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机械制造装备设计课后习题答案

时间:2020-02-25   来源: 777老虎机  点击:

  机械制造装备设计课后习题答案_工学_高等教育_教育专区。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

  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。 1-6.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。 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.) 机械制造装备设计包括创新设计、 变形设计、 模块化设计; 构工艺性评价 产品造型评价 标准化评价 1-16 有些方案的技术评价较高, 但经济评价一般或不 好,有些方案可能是相反的情况,如何对这些方案进 行综合评价? 答:设计方案的技术评价 Tj 和经济评价 Ej 经常不会 同时都是最优, 进行技术和经济的综合评价才能最终 选出最理想的方案。 技术经济评价 TEj 有两种计算方 法: 1、 当 Tj 和 Ej 的值相差不太悬殊时,可用均值法 计算 TEj 值,即 TEj=(Tj+Ej)/2。 2、 当 Tj 和 Ej 的值相差很悬殊时,建议用双曲线 法计算 TEj 值,即 TEj=根号(Tj+Ej) 。 技术经济评价值 TEj 越大, 设计方案的技术经济综合 性能越好,一般 TEj 值不应小于 0.65。 1-17 可靠性指的是什么?有哪些可靠性衡量指标? 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 联。 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、 2.)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? 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。 另一方面有些功能还 可能冗余。 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。 总体方案综合评价与选择 4、 3、 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。 (三)机床整机综合评 价 2-3 机床的基本工作原理是什么? 答:基本工作原理是:通过刀具与工件之间的相 对运动,由刀具切除工件上多余的金属材料,使工件 具有要求的尺寸和精度的几何形状。 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。 1-8 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 1-13 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? 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。 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” 。 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 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。 2-6 工件表面的形成原理是什么? 答:任何一个表面都可以看成是一条曲线(或直线) 沿着另一条曲线(或直线)运动的轨迹。这两条曲线 (或直线)称为该表面的发生线,前者称为母线,后 者称为导线。 而加工表面的发生线是通过刀具切削刃 与工件接触并产生相对运动而形成的。 2-7 工件表面发生线的形成方法有哪些? 轨迹法、成形法、相切法、展成法 2-8 工件表面发生线、展成法 2-9 机床的运动功能有哪些? 1、 操作面板 它是操作人员与数控装置进行信息交流 的工具。2、控制介质与输入输出设备控制介质是记 录零件加工程序的媒介输入输出设备是 CNC 系统与 外部设备进行交互装置。 交互的信息通常是零件加工 程序。 即将编制好的记录在控制介质上的零件加工程 序输入 CNC 系统或将调试好了的零件加工程序通过 输出设备存放或记录在相应的控制介质上。3、 CNC 装置(CNC 单元)组成: 计算机系统、 位置控制板、 PLC 接口板,通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制 软件。 作用:根据输入的零件加工程序进行相应的 处理(如运动轨迹处理、机床输入输出处理等) ,然 后输出控制命令到相应的执行部件(伺服单元、驱动 装置和 PLC 等), 所有这些工作是由 CNC 装置内硬件 和软件协调配合,合理组织,使整个系统有条不紊地 进行工作的。CNC 装置是 CNC 系统的核心 4、 伺服 单元、 驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置主轴 伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给 电机 测量装置 位置和速度测量装置。