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绪论机械制造装备包括加工设备、工艺装备、工件输送装备和辅助装备四大类。
机床的传统分类方法，主要是按加工性质和所用的刀具进行分类。
机床分为12大类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、特种加工机床、切断机床及其它机床。
电加工机床是直接利用电能对工件进行加工的机床。
电火花加工机床是利用工具电极与工件之间产生电火花电弧从工件上去除微粒材料达到加工要求的机床。
电火花线切割加工机床是利用一根移动的金属丝（钨、钼）作工具电极，在金属丝和工件之间通过脉冲电流，并浇上液体介质，使之产生放电腐蚀而进行切削加工。
电解加工机床是利用在直流电流的作用下，在电解液中产生阳极溶解的原理对工件进行加工的方法。
在加工时，工件做超声振动，并以一定的静压力压在工件上，工件和工具之间引入磨料悬浮液，在振动工具的作用下，磨粒对工件材料进行冲击和挤压，加上空化爆炸作用将材料切除。
工艺装备：即产品制造过程中所用的各种工具的总称。
简称为工装。
是保证产品制造质量、贯彻工艺规程、提高生产效率的重要手段。
包括刀具、夹具、量具、辅具、模具、检具、钳具等。
第一章机床主要参数寸尺参数运动参数动力参数一、机床应具有的性能指标：1、工艺范围2、加工精度和表面粗糙度3、生产率和自动化程度4、可靠性5、机床的效率和寿命6、系列化、通用化、标准化7、环境保护几何精度:是指机床在不运动或低速空载运动时的精度。
取决于零部件的结构设计、制造、装配精度。
是评价机床质量的基本指标。
传动精度:是指内联系传动链两末端执行件相对运动的精度。
取决于传动零部件的制造精度和传动系统设计的合理性。
运动精度:是指机床在额定负载下运行时主要零部件的几何位置精度。
取决于运动部件的制造精度机床零部件的动态刚度机床热变形。
作定位精度:是机床工零部件运动终了时所达到的位置的准确性和机床调整精度机械制造装备的设计类型:创新设计, 变型设计, 模块化设计机床主参数是代表机床规格大小及反映机床最大工作能力的一种参数。
答：工艺装备包括:量具、辅助工具等。
《机械制造装备设计》总复习第一章绪论1 •机械制造装备的分类。
K 机械制造装备指的是什么？共分哪几大类?答：机械制造业中所使用的装备就是机械制造装备。
它共分为四大类：加工装备、工艺装备、物料储运装备和辅助装备。
1-1、加工装备都包括哪些装备?答：加工装备主要指机床，包括金属切削机床、特种加工机床、锻压机床和木 工机床四大类。
1-2、工艺装备都包括哪些装备?1-3、物料储运装备都包括哪些装备？答：物料储运装备包括：物料输送装置、机床上下料装置、各级仓储装置与立 体仓库等。
1-4、辅助装备都包括哪些装备？答：辅助装备包括：清洗机、排屑装置、测量设备和包装设备等。
第二章 机械制造装备的设计方法1・机械制造装备设计的类型。
2 •机械制造装备设计的方法。
3. 机械创新设计的思维和方法。
K 利用各种创新方式，举出多种关于热水瓶（或水杯、笔、尺……）的创意,包括功能、附加物、使用方便等，要求有详细说明。
答：如红外遥控或声控的热水瓶，附加移动装置，可以方便使用；使用经过特殊处理的材料，制成有药效功能的热水瓶或摔不破、挤不破的热水瓶；附加 净化装置的可以净化水的热水瓶；装上定时定量装置，能自动加水烧水的热水 瓶；节能环保的太阳能热水瓶；可以按需要的温度出水的热水瓶；瓶身能够表 示瓶内水温的热水瓶……（杯+玻璃+刻度一一刻度杯；杯+套（真空密封）保温杯（保热保冷）；杯+金属+电一一电热杯；杯+温度计一一温度指示杯；杯+ 图文一一知识观赏杯；杯+盖+指南针--一可指南带盖杯……）刀模具、2.利用各种创新方式，用“可折叠”对除折叠伞以外的各类物品进行改进。
要求有详细说明，包括功能、附加物、使用方便等。
（试举2例）答：3、为方便盲人使用，自选一件物品利用各种创新方式进行尝试，包括功能、附加物、使用方便等等，要求有详细说明。
