機械制造裝備設計重要知識點整理

1、機械制造裝備設計重要知識點整理第一部分1、70年代以后，市場的競爭日益激烈，日本豐田公司提出了一種新的生產(chǎn)制造模式，在汽車工業(yè)擊敗了美國，該模式稱為Lean Production。2、變速組若采用三聯(lián)滑移齒輪，最大和次大齒輪之間的齒數(shù)差應大于或等于4，以保證滑移時齒輪外圓不相碰。3、刨床工作臺，在吃刀量和進給量不變的情況下，主運動屬于恒轉(zhuǎn)矩傳動4、為了縮小主軸箱的徑向尺寸，各傳動軸常按三角形布置。5、高速軸承發(fā)熱大，為控制其溫升，希望潤滑油同時兼起冷卻作用，一般采用的潤滑方式為油氣潤滑。6、采用編碼環(huán)對刀具編碼，若編碼環(huán)由六個大小直徑的圓環(huán)組成，可以區(qū)分刀具數(shù)目為63。7、輔助支撐的主要作用是

2、增加工件的剛度。8、FMS中的工藝方案設計原則是工序不定。9、固定鉆套直接壓入鉆模板，采用過盈配合，位置精度高，適用于單件小批生產(chǎn)。10、可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。11、機床的柔性是指其適應加工對象變化的能力。12、幾何精度是指機床在空載條件下，在不運動或運動速度較低時各主要部件的形狀、相互位置和相對運動的精確程度。13、運動精度是指機床空載并以工作速度運動時，執(zhí)行部件的幾何位置精度。14、傳動精度是指機床傳動系統(tǒng)各末端執(zhí)行件之間的運動協(xié)調(diào)性和均勻性。15、定位精度是指機床的定位部件運動到達規(guī)定位置的精度。16、剛度是指機床受載時抵抗變形的能力。17、機床

3、主運動參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速。18、專用機床的主參數(shù)是以加工零件或被加工面的尺寸參數(shù)來表示的。19、刀具的最大切削速度與其類型、材質(zhì)和切削角度有直接關(guān)系。20、在設計機床主傳動系時確定主軸轉(zhuǎn)速，為了限制轉(zhuǎn)速損失的最大值不大于50，則相應的公比為。21、圓柱工件在長V型塊上定位時，限制了4個自由度。22、夾具中的定位位置保證工件在夾具中占據(jù)正確的位置。23、設計機床主變速傳動系時，為避免從動齒輪尺寸過大，一般限制最小傳動比u主min。24、設計機床主變速傳動系時，為避免擴大傳動誤差，減少振動噪聲，一般限制直齒圓柱齒輪的最大升速比u主max 2 。25、設計機床主變速傳動系時，各變速組的變速范圍相應受到限

4、制：主傳動各變速組的最大變速范圍為R主max為 810 。26、在設計機床進給傳動鏈時，由于轉(zhuǎn)速通常較低，傳動功率較小，零件尺寸也較小，一般限制降速最小傳動比u進min ，進給傳動各變速組的最大變速范圍為R進max 14 。27、為防止爬行，在設計低速運動部件時，應減小動、靜摩擦系數(shù)之差。28、12級主傳動系設計方案，方案最佳。29、18級主傳動系設計方案，方案最佳。30、設計機床支承件時，不可采用的材料是微晶玻璃。31、諧波齒輪減速裝置用于工業(yè)機器人的主要原因是傳動比大。32、直線電動機不需傳動結(jié)構(gòu)，直接驅(qū)動機器人關(guān)節(jié)做直線運動。33、機床支撐件的截面形狀中， 圓形空心截面抗扭剛度大些；方形

5、空心截面抗彎剛度大些。34、平面環(huán)行導軌必須與主軸聯(lián)合使用的導軌是。35、在制作導軌時，應用最廣泛的材料是鑄鐵。36、靜壓導軌的耐磨性好。37、某機床采用雙速電機傳動，轉(zhuǎn)速級數(shù)為8級，則其主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)式為。38、長V形塊能限制4個自由度。第二部分1. 機床的總體方案擬定包括掌握機床的設計依據(jù)、工藝分析、總體布局、確定主要技術(shù)參數(shù)。2. 機床的主要技術(shù)參數(shù)包括：主參數(shù)；尺寸參數(shù)；運動參數(shù)；動力參數(shù)。3. 針對不同工藝要求，鉆削夾具可采用固定鉆套；可換鉆套；快換鉆套；特殊鉆套等鉆套。4. 設計孔加工復合刀具時，合理選擇結(jié)構(gòu)形式應考慮的因素有刀具的強度和剛度；工件加工精度及表面質(zhì)量；合理的使用壽命