以实现进给 保证灵敏、准确地跟踪 对机械传动的机床来说, 复合运动是通过内联系来实 现的。 对数控机床来说,复合运动是通过运动轴来实现的。 2-14.机床的运动功能式和运动功能图表达的含义是 什么? 答:机床运动功能式表示机床的运动个数,形式(直 线或回转运动) ,功能(主运动、进给运动、非成形 运动)及排列顺序,是描述机床运动功能最简洁的表 达形式。 运动原理图是将机床的运动功能式用简洁的符号和 图形表达出来,除了描述机床的运动轴个数,形式及 排列顺序之外, 还表示了机床的两个末端执行器和各 个运动轴的空间相对方位, 是认识分析和设计机床传 动系统的依据。 18.机床运动分配式的含义是什么? 答:运动功能分配设计是确定运动功能式中“接地” 的位置,用符号“.”表示。符号“.”左侧的运动由 工件完成,右侧的运动的刀具完成。机床的运动功能 式中添加上接地符号“.”后,称之为运动分配式。 基本组的传动副数和第一扩大组传动副数的乘积, 即 X2=P0P1。如有更多的变速组,则依此类推。 2-25.什么是传动组的变速范围?各传动组的变速范 围之间有什么关系? 答:传动组中最大与最小传动比的比值,称为该变速 组的变速范围。 Ri=(umax)i/(umin)i (i=0、1、2、??j) Ri=ψ Xi ( pi-1) 变速范围一般可写为 2-35.进给传动系设计要求能满足的基本要求是什 么? 答:1、具有足够的静刚度和动刚度; 2、具有良好的快速响应性,作低速进给运动 或微量进给时不爬行,运动平稳灵敏度高; 3、抗振性好,不会因摩擦有自振面引起传动 件的抖动或齿轮传动的冲击噪声; 4、具有足够宽的调速范围; 5、进给系统的传动精度和定位精度要高; 6、结构简单,加工和装配工艺性好。 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 2-20 机床的主参数及尺寸参数根据什么确定? 通用机床的主参数和主参数系列国家已制订标 准, 设计时可根据市场的需求在主参数系列标准中选 用相近的数值。 专用机床的主参数是以加工零件或被 加工面的尺寸参数来表示, 一般也参照类似的通用机 床主参数系列选取。 2-23 机床主传动系都有哪些类型?由哪些部分组 成? 按驱动主传动的电动机类型:交流电动机驱动、 直流电动机驱动 按传动装置类型: 机械传动装置、 液压传动装置、 电气传动装置以及它们的组合 按变速的连续性:分极变速传动、无极变速传动 主传动系一般由动力源(如电动机) 、变速装置 及执行件(如主轴、刀架、工作台) ,以及开停、换 向和制动机构等部分组成。 2-24.什么是传动组的级比和级比指数?常规变速传 动系的各传动组的级比指数有什么规律性? 答: 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)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 试述滚珠丝杠螺母结构的特点, 其支撑方式有哪 几种? 摩擦系数小,传动效率高。一端固定,另一端自 由,一端固定,另一端简支承,两端固定 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 3-2.主轴轴向定位方式有哪几种?各有什么特点? 适用场合怎样? 答? 1 前端配置?这类配置在前支承处轴承较多? 伺服系统的闭环控制。作用 CNC 装置指令:进给运动指令:实现零件加工的成 形运动(速度和位置控制) 。主轴运动指令,实现零 件加工的切削运动(速度控制)5、 PLC、机 床 I/O 电路和装置 PLC (Programmable Logic Controller): 用于完成与逻辑运算有关顺序动作的 I/O 控制,它由硬件和软件组成;机床 I/O 电路和装置: 实现 I/O 控制的执行部件(由继电器、 电磁阀、 行程开 关、接触器等组成的逻辑电路;功能:接受 CNC 的 M、S、T 指令,对其进行译码并转换成对应的控制 信号, 控制辅助装置完成机床相应的开关动作接受操 作面板和机床侧的 I/O 信号,送给 CNC 装置,经其 处理后,输出指令控制 CNC 系统的工作状态和机床 的动作。 2-11.机床上的复合运动,内联系传动链,运动轴的联 动的含义及关系如何? 答:复合运动是运动之间有严格的运动关系。 内联系传动链: 两个末端件的转角或位移量之间有严 格的比例关系要求。 表示。级比ψ Xi 中的 Xi 值称为级比指数。 它相当于由上述相邻两传动线与从 动轴交点之间相距的格数。 规律性:设计时要使主轴转速为连续等比数 列,必须有一个变速组的级比指数为 1,此变速组称 为基本组。基本组的级比指数用 X0 表示,即 X0=1。 后面变速组因起变速扩大作用,所以统称为扩大组。 第一扩大组的级比指数 X1 一般等于基本组的传动副 数 P0,即 X1=P0。第二扩大姐的作用是将第一扩大 组扩大的变速范围第二次扩大,其级比指数 X2 等于 发热大?温升高?对提高主轴部件刚度有利。 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?这类配置前支承处轴承较少?发热小? 温升低?但是主轴受热后向前伸长?影响轴向精度。 用于轴向精度要求不高的普通精度机床?如立铣、 多 刀车床等 3 两端配置?这类配置当主轴受热伸长后 ?影响主轴轴承的轴向间隙。 常用于短主轴?如组合 机床主轴。