模具与制造期末复习资料.doc

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1、机床夹具一、名词解释（每题4分，共16分） 1. 定位: 同批工件在夹具中占有同一正确的加工位置2. 夹紧: 将工件固定,保护工件已定好的定位.3. 过定位: 工件的同名自由度被定位元件重复限制的定位4. 组合夹具: 是一种模块化的夹具,它由具有较高的精度和耐磨性的标准模块元件来组装成各种夹具;夹具用毕可拆卸,留待组装新的夹具.二、填空题（每空1分，共15分）1、机床夹具的基本组成是_定位元件_、_夹紧装置 和_基础件2、夹紧机构的组成_力源_、_中间传力_ 、 _夹紧元件_。3、常用基本夹紧机构_斜楔、_螺旋_、_偏心、铰链_四类。4、回转分度装置由固定、转动、分度对、抬起、润滑五部分组成。

2、三、选择题（每小题1分，共10分）1在金属切削机床上使用的夹具统称为（B ）.A工艺装备 B机床夹具 C加工定位装置 D机床附件2我们把工件在夹具中占据正确位置后并固定的过程称为（A ）. A装夹 B定位 C划线找正 D找正过程3在三维空间用合理分布的六个支承点制约物体的六个自由度我们称之为（C ）. A定位原理 B夹紧原则 C六点定位规则 D定位过程4一个没有完全定位的工件在空间其位置是不确定的，空间三维直角坐标系中,这个不确定的工件可能有（E ）自由度. A一个 B两个 C三个 D六个 E少于六个5在各种类型的固定支承钉中,适合于较大型工件的粗基准面定位的支承钉类型是（B ）. A E型支

3、承钉 B C型支承钉 C B型支承钉 D A型支承钉6车床夹具,铣床夹具,钻床夹具,镗床夹具等夹具叫法是按（ D ）来分类的. A夹具的作用 B夹具的功能 C夹紧方式 D夹具所在的机床7凡是夹具,其中一定有（D ）. A对刀装置 B 分度装置 C 平衡配重块 D 定位元件8在夹具设计中，当结构方案拟定之后，应该对夹具的方案进行精度分析和估算；在夹具总图设计完成后，还应该根据夹具有关元件的配合性质及技术要求，再进行一次复核.这是确保产品（C ）而必须进行的误差分析. A能够被夹紧 B加工质量 C定位 D加工9镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、

4、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按（A ）支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模.A 导向 B 夹紧 C 定位 D 安全10下列对定机构中对定精度最低的结构型式是（B ） A单斜面楔形槽对定 B双斜面楔形槽对定 C钢球对定结构 D正多面体对定四、判断题(对的打“”，错的打“”；每小题1分，共10分) 1工件被夹紧后，不能动弹了，所以这个工件就定位了，这种理解是正确的.（X ）2对于轴类零件而言，定位元件只能用V型块.（ ）3有人说为了提高工件的定位精度，工件被限制的自由度应该越多越好.（X ）4欠定位就是不完全定位，定位设计时要尽量避免.（X ）5一套优良的机

5、床夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度 ，（2）提高生产效率， （3）工艺性能好， （4）使用性能好， （5）经济性好 .（X ）6夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见.（ ）7夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀、导引元件位置的尺寸。对于铣、刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位置尺寸；对于钻、镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间的位置尺寸，钻（镗）套之间的位置尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等.（X ）8有时为了满足工件的夹紧需

6、求，可以改变工件已经在夹具中定位的正确位置.（X ）9偏心夹紧机构通常因为结构简单,操作简便,所以得到了广泛的运用.除了在铣床上运用,在车床上也等到了充分的运用.（X ）10在夹具设计图纸全部完成后，还有待于精心制造和使用来验证设计的科学性。经试用后，有时还可能要对原设计作必要的修改。因此，要完成一套能用于实际生产的专用夹具设计，设计人员通常还应参与夹具的制造、装配，使用和调整的全过程.（X ）五、简答题（回答要求简明扼要,每题6分共24分）1.机床夹具在机械加工中的作用是什么？答：）保证加工精度； 2）提高劳动生产效率；3）改善工人的劳动条件；4）降低生产成材；5）保证工艺纪律； 6）扩大机

