機械制造基礎思考題與練習題

1、機械制造技術(shù)思考題與練習題第一章 思考題與練習題 外圓車削加工時，工件上出現(xiàn)了哪些表面？試繪圖說明，并對這些表面下定義。 何謂切削用量三要素？怎樣定義？如何計算？ 刀具切削部分有哪些結(jié)構(gòu)要素？試給這引起要素下定義。為什么要建立刀具角度參考系？有哪兩類刀具角度參考系？它們有什么差別？ 刀具標注角度參考系有哪幾種？它們是由哪些參考平面構(gòu)成？試給這些參考平面下定義。繪圖表示切斷車刀和端車面刀的Kr, Kr , 丫 o,a 0,入s, a o和hD,b d和A。確定一把單刃刀具切削部分的幾何形狀最少需要哪幾個基本角度？ 切斷車削時，進給運動怎樣影響工作角度？ 縱車時進給運動怎樣影響工作角度？ 為什么要

2、對主剖面，切深，進給剖面之間的角度進行換算，有何實用意義？ 試判定車刀前角丫 0,后角a 0和刃傾角入s正負號的規(guī)則。刀具切削部分材料應具備哪些性能？為什么？ 普通高速鋼有哪些牌號,它們主要的物理,機械性能如何,適合于作什么刀具？ 常用的硬質(zhì)合金有哪些牌號,它們的用途如何,如何選用？ 刀具材料與被加工材料應如何匹配？怎樣根據(jù)工件材料的性質(zhì)和切削條件正確選擇刀具材料？ 涂層刀具,陶瓷刀具,人造金剛石和立方氮化硼各有什么特點？適用場合如何？第二章 思考題與練習題 闡明金屬切削形成過程的實質(zhì)？哪些指標用來衡量切削層金屬的變形程度？它們之間的相互關(guān)系如何？ 它們是否真實的反映了切削形成過程的物理本質(zhì)？

3、為什么？切屑有哪些類型？各種類型有什么特征？各種類型切屑在什么情況下形成？ 試論述影響切削變形的各種因素。第一變形區(qū)和第二變形區(qū)的變形特點是什么？ 試描述積屑瘤現(xiàn)象及成因。積屑瘤對切削過程有哪些影響？ 為什么說背吃刀量對切削力的影響比進給量對切削力的影響大？ 切削合力為什么要分解成三個分力 ? 試分析各分力的作用。 分別說明切削速度,進給量及背吃刀量的改變對切削溫度的影響？ 刀具磨損的原因有多少種？刀具的磨損過程分多少階段？ 何謂刀具磨鈍標準？試述制訂刀具磨鈍標準的原則。刀具磨鈍標準與刀具耐用度之間有何關(guān)系？確定刀具耐用度有哪幾種方法？ 說明高速鋼刀具在低速,中速產(chǎn)生磨損的原因,硬質(zhì)合金刀具在

4、中速, 高速時產(chǎn)生磨損的原因？什么叫工件材料的切削加工性？評定材料切削加工性有些指標？如何改善材料的切削加工性？ 切削液有什么作用 ? 有哪些種類？如何選用？試述切削液的作用機理。 什么叫刀具的合理幾何參數(shù)？它包含哪些基本內(nèi)容？ 前角有什么功用？如何進行合理選擇？ 后角有什么功用？如何進行合理選擇？主偏角與副偏角有什么功用？如何進行合理選擇？ 刃傾角有什么功用？如何進行合理選擇？什么叫合理的切削用量？它和刀具使用壽命，生產(chǎn)率和加工成本有什么關(guān)系？為什么說選擇切削用量的次序是先選背吃刀量，再選進給量，最后選切削深度？第三章思考題與練習題指出下列機床型號中各位數(shù)字代號的具體含義。CG6125B X

5、K5040 Y3150E機車的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？寫出用計算法確定主運動驅(qū)動電動機功率的理論公式，說明并解釋公式中各項的內(nèi)容舉例說明何謂簡單運動？何謂復合運動？其本質(zhì)區(qū)別是什么？畫簡圖表示用下列方法加工所需表面時，需要哪些成型運動？其中哪些是簡單運動，哪些上復合運動？ 用成型車刀車削外圓錐面 用尖頭車刀縱、橫向同時運動車外圓錐面 用鉆頭鉆孔 用拉刀拉削圓柱孔 插齒刀插削直齒圓柱齒輪舉例說明何謂外聯(lián)傳動鏈？何謂內(nèi)聯(lián)傳動鏈？其本質(zhì)區(qū)別是什么？對兩種傳動鏈有何不同要求？在CA6140型臥式車床上車削下列螺紋：1）米制螺紋 P=3mm ； P=8mm， K=212）英制螺紋4 牙/in 。23）模數(shù)螺

