7.钻模按其结构特点可分为（）、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； 8.采用"少品种,大批量”的作法，强调的是“规模效益”.这种制造模式称为（）。 A.“传统模式“ B.“精益生产” C．“敏捷制造“D。”精益—敏捷—柔性 9.使用要求相同的部件,另件,按现行的各种标准和规范,进行设计与制造., ,称为. ( ). A.产品系列化. B.结构典型化. C.通用化标准化/ S.另件.通用化 10机床传动系统各末端执行件之间的运动协调性,和均匀性精度,称为( ). A.几何精度. B.运动静度, C.传动静度. D.定位精度. 二．判断题（20分，每小题2分） 1．机械制造装备包括加工装备、机床、仓储输送装备和 得分 辅助装备四种，它与制造工艺、方法紧密联系在一起， 批阅人 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。（）
一．填空题 1. 1. 机械制造装备包括加工装备、工艺装备、仓储输送装备、辅助装备四个 部分. 2.机械制造装备是机械制造技术的重要载体. 3.机床上形成发生线的方法有轨迹法、_成形法、相切法、展成法. 4.用轨迹法形成发生线需要一个个独立的成形运动, 用相切法形成发生线 需要两个个独立的成形运动, 用成形法形成发生线需要零个独立的成形运动. 5.为了实现加工过程中所需的各种运动, 机床必须有主轴箱、进给箱、溜板 箱三个基本部分 6.床型号为THM6350, 字母T表示镗床,H表示加工中心,M表示精密. 7.CA6140车床的主运动链的两末端件是电动机和主轴,这是一条外联系传动 链. 8.CA6140车床的主上车削米制螺纹时, 进给箱中的齿式离合器M3和M4脱 开,M5接合. 9.A6140车床上车削英制螺纹时, 其挂轮架上交換齿轮与车削米制螺纹相同. 10.432B型外圆磨床上磨削长的外圆柱面时，机床必须具备以下运动：砂轮的旋 转主运动、工件的圆周进给运动、工件的往复纵向进给运动、砂轮的周期或连续横向进给运动. 11.在滾齿机上滾切直齿圆柱齿轮需要三条传动链，分别是主运动传动链、展成 运动传动链、轴向进给运动传动链, 其中, 展成运动传动链为内联系传动链12.上滾切斜齿圆柱齿轮时, 附加运动传动链的首端件是刀架,末端件是工作 台。 13.150E滾齿机上滾切斜齿圆柱齿轮需要4条传动链主运动传动链、展成运动传 动链、轴向进给运动传动链、附加运动传动链，其中, 展成运动、附加运动传动链为内联系传动链. 14.在滾齿机上滾切斜齿圆柱齿轮时, 为使工作台能同时接收来自展成运动传 动链和附加运动传动链传来的运动而不发生矛盾, 需要在传动链中配置一个运动合成机构. 15.主轴部件的基本要求有旋转精度、抗振性、温升和热变形、耐磨性、刚度。
班级＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿＿＿ ……○……○……○……○……密……○……封……○……线……○……内……○……不……○……要……○……答……○……题…○……… 机密★启用前 xxx 学院 《机械制造装备设计》期末考试试题 （2015—2016年度第二学期） 注：考生姓名一律填在左边密封线内规定的位置，填在其他地方试卷均作无效处理。 一、单项选择题（本题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个．．．． 是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．支承件抵抗自身变形的能力称为支承件的（ ）。 【 】 A ．自身刚度 B ．连接刚度 C ．静刚度 D ．弯曲刚度 2．具有自动交换刀具系统的数字控制机床是（ ）。 【 】 A ．车削中心 B ．铣削中心 C ．加工中心 D ．FMC 3．普通机床主轴，一般选用中碳钢45钢或（ ）。 【 】 A ．16MnCn5 B ．20Cr C ．40Cr D ．50钢 4．滑动轴承具有良好的抗振性和（ ）。 【 】 A ．耐磨性 B ．运动平稳性 C ．静刚度 D ．旋转性 5．独立制造岛是以成组技术为基础，（ ）为核心，数控机床和普通机床并存，强调信息流 的自动化，以人为中心的生产组织方式。 【 】 A ．普通机床 B ．数控机床 C ．组合机床 D ．FMC 6．PC 程序中的系统管理程序和编译程序由厂家固化于（ ）中。 【 】 A ．CPU B ．PL C C ．机床 D ．存储器 7．数字控制是当代控制技术的主流，是设备（ ）的基础。 【 】 A ．柔性化 B ．刚性化 C ．自动化 D ．成组技术 8．主轴轴承的精度主要采用（ ）3级。 【 】 A ．P1，P2，P3 B ．P2，P3，P4 C ．P2，P3，P5 D ．P2，P4，P5 9．开环和闭环控制系统主要区别在于有无（ ）。 【 】 A ．数控装置 B ．驱动装置 C ．伺服装置 D ．反馈装置 10．加工中心与其他数控机床的主要区别是( )。 【 】 A ．有刀库和自动换刀装置 B ．机床转速高 C ．机床刚性好 D ．进刀速度高 11．滚珠丝杠副的基本导程L 0减少，可以( )。 【 】 A ．增大脉冲当量 B ．提高承载能力 C ．提高传动效率 D ．提高使用寿命 12．采用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，靠调整两个薄片齿轮轴向距离来消除传动侧隙的方 法适用于（ ）。 