機械制造裝備設(shè)計復習

1、機械制造裝備設(shè)計復習資料 2013級第一章 機械制造及裝備設(shè)計方法1.機械制造裝備與其它工業(yè)裝備相比，特別強調(diào)應滿足哪些要求，為什么？P5答：除了一般的功能要求外，應強調(diào)柔性化、精密化、自動化、機電一體化、節(jié)材節(jié)能、符合工業(yè)工程和綠色工程的要求。2.對機械制造裝備如何進行分類？ P7P12 答：大致可以劃分為：加工裝備、工藝裝備、倉儲輸送裝備和輔助裝備四大類。加工裝備：金屬切削機床、特種加工機床、快速成形機床、鍛壓機床、塑料注塑機等；工藝裝備：刀具、模具、夾具、量具等；倉儲輸送裝備：倉儲、物料輸送裝置和機床上下料裝置；輔助裝備：清洗機和排屑裝置。3.哪些產(chǎn)品宜采用系列化設(shè)計方法，為什么？有哪些

2、優(yōu)點？ P21答：產(chǎn)品及原因：例如車床、搖臂鉆床、銑床等，在加工尺寸、加工件的機構(gòu)和材料。精度要求等方面的要求是相差很多的，不可能用單一規(guī)格的產(chǎn)品去滿足市場的需求。為了縮短產(chǎn)品的設(shè)計、制造周期，降低成本，保證和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，在產(chǎn)品設(shè)計中應遵循系列化設(shè)計的方法，以提高系列產(chǎn)品中零部件的通用化和標準化程度。系列化設(shè)計的優(yōu)點有：1、可以用較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場較大范圍的需求；2、可大大減少設(shè)計工作量，提高設(shè)計質(zhì)量；3、產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零件的通用性；4、零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似便于進行產(chǎn)品的維修，改善售后服務質(zhì)量。5、為開展變形設(shè)計提供技術(shù)基礎(chǔ)。系列化設(shè)計的缺點：為以較少品種

3、規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場較大范圍的需求，用戶只能在系列型普內(nèi)有限的品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品，一方面其性能參數(shù)和功能特性不一定最符合用戶的要求，另一方面有些功能還不能冗余。4.系列化設(shè)計時主參數(shù)系列公比的選取原則是什么？公比選得過大或過小會帶來哪些問題？ P22答：選取原則產(chǎn)品的主參數(shù)應盡可能采用優(yōu)先數(shù)系。主參數(shù)系列公比如選得較小，則分級較密，有利于用戶選到滿意的產(chǎn)品，但系列內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格品種較多，系列化設(shè)計的許多優(yōu)點得不到充分利用；反之，則分級較粗，系列內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格品種較少，可帶來系列化設(shè)計的許多優(yōu)點，但為了以較少的品種滿足較大使用范圍內(nèi)的需求，系列內(nèi)每個品種產(chǎn)品應具有較大的通用性，導致結(jié)構(gòu)相對復雜，

4、成本會有待提高，對用戶來說較難選到稱心如意的產(chǎn)品。5.哪些產(chǎn)品宜采用模塊化設(shè)計方法，為什么？有哪些優(yōu)點？P23P24 答：1.方式批量大；2.或是大多數(shù)功能段需要用到的部件；3.結(jié)構(gòu)大都相同或相似的產(chǎn)品以上三類產(chǎn)品宜模塊化設(shè)計：優(yōu)缺點：1.不會出現(xiàn)相同或相似結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品在不同設(shè)備以及不同時間段上不一致；2.減少重復設(shè)計；3.可以批量生產(chǎn)或提前庫存，縮短交貨期；4.模塊化后產(chǎn)品可以不斷升級，不斷優(yōu)化設(shè)計以及加工人員的對產(chǎn)品的認識；5.形成模塊化后的產(chǎn)品，可以設(shè)計標準化、工藝標準化、歷程標準化、加工工裝刀具標準化、供應商以及外協(xié)方標準化。6.缺點，對于部分產(chǎn)品，如小型產(chǎn)品或低端產(chǎn)品成本會增加；第二章

