《机械制造装备设计》关慧贞第三版课后习题答案解析

2-36 进给传动与主传动相比较,有哪些不同点?

1)进给传动是恒转矩传动

2)进给传动系中各传动件的计算转速是其最高转速 3)进给传动的转速图为前疏后密结构 4)进给传动的变速范围

5)进给传动系采用传动间隙消除机构 6)快速空程传动的采用 7)微量进给机构的采用

2-37进给伺服系的驱动部件有哪几种类型?其特点和应用范围怎样?

步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机、直线伺服电动机 2-39 机床控制系统有几种分类方法?是如何进行分类的?

按自动化程度分类:手动、机动、半自动、自动控制系统。 按控制系统是否有反馈:开环、半闭环、闭环控制系统。

按控制方式和内容分类:时间控制、程序控制、数字控制、误差补偿控制和自适应控制 3-1 主轴部件应满足哪些基本要求?

旋转精度、刚度、抗振性、温升和热变形、精度保持性

3-11 根据什么原则选择支承件的截面形状,如何布置支承件上的助板和助条?

1)无论是方形、圆形或矩形,空心截面的刚度都比实心的大,而且同样的断面形状和相同大小的面积,外形尺寸大而壁薄的截面,比外形尺寸小而壁厚的截面的抗弯刚度和抗扭刚度都高。所以为提高支承件的刚度,支承件的截面应是中空形状,尽可能加大截面尺寸,在工艺可能的条件下壁厚尽量薄一些。

2)圆(环)形截面抗扭刚度好于方形,抗弯刚度比方形低;以承受弯矩为主的支承件的截面形状应取矩形,并以其高度方向为受弯方向;以承受转矩为主的支承件的截面形状取圆(环)形。

3)封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度,特别是抗扭刚度。截面应尽可能设计成封闭形状。 助板的布置取决去支承件的受力方向。

肋条置于支承件某一内壁上,主要为了减小局部变形和薄壁振动,用来提高支承件的局部刚度。 3-12 提高支承件结构刚度和动态性能有哪些措施?

提高支承件结构刚度的主要方法是:根据支承件受力情况合理的选择支撑件的材料、截面形状和尺寸、壁厚,合理的分布肋板和肋条。

提高动态性能的方法:1、改善阻尼特性2、采用新材料制造支承件 3-14 镶条和压板有什么作用?

镶条:镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧向间隙,镶条应放在导轨受力较小的一侧 压板:压板用来调整辅助导轨面的间隙,承受颠覆力矩,用配刮垫片来调整间隙 3-16提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施

1)合理选择导轨的材料和热处理 2)导轨的预紧

3)导轨的良好润滑和可靠防护

4)保证完全的液体润滑,用油膜隔开相接触的导轨面,加大导轨的接触面和减轻负载,争取磨损要使摩擦面上的压力分布均匀。导轨的形状尺寸要尽可能对集中负载对称。 3-21 加工中心上刀库的类型有哪些?

鼓轮式刀库、链式刀库、格子箱式刀库和直线式刀库

3-23 典型换刀机械手有哪几种?各有何特点?适用范围如何?

1)单臂双手爪型机械手:这种机械手的拔刀、插刀动作都由液压动作来完成,根据结构要求,可以采取液压缸动、活塞固定;或活塞动、液压缸固定的结构形式。这种液压缸活塞的密封松紧要适当,太紧了往往影响机械手的正常动作,要保证既不漏油又使机械手能灵活动作。

2)双臂单手爪交叉型机械手:应用有JCS—013型卧式加工中心

3)单臂双手爪且手臂回转轴与主轴成45°的机械手:这种机械手换刀动作可靠,换刀时间短,但对刀柄精度要求高,结构复杂,联机调整的相关精度要求较高,机械手离加工区较近。

4)手抓。

5)钳形杠杆机械手。

5-2 机床夹具的组成有哪些部分?

定位元件及装置、夹紧元件及装置、导向及对刀元件、机床连接元件、夹具体、其它元件及装置 5-3 何谓六点定位原理?何谓定位的正常情况和非正常情况?他们各包括哪些方面?

原理:采取适当约束措施,消除工件的六个自由度,实现工件定位。

定位的正常情况:根据加工表面的位置尺寸要求,需要限制的自由度均已被限制(可以是完全定位、不完全定位) 定位的非正常情况 1)欠定位:需要限制的自由度没有完全被限制

2)过定位:某个自由度被两个或两个以上的约束重复限制 5-7 加紧和定位有何区别?对夹紧装置的基本要求有哪些?