【 】 A ．直齿轮传动 B ．斜齿轮传动 C ．圆柱齿轮传动 D ．分度圆齿厚沿轴向略有锥度的齿轮传动 13．数控铣床上最常用的导轨是（ ）。 【 】 A ．滚动导轨 B ．静压导轨 C ．贴塑导轨 D ．塑料导轨 14．数控机床伺服系统是以（ ）为直接控制目标的自动控制系统。 【 】 A ．机械运动速度 B ．机械位移 C ．切削力 D ．角位移 15．既起定位作用，又能自动调整位置的支承称为（ ）支承。 【 】 A ．固定 B ．可调 C ．辅助 D ．自位 二、多项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分） 在每小题列出的五个备选项中至少．．有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选、少选或未选均无分。 1．车床的主要组成部件有： 【 】 A ．主轴箱 B ．刀架 C ．尾座 D ．升降台 E ．溜板箱 2．变速方式分为有级变速和无级变速。有级变速机构有下列几种： 【 】 A ．交换齿轮变速机构 B ．滑移齿轮变速机构 C ．离合器变速运动 D ．组合皮带轮变速机构 E ．组合链轮变速机构 3．镗床的类型有： 【 】 A ．卧式镗床 B ．坐标镗床 C ．金刚石镗床 D ．落地镗铣床 E ．数控镗床 4．组合机床自动线由下列那些部分组成？ 【 】 A ．组合机床 B ．工件 C ．排屑装置 D ．液压系统 E ．电气控制系统 5．托盘系统一般都具有： 【 】 A ．储存、运送功能 B ．集中控制功能 C ．自动检测功能
《机械制造装备设计》第三版思考题与习题答案第一章机械制造及装备设计方法 1.为什么机械制造装备在国民经济发展中占有重要作用？ 答：制造业是国民经济发展的的支柱产业，也是科学技术发展的载体及其转化为规模生产力的工具与桥梁。机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度，装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。 2.机械制造装备与其它工业装备相比，特别强调应满足哪些要求，为什么？ 答：机械制造装备与其它工业装备相比应具备的主要功能中，除了一般的功能要求外，应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程的要求；更加注重加工精度方面的要求、强度、刚度和抗振性方面的要求、加工稳定性方面的要求、耐用度方面的要求、技术经济方面的要求。 3.柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 答：即产品结构柔性化和功能柔性化。产品结构柔性化是指产品设计时采用模块化设计方法和机电一体化技术，只需对结构作少量的重组和修改，或修改软件，就可以快速地推出满足市场需求的，具有不同功能的新产品。功能柔性化是指只需进行少量的调整，或修改软件可以方便地改变产品或系统的运行功能，以满足不同的加工需要。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。普通机床、组合机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度依次增高，其柔性表现在机床结构柔性化和功能柔性化，其中，柔性制造系统的柔性化程度最高。 4.如何解决用精密度较差的机械制造装备制造出精密度较高机械制造装备来？
机械制造装备设计复习题（一）及答案 一、选择（10分，每小题1分） 1．采用“消灭一切浪费”和“不断完善”，以最优的质量和最低成本的产品提供给市场，这种制造模式被称为[ B ]。 A. “传统模式” B. “精益生产” C. “敏捷制造” D. “并行工程” 2．利用金属的塑性变形，使坯料在工具的冲击力或静压力作用下成为具有一定形状和尺寸的工件，同时使其性能和金相组织符合一定的技术要求的机床，称为[ D ]。 A. 挤压机 B. 冲压机 C. 轧制机 D. 锻造机 3．一组功能、工作原理和结构相同，而尺寸和性能参数不同的产品，称为[ A ]。 A. 纵系列产品 B. 横系列产品 C. 跨系列产品 D. 基型产品
4．加工规定的试件，用试件的加工精度表示机床的精度，称为 [ D ]。 A. 几何精度 B. 运动精度 C. 传动精度 D. 工作精度 5．具有摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近、运动灵敏度高，但抗振性差为特点的导轨是 [ C ]。 A. 滑动导轨 B. 卸荷导轨 C. 滚动导轨 D. 动压导轨 6．一个四自由度平面关节型机器人，其运动功能式为[ B ]。 A. M O //4321γγγγ B. M Z O //321γγγ C. M ZX O //21γγ D. M XYZ O //γ 7．以灵活性好，工作空间范围大，但刚度和精度较低为特点的机器人是[ A ]。 A. 关节型机器人 B. 求坐标型机器人
C. 圆柱坐标型机器人 D. 直角坐标型机器人 8．质量小、线胀系数小、弹性模量大、刚度大，在高速下温升低的轴承为[ D ]。 A.角接触球轴承 B. 双列短圆柱滚子轴承 C.圆锥滚子轴承 D. 陶瓷滚子轴承 9．背轮机构可把变速范围扩大到最大数值为[ D ]。 A. 8 B. 32 C. 4 D. 16 10．制造方便，工艺性好，但磨损后很难调整和补偿间隙，主要用于受轴向负荷为特点的导轨为：[ D ]。A. 矩形导轨 B. 三角形导轨 C. 燕尾形导轨 D. 圆柱形导轨 二、填空（20分，每小题1分） 1．加工精度是指加工后零件对理想尺寸、形状和___位置___的符合程度。 2．全自动是指能自动完成工件的上料、加工和卸料的生产全过程；半自动则需___人工___完成上下料。