答：如探路手杖，手杖端部安装探头，碰到障碍回有方向提示音，引导盲人回避；下方附加折叠凳，走路时间长了可以坐下休息；手杖能够折叠，不用时可以放入包内；又如眼镜上安装摄像仪，通过导线连接到司管视觉的器官，盲人戴上后马上就能恢复视觉第三章金属切削机床设计3.1设计要求、方法和步骤1 •机床设计的内容与步骤。
机械制造装备设计复习第一章绪论一、常见先进制造体系缩写：缩短生产周期（T）、提高产品质量（Q）、降低产品陈本（C）、改善服务质量（S）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、制造资源规划（MRP-II）、成组技术（GT）、并行工程（CE）、柔性制造系统（FMS）、全面质量管理体系（TQC）(P1)二、机械制造装备的功能及定义：（1）主要功能：1、一般功能要求（a:加工精度的要求<几何、传动、运动、定位、低速运动平稳性>b:强度、刚度和抗震性的要求c:加工稳定性的要求d：耐用度的要求e：技术经济的要求）2、柔性化（产品结构和功能柔性化）3、精密化4、自动化5、机电一体化（将机械技术与微电子、传感检测、信息处理、自动控制和电力电子有机组成的最佳技术系统）6、节材7、符合工业工程要求8、符合绿色环保要求. (P6)（2）机械制造装备：机械制造装备是制造业的基础，机械制造业直接为生活类机械产品制造业、机械设备制造业及机械装备制造业本身提供机械制造装备；机械设备制造业又为非机械制造业提供生产设备。
机械制造装备几乎与整个制造业都有关系。
(P2)三、机械制造装备设计的类型及类型定义：创新设计、变型设计和模块化设计等三大类型创新设计：（直觉思维和逻辑思维）通常应从市场调研和预测开始，明确产品的创新设计任务，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；通过小批试生产来验证新产品的制造工艺和工艺装备的可行性，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。
(P15)变型设计：（适应性设计与变参数型设计）适应性设计是通过改变或更换部分部件或结构，变参数型设计是通过改变部分尺寸与性能参数，形成所谓的变型产品，以扩大使用范围，满足更广泛的用户需求。
(P16)模块化设计：是按合同要求，选择适当的功能模块，直接拼装成所谓的“组合产品”。
2.3机床夹具一、概述1．机床夹具的定义在机床上加工工件时，为了要使工件在该工序所加工的表面，能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其它表面间的相互位置等技术要求，因此在开动机床进行加工前，必须首先将工件装好夹牢。
机械加工中，在机床上用以确定工件位置并将其夹紧的工艺装备称为机床夹具（简称为夹具）。
2．机床夹具的功用在一般情况下机床夹具的功用有下列几点：（1）保证被加工表面的位置精度采用夹具装夹工件，可以准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置，因而能比较可靠和稳定地获得较高的位置精度。
（2）提高劳动生产率采用夹具后，可以省去对工件的逐个找正和对刀，使辅助时间显著减少；另外，用夹具装夹工件，比较容易实现多件、多工位加工，以及使机动时间与辅助时间重合等；当采用机械化、自动化程度较高的夹具时，可进一步减少辅助时间，从而可以大大提高劳动生产率。
（3）扩大机床的使用范围在机床上配备专用夹具，可以使机床使用范围扩大．例如在车床床鞍上或在摇臂钻床工作台上安放镗模后，可以进行箱体孔系的镗削加工，使车床、钻床具有镗床的功能。
（4）降低对工人的技术要求和减轻工人的劳动。
3．机床夹具的分类随着机械制造业的发展，机床夹具的种类不断地增加，出现了许多新颖的夹具结构。
按夹具的使用范围和使用特点，机床夹具可分为以下几类：（1）通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，具有一定通用性，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。
通用夹具通常作为某种机床的附件，如车床的三爪卡盘或四爪卡盘；铣床的平口钳或回转工作台、万能分度头；平面磨床上的磁力工作台等。
