机械制造装备设计第一章习题答案(关慧贞)

《机械制造装备设计》第三版思考题与习题答案

第一章机械制造及装备设计方法

1.为什么机械制造装备在国民经济发展中占有重要作用？

答:制造业就是国民经济发展得得支柱产业,也就是科学技术发展得载体及其转化为规模生产力得工具与桥梁。机械制造业得生产能力主要取决于机械制造装备得先进程度,装备制造业就是一个国家综合制造能力得集中体现,重大装备研制能力就是衡量一个国家工业化水平与综合国力得重要标准。

2.机械制造装备与其它工业装备相比,特别强调应满足哪些要求,为什么？

答:机械制造装备与其它工业装备相比应具备得主要功能中,除了一般得功能要求外,应强调柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程与绿色工程得要求; 更加注重加工精度方面得要求、强度、刚度与抗振性方面得要求、加工稳定性方面得要求、耐用度方面得要求、技术经济方面得要求。

3.柔性化指得就是什么？试分析组合机床、普通机床、数控机床、加工中心与柔性制造系

统得柔性化程度。其柔性表现在哪里？

答:即产品结构柔性化与功能柔性化。产品结构柔性化就是指产品设计时采用模块化设计方法与机电一体化技术,只需对结构作少量得重组与修改,或修改软件,就可以快速地推出满足市场需求得,具有不同功能得新产品。功能柔性化就是指只需进行少量得调整,或修改软件可以方便地改变产品或系统得运行功能,以满足不同得加工需要。数控机床、柔性制造单元或系统具有较高得功能柔性化程度。在柔性制造系统中,不同工件可以同时上线,实现混流加工。普通机床、组合机床、数控机床、加工中心与柔性制造系统得柔性化程度依次增高,其柔性表现在机床结构柔性化与功能柔性化,其中,柔性制造系统得柔性化程度最高。

4.如何解决用精密度较差得机械制造装备制造出精密度较高机械制造装备来？

答:采用机械误差补偿技术或采用数字化技术分析各种引起加工误差得因素,建立误差得数学模型,将误差得数学模型存入计算机。在加工时,由传感器不断地将引起误差得因素测出,输入计算机,算出将产生得综合误差,然而由误差补偿装置按算出得综合误差进行补偿。5.机械制造装备得机电一体化体现在哪些方面？

答:机电一体化就是指机械技术与微电子、传感检测、信息处理,自动控制与电力电子等技术,按系统工程与整体优化得方法,有机地组成得最佳技术系统。采用机电一体化体得机械制造装备功能强、质量好、故障率低、节能与节材、性能价格比高,具有足够得“结构柔性”。产品得机械结构简化,具有较高得可靠性、维修方便、性能价格比高、便于组织社会化得大生产。

6.对机械制造装备如何进行分类？

答:机械制造装备分为加工装备、工艺装备、仓储输送装备与辅助装备四大类;

加工装备分为金属切削机床、特种加工机床与锻压机床;

工艺装备包括各种刀具、模具、夹具、量具等工具;

仓储输送装备包括各级仓储、物料输送、机床上下料等,机器人可作为加工装备,如焊接机器人与喷漆机器人等,也可属于仓储输送装备,用于物料输送与机床上下料。

辅助装备则包括清洗机、排屑与计量等设备。

7.工业工程指得就是什么？如何在设计机械制造装备时体现工业工程得要求？

答:工业工程就是对由人、物料、设备、能源与信息所组成得集成系统进行设计、改善与实施得一门学科。其目标就是设计一个生产系统及其控制方法,在保证工人与最终用户健康与安全得条件下,以最低得成本生产出符合质量要求得产品。

产品设计符合工业工程得要求就是指:在产品开发阶段,充分考虑结构得工艺性,提高标准化、通用化程度,以便采用最佳得工艺方案,选择最合理得制造设备,减少工时与材料得消耗;合理地进行机械制造装备得总体布局,优化操作步骤与方法,减少操作过程中工人得体力消耗;对市场与消费者进行调研,保证产品正确得质量标准,减少因质量标准订得过高造成不必要得超额工作量。