6、紋 m=4mm， K=24）米制螺紋 P=48mm分析CA6140型臥式車床的傳動系統(tǒng)：1）證明：f橫 0.5f縱2）計算主軸高速轉(zhuǎn)動時能擴大的螺紋的倍數(shù)，并進行分析；3.）分析車削徑節(jié)螺紋時傳動路線，列出運動平衡式，說明為什么此時能車削出標準的徑節(jié)螺紋；4）當主軸轉(zhuǎn)速分別為 40、160及400r/min 時，能否實現(xiàn)螺距擴大 4及16倍？為什么?5）為什么用絲杠和光桿分別擔任車削螺紋和車削進給的傳動？如果只用其中一個，既車削螺紋又傳動 進給，將會有什么問題？6）為什么在主軸箱中有兩個換向機構(gòu)？能否取消其中一個？溜板箱內(nèi)的換向機構(gòu)又有什么用處？7）說明M3M4和M5的功用？是否可取消其中之一

7、？8）溜板箱中為什么要設置互鎖結(jié)構(gòu)部分？分析CA6140型臥式車床的主軸箱結(jié)構(gòu)部分：1）女M可限制主軸的五個自由度？主軸前后軸承間隙怎樣調(diào)整？主軸上作用的軸向力是如何傳遞給箱體 的？2）動力由電動機到軸I時，為什么要用卸荷帶輪結(jié)構(gòu)？說明扭矩時如何傳遞到軸I的？3）片式摩擦離合器傳遞功率的大小與哪些因素有關(guān)？如何傳遞扭矩？怎樣調(diào)整？離合器的軸向壓力是 如何平衡的？可轉(zhuǎn)位車刀有何特點？金剛鏜床和坐標鏜床各有什么特點？各適用于什么場合？標準高速鋼麻花鉆由哪幾部分組成？切削部分包括哪些幾何參數(shù)？群鉆的特點是什么？為什么能提高切削效率？常用鉆床有幾類？其適用范圍如何？深孔加工有哪些特點？鏜削加工有何特點

8、？常用的鏜刀有哪幾類類型？其結(jié)構(gòu)和特點如何？ 試分析鉆孔、擴孔和鉸孔三種加工方法的工藝特點，并說明這三種孔加工工藝之間的聯(lián)系 無心外圓磨床為什么能把工件磨圓？為什么它的加工精度和生產(chǎn)率往往比普通外圓磨床高？ 試分析臥式軸矩臺平面磨床與立軸圓臺平面磨床在磨削方法、加工質(zhì)量、生產(chǎn)率等方面有何不同，各適 用與什么情況？砂輪的特性主要由哪些因素決定？如何選用砂輪？ 分析比較應用范成法與成形法加工圓柱齒輪各有何特點？ 滾齒機上加工直齒和斜齒圓柱齒輪時，如何確定滾齒刀刀架板轉(zhuǎn)角度與方向？如板轉(zhuǎn)角度有誤差或方向 不對將會產(chǎn)生什么后果？在滾齒機上加工齒輪時，如果滾刀的刀齒相對于工件的軸向線不對稱，將會產(chǎn)生什么

9、后果？如何解決？ 在滾齒機上加工一對斜齒輪時，當一個齒輪加工完成后，在加工另一個齒輪前應當進行哪些掛輪計算和 機床調(diào)整工作？對比滾齒機和插齒機的加工方法。說明它們各自的特點及主要應用范圍。 齒輪滾刀的前角和后角是怎樣形成的？剃齒和磨齒各有什么特點？用于什么場合？第四章 思考題與練習題組合機床主要有哪些通用部件及專用部件組成？組合機床有哪些特點 ? 適用于什么場合？第五章 思考題與 練習題什么是機械加工工藝過程？什么叫機械加工工藝規(guī)程？工藝規(guī)程在生產(chǎn)中起什么作用？ 什么叫工序、工位和工步？什么叫基準？粗基準和精基準選擇原則有哪些？零件加工表面加工方法的選擇應遵循哪些原則？在制訂加工工藝規(guī)程中，為

10、什么要劃分加工階段？切削加工順序安排的原則是哪些？ 在機械加工工藝規(guī)程中通常有哪些熱處理工序？它們起什么作用？如何安排？ 什么叫工序集中？什么叫工序分散？什么情況下采用工序集中？什么情況下采用工序分散？ 什么叫加工余量？影響加工余量的因素有哪些？在粗、精加工中如何選擇切削用量？ 什么叫時間定額？單件時間定額包括哪些方面？舉例說明各方面的含意。 什么叫工藝成本？工藝成本有哪些組成部分？如何對不同工藝方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析？ 如圖 5-34 所示零件，單件小批生產(chǎn)時其機械加工工藝過程如下所述，試分析其工藝過程的組成（包括 工序、工步、走刀、安裝）。在刨床上分別刨削六個表面，達到圖樣要求；粗刨導軌面A

11、,分兩次切削;精刨導軌面A;鉆孔；鉸孔；去毛刺。圖 5-34 （習題 13 圖）如圖5-35所示零件，毛坯為 35mm棒料，批量生產(chǎn)時其機械加工過程如下所述，試分析其工藝過程的組成。圖 5-35 （習題 14 圖）在鋸床上切斷下料，車一端面鉆中心孔，調(diào)頭，車另一端面鉆中心孔，在另一臺車床上將整批工件螺紋一邊都車至 30mm,調(diào)頭再調(diào)換車刀車削整批工件的18mm外圓，又換一臺車床車20mm外圓，在銃床上銑兩平面，轉(zhuǎn) 90? 后，銑另外兩平面，最后，車螺紋，倒角。某機床廠年產(chǎn) C6136N 型臥式車床 350 臺,已知機床主軸的備品率為 10% ,廢品率為 4% 。試計算該 主軸零件的年生產(chǎn)綱領,