通用夹具的特点是适应性强，不需调整或稍加调整就可以用来安装—定形状和尺寸范围内的不同工件。
采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低产品加工的制造成本。
其缺点是工件定位精度不高，对工人操作水平要求较高，生产效率较低。
主要用于多品种的单件小批生产。
近年来随着产品加工特点和精度要求的日益提高，出现了一批高精度、高效率的通用夹具，如高精度的自动定心卡盘、液压虎钳、多角度磁性工作台等。
单元综合复习（六）2.3 机床夹具一、单向选择题：1、欠定位是（A）。
A、不允许的；B、允许的；C、不一定。
2、工件在安装定位时，根据加工技术要求实际限制的自由度数少于六个即能满足加工要求，这种情况称为（B）。
A、欠定位；B、不完全定位；C、完全定位。
3、过定位是（C）。
A、不允许的；B、允许的；C、不一定。
4、锥度心轴限制（D）个自由度。
A、2；B、3；C、4；D、5。
5、在球体上铣平面，要求保证尺寸H（如左下图所示），必须限制（A）个自由度。
A、1；B、2；C、3；D、4。
6、在球体上铣平面，若采用如右上图所示的方法定位，则实际限制了（C）个自由度。
A、1；B、2；C、3；D、4。
7、过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（D）个自由度。
A、2；B、3；C、4；D、58、在车床上安装工件时，能自动定心并夹紧工件的夹具是（A）A、三爪卡盘；B、四爪卡盘；C、中心架。
二、多向选择题：1、以下属于工艺基准的有：（A、C、D）。
A、定位基准；B、设计基准；C、工序基准；D、装配基准。
2、定位结果不会使工件定位精度受到影响的定位现象是：（A、D）A、不完全定位；B、过定位；C、欠定位；D、完全定位。
3、机床夹具必不可少的组成部分有（A、B、D）A、定位元件；B、夹紧机构；C、对刀及导向元件；D、夹具体。
三、判断题：1、夹具装夹广泛应用于各种生产类型。
（T）2、工件夹紧后，位置不会再变化，因而也就定位了。
（F）3、在工件的定位安装中，限制的自由度越多越稳定。
（F）4、欠定位是不允许的。
（T）5、过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。
（F）6、工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位。
（F）7、工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，就不会出现欠定位。
（F）8、工件装夹在夹具中，凡是超过六个定位支承点，就是过定位。
（F）9、工件装夹在夹具中，凡是不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。
（F）10、长定位心轴给孔定位，孔轴的接触长度与直径之比大于1时，可以消除工件的2个自由度。
（F）11、长定位心轴给孔定位，孔轴的接触长度与直径之比大于1时，可以消除工件的4个自由度。
（T）12、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。
（F）﹡13、组合夹具特别适用于新产品试制。
（T）四、填空题：1、工艺基准可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
2、工件的定位现象可分为完全定位、不完全定位、欠定位和过定位。
3、定位和夹紧两个过程综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。
4、夹具由定位元件、夹紧装置、夹具体和其他元件及装置组成。
5、工件典型的定位方式有以平面定位、以圆孔定位、以外圆柱面定位和组合定位。
6、夹紧力三要素设计原则为：方向、作用点、大小。
7、夹紧装置主要由力源装置、中间传动机构和夹紧元件组成。
8、常见回转分度装置的基本形式有轴向分度和径向分度。
五、问答题：1、作图表示工件在空间直角坐标系中的六个自由度。
