自学考试机械制造装备设计教材结构设计 16页

'自学考试机械制造装备设计教材结构设计　第一章　绪　　论　　（2学时）本文来自墨者资讯　　一、考核知识点墨者资讯www.cnmoker.org　　（一）机械制造装备的作用。墨者资讯www.cnmoker.org　　（二）机械制造装备应具备的主要功能和分类。内容来自墨者资讯　　二、考核要求墨者资讯,最新资讯　　1.识记：全新的生产制造模式的主要特征；制造装备的功能和分类。copyrightcnmoker.orrg　　2.领会：理解‘1’的要求，如‘功能’，对一般功能与柔性化、精密化、自动化、机电一体化、节材、绿色工程等以及现代制造业对绿色工程的要求。cnmoker.org　　第二章　机械制造装备设计方法　（2学时）墨者资讯www.cnmoker.org　　一、考核知识点墨者资讯,最新资讯　　（一）机械制造装备设计的类型copyrightcnmoker.orrg　　创新设计、变形设计和组合设计及应用场合。内容来自墨者资讯　　（二）机械制造装备设计的方法墨者资讯,最新资讯　　系列化设计、模块化设计的概念及其作用；技术经济评价和可靠性评价的实质及其特点；产品造型、结构工艺性、标准化等评价的概念、内容及其作用。copyrightcnmoker.orrg　　二、考核要求本文来自墨者资讯　　1.识记墨者资讯www.cnmoker.org 　　装备设计的类型、实质及其区别；设计的各种方法及特点；设计评价的项目、实质及适用场合。本文来自墨者资讯　　2.领会内容来自墨者资讯　　装备设计方法评价的实质及特点和设计方法的基本知识。cnmoker.org　　第三章　机床设计　　（18学时）内容来自墨者资讯　　一、考核知识点cnmoker.org　　（一）机床设计应满足的基本要求和设计方法墨者资讯www.cnmoker.org　　（二）机床设计的基本理论墨者资讯www.cnmoker.org　　精度、刚度、抗振性、热变形、噪声、低速运动平稳性。墨者资讯,最新资讯　　（三）机床总体设计墨者资讯,最新资讯　　机床系列型谱概念，机床运动功能设计和总体结构方案设计的联系，机床主要技术参数设计与传动设计、部件设计的联系。墨者资讯www.cnmoker.org　　（四）传动设计本文来自墨者资讯　　1.主传动设计墨者资讯,最新资讯　　分级变速时转速图（常规和特殊）的变速规律及应用；计算转速概念和确定方法；数控机床主传动设计特点。内容来自墨者资讯　　2.进给传动设计cnmoker.org　　机床进给传动的特点，数控机床进给传动系统设计特点。墨者资讯,最新资讯　　（五）部（组）件设计copyrightcnmoker.orrg　　1.主轴组件设计cnmoker.org 　　主轴组件应满足的基本要求（工作性能方面）；结构设计；滚动轴承的配置、预紧方法及防松措施；主轴的参数、构造和材料及热处理、技术要求；组件的布局、典型结构；提高主轴组件工作性能的措施。数控机床主轴组件的设计特点。cnmoker.org　　2.支承件设计墨者资讯www.cnmoker.org　　支承件设计的基本要求，提高刚度等性能的措施。copyrightcnmoker.orrg　　3.导轨设计墨者资讯,最新资讯　　导轨的功用、基本要求、导轨的截形、组合及其应用，导轨间隙的调整方法及特点，宽窄导轨概念及应用，滚动导轨的特点、预紧方法及其应用，卸荷导轨的概念和应用。墨者资讯www.cnmoker.org　　4.数控机床（加工中心机床）刀架和自动换刀装置本文来自墨者资讯　　刀架和自动换刀装置的功能、组成、要求和工作原理及其应用。墨者资讯,最新资讯　　二、考核要点内容来自墨者资讯　　1.