机械制造装备设计课后习题答案

1-1 为什么说机械制造装备在国民经济发展中起着

备，减少工时和材料的消耗； 合理地进行机械制造装

构工艺性评价 产品造型评价 标准化评价

重要的作用？

备的总体布局， 优化操作步骤和方法， 减少操作过程

1-16 有些方案的技术评价较高，但经济评价一般或 制造业是国民经济发展的支柱产业， 也是科技技

中工人的体力消耗；对市场和消费者进行调研， 保证

不好， 有些方案可能是相反的情况， 如何对这些方案 术发展的载体及使其转化为规模生产力的工具和桥 产品合理的质量标准， 减少因质量标准定得过高造成 进行综合评价？

梁。装备制造业是一个国家综合制造能力的集中表 不必要的超频工作量

答： 设计方案的技术评价 Tj 和经济评价 Ej 经常不会 现，重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和 1-9 机械制造装备设计有哪些类型？他们的本质区 同时都是最优， 进行技术和经济的综合评价才能最终 综合国力的重要标准 别是什么？

选出最理想的方案。 技术经济评价 TEj 有两种计算方 1-2 机械制造装备与其他工业化装备相比， 特别强调 1. ）机械制造装备设计包括创新设计、 变形设计、 法

：

应满足哪些要求？为什么？ 模块化设计；

1、 当 Tj 和 Ej 的值相差不太悬殊时，可用均值法 柔性化 精密化 自动化 机电一体化 节材节能 2. ）创新设计，一般需要较长的设计开发周期，

计算 TEj 值，即 TEj= （ Tj+Ej ）/2

符合工业工程要求 符合绿色工程要求 投入较大的研制开发工作量； 变型设计， 变型设计不 2、

当 Tj 和 Ej 的值相差很悬殊时，建议用双曲线 1-3 柔性化指的是什么？试分析组合机床、普通机 是孤立无序的设计，而是在创新设计的基础上进行 法计算 TEj 值，即 TEj= 根号（ Tj+Ej ）

床、 数控机床、 加工中心和柔性制造系统的柔性化程 的，模块化设计，对一定范围内不同性能，不同规格 技术经济评价值 TEj 越大， 设计方案的技术经济综合 其柔性表现在哪里？ 的产品进行功能分析， 划分一系列的功能模块， 而后 性能越好，一般 TEj 值不应小于

化。 柔性化有俩重含义： 产品机构柔性化和功能柔性 组合而成的；

1-17 可靠性指的是什么？有哪些可靠性衡量指标？ 数控机床、 柔性制造单元或系统具有较高的功能 柔性化程度。 在柔性制造系统中，不同工件可以同时 上线， 实现混流加工。 组合机床其柔性表现在机床可 进行调整以满足不同工件的加工 1-6 ．机械制造装备的机电一体化体现在哪些方面？ 可获得什么好处？ 答： 机械制造装备的机电一体化体现在： 其系统和产 品的通常结构是机械的， 用传感器检测来自外界和机 器内部运行状态的信息， 由计算机进行处理， 经控制 系统，由机械、液压、气动、电气、电子及他们的混 合形式的执行系统进行操作， 使系统能自动适应外界 环境的变化，机器始终处于正常的工作状态 采用机电一体化技术可以获得如下几方面功能：

1，

对机器或机组系统的运行参数进行巡查和控制； 2， 对机器或机组系统工作程序的控制； 3，用微电子技 术代替传统产品中机械部件完成的功能， 简化产品的 机械结构 1-7 对机械制造装备如何进行分类？ 加工装备： 采用机械制造方法制造机器零件的机 工艺装备：产品制造是用的各种刀具、模具、夹 具、 量具等工具 仓储运输装备：各级仓库、物料传送、机床上下 料等设备

辅助装备：清洗机和排屑装置等设备 1-8 工业工程指的是什么？如何在设计机械制造装备 时体现工业工程的需求？ 答：工业工程是对人、物料、设备、能源和信息能组 成的集成系统进行设计，改善和实施的一门科学 产品设计符合工业工程的需求：在产品开发阶 段，充分考虑结构的工艺性，提高标准化、通用化程 度， 以便采用最佳的工艺方案， 选择最合理的制造设

1-12 哪些产品宜采用系列化设计方法？为什么？ 哪些优缺点 ?