2、使用六点定位原理时，什么是六个支撑点的合理分布？试举例说明。
3、加工中工件的定位需限制的自由度由什么决定？4、试问如图所示各零件加工所必须限制的自由度：a）在球上打盲孔φB，保证尺寸H；b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸L；c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。
答：a）必须限制、、 3个自由度；b）必须限制、、、 4个自由度；c）必须限制、、、 4个自由度；d）必须限制、、、、 5个自由度5、试问如下图所示各定位方案中：a、各定位元件限制的自由度；b、判断有无欠定位或过定位；c、对不合理的定位方案提出改进意见。
1）车阶梯轴小外圆及台阶端面；2）车外圆，保证外圆与内孔同轴；3）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；4）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。
答：1）a、三爪卡盘限制、、、4个自由度；前后顶尖限制、、、、 5个自由度。
b、、、、4个自由度被重复限制，属过定位。
c、去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。
2）a、圆柱面限制、、、4个自由度；端面限制、、3个自由度。
b、、 2个自由度被重复限制，属过定位。
c、在端面处加球面垫圈。
3）a、大平面限制、、3个自由度；长圆柱销限制、、、 4个自由度；V形块限制、、 3个自由度。
b、、、、自由度被重复限制，属过定位。
c、将长圆柱销改为短圆柱销、V形块改为在方向浮动的形式。
4）a、大平面限制、、 3个自由度；固定V形块限制、2个自由度；活动V 形块限制自由度。
b、自由度被重复限制，属过定位。
c、将两V形块之一改为平板形式。
6、定心夹紧机构有何特点？主要用于什么场合？答：定心夹紧机构具有在实现定心定位作用的同时将工件夹紧的特点。
主要用于要求准确定心和对中的场合。
7、钻套有几种类型？※钻模板有几种类型？答：钻套的类型有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套四种。
钻模板有固定式、铰链式和可卸式三种。
8、镗套有几种类型？怎样选用？答：镗套有固定式和回转式两种，低速镗孔时，应选用固定式镗套，高速镗孔时，应选用回转式镗套。
※9、某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的工序，试从定位角度分析其原因。
答：齿轮零件在加工齿部时通常采用心轴安装，齿轮坯需要以基准孔及大端面定位，属于过定位（参见右图）。
在过定位的情况下，为保证定位准确，要求齿轮坯的基准孔与大端面垂直。
采用小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的目的，就是为了保证齿轮坯的基准孔与大端面垂直。
※10、齿轮毛坯在端面心轴上定位（心轴与孔为间隙配合）车削大端面，如下图所示。
车削后发现大端面与孔同轴度超差，试分析其原因，并提出解决办法。
答：齿轮以孔及小端面定位，由于小端面与心轴端面成环形接触，是3点定位；而心轴与孔配合，是4点定位，其中和（心轴轴向方向为Z方向）被重复限制，属过定位。
又夹紧力垂直于端面，若孔与小端面存在垂直度误差，则夹紧后会使孔轴线与心轴轴线不同轴。
在这种情况下加工大端面，将会使大端面与孔轴线不垂直。
解决办法是采用可胀心轴或在端面处加球面垫圈（见答案图）。
教材：2-28、根据六点定位原理，分析图示各定位方案中，各定位元件分别限制了哪些自由度。
2-31、何为定位误差？造成定位误差的原因是什么？答：基准不重合误差和基准位移误差。
2-35、试写出三种基本夹紧机构的名称、优缺点。
答：1、斜楔夹紧机构：夹紧力小，操作费时，实际生产中常与其他机构联合起来使用。
2、螺旋夹紧机构：机构简单，夹紧力大，自锁性能好，有较大的夹紧行程，广泛使用。
3、偏心夹紧机构：操作方便，夹紧迅速，但夹紧力和夹紧行程较小，用于切削力不大、振动小的场合。
