机械制造装备设计习题答案关慧贞教

《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案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？柔性化精密化自动化机电一体化节材节能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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

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。

1-7 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床。

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。

1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？类型：创新设计、变型设计和模块设计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?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。

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。

《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案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？柔性化精密化自动化机电一体化节材节能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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

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。

1-7 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床。

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。

1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？类型：创新设计、变型设计和模块设计 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? 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。

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。

第六章物流系统设计习题与思考题（参考答案）1.试述物流系统设计(de)重要意义.生产活动可主要概括为四个基本环节,即加工、搬运、停滞、检验,其中机床作业时间占5%左右,95%左右(de)时间处于储存、装卸、等待或出运状态.要缩短生产周期,必须同时改善这四个环节,尤其是搬运和停滞.虽然加工是制造生产价值(de)主作业,然而它对缩短整个系统生产周期(de)作用并不显着.企业物流不合理现象普遍存在,运用现代科学技术方法,合理进行物流系统(de)设计,可以在不增加或少增加投资(de)条件下,取得明显(de)经济效益.2.物流系统(de)组成环节有哪些物流系统设计时应满足哪些要求（1）物流系统(de)结构一般分为水平式和垂直式.水平式生产企业物流系统由供应物流子系统、生产物流子系统和销售物流子系统组成；垂直式生产企业物流系统一般由管理层、控制层和执行层组成.（2）a．连续性和流畅性；b. 平行性与交叉性；c. 比例性和协调性；d. 均衡性与节奏性；e. 准时性；f. 柔性和适应性.3.料仓式和料斗式上料装置、上下料机械手各适用于什么场合（1）料仓式上料装置适用于工件尺寸较大,且形状复杂难以自动定向(de)场合,主要应用于大批量及加工时间较长(de)工件(de)生产；（2）料斗式上料装置主要适用于形状简单、尺寸较小(de)毛坯件(de)上料,广泛应用于各种标准件厂、工具厂、钟表厂等大批量生产厂家；（3）上下料机械手适用于形状、尺寸特殊(de)工件,广泛应用于对柔性要求较高(de)企业.4.料仓式和料斗式上料装置(de)基本组成及其主要区别是什么（1）料仓式上料装置主要由料仓、隔料器、上料器、上料杆、下料杆等部分组成；料斗式上料装置主要由装料机构、储料机构组成,装料机构由料斗、搅拌器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、减速器等组成,储料机构由隔离器、上料器等组成.（2）料斗式上料装置与料仓式上料装置(de)主要不同点在于,后者只是将已定向整理好(de)工件由储料器向机床供料,而前者则可对储料器中杂乱(de)工件进行自动定向整理再送给机床.5.振动式上料装置(de)工作原理是什么圆筒形料斗由内壁带螺旋送料槽(de)圆筒和底部呈倒锥形(de)筒底组成,筒底呈倒锥形以便工件向四周移动,进而进入筒壁上(de)螺旋送料槽.料斗底部通过三个联接块与三个板弹簧相连.当电磁振动器通电时,其铁芯线圈吸引筒底中央(de)衔铁,使得板弹簧产生弯曲变形,使得料斗产生上下和扭转振动.当整个圆筒做扭转振动时,工件将沿着螺旋形(de)送料槽逐渐上升,并在上升过程中进行定向,自动剔除位置不正确(de)工件.上升(de)工件最后从料斗上部出口进入送料槽.6.目前机床间工件传输装置有哪几种各适用于哪些场合（1）托盘及托盘交换器,多用于柔性化自动生产线,也可起到小型中间储料库(de)作用,以补偿随机、非同步生产(de)节拍差异；（2）随行夹具,适用于结构形状较复杂而缺少可靠运输基面(de)工件或质地较软(de)有色金属工件(de)传输；（3）各种传送装置,常见(de)有滚道式、带式、悬挂式等多种,多用于物料(de)暂存和缓冲；（4）有轨运输小车,适用于运送尺寸和质量均较大(de)托盘或随行夹具,且运输路线固定不变(de)生产系统；（5）无轨运输小车,适用于沿既定(de)引导路径行驶,并在准确位置进行自动装卸(de)全自动生产系统；（6）随行工作台站,用于生产中(de)过渡和缓冲.7.