7、床的工艺范围；2.过定位危害产生的原因是什么？答：由于定位元件与工件的定位基准的制造误差造成定位干涉和无法定位。 3.设计联动夹紧机构的要点是什么？答：1）联动夹紧机构在两个夹紧点之间必须设置必要的浮动环节，并具有足够的浮动量。2）适当限制被夹紧的工件数量。3）联动夹紧机构的中间传达室力应力求增力，以免使驱动力过大；并要避免采用过多的杠杆，力求结构简单紧骤，提高劳动生产效率，保证机构工件可靠。4）设置必要的复位环节，保证复位准确，松夹装卸方便。5）要保证联动夹紧机构的系统刚度。6）正确处理夹紧力与工件加工面之间的关系，避免工件在定位时的逐胩累积误差对加工精度的影响4.机床夹具的设计要求是什么?

8、答：1） 保证工件的加工精度；2）保证工人操作方便；3）达到工件的加工效率；4）满足夹具一定的使用寿命和经济要求。 六、根据工件加工要求判别工件应该限制的自由度（每小题3分.共12分）1.在球形工件上铣削平面 2.图示工件铣削通槽 Z / X Y X Z / X Y Z3.钻图示管的上壁小孔 4.铣右上角的平面 X Y / X Y Z X Z / Y Z注：前面是移动，分隔号后是转动七、计算题（本题13分）图示工件以外园在套筒中定位铣台阶面，保证图示加工要求，试分析计算定位误差。 解：尺寸300.15的定位误差B=0.1Y=0D=B+Y=0.1+0=0.1尺寸100-0.35的定位误差B=0.

9、02+0.5*0.013=0.0265Y=Xman=0.025-(-0.025)=0.05D=B+Y=0.0265+0.05=0.0765机械系统设计一、 填空题（每空1分，共30分）1、系统的特性 ， ， ， 。2、机械系统总体设计是产品设计的关键，它对产品的 ， 和 均具有决定性意义。3、机械系统设计的一般过程包括 ， ， ， 。4、所有机械在工作中都会受到多种外力作用，这些外力工程上称之为 。5、工程上常把载荷随时间的变化称之为 。6、将工作谱处理成载荷谱的过程称为 。7、电动机的发热计算是针对变负载情况的，最常用的方法是 。8、 是最广泛应用的一种内燃机。9、在设计有多个需协同工作的执

10、行机构时，首先需要按机械预定的功能和选定的工艺过程，把各执行机构的动作次序及时间用图形表示出来，这种表示各机构动作次序及时间的图形称为 。10、 是将动力机的运动和动力传递给执行机构或执行构件的中间装置。11、按工作原理传动可以分为机械传动、流体传动和 。12、 是以液体为工作介质、利用液体动能借助叶轮进行的传动。13、 是指把人和机械联系起来，使机械按照人的指令工作的机构和元件所构成的总体。14、 是操纵系统中最常用的执行件，其优点是传动方式简单，占用的结构空间小，易于布置。15、造成操纵失误的环境因素有 ， ， 。16、 是指头部和眼球固定不动地观看正前方所能看见的空间范围。17、基于传递

11、函数对系统的数学描述，以根轨迹法和频率法为研究方法，来研究系统的稳定性以及给定输入和给定指标情况下的系统综合理论称之为 。18、机械系统总体设计包括 和 。19. 是指声波在其传播方向相垂直的平面上的压力。二、 选择题（每题2分，共20分）1、机械工程学科由（ ）和机械制造两部分组成。 A.机械原理 B.机械零件 C.机械学 D.机械加工2、人们对机械系统进行功能原理设计时常采用的一种“抽象化”方法是（ ）。 A.黑箱法 B.白箱法 C.类比法 D.头脑风暴法3、机械系统结构总体设计的任务是（ ）。 A.进行原理设计的构思 B.进行功能原理设计 C.将原理设计结构化 D.确定总体参数4、在传动