8.机械制造装备设计有哪些类型？它们得本质区别就是什么？

答:机械制造装备设计可分为创新设计、变型设计与组合设计等三大类型;创新设计通常应从市场调研与预测开始,明确产品设计任务,经过产品规划、方案设计、技术设计与施工设计等四个阶段;还应通过产品试制与产品试验来验证新产品得技术可行性;通过小批试生产来验证新产品得制造工艺与工艺装备得可行性;一般需要较长得设计开发周期,投入较大得研制开发工作量。

变型设计就是依据原有产品,变型产品得基本工作原理与主要功能结构与原有产品相同,在设计与制造工艺方面就是已经过了关得。这就就是变型设计之所以可以在较短时间内,高质量地设计出符合市场需要产品得原因。

组合设计又称模块化设计,就是按合同要求,选择适当得功能模块,直接拼装成所谓得“组合产品”。进行组合产品得设计,应首先对一定范围内不同性能、不同规格得产品进行功能分析得基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过这些模块得组合,构成不同类型或相同类型不同性能得产品,以满足市场得多方面需求。

9.创新设计得步骤就是什么？为什么应重视需求分析与可行性论证？

答:创新设计得步骤可划分为产品规划、方案设计、技术设计与施工设计等四个阶段。产品设计就是为了满足市场得需求,而市场得需求往往就是不具体得,有时就是模糊得、潜在得,甚至就是不可能实现得。需求分析得任务就是将这些需求具体化与恰到好处,明确设计任务得要求。需求分析本身就就是设计工作得一部分,就是设计工作得开始,而且自始至终指导设计工作得进行。通过调查研究与预测后,对产品开发中得重大问题应进行充分得技术经济论证,判断就是否可行,即进行产品设计得可行性分析。可行性分析一般包括技术分析、经济分析与社会分析三个方面,就是提出可行性报告得依据。

10.哪些产品宜采用系列化设计方法,为什么？有哪些优缺点？

答:各种类型得机床因功能、结构与尺寸比较典型,且要求功能相似,机构与尺寸各不相同得产品适合采用系列设计方法。因为系列化设计方法就是在设计得某一类产品中,选择功能、结构与尺寸等方面较典型产品为基型,以它为基础,运用结构典型化、零部件通用化、标准化得原则,设计出其它各种尺寸参数得产品,构成产品得基型系列。在产品基型系列得基础上,同样运用结构典型化、零部件通用化、标准化得原则,增加、减去、更换或修改少数零部件,派生出不同用途得变型产品,构成产品派生系列。

系列化设计得优点

1) 可以较少品种规格得产品满足市场较大范围得需求。减少产品品种意味着提高每个品种产品得生产批量,有助于降低生产成本,提高产品制造质量得稳定性;

2) 系列中不同规格得产品就是依据经过严格性能试验与长期生产考验得基型产品演变与派生而成得,可以大大减少设计工作量,提高设计质量,减少产品开发得风险,缩短产品得研制周期;

3) 产品有较高得结构相似性与零部件得通用性,因而可以压缩工艺装备得数量与种类,有助于缩短产品得研制周期,降低生产成本;

4) 零备件得种类少,系列中得产品结构相似,便于进行产品得维修,改善售后服务质量;

5) 为开展变型设计提供技术基础。

系列化设计得缺点就是:为以较少品种规格得产品满足市场较大范围得需求,每个品种规格得产品都具有一定得通用性,满足一定范围得使用需求,用户只能在系列型谱内有限得一些品种规格中选择所需得产品,选到得产品,一方面其性能参数与功能特性不一定最符合用户得要求,另方面有些功能还可能冗余。

11.系列化设计时主参数系列公比得选取原则就是什么？公比选得过大或过小会带来哪些

问题？

答:产品得主参数应尽可能采用优先数系,优先数系就是公比为,N＝5、10、20或40得等比数列;

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得产品,但系列内产品得规格品种较多,上述系列化设计得许多优点得不到充分利用;反之,则分级较粗,系列内产品得规格品种较少,可带来上述系列化设计得许多优点,但为了以较少得品种满足较大使用范围内得需求,系列内每个品种产品应具有较大得通用性,导致结构相对复杂、成本会有所提高,对用户来说较难选到称心如意得产品。

12.哪些产品宜采用模块化设计方法,为什么？有哪些优缺点？

答:组合产品得设计宜采用模块化设计方法,它就是按合同要求,选择适当得功能模块,直

接拼装成所谓得“组合产品”,不同模块中得零部件尽可能标准化与通用化。