6、；刃磨方便。5. 工件以粗基準和精基準平面定位，采用鋸齒頭支承釘和一組支承板作定位元件；工件以粗基準孔和精基準孔定位，采用可脹心軸和定位銷作定位元件。6. 確定機床夾具結(jié)構(gòu)方案的主要內(nèi)容是確定工件的定位方案；刀具的對刀或?qū)б绞?；工件的夾緊方案；夾具其它部分的結(jié)構(gòu)型式；夾具體的結(jié)構(gòu)型式。7. 孔加工復合刀具設計要點包括：合理選擇刀具材料；合理選擇結(jié)構(gòu)；重視容屑和排屑；保證良好導向；正確確定刀具的總長。8. 推力軸承在主軸上的位置影響主軸的軸向精度和主軸熱變形方向和大小，設計時，一般普通機床采用后端定位，數(shù)控機床采用前端定位，組合機床采用兩端定位。9. 機床夾具的類型有通用夾具；專用夾具；可調(diào)整

7、夾具；成組夾具；組合夾具和隨行夾具。10. 用一夾一頂裝夾工件時，如果夾持部分較短，屬于不完全定位11. 機械加工生產(chǎn)線的類型有：單一產(chǎn)品固定節(jié)拍生產(chǎn)線；單一產(chǎn)品非固定節(jié)拍生產(chǎn)線；成組產(chǎn)品可調(diào)整生產(chǎn)線；柔性制造生產(chǎn)線。12. 主軸部件的傳動方式有齒輪傳動；帶傳動；電動機直接驅(qū)動方式。13. 擴大傳動系變速范圍的方法有增加變速組；采用背輪機構(gòu)；采用雙公比傳動系；采用分支傳動。14. 針對不同工件的工藝要求，拉刀的拉削方式可采用成形式；漸成式；分塊式；組合式等形式。15. 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，成為欠定位。16. 機床夾具設計中，常用的定位元件有支承釘；支承板

8、；定位銷；V形塊。17. 機床的主傳動形式有：機械傳動；液壓傳動；電氣傳動。18. 機床主軸組件應滿足的基本要求是旋轉(zhuǎn)精度；剛度；抗振性；溫升與熱變形；精度保持性。第三部分1. 孔加工復合刀具：由兩把或兩把以上單個孔加工刀具結(jié)合在一個刀體上形成的專用刀具稱為孔加工刀具。 2. 加工裝備：是指采用機械制造方法制作機器零件的機床。 3. 計算轉(zhuǎn)速：主軸或各傳動件傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。 4. 完全定位：根據(jù)工件加工表面的位置要求，有時需要將工件的六個自由度全部限制，稱為完全定位。 5. 欠定位：根據(jù)工件加工表面的位置要求，需要限制的自由度沒有完全被限制。6. 過定位：根據(jù)工件加工表面的位置要求，某

9、自由度被兩個或兩個以上的約束重復限制。 7. 柔性制造系統(tǒng)（FMS）：是一個以網(wǎng)絡為基礎、面向車間的開放式集成制造系統(tǒng)，是實現(xiàn)CIMS的基礎。 8. 夾具對準裝置：能實現(xiàn)夾具在機床上定位、固定，即確保夾具相對機床主軸（或刀具）、機床運動導軌有準確的位置和方向的裝置。 9. 金屬切削機床：是采用切削工具或特種加工等方法，從工件上除去多余或預留的金屬，以獲得符合規(guī)定尺寸、幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量要求的零件。 10. 夾具的定位元件：能裝好工件，既能在機床上確定工件相對刀具正確加工位置的元件。 11. 工業(yè)機器人：是一種生產(chǎn)設備，其基本功能是提供作業(yè)所需的運動和動力，其基本工作原理是通過操作機上