《机械制造装备设计》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：1001120=R ，Z=8 . 根据 1-=Z R ?, 则7 19.11lg 1lg lg =-=Z R ?, 即：φ= 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：① Z=4ⅹ2； ② Z=2ⅹ4；③ Z=2ⅹ2ⅹ2 在方案①，②中，可减少一根轴，但有一个传动组内有四个传动副，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：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/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800 r/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
《机械制造装备设计》习题及解答 一、填空题 1.机床精度包括：几何精度，传动精度，运动精度和定位精度。 2.相邻两个变速组齿轮，采用交错排列或共用齿轮传动机构可以缩短其轴向长度。 3.矩型导轨和燕尾型导轨常用镶条来调整侧面间隙，镶条分为平镶条和斜镶条两种。 4.机床夹具的基本组成部分包括定位元件，夹紧装置，夹具体三部分。 5.减小夹紧变形的方法合理确定夹紧力的方向、作用点和大小，在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等， 提高工件和夹具元件的装夹刚度。 6.在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位，夹紧。 7.在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。 8.一个尚未定位的工件其位置是不确定的，空间直角坐标系中有6个自由度。 9.机床应具有的性能指标包括：工艺范围，加工精度，生产率，自动化程度和可靠性。 10.矩形导轨和燕尾形导轨可采用镶条来调整侧面间隙，辅助导轨副用压板来调整间隙。 11.主轴上的传动方式主要有带传动和齿轮传动；精密机床、高速加工中心和数控车床常用的驱动方式是：电动机直接驱动主轴。 12.定位元件中适合于工件以精基准圆柱孔定位的元件有定位轴，定位销，心轴。 13.分度装置的分度精度等级一般分为超精密，级精密级，普通级三种。 14.基准误差研究的主要对象是工件的定位基准，工序基准两个基准。 15.定位是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 16.定位方法中属于不正确的定位方式是欠定位。
17.一个变速组内的最大传动比与最小传动比的比值称为变速组的变速范围；其中，级比指数为1的变速组称为基本组，第一扩大组的级比指数为 x1=x0×p0（用公式表示）。 18.加强筋（肋）的主要用途是加强局部刚度和减少薄壁振动。 19.主轴组件由主轴、支承轴承、传动件、定位元件等组成。 20.机动夹紧装置包括力源装置，中间传力机构，夹紧元件三部分 21.按夹紧力的方向单件联动夹紧有三种方式单件同向联动夹紧，单件对向联动夹紧，互垂力或斜交力联动夹紧。 22.定位元件中适合于工件以外圆柱面定位的元件有半圆套，V形块。 23.用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为六点定位规则。 24.支承板比较适合于工件以精基准平面定位。 25.扩大传动系统变速范围，可采用增加变速组，背轮机构，对称混合公比和双速电机等方法。 26.隔板的作用是将局部载荷传递给其他壁板，从而使整个支承件能比较均匀地承受载荷。 27.机构中适合于轴向分度对定的机构有钢球对定，圆柱销对定，菱形销对定，圆锥销对定。 28.夹紧力作用点的确定原则中作用点的位置应当落在定位元件的支承范围内，选在工件刚度较高的部位，尽量靠近加工表面。 29.属于机动夹紧装置力源装置的有电动装置，气动装置，磁力装置。 30.回转分度装置按分度盘和对定销相对位置的不同可分为两种基本形式轴向分度，径向分度。 31.长方体大表面由的三个支承点（不在同一直线）定位可限制3个自由度。 32.工件以“两孔一面”组合定位时可限制工件六个自由度。 二、判断题