为什么要采用随行夹具随行夹具(de)三种返回方式各有什么特点（1）对于结构形状比较复杂而缺少可靠运输基面(de)工件或质地较软(de)有色金属工件,常将工件先定位夹紧在随行夹具上,和随行夹具一起传送、定位和夹紧在机床上进行加工.（2）随行夹具(de)返回方式有上方返回、下方返回、水平返回三种.上方返回方式结构紧凑、占地面积小,但不宜布置立式机床,调整维修机床不便,较长自动线不宜采用；下方返回方式结构紧凑,占地面积小,但维修调整不便,同时会影响机床底座(de)刚性和排屑装置(de)布置.多用于工位数少,精度不高(de)小型组合机床(de)自动线上；水平返回方式占地面积大,但结构简单,敞开性好,适用于工件及随行夹具比较重、比较大(de)情况.8.常见(de)滚道式输送装置有哪些其特点是什么（1）无动力式滚子传送机、动力式滚子传送机（2）滚道式传送机可以单独使用,也可在流水线上与其他输送机或工作机配合使用,具有结构简单、工作可靠、安装拆卸方便、易于维修、线路布置灵活等优点.9.试述自动导引小车(de)工作原理、基本构成、导航方式和适用场合.(1)工作原理：运行过程中,AGV首先必须获得任务指令,即目(de)工位(de)导向板标号,作为终点位置,同时还需得到当前位置,作为起始位置.随后,车载机调用路径规划算法计算出最佳(de)行走路径,并存储路径上所要依次经过(de)站点位置.完成路径规划后,AGV不断查询已存入车载计算机(de)工作路线信息,确定参考位置,再与传感器检验到(de)实际位置相比较,实现运行导引.最后,由运动控制运算器给出驱动电动机或导向电动机(de)调节量,实现闭环控制.运行中,AGV每经过一个工位,地址导向板都给出相应(de)信息,到达终点后调用定位程序,实现准确停车定位.(2)AGV主要由车体、电源和充电系统、驱动装置、转向装置、控制系统、通信装置、安全装置等组成.（3）AGV按导航方式(de)不同可分为直接坐标导引、信标导引、惯性导引、电磁导引、光/化学/磁感应式导引、红外线导引、激光导引、视觉导引等方式.（4）适用于沿既定(de)引导路径行驶,并在准确位置进行自动装卸(de)全自动生产系统.10.AGV(de)自动转向方式有哪几种特点是什么（1）铰轴转向式.方向轮装在转向铰轴上,转向电动机通过减速器和机械连杆机构控制铰轴,从而控制方向轮(de)转向,需要有转向限位开关；（2）差动转向式.在AGV(de)左、右轮上分别装上两个独立驱动电动机,通过控制左右两轮(de)速度比实现车体(de)转向,此时非驱动轮是自由轮.11.自动化仓库(de)基本类型有哪些其应用特点是什么（1）基本类型：1）按建筑形式可分为整体式和分离式；2）按货架构造可分为单元货格式仓库、贯通式仓库（重力式货架仓库、梭式小车货架仓库）、水平循环式仓库、垂直循环式仓库.（2）应用特点：1）采用高层货架存储,并结合计算机管理,充分提高了空间利用率；2）采用先进(de)自动化物料搬运设备,不仅能使货物在仓库内按需要自动存取,而且可以与仓库以外(de)生产环节进行有机连接；3）具有快速(de)入出库能力,加快货物(de)存取节奏,减轻劳动强度,提高生产效率；4）减少库存资金积压.12.堆垛机货叉(de)工作原理是什么堆垛机采用相对寻址(de)操作方式寻找货格,当堆垛机沿巷道轨道或装卸托盘沿框架轨道行走时,每经过仓库(de)一列或一层,将货格地址(de)当前值加1或减1.当前值与设定值快接近时,控制堆垛机或装卸托盘自动减速,当前值与设定值完全相符时,发出停车指令,装卸托盘便准确地停在设定(de)货格前,存入或取出货格内(de)货物.13.自动化仓库(de)工作原理是什么（1）堆垛机停在巷道起始位置,待入库货物放置在出入库装卸站上,堆垛机(de)货叉将其取到装卸托盘上,将该货物存入(de)仓位号及调出货物(de)仓位号一并从控制台输入计算机.（2）计算机控制堆垛机在巷道行走,装卸托盘沿堆垛机铅直导轨升降,自动寻址向存入仓位行进.（3）当装卸托盘到达存入仓位前,装卸托盘上(de)货叉将托盘上(de)货物送进存入仓位.（4）堆垛机行进到调出仓位,将货物取出,放在装卸托盘上,并带着取出(de)货物返回到起始位置,货叉将货物从装卸托盘送到出入库装卸站.（5）重复上述动作,直至暂无货物调入调出指令.14.工厂总体物流系统设计(de)基本步骤是什么应注意哪些设计原则（1）基本步骤：1）资料(de)收集与分析,主要包括工厂(de)产品分析与物料分类；2）工厂总体布局设计,首先是调研、收集数据,其次分析所收集资料(de)相互关系,提出设计方案,最后对若干设计方案进行比较选择,并组织实施；3）车间布局设计,主要包括工艺设计与物流系统设计；4）物料搬运设备(de)选择.（2）设计原则：1）工厂平面布置合理化；2）工厂物流活动与生产工艺流程同步化；3）物料搬运路线简捷、直线化；4）物料搬运机械化、省力化、自动化；5）单元化容器标准化、通用化；6）库存合理化；7）采用看板运输管理,保证生产物流活动准时化；8）提倡储、运、包一体化,集装单元化；9）主要收、发、运、送流程环节尽量目视化,以便与管理.15.车间物流设计(de)原则是什么（1）以车间生产纲领和生产类型为依据,确定车间(de)生产组织形式和设备布局(de)形式；（2）要求工艺流程通顺,物料搬运简捷方便,避免往返交叉；（3）根据工艺流程,选择适当(de)建筑形式,采用适当(de)高度、跨度等,充分利用建筑(de)空间；（4）对车间所有(de)组成部分：设备、通道、作业区域、物料存放区域等进行合理(de)区划及协调配置；（5）为员工创造良好(de)工作环境,将工位器具设置在合适(de)部位,便于操作工完成作业；（6）具备适当(de)适应生产变化(de)能力.16.物流搬运装备(de)选择原则是什么搬运距离较短(de)物料,其主要工作量在装卸,应选用装卸费用较低(de)传送设备；搬运距离较长(de)物料,其主要工作量在运输,应选用单位里程运输费用较低(de)运输设备,其装卸费用可以允许高些.物流量低(de)物料应选用简单(de)搬运设备,以降低搬运(de)成本；物流量高(de)物料应选用复杂(de)搬运设备,以提高搬运(de)效率.。