※17、对专用夹具的基本要求是什么？※18、车床夹具与车床主轴的连接方式有哪几种？答：车床夹具与车床主轴的连接方式有：短锥法兰式、长锥带键式、螺纹圆柱式和长锥柄式。
※19、定位键在夹具中起何作用？它有几种结构形式？答：定位键不仅可以确定夹具在机床上的位置，还可以承受切削扭矩，减轻螺栓的负担，增加夹具的稳定性。
定位键有矩形定位键和圆形定位键两种。
六、分析计算题：1、工件以外圆表面在V型块上定位铣键槽，若工序尺寸标注如图所示，其定位误差为多少？答：1）若工件的工序基准为外圆的下母线（工序尺寸为H1，参考题图a）时的定位误差为：2）若工件的工序基准为外圆的上母线（工序尺寸为H2，参考题图b）时的定位误差为：2、在如图所示的工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。
现有3种定位方案，分别如图b）、c）、d）所示。
试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案（忽略外圆与内孔的同轴度误差）。
答：（1）图b定位方案：①对于对称度0.03mm，Δ定=0，能满足工序要求；②对于尺寸，Δ定=Δy-ΔB=0.021mm而Δ定=0.021mm﹤0.14/3=0.047mm，也能满足工序要求。
∵所有工序要求都能满足，∴图b定位方案合理，可以采用。
（2A）图c定位方案A（心轴垂直放置）：①对于对称度0.03mm，ΔB=0，Δ定=Δy=Dmax-dmin=+0.03-(-0.03)=0.06mm﹥0.03/3=0.01mm；不能满足工序要求；②对于尺寸，ΔB=TD/2=0.05mm，Δy=0.06mm，Δ定=Δy+ΔB=0.06+0.05=0.11mm﹥0.14/3=0.047mm,也不能满足工序要求。
∵工序要求都不能满足，∴图c定位方案A不合理，不能采用。
（2B）图c定位方案B（心轴水平放置）：①对于对称度0.03mm，Δ定=0，能满足工序要求；②对于尺寸，ΔB=0，Δ定=Δy=(D max-d min)/2+ T d/2 =[+0.03-(-0.03)]/2+0.05=0.08mm﹥0.14/3=0.047mm, 不能满足工序要求。
∵不能满足所有工序要求，∴图c定位方案B不合理，不能采用。
（3）图d定位方案：①对于对称度0.03mm，Δ定=Δy=0.5Td=0.05mm＞0.01mm ，不能满足工序要求；②对于尺寸，Δ定=0，能满足工序要求；∵不能满足所有工序要求，∴图d定位方案不合理，不能采用。
* * * * * * *（4）通过比较，最佳方案应该是图b定位方案和图c定位方案B。
3、如图所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径D=）。
现加工槽 B ，要求保证位置尺寸 L 和 H 。
试问：1）定加工时必须限制的自由度；2）选择定位方法和定位元件，并在图中示意画出；3）计算所选定位方法的定位误差。
答：a 、必须限制4个自由度： 、 、、 。
b 、定位方法如下图所示。
c 、定位误差：对于尺寸H ： ；对于尺寸L ：。
4、现有一批小轴，直径为φ50012.0-mm ，需在工件的外圆上铣一小平面，要求此平面距工件轴心为20020.0-mm ，工件在α=90°的V 形块上定位，若不考虑其它误差的影响，试作图并计算定位误差△dw 同时判断定位方案行否？若要求此平面距工件下母线为45020.0-mm ，试作图并计算定位误差△dw 同时判断定位方案行否？答：（1）1）因为工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，所以没有基准不重合误差；但因为工件外圆柱面直径有制造误差，所以有基准位移误差Δy 。
2）此时，定位误差等于基准位移误差，即△dw=Δy=)2/sin(2αδd ； 根据已知条件，d δ=0.12mm ，α=90°，所以△dw =0.12/1.414=0.085mm 。
3）因为△dw=0.085mm0.20/3=0.067mm ，所以此加工方法不能满足加工要求。