第三章典型部件设计 1.主轴部件应满足那些基本要求？ 答：主轴部件应满足的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义，主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映。主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量，刀具的使用寿命，产生噪声。主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力，必须提高其耐磨性。 2.主轴轴向定位方式有那几种？各有什麽特点？适用场合 答：（1）前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支撑处；特点：在前支撑处轴承较多，发热大，升温高；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度；适用场合：用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。 （2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支撑处；特点：发热小、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适用范围：用于普通精度机床、立铣、多刀车床。 （3）两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支撑处；特点：这类配置方案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀；适用范围：用于短主轴，如组合机床。 （4）中间配置两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧；特点：此方案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前支撑结构复杂，温升可能较高。3.试述主轴静压轴承的工作原理 答：主轴静压轴承一般都是使用液体静压轴承，液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。静压轴承由供油系统供给一定压力油，输进轴和轴承间隙中，利用油的静压压力支撑载荷、轴颈始终浮在压力油中。所以，轴承油膜压强与主轴转速无关，承载能力不随转速而变化。静压轴承与动压轴承相比有如下优点：承载能力高；旋转精度高；油膜有均化误差的作用，可提高加工精度；抗振性好；运转平稳；既能在极低转速下工作，也能在极高转速下工作；摩擦小，轴承寿命长。
1－１为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用? 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。 1－2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？为什么？（需要看教材确认答案）1）柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2)符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ １）柔性化有俩重含义:产品机构柔性化和功能柔性化。 2)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？ 1)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。 2）好处: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？ 1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 ２)工艺装备:产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 3）仓储运输装备:各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 4)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？ 1)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。 ２)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备,减少工时和材料的消耗;合理地进行机械制造装备的总体布局,优化操作步骤和方法,减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研,保证产品合理的质量标准,减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。 1-9 机械制造装备设计有哪些类型?他们的本质区别是什么？ 1)类型:机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、模块化设计; 2）本质区别:创新设计：一般需要较长的设计开发周期,投入较大的研制开发工作量； 变型设计:变型设计不是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行的； 模块化设计：对一定范围内不同性能，不同规格的产品进行功能分析,划分一系列的功能模块， 而后组合而成的; 1-１2 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？有哪些优缺点? （再看教材确认） 1)系列化设计方法是在设计的某一类产品中,选择功能、结构和尺寸等方面较典型产品为基型，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。 2-1)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 2-2)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可能冗余。 １-13系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什么?公比选得过大或过小会带来哪些问题？ 1)选取原则:产品的主参数应尽可能采用优先数系。