机械制造装备设计第五章习题答案关慧贞第五章机床夹具设计习题答案1. 机床夹具的作用是什麽？有那些要求？（1）机床夹具的作用1）保证加工精度 2 ）提高生产率 3）扩大机床的使用范围。

4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

（2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度3）安全、方便、减轻劳动强度结构工艺性。

2. 机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置 2 4）动力装置 5 ）夹具体 6 不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。

3. 何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？（1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。

（2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。

（3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。

欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。

此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。

过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。

一般情况下这是不允许的。

但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。

4. 试分析图 5－7中 a 、c 方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？ 2）夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 4）排屑顺畅 5 ）应有良好的强度、刚度和）夹紧元件及夹紧装置 3 ）导向及对刀元件）其它元件及装置5.7过定位及其改进图5.7 a ）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制 3个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2个自由度，因此共限制了 7 个自由度，超出了6个,即y 方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。

C ）:工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1,属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的* *自由度没有被限制。

第五章机床夹具设计习题答案1.机床夹具的作用是什麽？有那些要求？（1）机床夹具的作用1）保证加工精度2）提高生产率3) 扩大机床的使用范围。

4) 减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

（2）机床夹具的要求1）保证加工面的位置精度2) 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应3) 安全、方便、减轻劳动强度4) 排屑顺畅5）应有良好的强度、刚度和结构工艺性。

2.机床夹具的组成有那些部分？1）定位元件及定位装置2）夹紧元件及夹紧装置3）导向及对刀元件4）动力装置5）夹具体6）其它元件及装置不同的生产条件下的夹具，其组成会有不同。

3.何谓六点定位原理“何谓定位的正常情况和非正常情况，它们各包括那些方面？（1）六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，使工件实现完全定位。

（2）定位的非正常情况是指凡是保证加工位置精度的自由度均已被约束所限制的情况，它可以是完全定位，即限制了六个自由度，也可以是小于六个约束点。

（3）定位的非正常情况包括欠定位和过定位两种。

欠定位是指保证加工精度的某自由度应该被限制而没有被限制的情况。

此情况不能保证加工精度，因此此定位方案是绝对不允许的。

过定位是指为保证加工精度应该被限制的某个自由度被两个或两个以上的约束所重复限制。

一般情况下这是不允许的。

但在工件定位和定位元件精度很高或者在工件刚度很低的情况下，过定位的情况是被允许的。

4.试分析图5－7中a 、c 方案为什麽属过定位？如何改进的？尚存在什麽问题？5.7过定位及其改进图5.7 a ）：工件下底面有俩个短圆柱销台阶面支撑，为平面约束，限制3个自由度，而每个短圆柱销插入工件孔内，限制了2个自由度，因此共限制了7个自由度，超出了6个，即y 方向的移动自由度被重复限制了，因此属于过定位。

C ）：工件左端由销的又台阶端面定位，此端面限制了3个自由度，而销的长径比已超过1，属于长销，它限制了4个自由度，共限制了7个自由度，还有转动的自由度没有被限制。

《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？答：采用机械误差补偿技术或采用数字化技术分析各种引起加工误差的因素，建立误差的数学模型，将误差的数学模型存入计算机。