4 中间配置?这类配置可减少主轴的悬伸 量?并使主轴的热膨胀向后?但结构复杂温升高 蚀性差,油渗入导致材质疏松; 表面需进行喷漆或 喷塑处理; (4)天然花岗岩,热稳定性好,导热系数 和线胀系数小,抗氧化性强,不导电,抗磁,与金属 不粘合。精度保持性好,耐磨性比铸铁高 5~6 倍, 抗振性好,阻尼系数比钢大 15 倍,加工方便,通过 研磨和抛光容易得到很高的精度和表面粗糙度。 抗冲 击性能差,脆性大,油和水等液体易渗入晶界中,使 力。 气压卸荷?无污染?无回收问题?粘度低?动压效 应影响小。可以自动调节卸荷力大小 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。 3-18、机床刀架自动换刀装置应满足什么要求? 答? a、满足工艺过程提出的要求 B、在刀架、刀库 上要能够牢固地安装刀具 C、刀架、刀库、换刀机械 手都应具有足够的刚度 D、可靠性高 E、换刀时间应 该尽可能短?以利于提高生产效率 F、操作方便安 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 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。 4-1.工业机器人的定义是什么?操作机的定义是什 么?P218 工业机器人:是一种能自动控制,可重复 编程,多功能,多自由度的操作机,能搬运材料、工 件或操持工具,用以完成各种作业。 操作机:具有 和人手臂相似的动作功能, 可在空间抓放物体或进行 其他操作的机械装置。 4-2.工业机器人由哪几部分组成?比较与数控机床的 组成的区别。P219 由操作机,驱动单元,控制装置 组成 4-3. 工业机器人的基本功能和基本工作原理是什 么?它与机床有何主要的相同不同之处?P218 基本 功能:提供作业所需的运动和动力。 基本工作原理: 通过操作机上各运动构件的运动, 自动的实现手部作 业的动作功能及技术要求。 相同之处:二者的末端 3-4 试分析图所示三种主轴轴承配置形式的特点和适 用场合? 图Ⅰ 刚度速度型, 后端角接触球轴承, 背靠背安装, 承受径向力和轴向力,前端是双列短圆柱滚子 轴承,承受较大的径向力。适用场合较大的传 动力 图Ⅱ 刚度速度型 后端双列短圆柱滚子 轴承,承受较大的径向力,前段是角接触球轴 承,也是背靠背安装,承受较大的径向力和轴 向力, 适用场合 图Ⅲ 刚度型 后端双列短圆柱 滚子轴承承受较大的径向力,前段是双列短圆 柱滚子轴承,承受较大的径向力,靠近前段有 中间辅助支撑,双列角接触球轴承,承受径向 力和轴向力。适用场合切削负载较大,中等转 速,要求刚度高的机床 3-5 轴向力传递:轴→锁紧螺母→轴套→内圈→外圈 →滚动体→左圈→箱体 轴→轴肩→轴套→右圈→滚动体→左圈→ 箱体 间隙调整: 右端拧母调整间隙, 左端研磨密封环右边, 然后通过拧锁紧螺母调整间隙 3-6.1 双列圆柱滚子轴承未预紧,改为螺母预紧 2 表面局部变形胀大,难于制作复杂的零件。 (5)树脂 混凝土,刚度高;具有良好的阻尼性能,阻尼比为灰 铸铁的 8~10 倍, 抗振性好; 热容量大, 热传导率低, 导热系数只为铸铁的 1/25~1/40,热稳定性高,其构 件热变形小;比重为铸铁的 l/3,质量轻; 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 3-13 导轨设计中应满足哪些要求? 答:应满足以下要求:精度高,承载能力大,刚 度好,摩擦阻力小,运动平稳,精度保持性好,寿命 长,结构简单,工艺性好,便于加工、装配、调整和 维修,成本低等。 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 3-15 导轨的卸荷方式有哪几种?各有什么特点? 导轨的卸荷方式有机械卸荷、液压卸荷和气压卸荷。 机械卸荷?卸荷力不能够随外界变化和而调节 液压卸荷?可以保持均匀的接触力?可以调节卸荷 双联滑移齿轮安装错了,改为大齿轮在左,即 大小齿轮对调 3 中间轴承不用圆锥滚子轴 承,改为圆柱滚子轴承或是向心球轴承来承担 径向力 4 应为两个圆锥滚子轴承或是向心球 轴承 5 圆锥滚子轴承应该背对背安装,提高跨 距载荷 6 中间辅助支撑改为圆柱滚子轴 3-9 在支撑件设计中,支撑件应满足哪些基本要求? 1)应具有足够的刚度和较高的刚度-质量比; 2)应具有较好的动态特性,包括较大的位移阻 抗(动刚度)和阻尼;整机的低价频率较高,各阶频 率不致引起结构共振;不会因薄壁振动而产生噪声; 3)热稳定性好,热变形对机床加工精度的影响 较小; 4)排屑畅通、吊运安全,并具有良好的结构工 艺性。 3-10 支承件常用的材料有哪些支承件常用的材料有 哪些支承件常用的材料有哪些支承件常用的材料有 哪些????各有何特性各有何特性各有何特性各 有何特性???? 常用的材料有: (1)铸铁,铸造性能好,容易获 得复杂形状; 内摩擦大, 阻尼系数大, 振动衰减性好; 成本低,制造周期长; (2)钢材,生产周期短,省去 制作木模和铸造工艺;无截面形状限制,可焊成封闭 件,刚性好;可根据受力情况布置或增加隔板、加强 筋,提高刚度;固有频率高;在刚度相同时,壁厚可 为铸铁一半,重量轻;阻尼约为铸铁的 l/3,抗振性 较差; (3)预应力钢筋混凝土,支承件的刚度和阻尼 比铸铁大几倍,抗振性好,成本较低。脆性大,耐腐 执行器都有位姿变化要求, 都是通过坐标运动来实现 末端执行器的位姿变化要求。 