機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).doc

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機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題1一、簡答題（每小題3分，共12分）1. 轉(zhuǎn)塔式組合機(jī)床：能將幾個(gè)多軸箱安裝在轉(zhuǎn)塔回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，使每個(gè)多軸箱依次轉(zhuǎn)動(dòng)到加工位置對(duì)工件進(jìn)行加工的組合機(jī)床。2. 成形式拉削： 利用刀齒的輪廓與工件最終加工表面形狀相似，切削齒高度向后遞增，工件的余量被一層一層地切去，由最后一個(gè)刀齒切出所要求的尺寸，經(jīng)校準(zhǔn)齒修光達(dá)到預(yù)定的加工精度的拉削。3. 機(jī)床夾具： 機(jī)床夾具是機(jī)械加工中用來確定加工工件的正確位置，并使工件固定，以承受切削力，便于接受加工的工藝裝備。4. 機(jī)床裝料高度： 指機(jī)床上，工件安裝基面至機(jī)床底面的垂直距離。二、填空題（每空1分，共16分）1. 生產(chǎn)線上常用的工藝裝備包括【夾具、模具、刀具、量具】輔具、檢具。2. 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)的三圖一卡是指【被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖、機(jī)床生產(chǎn)率卡】3. 工件以粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)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(zhǔn)孔和精基準(zhǔn)孔定位，采用（ 可脹心軸 ）和（ 定位銷 ）作定位元件4. 在圖示螺釘-壓板夾緊機(jī)構(gòu)中，零件1、2、3、4的作用分別是【保護(hù)壓板和避免螺栓彎曲，直接壓緊工件，支承壓板，卸料工件時(shí)托住壓板?！咳?、機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)為什么要遵循前多后少，前密后疏，前緩后急原則？（12分）因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)從電動(dòng)機(jī)到主軸，通常為降速運(yùn)動(dòng)，接近電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，尺寸小一些；反之。則在擬定主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，將傳動(dòng)副較少的安排在后面。此為前多后少原則。前密后疏：當(dāng)變速組的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序相一致時(shí)，前面變速組的傳動(dòng)線分布緊密，而后面變速組傳動(dòng)線分布疏散，在傳遞相同功率的情況下，轉(zhuǎn)矩較小，設(shè)計(jì)尺寸也相應(yīng)較?。磺熬徍蠹?，由于電動(dòng)機(jī)到主軸的總趨勢是降速運(yùn)動(dòng)，在分配各變速組傳動(dòng)比時(shí)，為使中間傳動(dòng)軸具有較高的轉(zhuǎn)速，以減小傳動(dòng)件的尺寸，則前面的變速組降速要慢些，后面的要快些，但是中間軸不應(yīng)過高，以免產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)熱和噪音，通常不超過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速四、何謂夾具的對(duì)定？包括哪幾個(gè)方面？為什么使用夾具加工工件時(shí)，還需要解決夾具的對(duì)定問題？（15分）1. 夾具與機(jī)床連接時(shí)使夾具定位表面相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）、機(jī)床運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌有準(zhǔn)確的位置和方向的過程稱為夾具的對(duì)定。2夾具的對(duì)定包括三個(gè)方面：一是夾具在機(jī)床上的定位，即夾具對(duì)切削成形運(yùn)動(dòng)的定位；二是夾具的對(duì)刀，即夾具對(duì)刀具的對(duì)準(zhǔn)；三是分度和轉(zhuǎn)位定位，即夾具對(duì)加工位置的定位。3使用夾具加工工件時(shí)，只有首先保證夾具在機(jī)床上的對(duì)定要求，其對(duì)定誤差要小于工件的允許誤差，才能使工件在夾具中相對(duì)刀具及成形運(yùn)動(dòng)處于正確位置，即夾具定位。從而保證工件的加工尺寸精度和相互位置加工精度。五、機(jī)床的支承件設(shè)計(jì)中，截面形狀的選用原則是什么？ 怎樣補(bǔ)償不封閉支承件的剛度損失？