12、系统中，基本组的级比指数（ ）。 A.小于1 B.等于1 C.大于1 D.任意数5、双联滑移齿轮占用的最小轴向尺寸应不小于（ ）。 A.3倍齿宽 B.4倍齿宽 C.5倍齿宽 D.6倍齿宽6、执行系统是由执行末端件和与之相连的（ ）组成。 A.运动机构 B.导向机构 C.定位机构 D.执行机构7、预紧可以有效提高滚动轴承的（ ）。 A.承载能力 B.工作转速 C.精度 D.刚度8、我们可以用镶条来调整（ ）的间隙。 A.三角形导轨 B.燕尾形导轨 C.车床主轴 D.铣床主轴9、支承系统是机械系统中具有支承和（ ）作用的子系统。 A.连接 B.导向 C.定位 D.夹紧10、隔板的布置方向应与载荷的

13、方向（ ）。 A.平行 B.垂直 C.倾斜 D.任意三、名词解释（共10分）1、机械系统（2分）2、计权网络（2分）3、黑箱法（3分）4、超速现象 （3分）四、简答题（共25分）1.机械系统方案设计有哪些工作内容？（6分）2.简述执行系统的组成及实现的各种功能。（6分）3.论述传动系统的组成及功能，试举出有级变速装置的任意4种变速方式。（6分）4.简述经典控制理论与现代控制理论的区别。（7分）五、计算题（15分）1、已知电动机转速=1460r/min，执行构件要求的3个速度分别为：95r/min、150r/min、236r/min，速度按等比级数排列，公比=1.58。试确定合理的转速图方案。特

14、种加工一、 填空题（20分）1. 电火花加工用脉冲电源，其电压一个脉冲周期分为 和脉冲间隔两个时间段，当峰值电压一定的情况下，其大小决定单个脉冲能量的大小。2. 超声波加工主要是利用 作用来去除材料的，同时产生 和 也加速了蚀除效果，故适于加工（硬脆）材料。 3. 电火花加工型腔工具电极常用的材料有：纯铜、 、铜钨合金等。4. 影响电火花加工精度的主要因素有： 及其一致性、 及其稳定性和二次放电现象。 5. 电火花加工按工件和工具电极相对运动的关系可分为：电火花 、电火花 、电火花磨削加工、电火花展成加工、电火花表面强化和刻字等类型。6. 电火花型腔加工的工艺方法有：单电极平动法、 、分解电极

15、法等。7. 常用的超声变幅杆有 、指数形及阶梯形三种形式。8. 激光加工设备主要包括电源、激光器、 、机械系统、控制系统、冷却系统等部分。9. 电极极化过程中若离子的扩散、迁移步骤缓慢引起的电极极化称为 ，多数发生在 极上，由于化学反应缓慢而引起的电极极化称为 ，多发生在 极上。10. 离子束加工用于改变零件尺寸和表面物理力学性能的加工有离子刻蚀、 、离子镀和 加工。11. 电铸加工开始时，将电铸件表面清洗干净，进行 或者是导电化处理；电铸加工过程中搅拌电解液，降低 ，增加电流密度，缩短电铸时间。二、 选择题（将答案填在下表格中，115单项选择，1620多项选择25分）123456789101

16、11213141516171819201. 电火花加工中存在吸附效应，它主要影响：A、工件的可加工性 B、生产率 C、加工表面的变质层结构 D、工具电极的损耗2. 用电火花加工冲模时，若火花间隙能保证配合间隙的要求，应选用的工艺方法是：A直接配合法 B、修配冲头法 C、修配电极法 D、阶梯电极法3. 一般来说，电解加工时工具电极是： A、低损耗 B、高损耗 C、基本无损耗 D、负损耗4. 高功率密度的电子束加工适于A、钢板上打孔 B、工件表面合金化 C、电子束曝光 D、工件高频热处理5. 电解加工型孔过程中，A、求工具电极作均匀等速进给； B、要求工具电极作自动伺服进给；C、要求工具电极作均加