系列化设计方法是在设计的某一类产品中， 功能、 结构和尺寸等方面较典型产品为基型， 选择 运用结

构典型化、零部件通用化、标准化的原则，设计出其 他各种尺寸参数的产品，构成产品的基型系列 优点： 1）用较少品种规格的产品满足市场较大范围 的需求

2 ）可以减少设计工作量，提高设计质量，减 少产品开发的风险，缩短产品的研制周期

3 ）可以压缩工艺装备的数量和种类，有助于 缩短产品的研制周期，降低生产成本

4 ） 零备件的种类少， 系列中的产品结构相似， 便于进行产品的维修，改善售后服务质量

5 ）为开展变型设计提供技术基础

缺点： 用户只能在系类型谱内有限的品种规格中选择 所需的产品， 选到的产品， 一方面其性能参数和功能 特性不一定最符合用户的需求 另一方面有些功能还

它们之间有哪些数值上的联系？

答：含义： 可靠性是指产品在规定的条件下和规定的

时间内，完成规定任务的能力

可靠性的衡量指标有： 1、可靠度； 2 、积累失效 概率； 3、失效率； 4 、平均寿命和平均无故障工作时 间； 5、可靠寿命

这些可靠性衡量指标之间在数值上都与时间

t 相关

2-1 机床设计应满足哪些基本要求？其理由是什么

工艺范围、柔性、与物流系统的可亲性、刚度、 精度、噪声、成产率自动化、成本、生产周期、可靠 性、造型与色彩

2-2 机床设计的主要内容及步骤是什么？

答：（一）总体设计： 1、机床主要技术指标设计，包

括工艺范围、 运行模式、 生产率、 性能指标等。 2、

总体方案设计，包括运动功能、基本参数、总体 结构布局等设计。 3、总体方案综合评价与选择 总体方案 的设计修改或优化。 （二）详细设计， 包括技术设计和施工设计

4、

三） 机床整机综合评

可能冗余

2-3 机床的基本工作原理是什么？

1-13 系列化设计时主参数系列公比的选取原则是什 答： 基本工作原理是： 通过刀具与工件之间的相 么？公比选得过大或过小会带来哪些问题？ 对运动， 由刀具切除工件上多余的金属材料， 使工件

答：选取原则产品的主参数应尽可能采用优先数系 主参数系列公比如选得较小， 则分级较密，有利于用 户选到满意的产品，但系列内产品的规格品种较多， 系列化设计的许多优点得不到充分利用；

反之， 则分

级较粗， 系列内产品的规格品种较少， 可带来系列化 设计的许多优点， 但为了以较少的品种满足较大使用 范围内的需求， 系列内每个品种产品应具有较大的通 用性，导致结构相对复杂，成本会有待提高，对用户 来说较难选到称心如意的产品

1-15 设计的评价方法很多， 结合机械制造装备设计， 指出哪些评价方法极为重要，为什么？

技术经济评价 可靠性评价 人机工程学评价 结

具有要求的尺寸和精度的几何形状

2-4 机床系列型谱的含义是什么？

为了以最少的品种规格， 满足尽可能多用户的不 同需求， 通常是按照该类机床的主参数标准， 先确定

一种用途最广、 需要量较少的机床系列作为“基型系 列”，在这系列的基础上，根据用户的需求派生出若 干种变型机床， 形成“变型系列” 。“基型” 和“变型” 构成了机床的“系类型谱”

2-5 机床的基本工作原理是什么？

通过刀具与工件之间的相对运动，

由刀具切除工

件加工表面多余的金属材料， 使工件具有要求的几何