识记内容来自墨者资讯机床设计应满足的基本要求，如对工艺范围、柔性、刚度、精度、噪声、生产率和自动化、成本、可靠性等要求的理解；机床设计的基本理论及其在设计中的应用；总体设计与传动设计、部（组）件设计的主要内容、原理和方法。cnmoker.org　　2.领会内容来自墨者资讯　　理解机床设计应满足的基本要求和基本理论及其在总体设计、传动设计、部件设计中的指导意义；机床总体设计与传动设计、部件设计的关系；提高机床部件工作性能（如主轴组件的旋转精度、刚度，支承件的刚度，导轨的导向精度及精度保持性、低速运动平稳性等）的措施；部件结构实例的剖析；数控机床、加工中心机床部件设计要求、特点及应用。本文来自墨者资讯　　第四章　工业机器人设计　　（10学时）墨者资讯,最新资讯　　一、考核知识点copyrightcnmoker.orrg 　　（一）机器人的基本概念本文来自墨者资讯　　机器的人定义及工作原理，坐标系的确定，工作空间概念。cnmoker.org　　（二）机器人运动功能设计　空间坐标变换的基本原理及其应用，运动功能设计特点。　　（三）机器人传动系统设计cnmoker.org　　机器人的运动及动力分析方法；谐波减速装置的原理、传动比计算及常用结构、驱动方法特点及应用。　　（四）机器人的机械结构系统设计　　手臂和机床、手腕、末端执行器的功能、基本要求和典型结构。　　（五）机器人的控制　　控制系统的构成、位置控制方式（如伺服系统）的特点。本文来自墨者资讯　　（六）机器人的应用原则和典型实例　　二、考核要点　　1.识记　　机器人的基本知识，运动、传动、结构设计的基本原理、方法。墨者资讯www.cnmoker.org　　2.领会cnmoker.org　　机器人与数控机床的异同，设计特点、典型结构及应用。本文来自墨者资讯　　第五章　机床夹具设计　（10学时）cnmoker.org　　一、考核知识点内容来自墨者资讯 　　（一）机床夹具功用、组成、类型和基本要求本文来自墨者资讯　　（二）机床夹具定位机构的设计内容来自墨者资讯　　六点定位原理，定位方式及定位元件，定位误差。本文来自墨者资讯　　（三）机床夹紧机构的设计墨者资讯,最新资讯　　夹紧机构设计应满足的要求，夹紧力的三要素及确定，常用夹紧机构的特点。内容来自墨者资讯　　（四）机床夹具的其它装置墨者资讯www.cnmoker.org　　导向装置、对刀具装置、分度装置、对定装置的特点及应用。copyrightcnmoker.orrg　　（五）可调整夹具的设计原理本文来自墨者资讯　　（六）典型机床夹具结构分析墨者资讯,最新资讯　　二、考核要求cnmoker.org　　1.识记墨者资讯,最新资讯 　　夹具设计应满足的基本要求；定位原理，定位方式、定位元件及装置；夹紧机构的要求、夹紧力三要素的选择，掌握常用夹紧机构的结构特点、夹紧力、自锁条件等的设计计算方法；工件在夹具中的安装误差（定位误差和夹紧误差）、夹具在机床上的对定误差及其它误差；导向装置、对刀装置、对定、分度装置及其作用；可调整夹具的设计特点；典型夹具的设计特点和结构分析。copyrightcnmoker.orrg　　2.领会本文来自墨者资讯　　六点定位原理，正确区分不完全定位与欠定位，正确处理过定位问题，各种定位元件的特点、应用及能限制的自由度，限制工件自由度与加工要求的关系，理解定位与夹紧的区别；夹具的误差产生的原因，定位误差的分析与计算方法；可调支承与辅助支承的区别；夹具装配图尺寸标注及其作用。墨者资讯,最新资讯　　3.应用墨者资讯,最新资讯　　根据工件加工工序（在制定工艺方案的基础上）的特点和要求，综合考虑定位（限制自由度的方案、定位元件的选择）、夹紧（力的方向、大小和作用点等因素）要求，设计合理的定位、夹紧方案。