17、速进给； D、要求工具电极整体作超声振动6. 超声波加工时，A、工具整体在作超声振动；B、只有工具端面在作超声振动；C、工具中各个截面都在作超声振动，但它们的相位在时间上不一致；D、工具不作超声振动7. 下列四个选项中，属于超硬磨料的选项是A、白刚玉； B、棕刚玉； C、立方氮化硼； D、碳化硼8. 下列选项中不正确的选项是：A、电解加工中，加工速度与加工间隙成正比； B、电解加工中，加工速度与电流效率成正比； C、电解加工中，加工速度与工件材料的电化学当量成正比；D、电解加工中，加工速度与电解液的电导率成正比9. 在材质硬且脆的非金属材料上加工型孔时，宜采用的加工方法是 A、电火花加工； B

18、、电解加工；C、超声波加工； D、电子束加工10. 下列论述选项中正确的是A、电火花线切割加工中，只存在电火花放电一种放电状态； B、电火花线切割加工中，由于工具电极丝高速运动，故工具电极丝不损耗； C、电火花线切割加工中，电源可选用直流脉冲电源或交流电源；D、电火花线切割加工中，工作液一般采用水基工作液11. 提高电火花加工速度的途径不包括：A、提高脉冲频率 B、增加单个脉冲能量 C、提高工艺系数 D、减小电极损耗12. 改善电火花加工表面粗糙度的途径 A、增加放电时间； B、增加峰值电流； C、提高单个脉冲能量； D、附加工具电极平动或者摇动13. 电火花加工的主要工艺指标不包括 A、加工

19、精度 B、加工效率 C、加工速度 D、电极损耗14. 电火花线切割与电火花成形加工的不同之处A 具有多种放电状态 B能够加工硬质合金 C轻压接触放电 D加工用直接能量形式为电能和热能15. 如下电解液中，杂散腐蚀最严重的电解液是A NaCl B NaNO3 C NaClO3 D NaNO216. 以下电化学加工按照工作原理分类属于阳极溶解加工的是A电解抛光 B电镀 C电铸 D电解珩磨17. 属于激光特性的有A 高强度 B高密度 C方向性好 D相干性好18. 常用的激光工作物质有A立方氮化硼 B锆石 C二氧化碳 D 红宝石19. 超声加工中，提高加工速度的措施包括A适当增加频率 B用金刚石代替碳

20、化硅 C 增加磨料几何尺寸 D 扩大振幅20. 目前的技术水平，下列加工方式中属于现代制造技术的特种加工A 电解磨削 B 电火花穿孔成形 C 超声加工 D 等离子体加工三、判断题（将答案写在括号内，正确的打，错误的打X，10分）123456789101) 电化学反应时，金属的电极电位越正，越易失去电子变成正离子溶解到溶液中去。2) 法拉第电解定律认为电解加工时电极上溶解或析出物质的量与通过的电量成正比，它也适用于电镀。3) 与电火花加工、电解加工相比，超声波加工的加工精度高，加工表面质量好，但加工金属材料的效率较低。4) 电解磨削时主要靠砂轮的磨削作用来去除金属，电化学作用是为了加速磨削过程。

21、5) 从提高生产率和减小工具损耗角度来看，极性效应越显著越好，所以，电火花加工一般都采用单向脉冲电源。6) 阳极钝化现象的存在，会使电解加工中阳极溶解速度下降甚至停顿，所以它是有害的现象，在生产中应尽量避免它。7) 电解加工是利用金属在电解液中阴极溶解作用去除材料的，电镀是利用阳极沉积作用进行镀覆加工的。8) 氯化钠电解液在使用中，氯化钠成分不会损耗，不必经常添加补充。9) 由于离子的质量远大于电子，故离子束加工的生产率比电子束高，但表面粗糙度稍差。10) 阶梯形变幅杆振幅放大倍数最高，但受负载阻力时振幅衰减严重，且容易产生应力集中。四、按3B格式编出电极丝中心轨迹为如下图形的程序（起点为A，