5、 金屬切削機床設(shè)計1.機床設(shè)計應滿足哪些基本要求，其理由是什么？ P49答：（1）工藝范圍（2）柔性:機床的柔性是指其適應加工對象變化的能力，包括空間上的柔性（功能柔性）和時間上的柔性（結(jié)構(gòu)柔性）。（3）與物流系統(tǒng)的可接近性:可接近性是指機床與物流系統(tǒng)之間進行物料（工件、刀具、切屑）流動的方便程度。（4）剛度:加工過程中，在切削力作用下，抵抗刀具相對與工件在影響加工精度方向變形的能力，包括靜剛度、動剛度、熱剛度。（5）精度:機床的精度主要是指機床的幾何精度和工作精度。（6）噪聲（7）成產(chǎn)率和自動化（8）成本（9）生產(chǎn)周期（10）可靠性(11）造型與色彩2.機床系列型譜的含義是什么？ P67答：

6、每類通用機床都有它的主參數(shù)系列，而每一規(guī)格又有基型和變型，合稱為這類機床的系列和型譜。3.機床的基本工作原理是什么？ P53答：通過刀具與工件之單位相對運動，刀具切除工件上多余的金屬材料，使工件具有要求的幾何形狀和尺寸。4.工件表面的形成原理是什么？ P54答：任何一個表面都可以看做是一條曲線（或直線）沿著另一條曲線（或直線）運動的軌跡。這兩條曲線（或直線）稱為該表面的發(fā)生線，前者稱為母線，后者稱為導線。5.工件表面發(fā)生線的形成方法有哪些？ P54 答：工件加工表面的發(fā)生線是通過刀具切削刃與工件接觸并產(chǎn)生相對運動面形成的。有如下4種方法：1、軌跡法（描述法）2、成形法（仿形法）3、相切法（旋切

7、法）4、展成法（滾切法）6.分析圖2-14所示各種機床的運動原理圖，說明各個運動的所屬類型、作用及工件加工表面的形成方法。 P58 掌握a b c d e答：圖2-4a是車床的運動原理圖，旋轉(zhuǎn)運動Cp為主運動；直線運動Zf和Xf為進給運動。對于一般的車床，Cp僅為主運動；對于有螺紋加工功能或有加工非圓回轉(zhuǎn)面（如橢圓面）功能的數(shù)控車床，則Cp一方面為主運動，另一方面Cp可與Zf 組成復合運動進行螺紋加工，或Cp可與Xf 組成復合運動進行非圓回轉(zhuǎn)面加工，稱這類數(shù)控車床具有C軸功能。圖2-4b是銑床的運動原理圖，旋轉(zhuǎn)運動Cp為主運動；直線運動Xf 、Yf和Zf為進給運動。圖2-4c是平面刨床的運動原

8、理圖，往復直線運動Xp為主運動；直線運動Yf為進給運動；直線運動Za為切入運動。圖2-4d是數(shù)控外圓磨床的運動原理圖，旋轉(zhuǎn)運動Cp為主運動；回轉(zhuǎn)運動Cf 、直線運動Zf和Xf為進給運動；回轉(zhuǎn)運動Ba為砂輪的調(diào)整運動。當Xf和Zf組成復合運動時，用碟形砂輪可磨削長圓錐面或任意形狀的回轉(zhuǎn)表面；Cf和Zf組成復合運動時，可進行螺旋面磨削。在進行長軸縱向進給磨削時，Xf應改為Xa，為切入運動，但在進行橫向進給磨削端面時，Xf為橫向進給運動，Zf應改為Za，為切入運動。若一個運動既可為進給運動又可為非成形運動，則用進給運動符號表示。圖2-4e是搖臂鉆床的運動原理圖，旋轉(zhuǎn)運動Cp為主運動；直線運動Zf為進

9、給運動；回轉(zhuǎn)運動Ca、直線運動Za及Xa為調(diào)整運動，用來調(diào)整刀具與工件的相對位置。7.機床的傳動原理圖如何表示？它與機床運動原理圖的區(qū)別是什么？ P61答：機床的運動原理圖只表示運動的個數(shù)、形式、功能及排列順序，不表示運動之間的傳動關(guān)系。若將動力源與執(zhí)行件、不同執(zhí)行件之間的運動及傳動關(guān)系同時表示出來，就是傳動原理圖。8.機床運動分配式的含義是什么？P60答：運動功能分配設(shè)計是確定運動功能式中“接地”的位置，用符號“.”表示。符號“.”左側(cè)的運動由工件完成，右側(cè)的運動的刀具完成。機床的運動功能式中添加上接地符號“.”后，稱之為運動分配式。9.某車床的主軸轉(zhuǎn)速為n401800 r/min ，公比