机械制造装备设计考试题及答案 西北工业大学考试题（A卷）（考试时间120分钟） 学院：专业： 姓名：学号： 一．填空题（共30分，每空1分） 1.机械制造装备创新设计的步骤 可划分为产品规划、方案设计、技术设计和工艺设计等四个阶 段。P17 2.可靠性预测是对新产品设计的 可靠性水平进行评估，计算出产品或其零部件可能达到的可靠 性指标。P38 3.机床的柔性包括空间上的柔性 和时间上的柔性。P57 4.变速组的级比是指主动轴上同 一点传往从动轴相邻两传动线 的比值。P92 5.机床控制系统可分为时间控制、 程序控制、数字控制、误差补偿控制和自适应控制。P129 6.支承件的主要功能是保证机床 各零部件之间的相互位置和相 对运动精度。P161 7.机器人的机械结构类型特征，用 它的结构坐标形式和自由度数 表示。P223 8.伺服电动机驱动单元一般由伺 服电动机、传感器、减速器和制动器组成。 P238 9.可调整夹具的调整方式可分为 调节式、更换式、综合式和组合式。P307
10. 铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和仿形进给式三类。P321 二． 判断题（共10分，每题1分） 1. 采用分支传动方式除了能较大地减小变速范围外，还具有缩短高速传动路线、提高传动效率、 减少噪声的优点。P99 （×） 2. 钢板焊接结构的缺点是钢板材料内摩擦阻尼约为铸铁的1/3。P166 （√） 3. 机器人对灵活性要求很高，其刚 度、精度相对较低。P218 （√） 4. 在工业机器人中常柔软且拉伸 变形大的钢带传递运动。P237 （×） 5. 机器人手臂的结构随其机械结构类型和驱动系统类型的不同 而有很大差别。P241 （√） 6. 调节式可调整夹具适用于位置精度高的场合。P308 （×） 7. 在OXYZ 坐标系中，物体有三个自由度。P275 （×） 8. 组合夹具特别适用于单件、小批量生产，以及新产品试制。P311 （√） 9. 带式传送机的输送能力大、运距大，可输送的物料品种多，结构 比较简单，营运费用较低。P373 （√） 10. 柔性制造系统对集成于其中 的加工设备是有一定要求的，不 是任何加工设备均可纳入柔性制造系统中。P437 （√） 三． 名词解释（共20分，每题5分）
1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着重要的作用？ 制造业是国民经济发展的支柱产业，也是科技技术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比，特别强调应满足哪些要求？为什么？（需要看教材确认答案） 1)柔性化精密化自动化机电一体化节材节能2)符合工业工程要求符合绿色工程要求 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心和柔性制造系统的柔性化程度。其柔性表现在哪里？ 1)柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。 2)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？ 1)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。 2)好处：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？ 1)加工装备：采用机械制造方法制造机器零件的机床。 2)工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹具、量具等工具。 3)仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下料等设备。 4)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？ 1)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。 2)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备，减少工时和材料的消耗；合理地进行机械制造装备的总体布局，优化操作步骤和方法，减少操作过程中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研，保证产品合理的质量标准，减少因质量标准定得过高造成不必要的超频工作量。 1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？ 1)类型：机械制造装备设计包括创新设计、变形设计、模块化设计； 2)本质区别：创新设计：一般需要较长的设计开发周期，投入较大的研制开发工作量； 变型设计：变型设计不是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行的； 模块化设计：对一定范围内不同性能，不同规格的产品进行功能分析， 划分一系列的功能模块，而后组合而成的；