機械制造裝備復習題

填空題1機械制造裝備引起誤差的因素有熱變形、幾何誤差、傳動誤差、運動誤差、定位誤差和工藝系統(tǒng)的彈性變形等。2提高精度的措施制造裝備自身的精度+誤差補償3電火花線切割機床：是利用一根移動的金屬絲作電極，在金屬絲和工件間通過脈沖電流，并澆上液體介質(zhì)，使之產(chǎn)生放電腐蝕而進行切割加工。4電解加工機床是利用金屬在直流電流作用下，在電解液中產(chǎn)生陽極溶解的原理對工件進行加工的方法，又稱電化學加工。5在振動工具的作用下，磨粒對工件材料進行沖擊和擠壓，加上空氣爆炸作用將材料切除。6鍛壓機床是利用金屬的塑性變形特點進行成形加工，屬無屑加工設備。主要包括：鍛造機、沖壓機、擠壓機、軋制機。7系列化設計應遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標準化、結(jié)構典型化”即所謂“四化”原則。8發(fā)生線的形成方法a)軌跡法b)成形法c)相切法d)范成法，范成法形成發(fā)生線需要一個獨立的成形運動9機床的基本組成：1）運動源2）傳動裝置3）執(zhí)行件（主軸、刀架、工作臺）10金屬切削機床設計的基本理論包括機床的運動學原理，精度，剛度，抗振性，熱變形，機床噪聲，低速運動平穩(wěn)性。幾何精度，運動精度，傳動精度，定位精度，工作精度。精度主要影響因素是磨損。抗振性影響因素：機床的剛度、阻尼特性、固有頻率。機床噪聲包括機械噪聲，液壓噪聲，電磁噪聲，空氣動力噪聲。11產(chǎn)生摩擦自激振動現(xiàn)象的原因：動靜摩擦系數(shù)的差異及傳動機構的剛度不足12進給傳動系用來實現(xiàn)機床的進給運動和輔助運動，進給傳動系的組成：動力源、變速機構、換向機構、運動分配機構、過載保險機構、運動轉(zhuǎn)換機構和執(zhí)行件等。13進給傳動是恒扭矩傳動，進給傳動系中各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速，進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構。14進給傳動系速度低，受力小，消耗功率小，齒輪模數(shù)較小，因此，進給傳動系變速組的變速范圍可取比主變速組較大的值，即1/5<u進<2.8，變速范圍Rn<14。15為縮短進給傳動鏈，減小進給箱的受力，提高進給傳動的穩(wěn)定性，進給系的末端常采用降速很大的傳動機構，如蝸桿蝸輪、絲杠螺母、行星機構等。16電氣伺服進給系統(tǒng)按有無檢測和反饋裝置分為開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。電氣伺服進給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動部件和機械傳動部件組成，其功能是控制機床各坐標軸的進給運動。17機床刀架和自動換刀裝置按照安裝刀具的數(shù)目可分:單刀架和多刀架。按結(jié)構形式可分:方刀架、轉(zhuǎn)塔刀架、回輪式刀架等；按驅(qū)動刀架轉(zhuǎn)位的動力可分:手動轉(zhuǎn)位刀架和自動（電動和液動）轉(zhuǎn)位刀架。18加工中心刀庫的類型-鼓輪式刀庫，鏈式刀庫，格子箱式刀庫、直線式刀庫。19支承件的材料包括鑄鐵，鋼板和型鋼，天然花崗巖，預應力鋼筋混凝土，樹脂混凝土20提高支承件結(jié)構性能的措施，提高支承件的靜剛度和固有頻率，提高動態(tài)特性，提高熱穩(wěn)定性。