10、1.41，電動機的轉(zhuǎn)速n電1440 r/min ，試擬定結(jié)構(gòu)式，轉(zhuǎn)速圖。詳見例題。解：該主軸的變速范圍為: 根據(jù)變速范圍、公比可求變速的級數(shù)擬定結(jié)構(gòu)式。根據(jù)級比規(guī)律和傳動副前多后少、傳動線前密后疏的原則確定查表可獲得12級轉(zhuǎn)速為40、56、80、112、160、224、315、450、630、900、1250、1800 作轉(zhuǎn)速圖如下： 10.試從1.26，z18級變速機構(gòu)的各種傳動方案中選出其最佳方案，并寫出結(jié)構(gòu)式，畫出轉(zhuǎn)速圖。詳見例題。解：根據(jù)級比規(guī)律和傳動副前多后少、傳動線前密后疏的的原則確定：´´11.試述進給傳動與主傳動相比較，有那些不同的特點？P108答：1、進給

11、傳動是恒轉(zhuǎn)矩傳動；2、進給傳動系中各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速；3、進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構(gòu)；4、進給傳動系用傳動間隙消除機構(gòu)；5、進給傳動系變速組的變速范圍可取比主變速組較大的值；6、快速控制傳動，微量進給機構(gòu)的采用。7.微量進給機構(gòu)的采用12.試述滾珠絲杠螺母機構(gòu)的特點，其支承方式有哪幾種？ P115答：摩擦系數(shù)小，傳動效率高。滾珠絲杠的支承方式有三種：一端固定，另一端自由一端固定，另一端簡支承兩端固定13.機床的成形運動可分為主運動和進給運動。P56第三章 典型部件設(shè)計1.主軸部件應滿足那些基本要求？P131答：1、旋轉(zhuǎn)精度 2、剛度 3、抗震性 4、溫升和熱變形 5、精度保持性

12、2.主軸軸向定位方式有那幾種？各有什么特點？適用場合 P134答：（1）前端配置 兩個方向的推力軸承都分布在前支撐處；特點：在前支撐處軸承較多，發(fā)熱大，升溫高；但主軸承受熱后向后伸，不影響軸向精度；適用場合：用于軸向精度和剛度要求較高的高精度機床或數(shù)控機床。（2）后端配置 兩個方向的推力軸承都布置在后支撐處；特點：發(fā)熱小、溫度低，主軸受熱后向前伸長，影響軸向精度；適用范圍：用于普通精度機床、立銑、多刀車床。（3）兩端配置 兩個方向的推力軸承分別布置在前后兩個支撐處；特點：這類配置方案當主軸受熱伸長后，影響軸承的軸向間隙，為避免松動，可用彈簧消除間隙和補償熱膨脹；適用范圍：用于短主軸，如組合機床

13、。（4）中間配置 兩個方向的推力軸承配置在前支撐后側(cè)；特點：此方案可減少主軸的懸伸量，使主軸熱膨脹后向后伸長，但前支撐結(jié)構(gòu)復雜，溫升可能較高。3.試分析圖3114（P205）中，所示三種主軸軸承的配置型式的特點和適用場合。答：（1）46000為圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承承受軸向負荷的能力取決于接觸角，即外圈滾道角度，角度越大，軸向負荷能力也越大；3182100是雙列向心圓柱滾子軸承，這種軸承承載能力大，摩擦系數(shù)小，溫升低，但不能承受軸向力。這種配置方式主要在后面的軸承承受軸向力，因此相當于后端配置，這種配置的特點是發(fā)熱小、溫度低，主軸受熱后向前伸長，影響軸向精度；適用范圍是用于普通精度機床、立

