機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)第七章習(xí)題答案(關(guān)慧貞)

1、第七章習(xí)題與思考題答案7-1 什么是機(jī)械加工生產(chǎn)線？它的主要組成類型及特點(diǎn)有哪些？答：機(jī)械加工生產(chǎn)線：在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對(duì)于一些加工工序較多的工件，為保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本，往往把加工裝備按照一定的順序依次排列，并用一些輸送裝置與輔助裝置將他們連接成一個(gè)整體，使之能夠完成工件的指定加工過程的生產(chǎn)作業(yè)線。機(jī)械加工生產(chǎn)線由加工裝備、工藝裝備、傳送裝備、輔助裝備和控制系統(tǒng)組成。7-2 影響機(jī)械生產(chǎn)線工藝和結(jié)構(gòu)方案的主要因素是什么？答：影響機(jī)械生產(chǎn)線工藝和結(jié)構(gòu)方案的主要因素：1）工件幾何形狀及外形尺寸；2）工件的工藝及精度要求； 3）工件材料；4）要求生產(chǎn)率；5）車間平面布置；6）裝料

2、高度。7-3 簡(jiǎn)述機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程？答：機(jī)械加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)一般可分為準(zhǔn)備工作階段、總體方案設(shè)計(jì)階段和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。主要流程如下：1）制定生產(chǎn)線工藝方案，繪制工序圖和加工示意圖；2）擬定全線的自動(dòng)化控制方案；3）確定生產(chǎn)線的總體布局，繪制生產(chǎn)線的總聯(lián)系尺寸圖；4）繪制生產(chǎn)線的工作循環(huán)周期表；5）生產(chǎn)線通用加工裝備的選型和專用機(jī)床、組合機(jī)床的設(shè)計(jì)；6）生產(chǎn)線輸送裝置、輔助裝置的選型及設(shè)計(jì)；7）液壓、電氣等控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；8）編制生產(chǎn)線的使用說明書及維修注意事項(xiàng)等。7-4 在擬定自動(dòng)線工藝方案時(shí)應(yīng)著重考慮哪些方面的問題？如何解決這些問題？答：（1）工件工藝基準(zhǔn)選擇： a、盡可能在生產(chǎn)

3、線上采用統(tǒng)一的定位面，以利于保證加工精度，簡(jiǎn)化生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)； b、盡可能采用已加工面作為定位基準(zhǔn)；c、箱體類工件應(yīng)盡可能采用“一面兩銷”定位方式，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，也容易做到全線采用統(tǒng)一的定位基面；d、定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)多面加工，減少工件在生產(chǎn)線上的翻轉(zhuǎn)次數(shù)，減少輔助設(shè)備數(shù)量，簡(jiǎn)化生產(chǎn)線構(gòu)；e、在較長(zhǎng)的生產(chǎn)線上加工材料較軟的工件時(shí)，其定位銷孔因多次定位將嚴(yán)重磨損，為了保證精度，可采用兩套定位孔，一套用于粗加工，另一套用于精加工；或采用較深的定位孔，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、定位基準(zhǔn)應(yīng)使夾壓位置及夾緊簡(jiǎn)單可靠。（2）工件輸送基準(zhǔn)的選擇：a、形狀規(guī)則箱體類工件通常采用

4、直接輸送方式，必要時(shí)可增加工藝凸臺(tái)；b、小型回轉(zhuǎn)類工件一般采取滾動(dòng)或滑動(dòng)輸送 方式；c、盤、環(huán)類工件以端面作為輸送基準(zhǔn)，采用板式輸送裝置輸送；d、對(duì)于一些外形不規(guī)則的工件，由于沒有合適的輸送基準(zhǔn)，采用隨行夾具或托盤輸送。（3）生產(chǎn)線工藝流程的擬定：a、確定各表面的加工方法；b、劃分加工階段；c、確定工序集中和分散程度；d、安排工序順序。（4）選擇合理的切削用量：a、生產(chǎn)線刀具壽命的選擇原則；b、對(duì)加工時(shí)間較長(zhǎng)、影響生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍的工序，應(yīng)盡量采用較大的切削用量以縮短加工時(shí)間；c、同一個(gè)的刀架或主軸箱上的刀具，確定合理的切削速度和每轉(zhuǎn)進(jìn)給量使得各刀具具有大致相同的壽命；d、選擇復(fù)合刀具的切削用量

5、時(shí)，應(yīng)考慮到復(fù)合刀具各個(gè)部分的強(qiáng)度、壽命及工作要求。7-5 簡(jiǎn)述生產(chǎn)節(jié)拍平衡和生產(chǎn)線分段的意義及相應(yīng)的措施。答：生產(chǎn)節(jié)拍平衡的意義：對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使個(gè)作業(yè)時(shí)間盡可能相近，通過平衡生產(chǎn)線，可以提高操作者及設(shè)備工裝的工作效率；減少單間產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本；減少工序的在制品，真正實(shí)現(xiàn)有序流動(dòng)；可以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生成，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。生產(chǎn)節(jié)拍平衡的措施：1）評(píng)估優(yōu)化限制性工序，改善作業(yè)；2）作業(yè)轉(zhuǎn)移、分解與合并；3）采用新的工藝方法，提高工序節(jié)拍；4）增加順序加工工位；5）實(shí)現(xiàn)多件并行加工，提高單件的工序節(jié)拍；6）在同一工位上增加同時(shí)加