（15分）根據(jù)支承件受力情況，選擇合適的材料，截面形狀和尺寸六、已知某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為n=1001120r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=8，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。試根據(jù)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，完成：1. 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式；2. 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速圖；3. 畫出轉(zhuǎn)速圖。（15分） 七、在如圖所示零件上銑槽，要求保證尺寸 和槽寬12h9?，F(xiàn)有三種定位方案，如圖 b、c、d 所示，試計(jì)算三種方案的定位誤差，從中選出最優(yōu)方案。六、設(shè)計(jì)題（15分）1. 計(jì)算公比 已知：，Z=8 . 根據(jù) , 則, 即：=1.41 2確定傳動(dòng)組、傳動(dòng)副和擴(kuò)大順序根據(jù)傳動(dòng)組和傳動(dòng)副擬定原則，可選方案有： Z=42； Z=24； Z=222在方案，中，可減少一根軸，但有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)傳動(dòng)副，增加傳動(dòng)軸軸向長度，所以選擇方案：Z=222 根據(jù)前疏后密原則，選擇結(jié)構(gòu)式為： 8=212224 3. 轉(zhuǎn)速圖繪制設(shè)計(jì) 主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速為：100，140，200，280，400，560，800，1120 r/min 確定定比傳動(dòng)比：取軸的轉(zhuǎn)速值為800r/min，則電機(jī)軸與軸 的傳動(dòng)比為： 確定各變速組最小傳動(dòng)比從轉(zhuǎn)速點(diǎn)800 r/min到100r/min共有6格，三個(gè)變速組的最小傳動(dòng)線平均下降兩格，按照前緩后急的原則，第二變速組最小傳動(dòng)線下降2格；第一變速組最小傳動(dòng)線下降2-1=1格；第三變速組最小傳動(dòng)線下降2+1=3格。 4. 繪制轉(zhuǎn)速圖七、分析計(jì)算題（15分）解 1）分析 鍵寬尺寸，由銑刀的相應(yīng)尺寸來保證。槽底位置尺寸540-0.14的加工誤差，在三種定位方案中不同。方案 b、c 產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差j . y（b）、j . y（c）和基準(zhǔn)不重合誤差j . b（b）、j . b（c）；方案 d 的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合， j . b（d）=0。2）計(jì)算誤差 已知工件內(nèi)孔的TD = 0.03mm，工件外徑的Td = 0.10mm，心軸的Td1 = 0.02mm，工件的54=0.14mm。方案b的定位誤差 方案c的定位誤差 方案d的定位誤差 3）比較、判斷 根據(jù)計(jì)算得： 因 而且 ，故方案d是能滿足加工要求的最優(yōu)方案。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題2一、簡答題（每小題3分，共12分）1. 孔加工復(fù)合刀具：1. 由兩把或兩把以上單個(gè)孔加工刀具結(jié)合在一個(gè)刀體上形成的專用刀具稱為孔加工刀具。2. 夾具對(duì)定裝置：2. 能實(shí)現(xiàn)夾具在機(jī)床上定位、固定，即確保夾具相對(duì)機(jī)床主軸（或刀具）、機(jī)床運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌有準(zhǔn)確的位置和方向的裝置。3. 機(jī)床生產(chǎn)率：3. 機(jī)床的生產(chǎn)率是指機(jī)床在單位時(shí)間內(nèi)所能加工的工件數(shù)量。4. 機(jī)床前備量：4. 組合機(jī)床中，為補(bǔ)償?shù)毒吣p或制造、安裝誤差，動(dòng)力部件可向前調(diào)節(jié)的距離二、填空題（每空1分，共16分）1. 機(jī)床的總體方案擬定包括（掌握機(jī)床的設(shè)計(jì)依據(jù)）、（工藝分析）、（總體布局）、（確定主要的技術(shù)參數(shù)）2. 機(jī)床的主要技術(shù)參數(shù)包括【主參數(shù)、尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)】3. 針對(duì)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(shè)計(jì)孔加工復(fù)合刀具時(shí)，合理選擇結(jié)構(gòu)形式應(yīng)考慮哪些因素：【刀具的強(qiáng)度和剛度、工件加工精度及表面質(zhì)量、合理的使用壽命、刃磨方便】三、機(jī)床變速傳動(dòng)系統(tǒng)中，為什么要有傳動(dòng)比限制，各變速組的變速范圍是否一定在限制的范圍內(nèi)，為什么？