14、銑、多刀車床。（2）這種配置方式主要在前段的軸承承受軸向力，因此這種軸承配置相當于前端配置；這種配置的特點是在前支撐處軸承較多，發(fā)熱大，升溫高；但主軸承受熱后向后伸，不影響軸向精度；適用場合是用于軸向精度和剛度要求較高的高精度機床或數(shù)控機床。（3）2268000是雙向推力向心球軸承，因此這種配置相當于中間配置，這種配置的特點是兩個方向的推力軸承配置在前支撐后側(cè)，此方案可減少主軸的懸伸量，使主軸熱膨脹后向后伸長，但前支撐結(jié)構(gòu)復雜，溫升可能較高。4.支承件常用的材料有哪些？P155答：1）鑄鐵；特點：復雜結(jié)構(gòu)的支承件，阻尼系數(shù)大，成本低，制造周期長，易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷2）鋼板和型鋼；特點：制造

15、周期短，支承件可制成封閉結(jié)構(gòu)，剛性好，便于產(chǎn)品更新和結(jié)構(gòu)改進，固有頻率比鑄鐵高，易產(chǎn)生高頻振動，抗振性差。3）預應力鋼筋混凝土；特點：主要用于制作不常移動的大型機械的機身、底座、立柱等支承件。預應力鋼筋混凝土支承件的剛度和阻尼比鑄鐵大幾倍，抗振性好，成本較低。缺點：脆性大、耐腐蝕性差、應進行表面防護（防滲）4）天然花崗巖；優(yōu)點：性能穩(wěn)定，精度保持性好，抗振性好，阻尼系數(shù)比鋼大15倍，耐磨性比鑄鐵高56倍，導熱系數(shù)和線脹系數(shù)?。岱€(wěn)定性好），抗氧化性強，不導電、抗磁缺點：結(jié)晶顆粒粗、抗沖擊性能差、脆性大、油和水等液體作用下表面易變形，難于制作復雜零件。5）樹脂混凝土；特點：剛度高；具有良好的阻尼

16、性能抗振性好；熱容量大，熱傳導率低缺點：某些力學性能低5.根據(jù)什么原則選擇支承件的截面形狀，如何布置支承件上的筋板和筋條？P152答：支承件結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計是應在最小重量條件下，具有最大靜剛度。靜剛度包括彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，均與截面慣性矩成正比。支承件截面形狀不同，即使同一材料、相等的截面面積，其抗彎和扭轉(zhuǎn)慣性矩也不同。比較后可知：空心截面的剛度都比實心的大。圓（環(huán)）形截面的抗扭剛度比方形好，而抗彎剛度比方形低。封閉截面的剛度遠遠大于開口截面的剛度，特別是抗扭剛度。筋板是指連接支承件四周外壁的內(nèi)板，它能使支承件外壁的局部載荷傳遞給其他壁板，從而使整個支承件承受載荷，加強支承件的自身和整體剛度。布

17、置方式：水平、垂直、斜向。一般將筋條配置在支承件的某一內(nèi)壁上，主要為了減小局部變形和薄壁振動，用來提高支承件的局部剛度。筋條的布置：縱向、橫向和斜向，常常布置成交叉排列。補充：（筋板是指聯(lián)接支承件四周外壁的內(nèi)板，它能使支承件外壁的局部載荷傳遞給其它壁板，從而使整個支承件承受載荷，加強支承件的自身和整體剛度筋板的布置取決于支承件的受力變形方向，其中，水平市置的筋板有助于提高支承件水平面內(nèi)彎曲剛度；垂直放置的筋板有助于提高支承件垂直面內(nèi)的彎曲剛度；而斜向筋板能同時提高支承件的抗彎和抗扭剛度。筋條配置于支承件某一內(nèi)壁上，主要為了減小局部變形和薄壁振動，用來提高支承件的局部剛度。筋條可以縱向、橫向和斜

18、向，常常布置成交叉排列，如井字形、米字形等。必須使肋條位于壁板的彎曲平面內(nèi)，才能有效地烕少壁板的彎曲變形。筋條厚度一般是床身壁厚的3.70.8倍。）6.提高支承件結(jié)構(gòu)剛度和動態(tài)性能有哪些措施？P158答：1.根據(jù)支承件的受力情況合理的選擇材料、截面形狀、尺寸、壁厚。合理的布置肋條和肋板。2.提高阻尼特性、采用新材料制造支承件。7.鑲條和壓板有什麼作用？P164答：調(diào)整導軌間隙。壓板用來調(diào)整導軌面的間隙和承受顛覆力矩；鑲條調(diào)整矩形導軌和燕尾形導軌的側(cè)向間隙。8.導軌的卸荷方式有那幾種？ P167答：1）機械卸荷導軌；特點：機械卸荷方式的卸荷力不能隨外載荷的變化而調(diào)節(jié)。2）液壓卸荷導軌；特點：與靜

