機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)前五章課后習(xí)題答案

1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 部分習(xí)題參考解答部分習(xí)題參考解答 第一章第一章 緒緒 論論 1 1 什么是生產(chǎn)過(guò)程 工藝過(guò)程和工藝規(guī)程 答 答 生產(chǎn)過(guò)程 從原材料 或半成品 進(jìn)廠 一直到把成品制造出來(lái)的各有關(guān) 勞動(dòng)過(guò)程的總稱為該工廠的過(guò)程 工藝過(guò)程 在生產(chǎn)過(guò)程中 凡屬直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸 形狀 物理化學(xué)性 能以及相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程 工藝規(guī)程 記錄在給定條件下最合理的工藝過(guò)程的相關(guān)內(nèi)容 并用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn) 的文件 1 2 什么是工序 工位 工步和走刀 試舉例說(shuō)明 答 工序 一個(gè)工人或一組工人 在一個(gè)工作地對(duì)同一工件或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件 所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程 工位 在工件的一次安裝中 工件相對(duì)于機(jī)床 或刀具 每占據(jù)一個(gè)確切位置 中所完成的那一部分工藝過(guò)程 工步 在加工表面 切削刀具和切削用量 僅指機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量 都不 變的情況下所完成的那一部分工藝過(guò)程 走刀 在一個(gè)工步中 如果要切掉的金屬層很厚 可分幾次切 每切削一次 就稱為一次走刀 比如車削一階梯軸 在車床上完成的車外圓 端面等為一個(gè)工序 其中 n f ap 不變的為一工步 切削小直徑外圓表面因余量較大要分為幾次走刀 1 3 什么是安裝 什么是裝夾 它們有什么區(qū)別 答 答 安裝 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過(guò)程 裝夾 特指工件在機(jī)床夾具上的定位和夾緊的過(guò)程 安裝包括一次裝夾和裝夾之后所完成的切削加工的工藝過(guò)程 裝夾僅指定位和夾 緊 1 4 單件生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量生產(chǎn)各有哪些工藝特征 答 單件生產(chǎn)零件互換性較差 毛坯制造精度低 加工余量大 采用通用機(jī)床 答 單件生產(chǎn)零件互換性較差 毛坯制造精度低 加工余量大 采用通用機(jī)床 通用夾具和刀具 找正裝夾 對(duì)工人技術(shù)水平要求較高 生產(chǎn)效率低 通用夾具和刀具 找正裝夾 對(duì)工人技術(shù)水平要求較高 生產(chǎn)效率低 大量生產(chǎn)零件互換性好 毛坯精度高 加工余量小 采用高效專用機(jī)床 專用夾大量生產(chǎn)零件互換性好 毛坯精度高 加工余量小 采用高效專用機(jī)床 專用夾 具和刀具 夾具定位裝夾 操作工人技術(shù)水平要求不高 生產(chǎn)效率高 具和刀具 夾具定位裝夾 操作工人技術(shù)水平要求不高 生產(chǎn)效率高 2 成批生產(chǎn)的毛坯精度 互換性 所以?shī)A具和刀具等介于上述兩者之間 機(jī)床采用成批生產(chǎn)的毛坯精度 互換性 所以?shī)A具和刀具等介于上述兩者之間 機(jī)床采用 通用機(jī)床或者數(shù)控機(jī)床 生產(chǎn)效率介于兩者之間 通用機(jī)床或者數(shù)控機(jī)床 生產(chǎn)效率介于兩者之間 1 5 試為某車床廠絲杠生產(chǎn)線確定生產(chǎn)類型 生產(chǎn)條件如下 加工零件 臥式車 床絲杠 長(zhǎng)為 1617mm 直徑為 40mm 絲杠精度等級(jí)為 8 級(jí) 材料為 Y40Mn 年 產(chǎn)量 5000 臺(tái)車床 備品率 5 廢品率 0 5 答 答 該絲杠加工屬于成批生產(chǎn) 不屬于大批量生產(chǎn) 年生產(chǎn)綱領(lǐng)為 1 1 5000 1 1 5 1 0 5 5276 NQnab 1 6 什么是工件的定位 什么是工件的夾緊 試舉例說(shuō)明 答 答 工件的定位 使工件相對(duì)于機(jī)床占有一個(gè)正確的位置的過(guò)程 工件的夾緊 將定位以后的工件壓緊 使工件在加工過(guò)程中總能保持其正確位 置 如在銑床上使用臺(tái)虎鉗裝夾一個(gè)矩形工件 應(yīng)該是先定位 后夾緊 1 7 什么是工件的欠定位 什么是工件的過(guò)定位 試舉例說(shuō)明 答 欠定位答 欠定位 工件定位時(shí)應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有限制的現(xiàn)象 工件定位時(shí)應(yīng)該限制的自由度沒(méi)有限制的現(xiàn)象 過(guò)定位過(guò)定位 幾個(gè)定位元件同時(shí)限制一個(gè)自由度的現(xiàn)象 幾個(gè)定位元件同時(shí)限制一個(gè)自由度的現(xiàn)象 如 采用三爪卡盤(pán)夾持短軸 夾持過(guò)短 短銷 屬于欠定位 用三爪卡盤(pán)和尾座如 采用三爪卡盤(pán)夾持短軸 夾持過(guò)短 短銷 屬于欠定位 用三爪卡盤(pán)和尾座 頂尖裝夾一個(gè)軸類工件 也屬于過(guò)定位 頂尖裝夾一個(gè)軸類工件 也屬于過(guò)定位 1 8 試舉例說(shuō)明什么是設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn) 和裝配基準(zhǔn) 答 答 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn) 工藝過(guò)程中所使用的基準(zhǔn) 包括工序 定位 測(cè)量和裝配基準(zhǔn) 工序基準(zhǔn) 在工序圖上用來(lái)確定本工序加工表面尺寸 形狀和位置所依據(jù)的基 準(zhǔn) 定位基準(zhǔn) 在加工中用作定位的基準(zhǔn) 測(cè)量基準(zhǔn) 工件在加工中或加工后 測(cè)量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn) 裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中相對(duì)位置所依據(jù)的基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)應(yīng)可能和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致 具體舉例略 1 9 有人說(shuō) 工件在夾具中裝夾 只要有 6 個(gè)定位支承點(diǎn)就是完全定位 3 凡是少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn) 就是欠定位 凡是少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn) 就不會(huì)出現(xiàn) 過(guò)定位 上面這些說(shuō)法都對(duì)嗎 為什么 試舉例說(shuō)明 答 答 上述說(shuō)法都是不對(duì)的 工件在夾具中裝夾 6 個(gè)定位支承點(diǎn)不能按要求布置 就不能限制 6 個(gè)自由度 