内容来自墨者资讯　　第六章　机械加工生产线总体设计　　（10学时）墨者资讯,最新资讯　　一、考核知识点墨者资讯,最新资讯　　（一）机械加工生产线及其组成、类型和设计应遵循的原则本文来自墨者资讯　　（二）生产线工艺方案设计墨者资讯www.cnmoker.org　　（三）生产线专用机床的总体设计cnmoker.org　　（四）生产线的总体布局设计copyrightcnmoker.orrg 　　（五）柔性制造系统的设计特点内容来自墨者资讯　　二、考核要求Copyrightcnmoker.orrg　　1.识记copyrightcnmoker.orrg　　机械加工生产线和柔性制造生产线的基本知识，生产线工艺方案的内容和评价方法，生产线专用机床“三图一卡”的内容及作用。本文来自墨者资讯　　2.领会本文来自墨者资讯　　柔性制造生产线与机械加工生产线的异同及特点，“三图一卡”在专用机床设计中的作用和特点，工艺方案与“三图一卡”的关系。内容来自墨者资讯　　有关说明与实施要求内容来自墨者资讯　　为使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试试题中得到贯彻和落实，兹对有关问题说明如下，并进而提出实施要求。墨者资讯www.cnmoker.org　　一、关于考核目的的说明cnmoker.org　　为使自学考试要求标准化和考试内容具体化，在本大纲中列出考试内容的基础上，对各章规定了考核目标，使自学者进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统、全面地自学并逐步理解教材；使社会助学者容易把握考试内容和要求及尺度，更有针对性地分层次进行辅导；使考试命题更加明确试题范围，准确、合理安排试题的知识能力层次和难易程度。墨者资讯,最新资讯 　　本大纲在考试目标中，按照识记、领会及应用三个层次来规定其应该达到的能力层次要求。各能力层次的含义是：cnmoker.org　　1.识记内容来自墨者资讯　　理解本课程中的工程术语、基本知识、概念的意义，并能准确表达。copyrightcnmoker.orrg　　2.领会本文来自墨者资讯　　在识记的基础上，能全面把握基本内容、基本理论和概念、基本方法，并注意各种概念、方法的特点与联系。copyrightcnmoker.orrg　　3.应用墨者资讯,最新资讯　　在识记和领会的基础上，能对工程设计中问题进行正确的阐述、计算和分析，能运用所学的基本知识和理论、方法，解决机械工程设计中的实际问题。本文来自墨者资讯　　大纲中的目的要求‘2’应结合课程设计，才能达到基本要求。墨者资讯,最新资讯　　二、关于自学教材墨者资讯,最新资讯　　机械制造装备课程自学考试全省统一命题暂定的使用教材：《机械制造装备设计》（冯辛安主编，机械工业出版社99年10月），该教材所涵盖的内容量大、面宽，而且偏深，全书由机床设计、夹具设计、工业自动化、工业机器人等合为的一门新专业类设计课程体系，自学时有一定难度。根据自学考试的特点，考核的重点为第三章、第五章，第六章不作考核范围，其余各章考核的要点为基本知识和基本概念。　　本大纲中每章的学时为讲授时数供自学时参考，自考学生阅读理解所需的时间大约为该学时数的3-5倍。本文来自墨者资讯 　　三、自学方法的指导cnmoker.org　　1.在全面系统学习的基础上，注重基本知识、基本概念、基本方法的掌握和运用。由于本课程及教材的内容多、知识范围广，全书作为一个整体，各章既有相对的独立性，又相互联系。应考者首先要系统地学习各章的基本内容，并注意各章节之间的有机联系；在这个基础上，有目的地研究并掌握重点章节的内容，切忌在没有了解全貌的情况下孤立地只抓重点，或猜题押题，注意正确处理好重点和一般内容的关系，既保证重点内容，又兼顾一般内容。