不同之处:机床:是 按直角坐标形式运动为主,对刚度、精度要求很高, 其灵活性相对较低。 机器人:按关节形 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)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。 6-3 料仓式和料斗式上料装置、上下料机械手各适应 于什么场合? 答?料仓式上料装置适用场合工件毛坯的尺寸 较大?而且形状复杂难以自动定向时。 料斗式?上 料装置适用场合?工件形状比较简单、 尺寸较小的毛 坯件的上料?广泛用于各种标准件厂、工具厂、钟表 厂等大批量生产。 上下料机械手适用于?点焊、一 般运输、装卸等作业。 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 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 式运动为主,对灵活性要求很高,其刚度、精度相对 较低。 4-4. 工业机器人的结构类型有哪几类?各种类型的 特点如何?P220 ⑴按机械结构类型分类 ①关节型 机器人:灵活性好,工作空间范围大,但刚度和精度 较低。 ②球坐标型机器人:灵活性好,工作空间范 围大,但刚度和精度较差。③圆柱坐标型机器人:灵 活性好,工作空间范围大,但刚度和精度较好。 ④ 直角坐标型机器人:刚度和精度高,但灵活性差,工 作空间范围小。 4-9 工业机器人的位姿的含义是什么 是指其末端执行器在指定坐标系中的位置和姿态 4-19 谐波减速器的工作原理是什么特点是什么 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 7-2 影响机械加工生产线工艺和结构方案的主要因素 是什么? 答? a、 工件几何形状及外形尺寸 件的工艺及精度要求 率 e、车间平面布置 c、工件材料 f、装料高度 b、 工 4-23 机器人手腕的功能及设计要求是什么 答 手腕的功能:1 连接并支持末端执行器.2 实现末 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、 端执行器三个姿态坐标?即三个转动自由度。 2 ?设计要求 1 ?手腕力求接构紧凑?体积小重量 轻。2 在满足工作要求的条件下?尽量减少自由度? 力求简化.3 提高手腕的精度与刚度.4 手腕各关节轴 应有限位开关与机械挡块 工业机器人与机床?在基本功能和工作原理上有何 异同? 答?工业机器人与机床在基本功能和工作原理上相 同之处? 1 ?两者都有位姿变化要求。2 ?都是通过 坐标运动来实现末端执行器的位姿变化.不同之处? 1 ?机床以直角坐标五为主?机器人以关节形式运动 为主。2 ?机床刚度、精度高?机器人刚度精度比较 低。 d、要求生产 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)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 形及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。 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; 易于维修、线 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 what? 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 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。 nG ? nH z R ? nR ? nH zG 当刚轮固定时, 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、柔性制造系统对机床的配置要求是什么? 答?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。 7-14FMS 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 则传动比为: nG ? 0 nH zR ?? nR zG ? z R ( G iHR ? ?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 统通信线路受到外界磁场干扰 系统控制简捷 网 d、避免系 e、 布局模块化?使 f、有利于人身安全?设置安全防护 h、便于系统扩展 a、随机布局 d、单元布局 A、直线型 g、占地面积小?且便于维修 形式 基于装备关系的平面布局 b、功能布局 c、模块布局 基于物料输送路径的平面布局 布局 b、环形布局 c、网络型布局 4-19 谐波减速器的工作原理是什么特点是什么 柔轮在波发生 器作用下变成 椭圆,使其长轴两端的齿与刚轮完全啮合,短轴完全 脱开,其余的齿视回转方向的不同分别处于“啮入” 、 “啮处”状态,由于柔轮比刚轮少两个齿,当波发生 器连续回转时, 啮入啮出区将随着椭圆长短轴的相位 的变化而依次变化, 于是柔轮就相对于不动的刚轮沿 波发生器转向相反的方向作低速回转。 2)

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