少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn) 不一定是欠定位 因?yàn)橛行┕ぜ恍枰拗?6 個(gè)自由度 如在平面磨床上用磁力吸盤(pán)裝夾工件 只限制 3 個(gè)自由度即可滿足加工要求 少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn) 如果支承布局不合理 也可能出現(xiàn)過(guò)定位 1 10 分析圖 1 10 所示工件 圖中工件用細(xì)雙點(diǎn)劃線繪制 的定位方式 并回答 以下問(wèn)題 1 各定位件所限制的自由度 2 判斷有無(wú)欠定位或過(guò)定位現(xiàn)象 為 什么 圖中加工面用粗黑線標(biāo)出 圖 1 10a b d e 為車削工序 圖 1 10c 為鉆孔工 序 圖 1 10f 為鏜 A 孔工序 圖 1 10g 為鉆大頭孔工序 圖 1 10h 為銑兩端面工序 答 答 a 兩頂尖限制 x 移動(dòng) y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 5 個(gè)自由度 三爪卡盤(pán)限 制 x 移動(dòng) z 移動(dòng) 2 個(gè)自由度 x 移動(dòng) z 移動(dòng)重復(fù)限制 過(guò)定位過(guò)定位 b 長(zhǎng)銷限制 y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 4 個(gè)自由度 臺(tái)肩左平面限制 x 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度 y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng)重復(fù)限制 過(guò)定位過(guò)定位 c 底平面限制 z 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度 左邊短 V 型塊限制 x 移動(dòng) y 移動(dòng) 2 個(gè)自由度 右邊可移動(dòng) V 型塊限制了 y 移動(dòng) 有過(guò)定位 定位方案可行定位方案可行 d 兩頂尖限制 x 移動(dòng) y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 5 個(gè)自由度 雞心夾只傳 動(dòng)扭矩 不限制自由度 該定位方案可行該定位方案可行 e 兩帶齒頂尖限制 x 移動(dòng) y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 5 個(gè)自由度 并傳動(dòng) 轉(zhuǎn)矩 該定位方案可行該定位方案可行 f 底平面 3 個(gè)釘 限制 z 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度 側(cè)面 2 個(gè)支承釘限 制 y 移動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 2 個(gè)自由度 共限制 5 個(gè)自由度 加工 d 孔 欠定位欠定位 在 yoz 平面 方向應(yīng)有一個(gè)釘 限制 x 移動(dòng) g 底平面限制 z 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) 3 個(gè)自由度 左面短銷限制 x 移動(dòng) y 移動(dòng) 2 個(gè)自由度 右面可移動(dòng)短 V 型塊限制 z 轉(zhuǎn)動(dòng) 1 個(gè)自由度 該定位方案合理可行 該定位方案合理可行 h 在 z 方向兩個(gè)短 V 型塊限制了 x 移動(dòng) y 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) 4 個(gè)自由度 x 方向的短 V 型塊限制了 z 移動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 2 個(gè)自由度 該定位方案合理可行 該定位方案合理可行 4 習(xí)題 1 10 圖 1 11 分析圖 1 11 所示工件為滿足加工要求所限制的自由度 先選定位基面 然 后在定位基面上標(biāo)出所限的自由度 其畫(huà)法如圖 8 所示 圖中粗黑線為加工面 答 答 a 在圓柱上鉆孔 需要限制除 y 轉(zhuǎn)動(dòng)之外的 5 個(gè)自由度 可選外圓表面為定 位基面 用兩短 V 型塊定位限制 4 個(gè)自由度 x 移動(dòng) z 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 在 軸向設(shè)置一支承釘 限制 y 移動(dòng) 即可滿足加工要求 b 車短圓柱套筒端面需限制除 x 轉(zhuǎn)動(dòng)的 5 個(gè)自由度 可用外圓表面定位 三爪卡 盤(pán)裝夾 長(zhǎng)套筒限制 y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 4 個(gè)自由度 左端面擋塊限制 x 移動(dòng) 即可滿足加工要求 c 在軸上銑槽需要限制除 x 轉(zhuǎn)動(dòng)之外的 5 個(gè)自由度 用工件外圓表面定位 用兩 短 V 型塊定位限制 4 個(gè)自由度 y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 在軸向左側(cè)面或 5 者右側(cè)面設(shè)置一支承釘 限制 x 移動(dòng) 即可滿足加工要求 d 在階梯軸上鉆孔需要限制除 x 轉(zhuǎn)動(dòng)之外的 5 個(gè)自由度 用工件小端外圓表面定 位 用兩短 V 型塊定位限制 4 個(gè)自由度 y 移動(dòng) z 移動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 在軸向 左側(cè)面或者右側(cè)面設(shè)置一支承釘 限制 x 移動(dòng) 即可滿足加工要求 e 在三角塊形工件上加工兩孔需要限制工件的 6 個(gè)自由度 可用底平面定位 限 制 z 移動(dòng) x 轉(zhuǎn)動(dòng) y 轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)自由度 用左側(cè)面 yoz 平面 兩支承釘定位限制 x 移 動(dòng) z 轉(zhuǎn)動(dòng) 2 個(gè)自由度 用 xoz 左側(cè)或右側(cè)一個(gè)支承釘定位限制 y 移動(dòng) 習(xí)題 1 11 圖 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 部分習(xí)題參考解答部分習(xí)題參考解答 第二章第二章 金屬切削過(guò)程金屬切削過(guò)程 2 1 什么是切削用量三要素 在外圓車削中 它們與切削層參數(shù)有什么關(guān)系 答 答 切削用量三要素是指切削速度 v 進(jìn)給量 f 背吃刀量 ap 切削深度 在外圓車削中 它們與切削層參數(shù)的關(guān)系是 sin sin Dr Dpr Dp hf ba Afa 切削層公稱厚度 切削層公稱寬度 切削層公稱橫截面積 2 2 確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要幾個(gè)基本角度 試畫(huà)圖標(biāo)出這些基 6 本角度 答 答 確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要 7 個(gè)基本角度 前角 后角 主偏 角 副偏角 副前角 副后角和刃傾角 這些基本角度如下圖所示 其中副前角 副 后角不做要求 2 3 試述刀具標(biāo)注角度和工作角度的區(qū)別 為什么車刀作橫向切削時(shí) 進(jìn)給量取 