19、壓導軌相比后者的上浮力足以將工作臺全部浮起形成純流體摩擦；而前者的上浮力不足以將工作臺全部浮起，難于保持摩擦力恒定。3）自動調(diào)節(jié)氣壓卸荷導軌；特點：當外載荷有較大變化時，導軌間的接觸力和摩擦力只有微小變化，保證運動平穩(wěn)無爬行。9.提高導軌耐磨性有那些措施？P173答：1）合理選擇導軌的材料和熱處理 2）導軌的預緊3）導軌的良好潤滑和可靠防護4）爭取無磨損、少磨損、均勻磨損，磨損后能補償10.何謂端面齒盤定位？有何特點？ P181答：端面齒盤定位又稱端齒盤定位，端齒盤定位由兩個相同的端面齒盤相嚙合而成，由于嚙合時各個齒的誤差相互補償，起著誤差均化的作用，定位精度高。齒盤的齒形角一般有2等于90&

20、#176;和60°兩種。齒盤的齒數(shù)z的選擇應根據(jù)所要求的分度數(shù)以及齒盤外徑D的大小來確定。一般齒盤外徑均在100800mm之間，且參數(shù)z、齒形角、外徑D、定位基準孔徑d、重合度均已標準化。11.加工中心上刀庫的類型有哪些？ P184答：加工中心上刀庫類型有：鼓輪式刀庫、鏈式刀庫、格子箱式刀庫和直線式刀庫。12.直線運動導軌的截面形狀有哪些？各有什么特點。P162P163答：截面形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形，并可互相組合，每種導軌副之中還有凸、凹模之分。矩形導軌：承載能力大、剛度高、制造簡便、檢驗和維修方便等優(yōu)點，但存在側(cè)向間隙，需用鑲條調(diào)整，導向性差。三角形導軌：可以

21、自動補償間隙，導向性好。燕尾形導軌：能承受較大的顛覆力矩，導軌的高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，但其剛性較差，加工、檢驗、維修都不大方便。圓柱形導軌：制造方便，工藝性好，但磨損后較難調(diào)整和補償間隙。第五章機床夾具設(shè)計習題答案1.機床夾具的組成有那些部分？ P256答：1、定位元件及定位裝置：用于確定工件正確位置的元件或裝置；2、夾緊元件及夾緊裝置：用于固定工件已獲得的正確位置的元件或裝置；3、導向及對刀元件：用于確定工件與刀具的相互位置的元件；4、動力裝置；5、夾具體：用于將各元件、裝置連接在一塊，并通過它將整個夾具安裝在機床上；6、其它元件及裝置。定位、夾緊和夾具體三部分一般是不可或缺的。

22、2.何謂六點定位原理“何謂定位的正常情況和非正常情況，它們各包括那些方面？P257答：六點定位原理：采用六個按一定規(guī)則布置的約束點，限制工件的六個自由度使工件實現(xiàn)完全定位。正常情況：根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，稱定位的正常情況。正常情況分為：a完全定位六個自由度全部被限制b不完全定位少于六個自由度被限制非正常情況：根據(jù)加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度沒有完全被限制，或某個自由度被兩個或兩個以上的約束重負限制，稱為非正常情況非正常情況分為：a.欠定位需要限制的自由度沒有完全被限制b.過定位某個自由度被兩個或兩個以上的約束重負限制3.試分析圖57中a、c方案為什

23、么屬過定位？如何改進的？尚存在什麼問題？P261答：a）：工件下底面有倆個短圓柱銷臺階面支撐，為平面約束，限制3個自由度，而每個短圓柱銷插入工件孔內(nèi)，限制了2個自由度，因此共限制了7個自由度，超出了6個，即y方向的移動自由度被重復限制了，因此屬于過定位。C）：工件左端由銷的又臺階端面定位，此端面限制了3個自由度，而銷的長徑比已超過1，屬于長銷，它限制了4個自由度，共限制了7個自由度，還有轉(zhuǎn)動的自由度沒有被限制。所以實際上x和z都被重復限制，此方案屬于過定位。4.何謂定位誤差？定位誤差是由那些因素引起的？第269頁答：定位誤差：指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起的加工誤差，它是加工誤差