22、顺时针旋转，图中数字单位为mm 10分）五、 计算题（10分）用NaCl电解液在低碳钢上加工3080的长方形孔，深度为40mm,若要求10min内加工完，设100%，需要用多大电流？若直流电源的最大容量为3000A，应改用的最大进给速度为多少？加工完一个工件需多长时间？（Fe的体积电化学当量为2.22mm3/(Amin)） 六、 问答题（25分）1、试述电火花加工的原理，并说明火花放电过程大致可分为哪四个连续的阶段。（7分）2、什么是极性效应？在电火花加工中如何充分利用极性效应？（6分）3、简述激光加工的基本原理（6分）4、简述电化学反应加工的基本原理（6分）现代设计方法一、 填空题 15分

23、1、现代设计方法是以_ 为目的的知识群体总称，运用系统工程，实行_一体化设计，设计思想、进程、组织更合理化。2、单元刚度矩阵具有分块性、_和_特性。3、根据约束的特性设计约束可分为_和_约束。4、数值迭代方法3个关键点分别为_、_和_。5、判断是否终止迭代准则通常有点距准则、_和_三种形式。6、神经元网络的计算分两个阶段_和_。7、可靠性设计主要内容包括_和_两部分。二、 选择题 20分123456789101、平面弹性问题的弹性矩阵与材料的（ ） A弹性模量有关、泊松比无关 B弹性模量无关、泊松比有关C弹性模量泊松比都无关 D弹性模量、泊松比都有关2、单位刚度矩阵是（ ）的关系 A节点力与节

24、点位移 B应变与节点位移 C节点力与应变 D. 应力、应变与节点位移3、若把平面应力问题的弹性矩阵转换成平面应变问题，只需将（） AE换成E/(1-),换成1/(1-) BE换成E/(1-2),换成1/(1-)CE换成E/(1-2),换成/(1-) DE换成E/(1-),换成/(1-) 4、进行有限元分析时，刚度矩阵中的某个元素Kij，它的物理意义是（ ） A在i节点上产生单位位移时，需要在j节点施加的力 B在j节点上产生单位位移时，需要在i节点施加的力C在i节点上产生单位位移时，需要在i节点施加的力D在j节点上产生单位位移时，需要在j节点施加的力 5、下列无约束问题设计方法中，不属于间接法的

25、是（ ） A最速下降法 B.牛顿法 C.变尺度法 D.坐标轮换法6函数F（X）为在区间10，20内有极小值的单峰函数，进行一维搜索时，取两点13和16，若F（13）F（16），则缩小后的区间为（）A10，16B10，13C13，16D16，207、神经元网络至少有（ ）层A2 B.3 C.4 D.58.现有某种产品100件，工作五年失效4件，工作六年失效7件，则该产品的平均失效密度为( )/年。A.0.034 B.0.03 C.0.033 D.0.03129.设有两个子系统组成的并联系统，已知子系统可靠度R1=R2=R，且失效率，服从指数分布，则该系统可靠度为（ ）A.2R-R2 B.2R-R

26、3 C. R-R2 D. R-R310.失效率与概率密度函数的关系为（ ）A. =/R(t)2 B. =R(t)2/ C. =/R(t) D. =R(t) /三、 简答题（25分）1、简述有限元法分析过程（5分）。2、简述有约束优化问题的一般数学模型（三要素）（5分）。3、什么是可靠性？可靠性工程中常用来描述产品可靠性特征的概念包括？(列出常用的3个即可)（5分）4、简述惩罚函数法基本思想，内点法与外点法的主要不同点（从初始点选择、罚因子迭代特点、收敛速度及适用的数学模型角度分析）（10分）。四、计算题 40分1、根据下列约束条件画出可行域（6分）2、已知数学优化问题： 试写出内、外点罚函数（

27、8分）。其中，内点法请采用公式。3、如图串并联系统，已知各部件失效概率为X1 = 0.04, X2=0.02, X3=0.01，画出系统故障树，并求出系统的可靠度（10分）。X1X2X34、（16分）由五根弹簧组成的系统，共有4个节点如图示，各弹簧的刚度系数分别为，试写出系统的总体刚度矩阵。机械优化设计一、 填空题 每空1分，共20分 1.组成优化设计数学模型的三要素是 、 、 。2.数学规划法的迭代公式是 ，其核心是 和 。 3.惩罚函数法的基本思想是通过增加变量将 优化问题变成 优化问题。4.函数在点处的梯度为 ，海赛矩阵为 。5. 判断是否终止迭代的准则通常有 、 和 三种形式。6.最速