值不能過(guò)大 答 答 刀具標(biāo)注角度是在靜態(tài)情況下在刀具標(biāo)注角度參考系中測(cè)得的角度 而刀具 工作角度是在刀具工作角度參考系中 考慮了刀具安裝誤差和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)影響等因素 確定的刀具角度 車刀作橫向切削時(shí) 進(jìn)給量取值過(guò)大會(huì)使切削速度 基面變化過(guò)大 導(dǎo)致刀具實(shí) 際工作前角和工作后角變化過(guò)大 可能會(huì)使刀具工作后角變?yōu)樨?fù)值 不能正常切削加 工 P23 2 4 刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能 答 P24 1 高的硬度和耐磨性 2 足夠的強(qiáng)度和韌性 3 高耐熱性 4 良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能 5 良好的工藝性 2 5 常用的硬質(zhì)合金有哪幾類 如何選用 答 P26 常用的硬質(zhì)合金有三類 P 類 我國(guó)鎢鈷鈦類 YT 主要用于切削 鋼等長(zhǎng)屑材料 K 類 我國(guó)鎢鈷類 YG 主要用于切削鑄鐵 有色金屬等材料 M 類 我國(guó)通用類 YW 可以加工鑄鐵 有色金屬和鋼及難加工材料 7 2 6 怎樣劃分切削變形區(qū) 第一變形區(qū)有哪些變形特點(diǎn) 答 答 切削形成過(guò)程分為三個(gè)變形區(qū) 第一變形區(qū)切削層金屬與工件分離的剪切滑 移區(qū)域 第二變形區(qū)前刀面與切屑底部的摩擦區(qū)域 第三變形區(qū)刀具后刀面與已加工 表面的摩擦區(qū)域 第一變形區(qū)的變形特點(diǎn)主要是 金屬的晶粒在刀具前刀面推擠作用下沿滑移線剪 切滑移 晶粒伸長(zhǎng) 晶格位錯(cuò) 剪切應(yīng)力達(dá)到了材料的屈服極限 2 7 什么是積屑瘤 它對(duì)加工過(guò)程有什么影響 如何控制積屑瘤的產(chǎn)生 答 P32 34 切削塑性材料又能形成帶狀切屑時(shí)在前刀面刀尖處粘附的三角形 金屬硬塊是積屑瘤 它對(duì)加工過(guò)程的影響是 使刀具前角增大 切削厚度變化 加工表面粗糙度增大 刀具壽命降低 粗加工時(shí)影響不大 精加工必須防止 控制積屑瘤的措施是正確選用切削速度 避開(kāi)易產(chǎn)出積屑瘤的切削速度范圍 使用潤(rùn)滑性能好的切削液 增大刀具前角 適當(dāng)提高工件材料硬度 2 8 試述影響切削變形的主要因素及影響規(guī)律 答 答 P34 影響切削變形的主要因素是 工件材料 強(qiáng)度越高 切削變形系數(shù)越小 刀具前角 增大刀具前角 切削變形系數(shù)減小 切削速度 切削速度越大 切削變形系數(shù)越小 切削層公稱厚度 厚度越大 切削變形系數(shù)越小 2 9 常用的切屑形態(tài)有哪幾種 它們一般都在什么情況下生成 控制切屑形態(tài)有 哪幾種方法 答 答 P34 36 常用的切屑形態(tài)有帶狀切屑 節(jié)狀切屑 粒狀切屑 崩碎切屑 帶狀切屑 加工塑性金屬時(shí) 在切削厚度較小 切速較高 刀具前角較大的工況 條件下常形成此類切屑 節(jié)狀切屑 粒狀切屑 在切削速度較低 切削厚度較大 刀具前角較小時(shí)常產(chǎn)生 此類切屑 崩碎切屑 加工脆性材料 切削厚度越大越易得到這類切屑 控制切屑形態(tài)的方法 采用斷屑槽 改變刀具角度 主偏角 前角和刃傾角 調(diào)整切削用量 主要是 f 8 2 10 在 CA6140 型車床上車削外圓 已知 工件材料為灰鑄鐵 其牌號(hào)為 HT200 刀具材料為硬質(zhì)合金 其牌號(hào)為 YG6 刀具幾何參數(shù)為 o 10 o o 8 r 45 r 10 s 10 對(duì)三向切削分力的修正系數(shù)分別為 s r 0 5mm 切削用量為 ap 3mm 1 0 1 5 0 75 sCSpsf FFF f 0 4mm r vc 8m min 試求切削力 Fc Ff Fp及切削功率 解 解 根據(jù)已知條件 查教材 p39 表 2 3 得到 900 1 0 0 75 0 530 0 9 0 75 0 450 1 0 0 40 0 FcFcFcFc FpFpFpFp FfFfFfFf Cxyn Cxyn Cxyn 代入 p39 公式 2 20 可得 10 750 0 90 750 10 40 900 30 4801 01358N 530 30 4801 51075N 450 30 4800 75702N FcFcFc s FpFpFp s FfFfFf s xyn cFcpcFc xyn pFppcFp xyn fFfpcFf FC afvK FC afvK FC afvK 再根據(jù) p38 公式 2 17 可得切削功率 33 101358 80 60 101 81 KW ccc PF v 2 11 影響切削力的主要因素有哪些 試論述其影響規(guī)律 答 P41 42 影響切削力的主要因素有工件材料 切削用量 刀具幾何參數(shù) 刀具磨損 切削液和刀具材料 工件材料的影響 工件材料強(qiáng)度 硬度越高 切削力越大 切削用量的影響 背吃刀量 ap影響最大 幾乎成正比 f 次之 v 最小 刀具幾何參數(shù)的影響 前角增大 切削力減小 主偏角變化 影響 Fp和 Ff比例 刀具磨損增加會(huì)使切削力增大 潤(rùn)滑性能好的切削液可減小切削力 2 12 影響切削溫度的主要因素有哪些 試論述其影響規(guī)律 答 P44 46 影響切削溫度的主要因素有切削用量 刀具幾何參數(shù) 工件材料 性能 刀具磨損和切削液 切削用量的影響 v 最大 f 次之 ap最小 刀具幾何參數(shù)的影響 前角增大 切削溫度減小 主偏角減小 會(huì)改善散熱條件 工件材料強(qiáng)度 硬度越高 產(chǎn)生的切削熱越多 9 刀具磨損變鈍 摩擦加劇 切削溫度上升 切削液可以明顯減少切削熱的影響 2 13 試分析刀具磨損四種磨損機(jī)制的本質(zhì)與特征 它們各在什么條件下產(chǎn)生 答 答 P47 刀具磨損四種磨損機(jī)制的本質(zhì)和特征 硬質(zhì)點(diǎn)劃痕 工件材料有硬質(zhì)點(diǎn) 造成機(jī)械磨損 有劃痕 劃傷 冷焊磨損 即粘接磨損 在高壓高溫作用下 刀具材料被粘接 撕裂 導(dǎo)致磨損 擴(kuò)散磨損 在高溫下刀具材料中金屬原子擴(kuò)散 導(dǎo)致材料軟化磨損 化學(xué)磨損 由于化學(xué)腐蝕 氧化作用產(chǎn)生的磨損 2 14 什么是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮哪些因素 答 答 P48 刀具磨損達(dá)到一定限度就不再使用 這個(gè)限度叫做刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮的因素有 磨損量便于測(cè)量檢驗(yàn) 生產(chǎn)的具體情況 如 加工精度要求 刀具調(diào)整的方便性 刀具的復(fù)雜程度 刀具材料和工件材料等 2 15 什么是刀具壽命和刀具總壽命 試分析切削用量三要素對(duì)刀具壽命的影響 規(guī)律 答 P49 52 刀具壽命 刃磨后的刀具自開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 為止的總切削時(shí)間 刀具總壽命 刀具壽命乘以刃磨次數(shù) 切削用量三要素對(duì)刀具壽命的影響規(guī)律是 切削用量三要素任意參數(shù)增大 都會(huì) 導(dǎo)致刀具壽命降低 其中 v 的影響最大 f 次之 ap最小 2 16 什么是最高生產(chǎn)率刀具壽命和最小成本刀具壽命 怎樣合理選擇刀具壽命 答 P50 最高生產(chǎn)率刀具壽命 按單件時(shí)間最短的原則確定的刀具壽命 最小成本刀具壽命 按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命 