（12分）四、銑床專用夾具主要由哪幾個(gè)部件組成。現(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)銑削傳動(dòng)軸的外圓軸向不通鍵槽夾具，試問需要采用怎樣的定位方案，限制工件的哪些自由度？畫簡圖示意，夾具采用什么型式的對(duì)刀塊？夾具如何在機(jī)床上對(duì)定。（15分）銑床夾具主要由夾具體、定位裝置、夾緊裝置、對(duì)刀裝置、夾具定位鍵等組成。設(shè)計(jì)銑削傳動(dòng)軸軸向不通鍵槽的專用夾具，應(yīng)采用傳動(dòng)軸外圓為主要定位基準(zhǔn)，一端面為第二定位基準(zhǔn)。以長V形塊與軸外圓接觸，限制2個(gè)移動(dòng)和2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，以一個(gè)支承釘與軸端面接觸，限制1個(gè)移動(dòng)自由度。 畫示意圖。 見教材選擇對(duì)刀裝置和對(duì)定裝置。五、組合機(jī)床中具有哪些動(dòng)力部件，能實(shí)現(xiàn)機(jī)床的什么運(yùn)動(dòng)？動(dòng)力部件的主要參數(shù)及選擇原則是什么？（15分）1. 組合機(jī)床的動(dòng)力部件包括動(dòng)力滑臺(tái)及其相配套使用的動(dòng)力箱和各種單軸切削頭，如銑削頭、鉆削頭、鏜孔車端面孔。2. 加工時(shí)，動(dòng)力箱由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)多軸箱驅(qū)動(dòng)刀具主軸作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力滑臺(tái)帶動(dòng)刀具主軸作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3動(dòng)力部件的主要參數(shù)是包括驅(qū)動(dòng)動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)功率，動(dòng)力滑臺(tái)的軸向進(jìn)給力、進(jìn)給速度和進(jìn)給行程。切削功率 根據(jù)各刀具主軸的切削用量，計(jì)算出總切削功率，再考慮傳動(dòng)效率或空載功率損耗及載荷附加功率損耗，作為選擇主傳動(dòng)用動(dòng)力箱的電動(dòng)機(jī)型號(hào)和規(guī)格。 進(jìn)給力 根據(jù)確定的切削用量計(jì)算出各主軸的軸向切削合力F， 以F F進(jìn) 來確定動(dòng)力滑臺(tái)的型號(hào)和規(guī)格。進(jìn)給速度 根據(jù)要求選擇的快速行程速度v快 動(dòng)力滑臺(tái)額定的最小進(jìn)給量vf（額定）。進(jìn)給行程 設(shè)計(jì)中所確定的動(dòng)力部件總行程A，所以不能滿足尺寸A的加工要求。3. 提改進(jìn)方法 畫圖示意。機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)模擬試題4一、簡答題（每小題3分，共12分）1. 加工示意圖：一種反映被加工零件的工藝方案，表示零件在機(jī)床上的加工過程，刀具的布置位置以及工件、夾具、刀具的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)的圖紙2. 夾具導(dǎo)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3. 拉削圖形：拉削圖形是拉刀設(shè)計(jì)中，表示拉刀拉削工件上多余材料的順序的圖形4. 分級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式意義：表示了分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，變速組數(shù)目及其傳動(dòng)副數(shù)，傳動(dòng)順序和各變速組的傳動(dòng)比大小二、填空題（每空題1分，共16分）1. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中，常用的定位元件有：【支承釘、支承板、定位銷、V形塊。】2. 機(jī)床的主傳動(dòng)形式有：【機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)】3. 機(jī)床主軸組件應(yīng)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】4. 針對(duì)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。三、組合機(jī)床多軸箱怎樣實(shí)現(xiàn)箱內(nèi)齒輪的潤滑，設(shè)計(jì)多軸箱時(shí)為何需要配置一個(gè)手柄軸？