然后，结合每章末的习题和思考题，作一定的练习，以求得到进一步的理解、巩固和深化，从而提高应试能力和应试效果。cnmoker.org　　2.装备设计是机械工程类的一门应用型学科，应考者在学习中切忌死记硬背，应把书本上的知识与生产实践联系起来，并深入生产现场观察和分析，以增强感性认识，更能深刻理解教材的内容。在自学中注重业务水平、综合素质和能力的提高。墨者资讯www.cnmoker.org　　3.在学习本教材的基础上，应尽可能阅读一些参考书，有目的、有选择性地针对自学考试的基本要求，进行对照比较，可以获得良好的效果。建议参考黄鹤汀主编的《机械制造装备》（机械工业出版社01年版）。cnmoker.org　　四、关于命题考试要求的说明cnmoker.org　　1.本课程的命题是根据本大纲所规定的考试内容和考试目标来确定考试要求，以课程的基本要求进行实施，不任意扩大或缩小考试范围，提高或降低考核要求。考试命题覆盖到规定的各章，并能体现出重点内容的一般内容。墨者资讯,最新资讯　　2.试题结构难度安排合理适当，有判断题、选择题（单项或多项）、填空题、文字题（如名词解释、简答题）、综合题（如传动设计计算、夹具定位和夹紧方案设计、定位误差分析计算等）、分析题（如主轴组件结构和夹具结构的分析或改错等）等类型试题。试题结构（难易程序）及比例可分为容易（20%）、中等（45%）、较难（25%）、难（占10%）。必须注意：试题的难易程度与能力层次不是一个概念，在各个能力层次中都会存在不同难度的问题。cnmoker.org 　　附录墨者资讯www.cnmoker.org　　题型举例内容来自墨者资讯　　一、名词解释copyrightcnmoker.orrg　　1.定位误差　　　　　　　2.系列化设计墨者资讯,最新资讯　　二、判断题（下列命题认为正确的打√，错误的打×）墨者资讯www.cnmoker.org　　1.工件的六点定位原理既约束了工件的自由度，也保证了工件的定位精度。　　　（　　）墨者资讯www.cnmoker.org　　2.传动精度对内、外传动链都具有重要意义。　　　　　　　　　　　　　　（　　）copyrightcnmoker.orrg　　三、填空题（将正确答案填入空内）墨者资讯www.cnmoker.org　　1.柔性化的两重含义，即产品结构柔性化和________柔性化。内容来自墨者资讯　　2.工业机器人是用于________的机器人。内容来自墨者资讯　　四、选择题cnmoker.org　　1.采用筋条（加强筋）可以提高支承件的_________刚度。墨者资讯www.cnmoker.org 　　A.弯曲　　B.扭转　　C.局部　　D.自身　　E.动态cnmoker.org　　2.用一面两孔定位时，削边销消除________自由度。内容来自墨者资讯　　A.一个转动　B.一个移动和一个转动　C.两个转动　D.两个移动内容来自墨者资讯　　五、分析题墨者资讯www.cnmoker.org　　1.指出图1主轴组件中的错误。画出正确的结构简图，并分析：本文来自墨者资讯　　（1）主轴前端部的特点。cnmoker.org　　（2）指出哪些轴承需要预紧，简述预紧的原理方法及防松措施。本文来自墨者资讯　　（3）主轴轴向定位的方法及特点，并画简图表示。内容来自墨者资讯　　（4）选定各轴承的精度等级，并简述理由。本文来自墨者资讯　　六、综合题cnmoker.org　　1.图2所示为多刀半自动车床主变速传动系图，试计算主轴各级转速，求公比和变速范围，写结构式，求出每个变速组的变速范围，计算主轴和齿轮Z的计算转速并分析其变速特点。内容来自墨者资讯 内容来自墨者资讯江苏省教育考试院 《机械制造装备设计》模拟试题3一、简答题（每小题3分，共12分）1.