21導軌應滿足的要求導向精度，承載能力大，剛度好，精度保持性好，低速運動平穩(wěn)結(jié)構簡單、工藝性好22直線運動導軌的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、凹之分。23導軌的組合形式包括a)雙三角形導軌b)寬式雙矩形導軌c）窄式雙矩形導軌24導軌間隙常用壓板、鑲條來調(diào)整。25導軌的結(jié)構類型有滑動導軌，靜壓導軌，卸荷導軌，滾動導軌26軌的卸荷方式有機械卸荷、液壓卸荷和氣壓卸荷。27主軸部件設計基本要求旋轉(zhuǎn)精度和運動精度，剛度，抗振性，溫升和熱變形(熱穩(wěn)定性)，精度保持性28主軸部件的傳動方式齒輪傳動，帶傳動，電動機直接驅(qū)動方式29推力軸承位置配置型式有前端配置，后端配置，兩端配置，中間配置30主軸部件中的軸承包括滾動軸承，液體動壓軸承，液體靜壓軸承，空氣靜壓軸承，磁浮軸承問答題一機械制造裝備的發(fā)展趨勢1、向高效、高速、高精度方向發(fā)展2、多功能復合化、柔性自動化的產(chǎn)品成為主流3、實施綠色制造與可持續(xù)制造發(fā)展戰(zhàn)略4、智能制造技術和智能化裝備有了新的發(fā)展5、我國自主創(chuàng)新和高新技術的發(fā)展二實現(xiàn)自動化的方法：1凸輪控制是采用凸輪機構控制多個部件的運動，使之互相協(xié)調(diào)地工作，改變工作循環(huán)需更換或調(diào)整凸輪。2程序控制指工作程序和定位尺寸可以根據(jù)不同的加工對象選擇，但不能控制運動軌跡。程序控制可分為固定程序控制和可變程序控制。3數(shù)字控制除了可控制工作程序外，還可以控制運動軌跡，一般采用專門的數(shù)控裝置。4適應控制能按事先給定的評價指標，在加工過程中根據(jù)實際工作條件(如材料硬度的變化，刀具磨損等)自動地改變加工系統(tǒng)的參數(shù)(如切削用量等)，使加工過程始終按照給定的評價指標進行。三齒輪加工方法按輪齒成形原理分兩大類：1.成形法加工精度和生產(chǎn)率較低，適于單件小批生產(chǎn)。2.展成法加工精度和生產(chǎn)率較高，一把刀可加工相同模數(shù)、相同壓力角的任何齒數(shù)的齒輪。四機械制造裝備設計的典型步驟(一)產(chǎn)品規(guī)劃階段（明確設計任務；(二)方案設計階段(功能原理的設計)；(三)技術設計階段（結(jié)構原理方案、總體設計、結(jié)構設計等）；(四)工藝設計階段（零件圖設計、完善裝配圖、商品化設計、編制技術文檔）五機床的傳動鏈外聯(lián)系傳動鏈：聯(lián)系運動源和執(zhí)行件，使執(zhí)行件得到預定速度的運動，并傳遞一定的動力。內(nèi)聯(lián)系傳動鏈：聯(lián)系復合運動之內(nèi)的各個運動分量，因而傳動鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件之間的相對速度及相對位移量有嚴格的要求，用來保證運動的軌跡。六金屬切削機床設計的內(nèi)容一、總體設計主要技術指標設計：用途、生產(chǎn)率、性能指標、主要參數(shù)，驅(qū)動方式、成本及生產(chǎn)周期總體方案設計：運動功能設計、基本參數(shù)設計、傳動系統(tǒng)設計、結(jié)構布局設計、控制系統(tǒng)設計總體方案綜合評價與選擇總體方案的設計與優(yōu)化二、詳細設計技術設計：結(jié)構原理方案、裝配圖設計、分析計算或優(yōu)化施工設計：零件圖設計、商品化設計，編制技術文檔機床整機綜合評價七什么是爬行當運動部件低速運動時，主動件勻速運動，被動件速度不均勻地跳躍式運動，即時走時?