24、的一部分。產(chǎn)生定位誤差的原因：1、基準不重合帶來的定位誤差；2、間隙引起的定位誤差；3、與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差。5.夾緊與定位有何區(qū)別？ 第272頁答：定位是確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程。夾緊是工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。6.使用夾具來加工工件時，產(chǎn)生加工誤差的因素有那些方面？它們與零件的公差有何關(guān)系？第293頁答：原因：1、工件在夾具中的安裝誤差，它包括定位誤差、夾緊誤差；2、夾具在機床上對定誤差，指夾具相對于刀具或相對于機床成形運動的位置誤差。（夾具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差對定誤差）3、加工過程中

25、的誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力，熱變形、切削振動等原因引起的誤差。公差是允許零件的尺寸、幾何形狀和相對位置等的最大的變動量，對于不同零件而言，都有其固定的公差值，所以，產(chǎn)生加工誤差的因素對于公差值沒有影響。7.定位原理分析題。參考第298頁 習題12。12.圖577中圖a夾具用于在三通管中心O處加工一孔，應保證孔軸線與管軸線ox、oz垂直相交；圖b為車床夾具，應保證外圓與內(nèi)孔同軸；圖c為車階梯軸；圖d在圓盤零件上鉆孔，應保證孔與外圓同軸；圖e用于鉆鉸連桿小頭孔，應保證大、小頭孔的中心距精度和兩孔的平行度。答：a）：上下兩個短V行程一個長V型定位，限制了x、y、x、y四個自由度，左邊V型

26、限制了z、z兩個自由度，實現(xiàn)了完全定位，無欠定位和過定位。b)：臺階端面限制了z、x、y三個自由度，內(nèi)孔圓柱長徑比小，可看做短銷，限制了x、y兩 個自由度，z未被限制，屬于不完全定位。加工外圓時z可以不限制，屬于定位正常情況。C）：若工件左端的外圓和中心孔是一次安裝下加工出來的，則它們位置精度較高做頂尖限制了x、y、z三個自由度，右頂尖是移動頂尖，它限制了x、y兩個自由度，z可不被限制是屬于不完全定位，是定位的正常情況。此時三爪卡盤是夾緊工件并傳遞運動和動力。若工件左端中心孔和外圓不同軸，存在較大誤差，則中心孔與三爪卡盤同時有定位作用，x、y存在過定位。d）：工件低用平面定位限制了z、x、y三

27、個自由度，左邊用固定V型鐵定位，限制了x、y兩個自由度，右邊是移動V型鐵，限制了y自由度，在圓板上鉆孔，z不需要限制。此方案中若左右V型鐵對中性很高，則y不構(gòu)成過定位，共限制了5個自由度，屬不完全定位，是定位的正常情況。若兩V型鐵對中性不好，則有過定位。e）：工件底面用定位板定位，限制了z、x、y3個自由度，左端孔用短銷定位，限制了x、y兩個自由度，右端外圓用固定V型鐵定位，限制了x、y，x與短銷限制了x重復屬于過定位，此外V限制的y實際上是與短銷配合限制了z，是有效的。所以此方案屬于過定位，可去掉右端V型鐵，改為在小頭外圓上邊或下邊添加一工藝凸臺，在凸臺除設(shè)置一擋銷未限制z與原有底面定位板（

28、z、x、y）和左邊短銷（x、y）組成定位方案，共同限制了6個自由度，實現(xiàn)完全定位。8定位誤差分析計算題。參考第299頁 習題 14題 15題 17題14.在圖579a所示零件上銑鍵槽，要求保證尺寸54mm，及對稱度?，F(xiàn)有三種定位方案，分別如圖579b、c和d所示。已知內(nèi)、外圓的同軸度誤差為0.02mm，其余參數(shù)見圖示。試計算三種方案的定位誤差，并從中選出最優(yōu)方案。解：銑鍵槽有三項要求，寬16mm可由刀具保證；對稱度0.03mm的設(shè)計基準是內(nèi)孔A，深度 設(shè)計基準是外圓下母線，主要驗算這兩項的定位誤差。圖5-79 b）中是外圓用V型鐵定位：1） 由于V型鐵的對稱性，設(shè)對刀具時刀具中截面對準了V型鐵