10、各運動構(gòu)件的運動，自動地實現(xiàn)手部作業(yè)的動作功能及技術(shù)要求。 12. 生產(chǎn)率計算卡：是反映機床工作循環(huán)過程及每一過程所用時間、切削過程所選擇的切削用量、該機床生產(chǎn)率和負荷率；同時反映所設計機床的自動化程度。13. 機床生產(chǎn)率：機床的生產(chǎn)率是指機床在單位時間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。14. 漸成式拉削：拉刀刀齒的廓形與被加工工件最終表面形狀完全不同，刀齒制成直線形或圓弧形，工件表面的形狀和尺寸由各刀齒的副切削刃形成的拉削。15. 夾具：是安裝在機床上，用于定位和夾緊工件的工藝裝備，以保證加工時的定位精度、被加工面之間的相對位置精度，有利于工藝規(guī)程的貫徹和提高生產(chǎn)效率。16. 機床的基本工作原理：通過刀

11、具與工件之間的相對運動，由刀具切除工件上多余的金屬材料，使工件具有要求的尺寸和精度的幾何形狀。17. 工業(yè)機器人的位姿：是指其末端執(zhí)行器在指定坐標系中的位置和姿態(tài)。18. 智能機器人：是指按照人工智能決定行動的機器人。19. 六點定位原理：是采用六個按一定規(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。 20. 裝料高度：是指工件安裝基面與地面的距離，應根據(jù)工件的大小和車間傳送線高度來確定。21. 夾具導向裝置：指夾具中用以確定鉆頭、鏜桿的位置，增加其支承、提高剛性，確?？准庸の恢镁鹊难b置。22. 分級傳動結(jié)構(gòu)式意義：表示了分級傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級數(shù)，變速組數(shù)目及其傳動副數(shù)，傳動順序

12、和各變速組的傳動比大小。23. 加工裝備：是指采用機械制造方法制作機器零件的機床。24. 加工示意圖：是根據(jù)生產(chǎn)率要求和工序圖要求而擬定的機床工藝方案。25. 拉削圖形：拉削圖形是拉刀設計中，表示拉刀拉削工件上多余材料的順序的圖形。 第四部分1、 機床運動分配應掌握的四個原則 （1）運動應分配給質(zhì)量小的零件；（2）運動分配應有利于提高工件的加工精度； （3）運動分配應有利于提高運動部件的剛度；（4）運動分配應視工件的形狀而定。2、 工件在夾具中定位和夾緊的區(qū)別；保證一批工件在夾具中足夠的定位精度應考慮的因素；產(chǎn)生定位誤差的原因 （1）工件在夾具中定位是指確定一批工件在夾具中相對機床刀具占有一致

13、的正確加工位置。而夾緊是指將工件緊固在夾具上，確保加工中工件在切削力作用下，仍能保持由定位元件所確定的加工位置，不發(fā)生振動或位移。（2）要保證工件定位時到達足夠的定位精度，不僅需限制工件的空間自由度，使工件在加工尺寸方向上有確定的位置，而且還必須要盡量設法減少在加工尺寸方向上的定位誤差。（3）工件在定位時，產(chǎn)生定位誤差的原因有兩個：1）定位基準與設計基準不重合，產(chǎn)生基準不重合引起的定位誤差。2）由于定位副制造不準確，引起定位基準相對夾具上定位元件的起始基準發(fā)生位移，而產(chǎn)生基準位移定位誤差。3、 機床主軸轉(zhuǎn)速序列為什么呈等比規(guī)律分布？ 主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列呈等比級數(shù)規(guī)律分布，主要原因是在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速

14、相對損失均勻，如在加工中某一工序要求的合理轉(zhuǎn)速為，而在級轉(zhuǎn)速中沒有這個最佳轉(zhuǎn)速，而是處于和之間，即，若采用比轉(zhuǎn)速高，由于過高的切削速度會使刀具的耐用度下降。為了不降低刀具耐用度，一般選用，將造成轉(zhuǎn)速損失為（），相對轉(zhuǎn)速損失率為：，當趨于時，仍選用為使用轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生的最大相對轉(zhuǎn)速損失率為：，在其它條件（直徑、進給、切深）不變的情況下，轉(zhuǎn)速的損失就反映了生產(chǎn)率的損失。對普通機床，如果認為每級轉(zhuǎn)速的使用機會都相等， 那么應使為一定值，即或，可見任意兩級轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系應為：。4、 機床運動部件的爬行現(xiàn)象和機理 機床上有些運動部件，需要做低速或微小位移運動。當運動部件低速運動時，主動件勻速運動，被動件往往