在加工时，由传感器不断地将引起误差的因素测出，输入计算机，算出将产生的综合误差，然而由误差补偿装置按算出的综合误差进行补偿。

《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案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？柔性化精密化自动化机电一体化节材节能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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

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。

1-7 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床。

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。

1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？类型：创新设计、变型设计和模块设计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?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。

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。

机械制造装备设计第四章习题答案（关慧贞）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、多自曲度操作机，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：工业机器人山操作机、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，工作空间范圉大（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。

機械製造裝備設計》第四版思考題與習題答案第一章機械製造及裝備設計方法1.為什麼機械製造裝備在國民經濟發展中佔有重要作用？答：製造業是國民經濟發展のの支柱產業，也是科學技術發展の載體及其轉化為規模生產力の工具與橋樑。

機械製造業の生產能力主要取決於機械製造裝備の先進程度，裝備製造業是一個國家綜合製造能力の集中體現，重大裝備研製能力是衡量一個國家工業化水準和綜合國力の重要標準。

2.機械製造裝備與其它工業裝備相比，特別強調應滿足哪些要求，為什麼？答：機械製造裝備與其它工業裝備相比應具備の主要功能中，除了一般の功能要求外，應強調柔性化、精密化、自動化、機電一體化、節材節能、符合工業工程和綠色工程の要求；更加注重加工精度方面の要求、強度、剛度和抗振性方面の要求、加工穩定性方面の要求、耐用度方面の要求、技術經濟方面の要求。

3. 柔性化指の是什麼？試分析組合機床、普通機床、數控機床、加工中心和柔性製造系統の柔性化程度。

其柔性表現在哪里？答：即產品結構柔性化和功能柔性化。

產品結構柔性化是指產品設計時採用模組化設計方法和機電一體化技術，只需對結構作少量の重組和修改，或修改軟體，就可以快速地推出滿足市場需求の，具有不同功能の新產品。

功能柔性化是指只需進行少量の調整，或修改軟體可以方便地改變產品或系統の運行功能，以滿足不同の加工需要。

數控機床、柔性製造單元或系統具有較高の功能柔性化程度。

在柔性製造系統中，不同工件可以同時上線，實現混流加工。

普通機床、組合機床、數控機床、加工中心和柔性製造系統の柔性化程度依次增高，其柔性表現在機床結構柔性化和功能柔性化，其中，柔性製造系統の柔性化程度最高。

4.如何解決用精密度較差の機械製造裝備製造出精密度較高機械製造裝備來？答：採用機械誤差補償技術或採用數位化技術分析各種引起加工誤差の因素，建立誤差の數學模型，將誤差の數學模型存入電腦。

在加工時，由感測器不斷地將引起誤差の因素測出，輸入電腦，算出將產生の綜合誤差，然而由誤差補償裝置按算出の綜合誤差進行補償。

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？柔性化柔性化 精密化精密化 自动化自动化 机电一体化机电一体化 节材节能节材节能 符合工业工程要求符合工业工程要求 符合绿色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？柔性化有俩重含义：产品机构柔性化和功能柔性化。

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。

1-7 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床。

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。

1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区别是什么？类型：创新设计、变型设计和模块设计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? 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。

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。

机械制造装备设计第七章习题答案（关慧贞）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。

第二章金属切削机床设计1.机床设计应满足哪些基本要求，其理由是什么？答：机床设计应满足如下基本要求：1）、工艺范围，机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力，也可称之为机床的加工功能。

机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。

2）、柔性，机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力，分为功能柔性和结构柔性；3）、与物流系统的可接近性，可接近性是指机床与物流系统之间进行物料（工件、刀具、切屑等）流动的方便程度；4）、刚度，机床的刚度是指加工过程中，在切削力的作用下，抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。

刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。

机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率；5）、精度，机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。

机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度，机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度（尺寸、形状及位置偏差）。

6）、噪声；7）、自动化；8）、生产周期；9）、生产率，机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。

机床的切削效率越高，辅助时间越短，则它的生产率越高。

10）、成本，成本概念贯穿在产品的整个生命周期内，包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用，是衡量产品市场竞争力的重要指标；11）、可靠性，应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内，完成规定的加工功能时，无故障运行的概率要高。

12）、造型与色彩，机床的外观造型与色彩，要求简洁明快、美观大方、宜人性好。

应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点，按照人机工程学要求进行设计。

2.机床设计的主要内容及步骤是什么？答：一般机床设计的内容及步骤大致如下：（1）总体设计包括机床主要技术指标设计：工艺范围运行模式，生产率，性能指标，主要参数，驱动方式，成本及生产周期；总体方案设计包括运动功能设计，基本参数设计，传动系统设计，传动系统图设计，总体结构布局设计，控制系统设计。