手柄軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足什么要求？（12分）1. 用潤滑油泵從油池中吸油，由管道輸送到分油器，一部分輸送到箱體頂面的淋油盤，噴淋箱體中間的傳動(dòng)齒輪。另一部分由油管穿入到前蓋和后蓋中，澆注箱內(nèi)前、后蓋上的傳動(dòng)齒輪。2. 為了組合機(jī)床多軸箱上多個(gè)刀具主軸能正確而穩(wěn)定地切削，需要在多軸箱中設(shè)置手柄軸。用于主軸對(duì)刀，調(diào)整或修配時(shí)檢查每個(gè)主軸的運(yùn)動(dòng)精度。3. 為了人工搬動(dòng)手柄省力輕便，手柄軸轉(zhuǎn)速盡量設(shè)計(jì)的高一些。同時(shí)手柄軸位置應(yīng)靠近工人操作位置，其周圍應(yīng)有較大空間，便于扳手旋轉(zhuǎn)操作，即保證回轉(zhuǎn)時(shí)手柄不碰主軸四、機(jī)床上采用夾具加工一批工件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生哪些與夾具有關(guān)的加工誤差？它們與零件的公差有何關(guān)系？（15分）1在機(jī)床上使用夾具加工工件時(shí)，產(chǎn)生加工誤差的因素有：工件在夾具中定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差d.w；工件在夾具中夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊誤差j。i；夾具安裝在機(jī)床上產(chǎn)生的夾具安裝誤差j.a；刀具對(duì)夾具定位元件正確位置所產(chǎn)生的導(dǎo)引誤差；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(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差，有定位副制造不準(zhǔn)確產(chǎn)生的基準(zhǔn)位移誤差。 2夾具總差與工件的加工允差有關(guān)系：，其中為除夾具以外，與工藝系統(tǒng)其他一切因素有關(guān)的加工誤差。且應(yīng)滿足下列關(guān)系式， ， 五、圓孔拉刀粗切齒為什么需要設(shè)計(jì)分屑槽？校準(zhǔn)齒具有什么作用？為什么圓孔拉刀的后角取值很小？（15分）1. 圓孔拉刀是內(nèi)拉刀，當(dāng)拉削鋼件和其它塑性材料時(shí)，切屑呈帶狀，為了更順利地從工件加工孔中排屑，需要將較寬切屑分割成窄寬度，以便于卷曲和容納在容屑槽中，因此需要在圓孔拉刀前后刀齒上交錯(cuò)地磨出分屑槽。2. 在圓孔拉刀中，校準(zhǔn)齒一是能起修光、校準(zhǔn)作用，二是當(dāng)切削齒因重磨直徑減小時(shí)，校準(zhǔn)齒還可依次遞補(bǔ)成為切削齒。3. 拉刀的切削厚度（齒升量）很小，如按切削原理選擇后角的一般原則，必須取較大后角。但是圓孔拉刀一般重磨前刀面，后角取值大了，重磨后刀齒直徑會(huì)減小很多，這樣拉刀的使用壽命會(huì)顯著縮短，因此孔拉刀切削齒后角不宜選得過大，其校準(zhǔn)齒的后角應(yīng)比切削齒的后角更小六、已知某機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為n=1251400r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=8，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。試根據(jù)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，完成： 1. 擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)式； 2. 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速圖； 3. 畫出轉(zhuǎn)速圖。（15分）七、在如圖所示零件上銑槽，要求保證尺寸，現(xiàn)有三種定位方案，如圖 b、c、d 所示，已知內(nèi)外圓的同軸度誤差為0.02mm，試計(jì)算三種方案在槽底尺寸54方向上的定位誤差，并從中選出最優(yōu)方案。（15分）六、設(shè)計(jì)題（共15分）見模擬試題1七、分析計(jì)算題（共15分）解 1）分析 方案 b 產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差j . y（b）和基準(zhǔn)不重合誤差j . b（b）；方案 c 產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差j . y（c）和基準(zhǔn)不重合誤差j . b（c）；方案 d 由同軸度誤差產(chǎn)生位移誤差 2）計(jì)算誤差 已知工件內(nèi)孔的TD = 0.03mm，工件外徑的Td = 0.10mm，心軸的Td1 = 0.02mm，工件54=0.14mm。方案b的定位誤差為 方案c的定位誤差為 方案d的定位誤差為 3）分析比較、判斷 根據(jù)計(jì)算得到： 因 尺寸 的允許誤差為( 54) = 0.14 mm，而且 又 故方案 d是能滿足加工要求的最優(yōu)方案。