；驎r快時慢的現(xiàn)象，稱為爬行。八數(shù)控機床主傳動系設計特點一）主傳動采用直流或交流電動機無級調(diào)速二）電機和主軸功率特性的匹配設計三）數(shù)控機床的高速主傳動設計四）數(shù)控機床的采用部件標準化、模塊化結(jié)構設計五）數(shù)控機床的柔性化、復合化六）虛擬軸機床設計九進給傳動系設計應滿足的基本要求1具有足夠的靜剛度和動剛度；2具有良好的快速響應性，做低速進給運動或微量進給時不爬行，運動平穩(wěn)，靈敏度高；抗振性好，不會因摩擦自振而引起傳動件的抖動或齒輪傳動的沖擊噪聲；具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍3進給系統(tǒng)的傳動精度和定位精度要高；4結(jié)構簡單，加工和裝配工藝性好。5調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活十機械進給傳動系的設計的特點進給傳動是恒扭矩傳動進給傳動系中各傳動件的計算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密結(jié)構進給傳動的變速范圍進給傳動系采用傳動間隙消除機構快速空程傳動的采用微量進給機構的采用十一機床控制系統(tǒng)的功能在自動化機床上能夠自動進行工件的裝卸；自動進行工件的定位、夾緊和松開；控制切削液、排屑等輔助裝置的工作；實現(xiàn)刀具的自動安裝、調(diào)整、夾緊和更換；控制主運動和各進給運動的速度和方向；實現(xiàn)刀架或工作臺的路徑控制；對被加工零件的尺寸進行在線或離線測量，進行誤差自動補償，從而保證加工精度等。十二機床控制系統(tǒng)的分類按自動化程度分類:(1)手動控制系統(tǒng)(2)機動控制系統(tǒng)(3)半自動控制系統(tǒng)(4)自動控制系統(tǒng)按控制系統(tǒng)有否反饋進行分類:機床控制系統(tǒng)可分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)按控制方式和內(nèi)容進行分類:時間控制、程序控制、數(shù)字控制、誤差補償控制和自適應控制十三機床的時間控制時間控制是按時間順序發(fā)出控制機床各工作部件動作的指令，是屬于開環(huán)控制。在機床上常采用凸輪機構實現(xiàn)時間控制，即機床各工作部件動作時間的順序和運動行程的信息都記錄在凸輪上。十四機床的程序控制固定程序控制系統(tǒng)用于專用機床的程序控制。其控制裝置可以采用凸輪機構、擋鐵／行程開關；也可以根據(jù)機床程序控制訊號之間的邏輯關系，用各種邏輯元件組成固定的程序控制線路。機床上常用的邏輯元件有各類繼電器、液控或氣控閥等。插銷板可變程序控制系統(tǒng)可編程序控制系統(tǒng)十五機床刀架和自動換刀裝置的功能機床上的刀架往往是工藝系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。加工中心則進一步采用了刀庫和換刀機械手，實現(xiàn)了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能刀庫和換刀機械手組成的自動換刀裝置，為加工中心的主要特征。十六機床刀架自動換刀裝置應滿足的要求滿足工藝過程所提出的要求。要能牢固地安裝刀具，在刀架上安裝刀具時還應能精確地調(diào)整刀具的位置，采用自動交換刀具時，應能保證刀具交換前后都能處于正確位置。