15、出現(xiàn)明顯的速度不均勻的跳躍式運動，即時走時?；蛘邥r快時慢的現(xiàn)象。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是摩擦面上的摩擦系數(shù)的變化和傳動機構(gòu)剛度的不足。5、 機床的支承部件應具備的基本要求；大多數(shù)機床的支承部件為什么采用鑄鐵制造？基本要求：（1）應具有足夠的剛度和較高的剛度質(zhì)量比；（2）具有較好的動態(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(gòu)共振；不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。（3）若穩(wěn)定性好，熱變形對機床加工精度的影響較小。（4）排屑暢通、吊運安全，并具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。大多數(shù)機床的支承部件采用鑄鐵制造是因為鑄鐵鑄造性能好，容易獲得復雜結(jié)構(gòu)的支承件，同時鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，

16、阻尼系數(shù)大，使振動衰減的性能好，成本低。6、 柔性制造系統(tǒng)的特點 （1）柔性制造系統(tǒng)的工藝方案按工序集中原則設計； （2）柔性制造系統(tǒng)中的各設備的功能應有一定的重疊； （3）柔性制造系統(tǒng)的加工設備按機群式集中布置； （4）柔性制造系統(tǒng)應選用多功能、高效率、自動化和高柔性的加工設備； （5）柔性制造系統(tǒng)的物料按非順序方式輸送。7、 將工件的加工過程劃分為粗、半精和精加工三個階段的好處（1）工件經(jīng)過粗加工后可得到充分冷卻，減少熱變形及內(nèi)應力變形對加工精度的影響； （2）可避免粗加工產(chǎn)生的振動對半精加工和精加工的影響； （3）能根據(jù)粗、精加工的不同要求合理的選擇和使用設備，有利于精加工機床的精度持久

17、保持性。8、 為什么主軸前支撐的精度比后支撐的精度高一級？ 主軸軸承中，前、后軸承的精度對主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的。如圖所示前軸承有偏移，后軸承偏移量為零。由偏移量引起的主軸端軸心偏移為：，后軸承有偏移，前軸承偏移為零時，引起主軸端部的偏移為，顯然，前支撐的精度比后支撐對主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度影響大。因此軸承精度選取時，前軸承的精度要選得高一點，一般比后軸承精度高一級。另外，在安裝主軸軸承時，如將前、后軸承的偏移方向放在同一側(cè)，如圖所示，可以有效地減少主軸端部的偏移。如后軸承的偏移量適當?shù)乇惹拜S承的大，可使主軸端部的偏移量為零。 9、 試畫出機床主軸功率轉(zhuǎn)矩特性圖并解釋其含義。 含義：在計算轉(zhuǎn)速

18、到最大轉(zhuǎn)速之間，主軸可以輸出全部功率，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增大而降低，故稱為恒功率轉(zhuǎn)速圖。從計算轉(zhuǎn)速到最小轉(zhuǎn)速之間，主軸輸出計算轉(zhuǎn)速時的所有轉(zhuǎn)矩，功率隨轉(zhuǎn)速線性降低，故稱為恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速圖。10、 銑床專用夾具的組成；現(xiàn)要設計一個銑削傳動軸的外圓軸向不通鍵槽夾具，需要采用怎樣的定位方案，要限制工件的哪些自由度？ 答：銑床夾具主要由夾具體、定位裝置、夾緊裝置、對刀裝置、夾具定位鍵等組成。設計銑削傳動軸軸向不通鍵槽的專用夾具，應采用傳動軸外圓為主要定位基準，一端面為第二定位基準。以長V形塊與軸外圓接觸，限制2個移動和2個轉(zhuǎn)動自由度，以一個支承釘與軸端面接觸，限制1個移動自由度。11、 導軌的組合形式及使用場合