一般情況下 應(yīng)采用最小成本刀具壽命 再生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)節(jié)拍不平 衡時(shí)可選用最高生產(chǎn)率刀具壽命 2 17 試述刀具破損的形式及防止破損的措施 答 答 P51 刀具破損的形式有脆性破損 崩刃 碎斷 剝落 裂紋破損 塑性 10 破損 防止破損的措施有 合理選擇刀具材料 合理選擇刀具幾何參數(shù) 保證刀具的刃 磨質(zhì)量 合理選擇切削用量 提高工藝系統(tǒng)的剛度 對(duì)刀具狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控 2 18 試述前角的功用及選擇原則 答 答 P57 前角的功用 前角增大可減小切削變形 降低切削力和切削溫度 但前角過(guò)大會(huì)削弱刀刃的強(qiáng)度 選擇原則 工件材料強(qiáng)度 硬度較低時(shí)選擇較大前角 否則較小前角 加工塑性 材料 選擇較大的前角 刀具材料韌性好時(shí)選擇較大的前角 粗加工選擇較小的前角 2 19 試述后角的功用及選擇原則 答 答 P57 58 后角的功用 減小刀具后刀面與工件之間的摩擦 提高已加工表 面質(zhì)量 選擇原則 切削厚度較小時(shí) 選取較大的后角 粗加工選取較小的后角 工件材 料塑性較大時(shí)取較大的后角 工件材料強(qiáng)度硬度高時(shí) 取較小的后角 2 20 在 CA6140 型車床上車削外圓 已知 工件毛坯直徑為mm 加工長(zhǎng)度70 為 400mm 加工后工件尺寸為mm 表面粗糙度為 Ra3 2 m 工件材料為 0 0 1 60 40Cr b 700MPa 采用焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀 牌號(hào)為 YT15 刀桿截面尺寸 為 16mm 25mm 刀具切削部分幾何參數(shù)為 o 10 o 6 r 45 r 10 s 0 r 0 5mm o1 10 b 1 0 2mm 試為該工序確定切削用量 CA6140 型車床縱向 進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大作用力為 3500N 解答解答 參照 P52 57 例題 2 2 2 21 試論述切削用量的選擇原則 答 P52 首先選取盡可能大的背吃刀量 ap 其次根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度 刀 桿剛度等限制條件 粗加工時(shí)域已加工表面粗糙度要求 精加工時(shí) 選取盡可能大 的進(jìn)給量 f 最后根據(jù) 切削用量手冊(cè) 查取或根據(jù)公式 2 29 計(jì)算確定切削速度 vc 2 22 什么是砂輪硬度 如何正確選擇砂輪硬度 答 P60 砂輪硬度 磨粒在磨削力的作用下 從砂輪表面上脫離的難易程 11 度 砂輪硬度越高 磨粒越不容易脫離 正確選擇砂輪硬度 1 磨削硬材 選軟砂輪 磨削軟材 選硬砂輪 2 磨導(dǎo)熱性差的材料 不易散熱 選軟砂輪以免工件燒傷 3 砂輪與工件接觸面積大時(shí) 選較軟的砂輪 4 成形磨精磨時(shí) 選硬砂輪 粗磨時(shí)選較軟的砂輪 2 23 為什么磨削外圓時(shí)磨削力的三個(gè)分力中以 Fp值最大 而車外圓時(shí)切削力的 三個(gè)分力中 Fc值為最大 答 因?yàn)樯拜喩系哪チ樽匀恍纬傻呢?fù)前角 磨粒較鈍 同時(shí)參與磨削的磨粒較 多 磨削時(shí)單位磨削力較大 故造成外圓磨削時(shí)磨削力的三個(gè)分力中以徑向磨削力 Fp值最大 而車削車刀為人工刃磨的前角 切削刃鋒利 故切向切削力最大 2 24 粗磨一直徑為mm 的外圓 工件材料為 45 鋼 其硬度為 228 255HB 50 砂輪速度為 50m s 試確定所用的砂輪特性 答 答 根據(jù)已知條件 砂輪特性選擇應(yīng)為 磨粒為棕剛玉 粒度為 F30 F60 陶瓷結(jié)合劑 砂輪硬度為中硬 Q 砂輪組織 為疏松 9 12 號(hào) 平形砂輪 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 部分習(xí)題參考解答部分習(xí)題參考解答 第三章第三章 機(jī)械制造中的加工方法及裝備機(jī)械制造中的加工方法及裝備 3 1 表面發(fā)生線的形成方法有哪幾種 答 答 p69 70 表面發(fā)生線的形成方法有軌跡法 成形法 相切法 展成法 具體參見(jiàn)第二版教材 p69 圖 3 2 3 2 試以外圓磨床為例分析機(jī)床的哪些運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng) 哪些運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 答 答 如圖 3 20 p87 外圓磨削砂輪旋轉(zhuǎn) nc是主運(yùn)動(dòng) 工件旋轉(zhuǎn) nw 砂輪的橫 向移動(dòng) fr 工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng) fa均為進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 3 3 機(jī)床有哪些基本組成部分 試分析其主要功用 答答 p70 71 基本組成部分動(dòng)力源 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng)和伺 服系統(tǒng) 支承系統(tǒng) 12 動(dòng)力源為機(jī)床運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力 運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)建 立從動(dòng)力源到執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系 控制和伺服系統(tǒng)發(fā)出指令控制機(jī)床運(yùn)動(dòng) 支承系 統(tǒng)為上述部分提供安裝的基礎(chǔ)和支承結(jié)構(gòu) 3 4 什么是外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 什么是內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 各有何特點(diǎn) 答 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 機(jī)床動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)聯(lián)系 如銑床 鉆床答 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈 機(jī)床動(dòng)力源和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)聯(lián)系 如銑床 鉆床 傳動(dòng)鏈 傳動(dòng)鏈 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 執(zhí)行件和執(zhí)行件之間的傳動(dòng)聯(lián)系 如車螺紋 滾齒的傳動(dòng)鏈 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈 執(zhí)行件和執(zhí)行件之間的傳動(dòng)聯(lián)系 如車螺紋 滾齒的傳動(dòng)鏈 外聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端沒(méi)有嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系 