机床装料高度2.夹具的定位元件3.渐成式拉削4.机床联系尺寸图二、填空题（每空题1分，共16分）1.工件以粗基准和精基准平面定位，采用（）和（）作定位元件；工件以粗基准孔和精基准孔定位，采用（）和（）作定位元件。2.确定机床夹具结构方案的主要内容是确定（）、（）、（）、夹具其它部分的结构型式、（）。3.孔加工复合刀具设计要点包括：合理选择刀具材料、（）、（）、（）、（）。4.推力轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（），设计时，一般普通机床采用（），数控机床采用（），组合机床采用（）。三、问答题（12分）组合机床多轴箱传动设计与通用机床的主传动设计有什么不同？多轴箱传动设计的原则是什么？四、机床的支承部件应具备哪些基本要求？为什么大多数机床的支承部件采用铸铁制造？怎样补偿不封闭支承件的刚度损失？（15分） 五、工件在夹具中定位和夹紧有何区别？保证一批工件在夹具中足够的定位精度应考虑哪两个方面因素？产生定位误差的原因是什么？（15分）六、已知某机床的主轴转速为n=106~1180r/min，转速级数Z=8，电动机转速nm=1440r/min。试根据机床主传动系统的设计原则，完成：1.拟定传动系统的结构式；2.设计转速图；3.画出转速图。（15分）七、如图所示工件的定位方式，已知工件直径mm，mm，mm，，试计算、分析此定位方案能否满足加工尺寸A的精度要求。若不能，应怎样改进，画图示意改进方法。（15分）《机械制造装备设计》模拟试题3答案 一、简答题（每题3分，共12分）1.指机床上，工件安装基面至机床底面的垂直距离。2.能装好工件，既能在机床上确定工件相对刀具正确加工位置的元件。3.拉刀刀齿的廓形与被加工工件最终表面形状完全不同，刀齿制成直线形或圆弧形，工件表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃形成的拉削。4.用来表示机床的配置形式、机床各部件之间的相对位置关系和运动关系的总体布局图。二、填空题（每空1分，共16分）1.锯齿头支承钉、一组支承板、可胀心轴、定位销2.工件的定位方案、刀具的对刀或导引方式、工件的夹紧方案、夹具体的结构型式3.合理选择结构、重视容屑和排屑、保证良好导向、正确确定刀具的总长4.热变形方向和大小、后端定位、前端定位、两端定位三、问答题（12分）见教材第二、四章四、问答题（15分）见教材第三章五、问答题（15分）1.工件在夹具中定位是指确定一批工件在夹具中相对机床刀具占有一致的正确加工位置。而夹紧是指将工件紧固在夹具上，确保加工中工件在切削力作用下，仍能保持由定位元件所确定的加工位置，不发生振动或位移。2．要保证工件定位时到达足够的定位精度，不仅需限制工件的空间自由度，使工件在加工尺寸方向上有确定的位置，而且还必须要尽量设法减少在加工尺寸方向上的定位误差。3．工件在定位时，产生定位误差的原因有两个：（1）定位基准与设计基准不重合，产生基准不重合引起的定位误差。（2）由于定位制造副制造不准确，引起定位基准相对夹具上定位元件的起始基准发生位移，而产生基准位移定位误差。六、设计题（15分）见模拟试题1 七、分析计算题（15分）1.误差分析及计算此定位方式属多基准定位。直接求出定位过程中一批工件工序基准在工序尺寸A方向上的最大位置变动量，即为尺寸A的定位误差△D,W。见图，当工件直径D和B均为最小值时，工序基准处于最低位置O1，当工件D和B均为最大时，工序基准处于最高位置O2，定位误差△D,W为O1O2在工序尺寸方向的投影OO2。则：2.判断由于δA=0.25mm，△D,W>δA，所以不能满足尺寸A的加工要求。3.提改进方法画图示意。'