29、的對稱中心，則產(chǎn)生鍵槽對孔中心的對稱度誤差，僅是內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差mm,因此會產(chǎn)生對稱=0.01mm2) 鍵槽深度的定位誤差可直接按公式計算，參見p289， (0.14)所以：該方案的定位誤差收合格的。圖5-79 c）中是內(nèi)孔用心軸定位:1)心軸水平放置，雖然心軸與孔有間隙，在自重作用下孔中心與心軸中心自然在同一個垂直面內(nèi)，若無對刀誤差，則對稱=02）如圖c所示；分析：定位誤差為下母線在L方向上的最大變動量。夾具制造后，對刀塊（槽底）與心軸中心距離L1不會變動，所以不會影響L的變動。影響L變動的是心軸中心到外圓下母線這一段L2,其原因有心軸與孔的配合間隙；內(nèi)孔中心到外圓中心的同軸度；以及外

30、圓半徑。L2max的情況下間隙最大，孔中心下移最大；外圓中心在孔中心下方；以及外圓半徑最大時：L2min的情況下，孔中心下移最小；外圓中心在孔中心上方；以及外圓半徑最小時：所以顯然（0.14），該定位方案，定位誤差超差，不合格。圖 c圖5-79 d）設(shè)銑鍵槽左右位置由對刀塊確定，對刀塊的左右位置有標準外圓尺寸確定（此方案可減少定位誤差），即刀具中截面對準了外圓中心：此時，銑槽對內(nèi)孔中心的對稱度的影響因素有：外圓尺寸變化影響外圓中心的左右位置，內(nèi)孔中心與外圓中心的同軸度影響內(nèi)孔中心的左右位置。槽中心對于孔中心偏左的情況是：外圓最小，中心右移；內(nèi)孔中心對外圓中心右移：定=外圓半徑對于標準外圓半徑半

31、徑的差+內(nèi)外同軸度之半=，顯然它已超出圖紙上關(guān)于對稱度的要求。2)對要求的驗算：由于該定位方案是以外圓下母線為定位基準，與設(shè)計基準重合，所以定=0總體上看，此方案是一項要求合格，另一項要求不合格。所以不合格。上述三種方案中，僅圖5-79 a）方案是精度滿足要求的合格方案。15圖580所示齒輪坯的內(nèi)孔和外孔已加工合格，即，。現(xiàn)在插床上用調(diào)整法加工內(nèi)鍵槽，要求保證尺寸mm。忽略內(nèi)孔與外圓同軸度誤差，試計算該定位方案能否滿足加工要求？若不能滿足，應如何改進？圖5-80設(shè)鍵槽底的位置由進給最終位置是確定的，則H由槽底到孔中心為H，和孔中心到空下母線H2()組成，外圓用V型定位，其尺寸變化隨孔中心變化，

32、產(chǎn)生，孔半徑變化產(chǎn)生，所以 由于d和D同時做大或同時做小的概率小，因此此方案較為合格。17 階梯軸工件的定位如圖581所示，欲鉆孔O，保證尺寸A。試計算工序尺寸A的定位誤差。圖 582分析：設(shè)小孔中心由鉆套確定，夾具完成后，鉆套中心不變，即即O點不變。A由O到小圓柱中心A1和小圓柱中心到其下母線A2組成。A1生物變化是由外圓固定心和兩圓柱同軸度影響的；A2的變化是由小圓柱半徑變化產(chǎn)生的。 9.夾具方案改錯 參考第300頁 習題16題16 指出圖581所示各定位、夾緊方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計中不正確的地方，并提出改進意見。圖 581a）：三爪卡盤裝夾長度稍長，應短一些，限制2個自由度較為合適。圖示狀況而言