而內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端有嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系外聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端沒(méi)有嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系 而內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈兩端有嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求 或相對(duì)運(yùn)動(dòng)要求 3 5 試分析提高車削生產(chǎn)率的途徑和方法 答 答 p76 提高切削速度 采用強(qiáng)力切削 提高 f ap 采用多刀加工的方法 3 6 車刀有哪幾種 試簡(jiǎn)述各種車刀的結(jié)構(gòu)特征及加工范圍 答 答 p77 外圓車刀 左 右偏刀 彎頭車刀 直頭車刀等 內(nèi) 外螺紋車刀 切斷刀或切槽刀 內(nèi)孔車刀 通孔 盲孔車刀 端面車刀 成形車刀等 顧名思義 外圓車刀主要是切削外圓表面 螺紋車刀用于切削各種螺紋 切斷或 切槽車刀用于切斷或切槽 內(nèi)孔車刀用于車削內(nèi)孔 端面車刀切斷面 成形車刀用于 加工成形表面 3 7 試述 CA6140 型臥式車床主傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線 答答 p82 CA6140 型臥式車床主傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線 13 3 8 CA6140 型臥式車床中主軸在主軸箱中是如何支承的 三爪自定心卡盤(pán)是怎樣 裝到車床主軸上去的 答 p83 84 3 9 CA6140 型臥式車床是怎樣通過(guò)雙向多片摩擦離合器實(shí)現(xiàn)主軸正傳 反轉(zhuǎn)和 制動(dòng)的 答 答 如教材圖 3 17 和 3 18 所示 操縱手柄向上 通過(guò)連桿 扇形齒塊和齒條帶 動(dòng)滑套 8 向右滑移 撥動(dòng)擺桿 10 使拉桿向左 壓緊左邊正向旋轉(zhuǎn)摩擦片 主軸實(shí)現(xiàn) 正轉(zhuǎn) 若操縱手柄向下 通過(guò)連桿 扇形齒塊和齒條帶動(dòng)滑套 8 向左滑移 撥動(dòng)擺桿 10 使拉桿向右 壓緊右邊反向旋轉(zhuǎn)摩擦片 主軸反轉(zhuǎn) 制動(dòng)時(shí)操縱手柄處于中位 滑套 8 處于擺桿 10 的中間 此時(shí)杠桿 7 帶動(dòng)制動(dòng)帶 8 壓緊制動(dòng)輪 實(shí)現(xiàn)主軸制動(dòng) 3 10 CA6140 型臥式車床主軸箱 軸上帶的拉力作用在哪些零件上 答 p84 卸荷帶輪 如圖 3 14 CA6140 型臥式車床主軸箱 軸上皮帶輪上的 拉力通過(guò)法蘭 3 直接傳給箱體 4 3 11 CA6140 型臥式車床主軸前軸承的徑向間隙是如何調(diào)整的 答 p81 83 通過(guò)如圖 3 14 上的 22 21 20 三個(gè)零件調(diào)整前軸承間隙 3 12 試分析外圓表面車?yán)鞣椒ǖ墓ぷ髟砗凸に囂攸c(diǎn) 答 答 p86 將車削和拉削組合在一起的加工方法 加工時(shí) 工件高速旋轉(zhuǎn) 拉 刀慢速旋轉(zhuǎn)拉削運(yùn)動(dòng) 工藝特點(diǎn) 多齒拉刀 刀具壽命長(zhǎng) 生產(chǎn)效率高 柔性較好 但拉刀制造難度大 適于大批量生產(chǎn)加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜 精度要求較高的零件 3 13 試分析比較中心磨和無(wú)心磨外圓的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 答 p87 88 中心磨 磨削精度較高 可以磨削各種復(fù)雜零件和表面 但需要 裝夾工件 無(wú)心磨 工件無(wú)需裝夾 磨削效率較高 可以磨削外圓等回轉(zhuǎn)體表面 但形狀不 能太復(fù)雜 14 3 14 試分析快速點(diǎn)磨法工作原理和工藝特點(diǎn) 答 答 p89 快速點(diǎn)磨法工作原理 如圖 3 24 p89 砂輪安裝時(shí)有一小傾角 砂輪與工件點(diǎn)接觸 磨削速度很高 加工質(zhì)量好 生產(chǎn)效率高 砂輪壽命長(zhǎng) 適于汽車工業(yè)磨削曲軸 凸輪軸和齒輪軸 3 15 試分析比較光整加工外圓表面各種加工方法的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 見(jiàn)教材 p91 92 3 16 試分析比較鉆頭 擴(kuò)孔鉆和鉸刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和幾何角度 答 答 p93 96 鉆頭 僅 鉆頭 僅 2 刃 鉆芯很細(xì) 剛性差 切削部分有橫刃刃 鉆芯很細(xì) 剛性差 切削部分有橫刃 負(fù)前角負(fù)前角 切削余量大 切削余量大 擴(kuò)孔鉆 有擴(kuò)孔鉆 有 3 8 刃 鉆芯較粗 剛性較好 無(wú)橫刃 切削用量較小 刃 鉆芯較粗 剛性較好 無(wú)橫刃 切削用量較小 鉸刀 刀刃更多 鉆芯更粗 剛性好 切削余量小 故加工精度高 鉸刀 刀刃更多 鉆芯更粗 剛性好 切削余量小 故加工精度高 3 17 用鉆頭鉆孔 為什么鉆出來(lái)的孔徑一般都比鉆頭的直徑大 答答 p93 鉆頭剛性差 切削部分有橫刃 軸向力較大 切削時(shí)易引偏 故鉆 削孔徑一般都比鉆頭的直徑大 3 18 鏜孔有哪幾種方式 各有何特點(diǎn) 答 p97 98 三種方式 詳見(jiàn)教材圖 3 37 圖 3 38 圖 3 39 3 19 珩磨加工為什么可以獲得較高的尺寸精度 形狀精度和較小的表面粗糙度 答 p100 101 3 20 拉削速度并不高 但拉削卻是一種高生產(chǎn)率的加工方法 原因何在 答 p102 103 3 21 對(duì)于相同直徑 相同精度等級(jí)的軸和孔 為什么孔的公差值總比軸的公差 值規(guī)定得大 答 因?yàn)榭妆韧鈭A表面難加工 孔是內(nèi)表面 加工時(shí)刀具尺寸受限制 刀具剛性答 因?yàn)榭妆韧鈭A表面難加工 孔是內(nèi)表面 加工時(shí)刀具尺寸受限制 刀具剛性 較差 散熱和排屑都處于不利狀態(tài) 因此 同樣的加工精度 對(duì)于孔來(lái)說(shuō) 要用的加較差 散熱和排屑都處于不利狀態(tài) 因此 同樣的加工精度 對(duì)于孔來(lái)說(shuō) 要用的加 工工序就多于外圓表面的加工 加工時(shí)間費(fèi)用較多 故通?？椎墓钜?guī)定的比外圓表工工序就多于外圓表面的加工 加工時(shí)間費(fèi)用較多 故通?？