6、工工件的數(shù)目。生產(chǎn)線分段的意義：平衡生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，縮短限制性工序的工時(shí)；使得各工段在相鄰工段停產(chǎn)的情況下還能獨(dú)立運(yùn)行一段時(shí)間，提高生產(chǎn)線的設(shè)備利用率；減少工件熱變形和內(nèi)應(yīng)力對(duì)后續(xù)工序的影響。生產(chǎn)線分段措施：1）采用轉(zhuǎn)位或翻轉(zhuǎn)裝置，分段獨(dú)立傳送；2）對(duì)限制性工序單獨(dú)組成工段；3）對(duì)工位數(shù)多生產(chǎn)線進(jìn)行分段，并在相鄰段之間設(shè)立儲(chǔ)料庫;4）對(duì)加工精度要求較高工件，在粗加工后下線，在儲(chǔ)料庫內(nèi)存放一定的時(shí)間。7-6 提高生產(chǎn)線可靠性的主要手段有哪些？答：提高生產(chǎn)線可靠性的主要手段：1）采用高可靠性的元器件；2）提高尋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聯(lián)排列，易于出故障的電路

7、和電氣元器件采用并聯(lián)連接，還有采用容錯(cuò)技術(shù)和自診斷技術(shù)相結(jié)合，自動(dòng)查找故障并自動(dòng)轉(zhuǎn)換至并聯(lián)元器件和電路上運(yùn)行，也可由人工轉(zhuǎn)換至并聯(lián)的工位繼續(xù)運(yùn)行，這樣都將大大節(jié)省故障停機(jī)時(shí)間；4）把生產(chǎn)線分成若干段，采用柔性連接，則每段組成的元器件數(shù)將大量減少，可提高生產(chǎn)線的可靠性；5）加強(qiáng)管理，克服由于技術(shù)工作和組織管理不完善所造成的生產(chǎn)線停機(jī)時(shí)間。 7-7 簡(jiǎn)述組合機(jī)床的組成類型、特點(diǎn)及配置形式？答：組合機(jī)床是根據(jù)工件加工需要，以通用部件為基礎(chǔ)，配以少量按工件特定形狀和加工工藝設(shè)計(jì)的專用部件和夾具而組成的一種高效專用機(jī)床。通用部件是組成組合機(jī)床的基礎(chǔ)，用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床切削和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的通用部件為動(dòng)力部件。用以安

8、裝動(dòng)力部件的通用部件為支承部件。組合機(jī)床具有如下特點(diǎn)：1）主要用于棱體類零件和雜件的孔面加工；2）生產(chǎn)效率高；3）加工精度穩(wěn)定；4）研制周期短，便于設(shè)計(jì)、制造和使用維護(hù)，成本低；5）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；6）配置靈活。大型組合機(jī)床的配置形式：（1）具有固定式夾具的單工位組合機(jī)床的配置形式有以下幾種：1）臥式組合機(jī)床（動(dòng)力箱水平安裝）；2）立式組合機(jī)床（動(dòng)力箱垂直安裝）；3）傾斜式組合機(jī)床（動(dòng)力箱傾斜安裝）；4）復(fù)合式組合機(jī)床（動(dòng)力箱具有上述兩種以上的安裝狀態(tài)）。（2）具有移動(dòng)式夾具的（多工位）組合機(jī)床的配置形式有以下幾種：1）具有移動(dòng)工作臺(tái)的機(jī)床；2）具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床；3）鼓輪式機(jī)床；

9、4）中央立柱式機(jī)床。（3）磚塔主軸式組合機(jī)床的配置形式有以下幾種：1）轉(zhuǎn)塔式主軸箱只實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)，被加工零件安裝在滑臺(tái)上，由滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；2）磚塔式主軸箱安裝在滑臺(tái)上，轉(zhuǎn)塔式主軸箱既能實(shí)現(xiàn)切削主運(yùn)動(dòng)又實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 小型組合機(jī)床的配置形式：?jiǎn)喂の慌渲眯问?、多工位配置形式?-8 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容有哪些？答：組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)主要是繪制“三圖一卡”，就是針對(duì)具體的零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組合機(jī)床總體方案圖樣文件設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括：繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床總聯(lián)系尺寸圖和編制生產(chǎn)率計(jì)算卡等。7-9 簡(jiǎn)述機(jī)械加工生產(chǎn)線的總體布局形式及特點(diǎn)。答：機(jī)械加工生產(chǎn)線的總體