33、容易使工件彎曲變形，加工后工件不直。b）；右邊夾緊力沒有對準左邊支撐釘，沒有“點對點”使工件右端抬高，破壞底面定位。c）：兩圓柱面用兩個固定V型鐵定位是過定位，實際上也是難以實現(xiàn)的，應改其中一個為移動V型鐵，并實現(xiàn)工件的夾緊。圖示的夾緊力FW雖然它是垂直主基準的，但它會影響到上表面的銑削加工，不可以。d）：鉆套與夾緊在同一個構(gòu)件上，夾緊力的反作用力使構(gòu)件變形，影響鉆套的導向精度，應與夾緊機構(gòu)分離；就夾緊來說，臺階平面兩處夾緊采用此方案，若此臺階平面均經(jīng)過加工，位置關(guān)系較為精確，可將其中一個改為可調(diào)整機構(gòu)，可以實現(xiàn)兩處的均衡夾緊。如臺階平面未經(jīng)加工，位置不準確，則此方案難以實現(xiàn)兩處的均衡夾緊。此

34、情況下，兩處夾緊元件應設(shè)計成可浮動一個元件。10.銑床夾具設(shè)計要點。 除一般夾具都有的定位元件、夾緊裝置和夾具體外，銑床夾具包含：對刀塊、定向鍵的設(shè)計。11.鉆床夾具設(shè)計要點。 除一般夾具都有的定位元件、夾緊裝置和夾具體外，鉆床夾具包含：鉆套和鉆模板的設(shè)計。12.常見夾緊機構(gòu)的特點。 常見的夾緊機構(gòu)包好：斜楔夾緊機構(gòu)、螺旋夾緊機構(gòu)、偏心夾緊機構(gòu)，其中應用最為廣泛的是螺旋夾緊機構(gòu)。斜楔夾緊機構(gòu)：特點： 有自鎖性。當楔角小于當量摩擦角時有自鎖。通常楔角=6°8° 有擴力作用。擴力比為i=2 5。 能改變夾緊力的方向。 夾緊行程小。 主要用于機動夾緊，當機動夾緊時不需要自鎖，可取

35、=15°30°螺旋夾緊機構(gòu)：特點：自鎖性好，可靠性高。擴力比大。i=65140。廣泛用于手動夾緊中，通常使用快速裝夾結(jié)構(gòu)提高工件安裝速度。結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛。偏心夾緊機構(gòu)特點： 自鎖差，一般用于切削負荷不大的場合。 有擴力作用。擴力比為i=12 14。 夾緊迅速。 夾緊行程小。 一般用在工件尺寸變化不大，切削力不大且平穩(wěn)的場合，不適合在粗加工中應用（尤其是銑削加工中不宜用）。13.夾具的分類。 第255頁答：按夾具的使用范圍來分，有5種類型：通用夾具：車床上的卡盤、銑床上的平口鉗專用夾具：可調(diào)整夾具和成組夾具：組合夾具：隨行夾具：14.常見定位元件限制自由度分析。 第258

36、頁 表51答：15.什么是輔助支承。輔助支承與可調(diào)支承的區(qū)別。 第263頁264頁答：輔助支承的主要作用是用于增加工件的剛度，減小切削變形。輔助支承中的有些結(jié)構(gòu)與可調(diào)支承很相近。從功能上講，可調(diào)支承起定位作用，而輔助支承起不到定位作用。從操作上講，可調(diào)支撐是先調(diào)整，而后定位，最后夾緊工件；輔助支承則是先定位，夾緊工件，最后調(diào)整輔助支承。（即：輔助支承不起定位作用）第六章 物流系統(tǒng)設(shè)計1.物流的概念，物流系統(tǒng)設(shè)計的重要意義。第302頁答：機械制造系統(tǒng)中的物流即生產(chǎn)物流，是指原材料、燃料、外購件投入生產(chǎn)后，經(jīng)過下料、發(fā)料，運送到各加工點和存儲點，以在制品的形態(tài)，從一個生產(chǎn)單位流入另一個生產(chǎn)單位，按照規(guī)定的工藝過程經(jīng)行加工、儲存，借助一定的運輸裝置，在倉庫、車間、工藝之間始終體現(xiàn)著物料實物形態(tài)的流轉(zhuǎn)過程。2.物流系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)有哪些？ 第302頁答：物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般分為水平式和垂直式。水平式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)由供應物流子系統(tǒng)、生產(chǎn)物流子系統(tǒng)和銷售物流子系統(tǒng)組成；垂直式生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)一般由管理層、控制層和執(zhí)行層組成。3.料倉式和料斗式上料裝置的基本組成及其主