椎墓钜?guī)定的比外圓表 面要大一些 面要大一些 15 外圓加工方法 車削 磨削 研磨 超精加工 孔的加工方法 鉆孔 擴(kuò)孔 鉸外圓加工方法 車削 磨削 研磨 超精加工 孔的加工方法 鉆孔 擴(kuò)孔 鉸 孔 鏜孔 磨孔 研磨 珩磨 拉削等 孔的加工方法較多 孔 鏜孔 磨孔 研磨 珩磨 拉削等 孔的加工方法較多 3 22 什么是逆銑 什么是順銑 試分析逆銑和順銑 對(duì)稱銑和不對(duì)稱銑的工藝 特征 答 p105 106 3 23 試分析比較銑平面 刨平面 車平面的工藝特征和應(yīng)用范圍 答答 可以歸納如下 銑平面銑平面刨平面刨平面車平面車平面 工藝特征工藝特征多刀齒 間斷切屑 速 度快 生產(chǎn)效率高 單刀齒連續(xù)切削 往復(fù) 運(yùn)動(dòng) 效率較低 車床上加工 與外圓表 面垂直度好 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍適于箱體表面等大平面 斜面 臺(tái)階面等 適用于導(dǎo)軌表面 長(zhǎng)條 形的平面 臺(tái)階面等 適用于軸類零件的端面 的加工 3 24 數(shù)控機(jī)床有哪幾個(gè)基本組成部分 各有何功用 答 答 p111 數(shù)控機(jī)床一般由信息輸入 數(shù)控裝置 伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體 4 個(gè)部 分組成 通過(guò)信息輸入部分輸入加工指令 數(shù)控裝置相當(dāng)人的大腦指揮系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)控 制機(jī)床的運(yùn)動(dòng) 機(jī)床本體用來(lái)支承運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 安裝工件 3 25 數(shù)控機(jī)床和加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)與普通機(jī)床相比有哪些特點(diǎn) 答 答 p114 115 與普通機(jī)床相比 數(shù)控機(jī)床和加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 由于數(shù)控機(jī)床采用的交流或者直流電動(dòng)機(jī)具有無(wú)級(jí)調(diào)速 換向等功能 采用的機(jī)械變 速傳動(dòng)也很簡(jiǎn)單 所以數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 重量輕 體積小 3 26 試述 JCS 018 型加工中心主軸組件的構(gòu)造及其功能 答 p118 3 27 試分析 JCS 018 型加工中心自動(dòng)換刀裝置的優(yōu)缺點(diǎn) 答 答 p125 刀具庫(kù)可安裝 16 把刀具 自動(dòng)換刀裝置采用換刀機(jī)械手 換刀動(dòng) 作是 抓住 拔出 旋轉(zhuǎn) 180o 插入 退出 特點(diǎn)是動(dòng)作簡(jiǎn)單 耗時(shí)較短 但有可能抓不緊 造成滑脫 16 3 28 滾切直齒圓柱齒輪時(shí)需要哪些基本運(yùn)動(dòng) 答 答 p131 132 主運(yùn)動(dòng) 滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) nc 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) nw 軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) f 3 29 插削直齒圓柱齒輪時(shí)需要哪些基本運(yùn)動(dòng) 答 答 p132 133 主運(yùn)動(dòng) 插齒刀直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) vc 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 插刀旋轉(zhuǎn) nc 工 件旋轉(zhuǎn) nw 圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) fr 讓刀運(yùn)動(dòng) 3 30 插齒時(shí)為什么需要插齒刀 或被切齒輪 作讓刀運(yùn)動(dòng) 答 p133 3 31 試分析比較滾齒 插齒的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 答 p134 滾齒加工齒距累計(jì)誤差較小 生產(chǎn)效率較高 插齒加工齒形誤差較 滾齒加工齒距累計(jì)誤差較小 生產(chǎn)效率較高 插齒加工齒形誤差較 小 加工齒面粗糙度較小 小 加工齒面粗糙度較小 滾齒適于直齒 斜齒和蝸輪等加工 插齒適于內(nèi)齒輪 齒條 扇形齒 多聯(lián)齒輪滾齒適于直齒 斜齒和蝸輪等加工 插齒適于內(nèi)齒輪 齒條 扇形齒 多聯(lián)齒輪 塊的加工 塊的加工 3 32 為什么剃齒前齒輪與加工方法采用滾齒加工比采用插齒加工更為合理 答 p35 136 3 33 試述剃齒的加工原理 工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 答 p35 136 展成法加工 利用一對(duì)交錯(cuò)斜齒輪嚙合時(shí)沿齒向存在相對(duì)滑動(dòng) 的原理進(jìn)行加工 生產(chǎn)效率高 適于大批量生產(chǎn)加工中等模數(shù) 7 6 級(jí)精度 未經(jīng)淬火的齒輪加工 3 34 磨齒有哪些方法 各有和特點(diǎn) 各應(yīng)用在什么場(chǎng)合 答 答 p137 138 成形法磨齒 展成法磨齒 單片錐形砂輪磨齒 雙片蝶形砂輪 磨齒 蝸桿砂輪磨齒 成形法磨齒加工精度不高 目前生產(chǎn)上少用 單片錐形砂輪磨齒生產(chǎn)效率較高 可采用較大的切削用量 單件小批生產(chǎn)用 雙片蝶形砂輪磨齒不能采用較大的切削用量 砂輪剛性差 磨削效率較低 單件 小批生產(chǎn)用 蝸桿砂輪磨齒生產(chǎn)效率高 砂輪修整要求較高 大批量生產(chǎn)中應(yīng)用 17 3 35 試述電火花加工 電解加工 激光加工和超聲波加工的加工原理 工藝特 點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 答 加工原理加工原理工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 電火花加工成電火花加工成 型加工型加工 脈沖性電火花放電產(chǎn)生高溫 去除多余金屬 無(wú)切削力 對(duì)機(jī)床要求不高 可加工各種高強(qiáng)高硬材料 模具成型加工 電火花線切割電火花線切割同 上同 上切割各種導(dǎo)電材 料 電解加工電解加工 在電解液中電化學(xué)陽(yáng)極溶解 加工工件 無(wú)切削力 可加工各種高強(qiáng)高 硬材料 加工效率較高 加工模具和復(fù)雜 型腔 激光加工激光加工 激光高密度能量使金屬溶化 汽化去除 無(wú)切削力 無(wú)工具磨損 可加 工各種高強(qiáng)高硬材料 打孔 切割或焊 接和熱處理 超聲波加工超聲波加工 超聲振動(dòng)驅(qū)動(dòng)懸浮磨料撞擊 工件表面進(jìn)行加工 機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 加 工效率不高 適于加工各種脆 性材料 3 36 試簡(jiǎn)述快速原型與制造技術(shù)的基本原理及適用場(chǎng)合 答 答 p143 快速原型與制造技術(shù)的基本原理是將零件模型分層 計(jì)算機(jī)數(shù)控特 殊的成型機(jī) 使用特殊的材料 逐層制造 疊加成型 適用場(chǎng)合 主要制造零件的原型 用于設(shè)計(jì)評(píng)估和樣件展示 也可以用于制造模 具 進(jìn)行批量生產(chǎn) 3 37 試分述快速原型與制造技術(shù)中光刻法 分層實(shí)體制造法 激光選區(qū)燒結(jié)法 熔積法的加工原理 工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 答 p143 145 總結(jié)歸納如下表 立體光刻法立體光刻法分層實(shí)體制造法分層實(shí)體制造法激光選區(qū)燒結(jié)法激光選區(qū)燒結(jié)法熔積法熔積法 加工原理加工原理 強(qiáng)光照射光敏樹(shù)脂 逐點(diǎn)掃描固化 疊加 成形 激光切割箔材 熱壓 粘接 疊加成形 激光燒結(jié)粉末材料 熔解粘接 疊加成形 噴頭熔解細(xì)絲材料 擠出粘接 疊加成形 工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn) 