19、 （1）雙三角形導軌雙三角形導軌不需要鑲調(diào)整間隙，接觸剛度好，導向性和精度保持性好，但工藝性差，加工檢驗和維修不方便。多用在精度要求高的機床中，如絲杠車床、導軌磨床和齒輪磨床等。（2）雙矩形導軌雙矩形導軌承載能力大，制造簡單，多用在普通精度機床和重型機床中，如重型車床、組合機床、升降臺銑床等。（3）矩形和三角形導軌的組合導軌的導向性好，剛度高，制造方便，應用最廣。如車床、磨床、龍門銑床的床身導軌。（4）矩形和燕尾形導軌的組合這類組合的導軌能承受較大力矩，調(diào)整方便，多用在橫梁、立柱、搖臂導軌中。12、 繪制夾具裝配圖的步驟 （1）把工件視為透明體，用雙點劃線畫出輪廓，畫出定位面，夾緊面和加工表面

20、，無關(guān)表面可以省略。 （2）畫出定位元件和導向元件； （3）按夾緊狀態(tài)，畫出夾緊元件和夾緊機構(gòu)，必要時可用雙點劃線畫出松開位置時夾緊元件的輪廓； （4）畫出夾具體、其它元件或機構(gòu)，以及上述各元件與夾具體的聯(lián)結(jié)，使夾具形成一體； （5）標注必要的尺寸、配合和技術(shù)條件； （6）對零件編號，填寫標題欄和零件明細表，其中還要在定位、導向完成后進行定位精度驗算，在夾緊機構(gòu)完成后進行夾緊力的驗算，以及重要的受力元件或機構(gòu)的強度、剛度驗算。13、 夾緊力的方向如何確定 （1）有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應垂直于第一定位基準面。 （2）夾緊力的方向應與工件剛度高的方向一致，有利于減小

21、夾緊力。 （3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。5、簡述進給傳動與主傳動相比較，有哪些不同的特點？ （1）極限傳動比，極限轉(zhuǎn)速范圍：主傳動極限傳動比u主min，u主max2，極限變速范圍R主max810；進給傳動極限傳動比u進min，u進max2.8，極限變速范圍R進max14。 （2）擴大順序：進給傳動“前疏后密”，主傳動“前密后疏”。（3）最小傳動比原則：進給傳動與主傳動相同，“前緩后急”。14、 大量生產(chǎn)和單件生產(chǎn)的特點 大量生產(chǎn)的特點是生產(chǎn)品種單一，產(chǎn)量大，不更換產(chǎn)品，采用專用設備常年重復地進行生產(chǎn)，設備專業(yè)化水平和生產(chǎn)效率都比較高。單件生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種

22、繁多，每種產(chǎn)品生產(chǎn)一件或幾件后，不再重復生產(chǎn)或不定期重復生產(chǎn)，一般只能采用通用設備。15、 活動多油楔滑動軸承的工作原理。活動多油楔利用浮動軸瓦自動調(diào)位來實現(xiàn)油楔，如圖所示。這種軸承由三塊或五塊瓦組成，各有一球頭螺釘支承，可以稍做擺動以適應轉(zhuǎn)速或載荷底變化。瓦塊的壓力中心離油楔出口距離約等于瓦塊寬的0.4倍，即，也就是該瓦塊的支承點不通過瓦塊的中心。這樣當主軸旋轉(zhuǎn)時，由于瓦塊上壓強的分布，瓦塊可自動擺正至最佳間隙比（進油口間隙與出油口間隙之比）后處于平衡狀態(tài)。這種軸承只能朝一個方向旋轉(zhuǎn)，不允許反轉(zhuǎn)。否則，不能形成壓力油楔。軸承徑向的剛度比固定油楔低，多用于各種外圓磨床，無心磨床和平面磨床中。16、 滾動軸承的軸向承載能力和剛度由強到弱的順序由強到弱的順序依次是：推力球軸承；推力角接觸球軸承；角接觸球軸承；圓錐滾子軸承。17、 機床上采用夾具加工一批工件時，產(chǎn)生與夾具有關(guān)的加工誤差；它們與零件的公差的關(guān)系 （1）在機床上使用夾具加工工件時，產(chǎn)生加工誤差的因素有：工件在夾具中定位時產(chǎn)生的定位誤差d.w；工件在夾具中夾緊時產(chǎn)生的夾緊誤差j.j；夾具安裝在機床上產(chǎn)生的夾具安裝誤差j.a；刀具對夾具定位元件正確位置所產(chǎn)生的導引誤差d.y；夾具的磨損所引起的加工誤差j.m。其中工件的定位誤差中，包括設計基準與定位基準不重合而產(chǎn)生的基準不重合誤差，有定位副