10、布局形式由生產(chǎn)類型、工件結(jié)構(gòu)形式、工件傳送方式、車間條件、工藝過程和生產(chǎn)綱領(lǐng)等因素決定。 布局形式主要有：1）直接傳送方式：這種輸送方式是工件由輸送裝置直接輸送，依次輸送到各工位，輸送基面就是工件的某一表面。2）帶隨行夾具方式：帶隨行夾具方式生產(chǎn)線中，一類方式是將工件安裝在隨行夾具上，輸送線將隨行夾具依次輸送到各工位。另一類方式是由中央立柱帶隨行夾具，這種方式適用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)工件兩個(gè)側(cè)面及頂面加工的場(chǎng)合，在裝卸工位裝上工件后，隨行夾具帶著工件繞生產(chǎn)線一周便可完成工件三個(gè)面的加工 3）懸掛傳送方式：主要適用外形復(fù)雜及沒有合適傳送基準(zhǔn)的工件及軸類零件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)節(jié)拍較長(zhǎng)的生產(chǎn)線，只適用于尺

11、寸較小、形狀較復(fù)雜的工件。4）生產(chǎn)線的連接方式：（1）剛性連接 其特點(diǎn)是生產(chǎn)線中沒有儲(chǔ)料裝置，工件輸送有嚴(yán)格的節(jié)奏性，如某一工位出現(xiàn)故障，將影響到全線；（2）柔性連接 生產(chǎn)線中設(shè)有儲(chǔ)料裝置，當(dāng)某臺(tái)設(shè)備因故停歇時(shí)，其余各臺(tái)機(jī)床仍可繼續(xù)工作一段時(shí)間，在這段時(shí)間故障可進(jìn)行故障排除，避免全線停產(chǎn)。7-10 簡(jiǎn)述柔性制造系統(tǒng)的概念、組成及類型。答：柔性制造系統(tǒng)（fms）是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、面向車間的開放式集成制造系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)cims的基礎(chǔ)。組成：1）加工子系統(tǒng)2）物流子系統(tǒng)3）控制子系統(tǒng)類型：柔性制造裝置（fmu）、柔性加工單元（fmc）、柔性制造系統(tǒng)（fms）、柔性生產(chǎn)線（fml）7-11 柔性制造系

12、統(tǒng)的規(guī)劃內(nèi)容、目標(biāo)是什么？答：柔性制造系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容：物料流、加工工位、控制系統(tǒng)、組織管理。物料流包括傳送方式及布置、時(shí)間特性；加工工位包括機(jī)床選擇、利用率；控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)選擇、控制軟件；組織管理包括人員培訓(xùn)、數(shù)據(jù)采集與處理。柔性制造系統(tǒng)的目標(biāo)：以最少的投資來實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率的多品種加工和降低制造成本。7-12 柔性制造系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的配置要求是什么？答：柔性制造系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的配置要求：兼顧對(duì)生產(chǎn)率和柔性的要求，也要考慮系統(tǒng)的可靠性和機(jī)床的負(fù)荷率。7-13 fms各獨(dú)立工位及其配置原則是什么？答：（1）機(jī)械加工工位：機(jī)械加工工位是指對(duì)工件進(jìn)行切削加工（或其他形式的機(jī)械加工）的地點(diǎn)，泛指機(jī)床，一條fm

13、s中機(jī)床的數(shù)量應(yīng)根據(jù)各類被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工序時(shí)間來確定。 （2）裝卸工位：裝卸工位是指在托盤上裝卸夾具和工件的地點(diǎn)，它是工件進(jìn)入、退出fms的界面。裝卸工位的數(shù)目取決于fms的規(guī)模及工件進(jìn)入和退出系統(tǒng)的頻率；一條fms可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)裝卸工位，裝卸工作臺(tái)至地面的高度應(yīng)便于操作者在托盤上裝卸夾具及工件；操作人員在裝卸工件或夾具時(shí)，為了防止托盤被自動(dòng)引導(dǎo)小車取走而造成危險(xiǎn)，一般在它們之間設(shè)置自動(dòng)開啟式防護(hù)閘門或其他安全防護(hù)裝置。 （3）檢查工位：檢查工位是指對(duì)完工或部分完工的工件進(jìn)行測(cè)量或檢驗(yàn)的地點(diǎn)。在fms中，檢測(cè)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)一起往往作為單元層之下的獨(dú)立工作站層而存在，以便于fms采用模塊化的方式設(shè)計(jì)與制造。 （4）清洗工位：清洗工位是指對(duì)托盤（含夾具及工件）進(jìn)行自動(dòng)沖洗和清除滯留在其上的切屑的工位。對(duì)于設(shè)置在線監(jiān)測(cè)工位的fms，往往亦設(shè)置清洗工位。當(dāng)fms中的機(jī)床本身具備沖洗切屑的功能時(shí)，可不單獨(dú)設(shè)置清洗工位。7-14 fms總體平面布局的原則和形式是什么？答：原則：a、有利于提高加工精度；b、排屑方便，便于盛切屑小車推出系統(tǒng)或設(shè)置排屑自動(dòng)輸送溝； c、便于