誤差可控 0 1 材料 利用率高 誤差可控 0 25 0 5 材 料利用率較低 誤差可控 0 25 0 8誤差可控 0 4 之內(nèi) 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 零件原型制造 快速模具 生物醫(yī)學(xué)組織材料 三維地圖 模型等 3 38 大批量生產(chǎn)某軸 已知材料為 20CrMnTi 軸全長(zhǎng) 234mm 最大直徑 mm 試為該軸段外圓表面選擇加工方案 該表面長(zhǎng)度為 34mm 表面硬度74 45 6k 18 58 64HRC 表面粗糙度 Ra 要求為 0 8 軸心線與相鄰?fù)鈭A表面端面的 m74mm 垂直度公差為 0 02mm 答 該外圓表面加工方案為 粗車 精車 表面淬火 粗磨 精磨 3 39 成批生產(chǎn)某箱體 已知其材料為 HT300 箱體的外形尺寸 長(zhǎng) 寬 高 為 690mm 520mm 355mm 試為該箱體前壁 160K6 通孔選擇加工方案 該孔 長(zhǎng)度為 95mm 表面粗糙度 Ra 要求為 0 4m 圓度公差要求為 0 006mm 答 鑄造毛坯預(yù)留底孔 該孔加工方案為粗鏜 半精鏜 粗磨 精磨 珩磨 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 部分習(xí)題參考解答部分習(xí)題參考解答 第四章第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制機(jī)械加工質(zhì)量及其控制 4 1 什么是主軸回轉(zhuǎn)精度 為什么外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn) 而車床主軸箱中的頂尖則是隨工件一起回轉(zhuǎn)的 解 主軸回轉(zhuǎn)精度解 主軸回轉(zhuǎn)精度 主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的差值表示主軸回轉(zhuǎn)精主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的差值表示主軸回轉(zhuǎn)精 度 它分為主軸徑向圓跳動(dòng) 軸向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng) 度 它分為主軸徑向圓跳動(dòng) 軸向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng) 車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因?yàn)檐嚧布庸ぞ缺饶ゴ惨蟮?隨工件回轉(zhuǎn)可減小車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因?yàn)檐嚧布庸ぞ缺饶ゴ惨蟮?隨工件回轉(zhuǎn)可減小 摩擦力 外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因?yàn)槟ゴ布庸ぞ纫蟾?頂尖摩擦力 外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因?yàn)槟ゴ布庸ぞ纫蟾?頂尖 不轉(zhuǎn)可消除主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差 不轉(zhuǎn)可消除主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差 4 2 在鏜床上鏜孔時(shí) 刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng) 工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 試分析加工表面 產(chǎn)生橢圓形誤差的原因 答 在鏜床上鏜孔時(shí) 由于切削力 F 的作用方向隨主軸的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn) 在 F 作用 下 主軸總是以支承軸頸某一部位與軸承內(nèi)表面接觸 軸承內(nèi)表面圓度誤差將反映為 主軸徑向圓跳動(dòng) 軸承內(nèi)表面若為橢圓則鏜削的工件表面就會(huì)產(chǎn)生橢圓誤差 4 3 為什么臥式車床床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度 要求 答 導(dǎo)軌在水平面方向是誤差敏感方向 導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向 故水平答 導(dǎo)軌在水平面方向是誤差敏感方向 導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向 故水平 面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求 面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求 19 4 4 某車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為 0 015 1000mm 在垂直面內(nèi)的直線 度誤差為 0 025 1000mm 欲在此車床上車削直徑為 60mm 長(zhǎng)度為 150mm 的工件 試計(jì)算被加工工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱度誤差 解 根據(jù) p152 關(guān)于機(jī)床導(dǎo)軌誤差的分析 可知在機(jī)床導(dǎo)軌水平面是誤差敏感方 向 導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向 水平面內(nèi) mm 0 015 1500 00225 1000 Ry 垂直面內(nèi) mm 非常小可忽略不計(jì) 2 2 7 0 025 150 602 34 10 21000 z R R 所以 該工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱度誤差mm 0 00225R 4 5 在車床上精車一批直徑為 60mm 長(zhǎng)為 1200mm 的長(zhǎng)軸外圓 已知 工件 材料為 45 鋼 切削用量為 vc 120m min ap 0 4mm f 0 2mm r 刀具材料為 YT15 在刀具位置不重新調(diào)整的情況下加工 50 個(gè)工件后 試計(jì)算由刀具尺寸磨損引 起的加工誤差值 解 解 根據(jù) p154 公式 4 2 根據(jù)題意 切削 50 個(gè)工件的切削長(zhǎng)度 0 1000 NB Kl NBNB 1200 50lD f 查 p155 表 4 1 得 YT15 刀具切 45 鋼時(shí) NB0 8 m KNB 8 m km 則 0 46mm 1200 86050 0 2 8460 m 1000 1000 NB 工件直徑增大至 60 2 0 46 60 92mm 直徑誤差 0 92mm 4 6 成批生產(chǎn)圖 4 69 圖所示零件 設(shè) A B 兩尺寸已加工至規(guī)定尺寸 今以底 面定位鏜 E 孔 試求此鏜孔工序由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差 習(xí)題 4 6 圖 20 解 假定孔 E 的中心至定位面距離為 F TF 2 則 F 和 A B C 組成一直線尺寸 鏈 F 為封閉環(huán) A C 為增環(huán) B 為減環(huán) F A B C 封閉環(huán)公差 這是基準(zhǔn)不重合誤差 假定定位基準(zhǔn)制造誤差 jbFABC TTTT 為 0 則定位誤差為 dwjbjwF T 4 7 按圖 