刀架、刀庫、換刀機械手都應具有足夠的剛度?？煽啃愿摺Q刀時間應盡可能縮短，以利于提高生產(chǎn)率。操作方便和安全。十七支承件的功能和應滿足的基本要求主要功能：保證機床各零、部件之間的相互位置和相對運動精度，并保證機床有足夠的靜剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性和耐用度。應滿足下列要求：足夠的剛度和較高的剛度—質(zhì)量比。較好的動態(tài)特性，包括較大的位移阻抗（動剛度）和阻尼；整機的低階頻率較高，各階頻率不致引起結(jié)構共振；不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。熱穩(wěn)定性好。排屑暢通、吊運安全，并具有良好的結(jié)構工藝性。十八樹脂混凝土特點剛度高、抗振性好、耐水、耐化學腐蝕和耐熱特性。缺點是某些力學性能低，但可以預埋金屬或添加加強纖維。對于高速、高效、高精度加工機床具有廣泛的應用前景十九導軌的功用和分類導軌的功用是承受載荷和導向。運動的導軌稱為動導軌，不動的導軌稱為靜導軌或支承導軌。動導軌相對于靜導軌可以作直線運動或者回轉(zhuǎn)運動。導軌結(jié)構形式：開式導軌、閉式導軌。二十提高導軌精度、剛度和耐磨性的措施合理選擇導軌的材料和熱處理導軌的預緊導軌的良好潤滑和可靠防護爭取無磨損、少磨損、均勻磨損，磨損后應能補償磨損量二十一主軸的技術要求1主軸旋轉(zhuǎn)精度要求：如主軸前后軸承軸頸的同軸度，錐孔相對于前后軸頸中心連線的徑向圓跳動，定心軸頸及其定位軸肩相對于前后軸頸中心連線的徑向圓跳動和端面圓跳動等。2其它性能要求：如表面粗糙度，表面硬度等二十二機床主傳動系設計原則1傳動副的前多后少原則2傳動順序與擴大組相一致的原則3變速組的降速要前慢后快的原則課件題1切削加工時，機械零件表面是如何成形的？在機床上通過刀具刀刃和毛坯的相對運動再現(xiàn)母線或?qū)Ь€，可以有哪幾種方法？2舉例說明什么是表面成形運動、分度運動、切入運動和輔助運動？什么叫簡單運動、復合運動？用相切法生成發(fā)生線時需要兩個成形運動是否就是復合運動？為什么？3為什么在機床傳動鏈中需要設置換置機構？機床傳動鏈的換置計算，一般可分為哪幾個步驟？4在有差動機構的滾齒機上，滾切一對相互嚙合、齒數(shù)不同的斜齒圓柱齒輪時，為什么可以使用同一套差動掛輪？5在Y3150E型滾齒機上滾切斜齒圓柱齒輪時，如果使用單頭右旋滾刀滾切齒數(shù)Z=35、螺旋線導程T=643mm的右旋斜齒輪，在選擇滾刀轉(zhuǎn)速n刀=125r/min，軸向進給量f=1mm/r的條件下，回答下列問題∶（1）在加工時工件的實際轉(zhuǎn)速n工是多少？（2）如果脫開差動掛輪，工件的轉(zhuǎn)速度n工是多少？1無論是方形、圓形或矩形，同樣的斷面形狀和相同大小的面積，外形尺寸()的截面，比外形尺寸()的截面的抗彎剛度和抗扭剛度都高。2圓（環(huán)）形截面的()剛度比方形好，而()剛度比方形低。3焊接支承件的間斷焊縫雖使靜剛度有所下降，但()大為增加，使()大幅度增大。4對于鑄鐵支承件，鑄件內(nèi)砂芯不清除，可以起到()作用。5導軌的功用是()和()。6導軌按結(jié)構形式可以分為()和()。7直線運動導軌的截面形狀主要有四種：()、三角形、()和圓柱形。8三角形導軌的頂角α一般在()范圍內(nèi)變化，α角越小，（）越好，但摩擦力也越（）。9從摩擦性質(zhì)來看，滑動導軌是具有（）的（）摩擦狀態(tài)。附錄資料：不需要的可以自行刪除摩擦力知識點基本要求:

1.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件，會判斷靜摩擦力的方向.

2.通過實驗探究靜摩擦力的大小，掌握靜摩擦力的最大值及變化范圍.

3.知道滑動摩擦力的產(chǎn)生條件，會判斷滑動摩擦力的方向.

4.會運用公式F=μFN計算滑動摩擦力的大小.

5.知道動摩擦因數(shù)無單位，了解動摩擦因數(shù)與哪些因素有關.

6.能用二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小和方向.

知識梳理:

1.摩擦力兩個相互____________的物體，當它們發(fā)生____________或具有____________時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙____________的力，這種力叫做摩擦力.

2.靜摩擦力

（1）一個物體在另一個物體表面上有____________，而又保持相對靜止時，所受的另一個物體對它的摩擦力叫做靜摩擦力.

（2）靜摩擦力的方向總是沿著____________且跟物體____________的方向相反.

（3）靜摩擦力的大小由物體的運動狀態(tài)和受力情況決定，大小范圍是____________，F(xiàn)max是最大靜摩擦力，在數(shù)值上等于____________時的拉力.

3.滑動摩擦力

（1）一個物體在另一個物體表面上____________時，受到另一個物體阻礙它____________的力叫做滑動摩擦力.

（2）滑動摩擦力的方向總是沿著__________，并且跟物體_________的方向相反.

（3）實驗表明：滑動摩擦力的大小跟____________成正比，也就是跟兩個物體表面間的__________成正比，表達式：__________，其中μ叫做__________，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的__________和接觸面的情況（如____________）有關.

自主學習

1.接觸相對運動相對運動的趨勢相對運動或相對運動趨勢

2.相對運動的趨勢接觸面的切向相對運動趨勢0＜F≤Fmax物體剛剛開始運動

3.相對滑動相對滑動接觸面相對運動壓力垂直作用力F=μFN動摩擦因數(shù)材料粗糙程度

重點、難點、疑點解析

1.摩擦力方向的判斷

（1）滑動摩擦力方向的判斷方法

滑動摩擦力的方向總跟接觸面相切，并且跟物體的相對運動方向相反.不難看出，判斷滑動摩擦力方向的關鍵是判斷“相對運動的方向”.要做到這一點不是很難，因為物體的運動是比較直觀的，但千萬不要認為“相對運動的方向”是物體相對于地面的運動方向，這是初學者容易犯的一個錯誤.所謂的“相對運動的方向”是指“受力物體”相對于“施力物體”的運動方向.例如，你在運動的汽車上推動箱子時，箱子受到的滑動摩擦力的方向與箱子相對于汽車的運動方向相反.

（2）靜摩擦力方向的判斷方法

靜摩擦力的方向總跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反.當然這里的關鍵也是判斷“相對運動趨勢的方向”，而相對運動趨勢的方向又難以判斷，這就使靜摩擦力方向的判定成為一個難點.同學們可以采用下列方法判斷靜摩擦力的方向：

①用假設法判斷靜摩擦力的方向，我們可以假設接觸面是光滑的，判斷物體將向哪滑動，從而確定相對運動趨勢的方向，進而判斷出靜摩擦力的方向.

例如，如圖3－3－1所示，物體A靜止在斜面B上，要判斷物體所受靜摩擦力的方向，可以假設斜面光滑，則物體將沿斜面下滑.說明物體靜止在斜面B上時有相對斜面向下滑的趨勢，從而判定A所受的靜摩擦力方向沿斜面向上.

②根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷靜摩擦力的方向

圖3－3－1

2.摩擦力大小的確定

（1）滑動摩擦力的大小

滑動摩擦力的大小遵循關系式F=μFN，式中的FN是兩個物體表面間的壓力，稱為正壓力（垂直于接觸面的力），性質(zhì)上屬于彈力，它不是物體的重力，許多情況下需結(jié)合物體的平衡條件加以確定；

式中的μ為動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟相互接觸的兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關，與兩物體間的正壓力及是否發(fā)生相對滑動無關，μ沒有單位.

滑動摩擦力的大小與物體間接觸面積的大小無關，與物體的運動性質(zhì)無關，與相對運動的速度大小無關，只要出現(xiàn)相對滑動，滑動摩擦力恒為F=μFN.

（2）靜摩擦力的大小

如圖3－3－2所示，水平面上放一靜