工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置,称为定位

通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变,称为夹紧 基本要求:1)保证加工精度

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)机床夹具应有良好的强度、刚度和结构工艺性

5-10 使用夹具来加工工件时,产生加工误差的因素有哪些方面?他们与零件的公差有何关系?

1)工件在夹具中的安装误差,它包括定位误差和夹紧误差

2)夹具在机床上对定误差,指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。 3)加工过程中出现的误差

第三项一般不易估算,夹具精度验算是指前俩项的和不大于工件误差的2/3为合格,定位误差一般不大于工件误差的1/3为合格。

6-1 试述物流系统设计的重要意义?

要缩短生产周期,必须同时改善加工、检验、搬运、停滞等环节,尤其是搬运和停滞。虽然加工是制造生产价值的主作业,然而它对缩短整个系统生产周期的作用并不显著。根据统计,在总经营费用中,20%~50%是无聊搬运费用,合理的物流设计可使这项费用至少减少10%~30%。

6-2 物流系统的组成环节有哪些?物流系统设计时应满足哪些要求?

水平结构:由供应物流子系统、生产物流子系统、销售物流子系统 垂直结构:管理层、控制层、作业层

满足要求 1)应可靠地、无损伤地、快速实现物料流动; 2)具有一定的柔性;

3)尽量缩短装卸工件的辅助时间及工序间流动路线; 4)尽量减少在制品积压;

5)合理的物料(毛坯、在制品、产品)储存量。

6-4 料仓式和料斗式上料装置的基本组成及其根本区别是什么?

料仓式上料装置的组成:料仓、隔料器、上料器、上料杆、下料杆等部分。 料斗式上料装置的组成:装料机构:由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器 、送料槽、减速器等组成。

储料机构:由隔料器、上料器等组成。

料斗式上料装置和料仓式上料装置的主要不同点在于,后者只是将已定向整理好的工件由储料器向机床供料,而前者则可对储料器中杂乱的工件进行自动定向整理再送给机床。

6-6 目前机床间工件传输装置有哪几种?

托盘、随行夹具、传送装置、有轨运输小车、无轨运输小车 6-7 为什么要采用随行夹具?随行夹具的三种返回方式各有什么特点?

用于结构复杂或较软的有色金属工件 返回方式:有上方返回、下方返回、水平返回 6-8 常见的滚道式输送装置有哪些?其特点是什么?

无动力式滚子传动机和动力式滚子传动机

特点: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。 6-11 自动化仓库的基本类型有哪些?

按货架构造形式分类为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式。 6-12 堆垛机货叉的工作原理是什么?

堆垛机在巷道轨道上行走,其上的装卸托盘可沿框架或立柱导轨上下升降,以便对准每一个货格,取走或送入货箱。 6-13 自动化仓库的工作原理是什么?

1)进库2)传送3)入库4)出库5)返回原始位置 6-14 工厂总体物流系统设计的基本步骤是什么?

1)基本原始资料收集2)物流分析3)作业单位相互关系分析4)物流与作业单位的相互分析5)面积设定6)面积相关图解7)方案评价8)详细布置

6-16 物流搬运装备的选择原则是什么?

1)上下料时间要符合生产节拍的要求,缩短辅助时间,提高生产率 2)上下料工作力求稳定,尽量减少冲击,避免工作产生变形或损坏 3)上下料装置要尽可能结构简单,工作可靠,维护方便

4)上下料装置应有一定的适用范围,尽可能地满足多种不同工件的上下料要求

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?

机械加工生产线:以机床为主要设备,配以相应的输送装置与辅助装置,按工件的加工工艺顺序排列而成的生产作业线。 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 7-4 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?

1)工件工艺基准选择 2)工件输送基准的选择 3)生产线工艺流程的拟定 4)选择合理的切削用量

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。

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。

措施:1)作业转移、分解与合并 2)采用新的工艺方法,提高工序节拍;3)增加顺序加工工位;4)实现多件并行加工,提高单件的工序节拍

生产线属于以下情况往往需要分段: 1)进行转位和翻转时,分段独立传送;

2)为平衡生产线的生产节拍,对限制性工序采用“增加同时加工的工位数”时,单独组成工段;

3)当生产线的工位数多时,一般要分段; 4)当工件加工精度要求较高时,减少工件热变形 和内应力对后续工序的影响。

7-8 组合机床总体设计的内容有哪些?

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。

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。

1)直接传送方式

直线通过式、折线通过式、并联支线形、框形、非通过式 2)带随行夹具方式

将工件安装在随行夹具上,传送线将随行夹具依次传送到各工位。 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,且只是尺寸较小、形状复杂的工件。 7-10 简述柔性制造系统的概念、组成及类型。

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(FPL)

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