28、下降法以 方向作为搜索方向，因此最速下降法又称为 法，其收敛速度较 。7.二元函数在某点处取得极值的充分条件是 ，必要条件是该点处的 。8.用黄金分割法求一元函数的极小点，初始搜索区间，经第一次区间消去后得到的新区间为 。9.采用外点法求解约束优化问题时，将约束优化问题转化为外点形式时引入的惩罚因子r数列，具有 特点。二、 选择题 每小题2分，共20分123456789101. 利用0.618法在搜索区间a,b内确定两点a1=0.382,b1=0.618，由此可知区间a,b的值是( )A. 0,0.382 B. 0.618,1 C. 0,1 D.0.382,12一个多元函数在X* 附近偏导数连

29、续，则该点位极小值点的充要条件为（ ）A B. ,为正定C D. ,为负定3.已知二元二次型函数F(X)=，其中A=，则该二次型是( )的。 A. 正定 B. 负定 C. 不定 D. 半正定 4.在下列特性中，梯度法不具有的是（ ）。 A. 对初始点的要求不高 B. 要计算一阶偏导数 C. 二次收敛性 D. 只利用目标函数的一阶偏导数值构成搜索方向5. 内点惩罚函数法可用于求解_优化问题。A 无约束优化问题 B 只含有不等式约束的优化问题 C 只含有等式的优化问题 D 含有不等式和等式约束的优化问题6. 已知函数F(X)=-，判断其驻点(1，1)是( )。 A. 最小点 B. 极小点 C. 极

30、大点 D. 最大点7.下面关于梯度法的一些说法，正确的是( )。 A.只需求一阶偏导数 B.在接近极小点位置时收敛速度很快 C.在接近极小点位置时收敛速度很慢 D.梯度法开始时的步长很小，接近极小点时的步长很大 E.当目标函数的等值线为同心圆，任一点处的负梯度才是全域的最速下降方向8.在0.618 法迭代运算的过程中，迭代区间不断缩小，其区间缩小率在迭代的过程中（ ）A. 逐步变小 B. 逐步变大 C. 不变 D. 不确定9. 对于求minF(X)受约束于gi(x)0(i=1,2,m)的约束优化设计问题，当取i0时，则约束极值点的库恩塔克条件为( )A. F(X)=,其中i为拉格朗日乘子 B.

31、 F (X)= ,其中i为拉格朗日乘子C. F(X)= ,其中i为拉格朗日乘子，q为该设计点X处的约束面数D. F(X)= ,其中i为拉格朗日乘子，q为该设计点X处的约束面数10.下列关于内点惩罚函数法的叙述，错误的是 。A 可用来求解含不等式约束和等式约束的最优化问题。 B 惩罚因子是不断递减的正值C初始点应选择一个离约束边界较远的点。 D 初始点必须在可行域内三、 简答题（共20分）1. 名词解释：凸规划 （2分）可行域 （2分）2. 一维搜索中黄金分割法的基本思路是什么？ （4分）3. 梯度法的基本原理和特点是什么？ （4分）4什么是内点惩罚函数法？什么是外点惩罚函数法？他们适用的优化问题是什么？在构造惩罚函数时，内点惩罚函数法和外点惩罚函数法的惩罚因子的选取有何不同？（8分） 四、计算题 共40分 1. 某厂生产一个容积为8000cm3的平底、无盖的圆柱形容器，要求设计此容器消耗原材料最少。试写出这一优化问题的数学模型。（8分）2. 用k-t条件判断是否为以下约束优化问题的最优解。（10分）s.t. 3用牛顿法求目标函数+5的极小点，设。（10分） 4. 用外点罚函数优化方法求解下列约束优化问题（写出罚函数的分段表达式）：（12分）s.t. 注：