4 70 所示方式定位在立式銑床上銑槽 其主要技術(shù)要求為 1 槽寬 mm 0 0 043 12b 2 槽距尺寸 mm 0 0 21 20l 3 槽底位置尺寸為 mm 0 0 16 34 8h 4 槽兩側(cè)面對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度公差 mm 0 01e 已知 外圓尺寸mm 與內(nèi)孔尺寸mm 均已加工至規(guī)定尺寸 內(nèi)外 0 0 016 40 0 021 0 20 圓的徑向圓跳動(dòng)公差值為 0 02mm 試分析計(jì)算該工序的定位誤差 習(xí)題 4 7 圖 解 解 1 在工件軸向mm 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 無(wú)定位誤差 0 0 21 20l 2 在工件徑向 mm 定位誤差分析 0 0 16 34 8h 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 并有內(nèi)外圓的徑向跳動(dòng)公差 T c 0 02 mm 40 0 016 0 020 028 22 jb T T c 工件用內(nèi)孔和心軸定位 并處于水平心軸位置 按 p158 公式 4 4 則定位誤差為 1 2 jwDds TT 其中 TD 0 021mm 定位心軸mm Td 0 013mm 0 007 0 020 20 620g mm 代入上式可得 minmax 20 200 007 0 007 s Dd 21 mm 1 0 021 0 0130 007 0 0205 2 jw 所以 徑向定位誤差為 mm0 0280 02050 0485 dwjbjw 3 鍵槽對(duì)稱度 e 0 01mm 的影響分析 外圓軸線是鍵槽對(duì)稱度的基準(zhǔn)軸線 故對(duì)稱度對(duì) h 方向尺寸定位誤差沒(méi)有影響 4 8習(xí)題 4 8 圖 a 所示為銑鍵槽工序的加工要求 已知軸徑尺寸mm 0 0 1 80 試分別計(jì)算習(xí)題 4 8 圖 b c 兩種定位方案的定位誤差 習(xí)題 4 8 圖 解 圖解 圖 b 定位誤差分析 定位誤差分析 在 y 方向 沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差 考慮定位元件無(wú)制造誤差 則在 y 方向定位誤差 為 0 在 x 方向 工件外圓公差mm 對(duì)鍵槽加工有影響 0 1T mm 由于對(duì)稱度要求為 0 2 x 向定位誤差小于對(duì)稱度要求 故該 20 05 dw x T 方案符合要求 圖圖 c 定位誤差分析 定位誤差分析 按教材 p160 圖 4 15 b 的分析結(jié)果公式 4 7 定位誤差為 mm 0 10 11 110 02071 2sin 2 2sin 90 2 d dw T 4 9 習(xí)題 4 9 圖所示齒輪坯在 V 形塊上定位插齒槽 要求保證工序尺寸 已知 若不計(jì)內(nèi)孔與外圓同軸度誤差 0 2 0 38 5mmH 00 025 0 10 80mm 35mmdD 的影響試求此工序的定位誤差 解 解 如習(xí)題 4 9 圖所示 外圓公差 Td 0 1mm 內(nèi)孔公差 TD 0 025mm 由外圓公差引起的工件中心的變化量可按教材 p160 公式 4 17 計(jì)算 22 mm 1 0 10 11 110 02071 2sin 2 2sin 90 2 d dw T 考慮外圓和內(nèi)孔無(wú)同軸度誤差 所以孔的公差變化引起的定位誤差為 mm 2 0 025 0 0125 22 D dw T 所以 該工序尺寸 H 的定位誤差為 mm 12 0 03321 dwdwdw H 4 10 按習(xí)題 4 10 圖所示方式定位加工孔 要求孔對(duì)外圓的同軸度公 0 045 0 20mm 差為 已知 試分析計(jì)算此定位方案的定0 03mm 0 0 14 60mm 300 07 mmdb 位誤差 習(xí)題 4 9 圖 習(xí)題 4 10 圖 解解 如習(xí)題 4 10 圖所示 0 14mm 0 045mm 0 14mm db TTT 只考慮 V 型塊定位時(shí) 定位誤差按教材 p160 公式 4 17 計(jì)算 mm 0 10 141 110 02899 2sin 2 2sin 90 2 d dw y T 當(dāng)尺寸 b 變化時(shí) 在 x 方向產(chǎn)生的誤差為 mm0 14 dw xb T 兩部分作用幾何和為實(shí)際的定位誤差 mm 2222 0 028990 140 1430 dwdw ydw x 4 11 習(xí)題 4 11 圖所示工件以大外圓表面及端面 M 作定位表面 在小外圓上銑 鍵槽 要保證尺寸 H L 已知 大 000 0 1510 1220 16 55mm 40mm 60mmAdd 小外圓的同軸度誤差 試分析計(jì)算該工序的定位誤差 o 0 05mm 90t 23 習(xí)題 4 11 圖 解 解 該題與 4 9 題類似 不過(guò)要考慮在直徑方向同軸度的影響 Td1 0 12mm Td2 0 16mm 外圓 d2產(chǎn)生的定位誤差按教材 p160 公式 4 17 計(jì)算 mm 2 0 10 161 110 03314 2sin 2 2sin 90 2 d dw d T 外圓 d1 產(chǎn)生的定位誤差為 mm 11 2 0 06 dw dd T 同軸度產(chǎn)生的定位誤差為 mm 0 05 dw t 所以 該工序工位誤差為 mm 21 0 14314 dwdw ddw ddw t 4 12 習(xí)題 4 12 圖所示工件采用 V 形塊 夾角 定位 加工兩個(gè)直徑為 o 90 10mm 的小孔 已知 外圓直徑尺寸mm 內(nèi)孔尺寸mm 內(nèi)孔 0 0 1 80d 0 2 0 50D 與外圓的同軸度誤差 t 0 05mm 內(nèi)孔中心線是工序尺寸 R 的工序基準(zhǔn) 試 o 30 分析計(jì)算加工 O1孔的定位誤差 習(xí)題 4 12 圖 解 解 根據(jù)題意 Td 0 1mm TD 0 2mm 定位誤差分為幾個(gè)部分 外圓引起的定位誤差按教材 p160 公式 4 17 計(jì)算 mm 1 0 10 11 110 02071 2sin 2 2sin 90 2 d dw T 24 同軸度引起的定位誤差為 mm 2 0 05 dw t 考慮到 R 和 沒(méi)有誤差 所以 O1的定位誤差與 O 相同 定位誤差為 mm 12 0 02071 0 050 07071 dwdwdw 4 13 在三臺(tái)車床上分別加工三批工件的外圓表面 加工后經(jīng)測(cè)量 三批工件分 別產(chǎn)生了如習(xí)題 4 13 圖所示的形狀誤差 試分析產(chǎn)生上述形狀誤差的主要原因 習(xí)題 4 13 圖 解 解 產(chǎn)生圖 a 的原因主要是 工件剛性差 而機(jī)床剛性很好 產(chǎn)生圖 b 的原因主要是 工件剛性好 但機(jī)床主軸 尾座剛性均較差 產(chǎn)生圖 c 的原因主要是 工件和機(jī)床主軸剛性都很好 但機(jī)床尾座剛性較差 刀 具磨損有一定的影響 但磨不了這么快 磨損影響在切削多個(gè)工件才能反映出來(lái) 4 14 在外圓磨床上磨削習(xí)題 4 14 圖所示軸類工件的外圓 若機(jī)床幾何精度良 好 試分析磨外圓后 A A 截面的形狀誤差 要求畫(huà)出 A A 截面的形狀 并提出減小 上述誤差的措施 習(xí)題 4 14 圖 解解 若工件剛性差 機(jī)床剛度好 A A 截面尺寸會(huì)增大 若工件剛性好 機(jī)床主 軸 尾座剛性差 則 A A 截面尺寸也會(huì)變大 若上述兩種情況都發(fā)生 則 A A 截面 尺寸還是會(huì)直徑增大 形狀誤差不明顯 改進(jìn)措施是增大機(jī)床主軸 尾座的剛度 增加工件的剛度 4 15 知某車床的部件剛度分別為 k主軸 5000N mm k刀架 23330 N mm k尾座 34500N mm 今在該車床上采用前 后頂