12、并說明它屬于哪一種生產(chǎn)類型,其工藝過程有何特點？試指出圖 5-36 中在結(jié)構(gòu)工藝性方面存在的問題,并提出改進意見？圖 5-36 （習題 16 圖）試選擇圖5-37所示各零件加工時的粗、精基準（標有符號的為加工面，其余的為非加工面），并簡 要說明理由。圖 5-37 （習題 17 圖）某零件上有一孔50 0 0.027 mm表面粗糙度為m,孔長60mm材料為45鋼，熱處理淬火 42HRC毛坯為鍛件，其孔的加工工藝規(guī)程為：粗鏜精鏜熱處理磨削，試確定該孔加工中各工序的尺寸與公差。在加工圖5-38所示零件時，圖樣要求保證尺寸 60.1mm因這一尺寸不便于測量，只能通過度量尺寸L來間接保證，試求工序尺寸

13、L 及其公差。圖 5-38 （習題 19 圖）圖 5-39 （習題 20 圖）加工主軸時，要保證鍵槽深度0.5t400.5mm（ 如圖 5-39 所示 ） ，其工藝過程如下：1） 車外圓尺寸2802）銑鍵槽至尺寸H0TH3）熱處理；4） 磨外圓至尺寸280.0240.008 。設磨外圓與車外圓的同軸度誤差為0.04mm，試用極值法計算銃鍵槽工序的尺寸H H ?一零件材料為 2Cr13 ，其內(nèi)孔加工順序為：1 ） 鏜內(nèi)孔至尺寸31.800.14 ；2） 氰化,要求氰化層深度為 H 0 t ；（3）磨內(nèi)孔至尺寸32 0器，并保證氰化層深度為0.3mm 試求氰化工序中氰化層深度 T0Tt如圖 5-4

14、0 為被加工零件的簡圖,圖 b 為工序圖,在大批量生產(chǎn)的條件下,其部分工藝過程如下： 工序I銃端面至尺寸 T0Ta ;工序n鉆孔并锪沉孔至尺寸BTb ；工序川 磨底平面至尺寸 C,，磨削余量為0.5mm。磨削時和經(jīng)濟精度為 a=0.1mm;試計算各工序尺寸 A 、 B 、 C 及其公差。圖 5-40 （習題 22 圖）試判別圖中各尺寸鏈中哪些是增環(huán)？哪些是減環(huán)？圖 5-41 （習題 23 圖） 第六章思考題與習題什么是機床夾具？它包括哪幾部分？各部分起什么作用？ 什么是定位？簡述工件定位的基本原理。為什么說夾緊不等于定位？ 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系如何？ 何謂定位誤差？定位誤差是由哪些因

15、素引起的？定位誤差的數(shù)值一般應控制在零件公差的什么范圍內(nèi)？ 對夾緊裝置的基本要求有哪些？ 何謂聯(lián)動夾緊機構(gòu)？設計聯(lián)動夾緊機構(gòu)時應注意哪些問題？試舉例說明。試述一面兩孔組合時，需要解決的主要問題，定位元件設計及定位誤差的計算。 根據(jù)六點定位原理，分析圖 6-52 中所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。圖 6-52 （習題 9 圖）有一批圖 6-53 所示零件，圓孔和平面均已加工合格，今在銑床上銑削寬度為b0T . 的槽子。要求保證槽底到底面的距離為 h0T ；槽側(cè)面到A面的距離為a+Ta,且與A面平行，圖示定位方案是否合理？有無改 進之處？試分析之。圖 6-53 （習題 10 圖）有一批如

16、圖6-54所示工件，采用鉆模夾具鉆削工件上5mm和8mm兩孔，除保證圖紙尺寸要求外，還須保證兩孔的連心線通過6000.1 mm的軸線，其偏移量公差為0.08mm?，F(xiàn)可采用如圖b、c、d三種方案，若定位誤差大于加工允差的1/2，試問這三種定位方案是否可行a =90）?圖 6-54 （習題 11 圖）有一批套類零件如圖 6-55 a 所示,欲在其上銑一鍵槽,試分析下述定位方案中,尺寸 H1 、 H2 、 H3 的定位誤差。（1）在可漲心軸上定位（圖 6-55 b ）；（2）在處于垂直位置的剛性心軸上具有間隙的定位（圖 6-55 c ） ,定位心軸直徑 dEEISdd 。夾緊裝置如圖6-56所示，若

17、切削力F=800N，液壓系統(tǒng)壓力 p=2X 106Pa （為簡化計算，忽略加力桿與孔壁的摩擦，按效 n =計算），試求液壓缸的直徑應為多大，才能將工件壓緊。夾緊安全系數(shù)K=2 ;夾緊桿與工件間的摩擦系數(shù)卩=。圖6-57所示的階梯形工件，B面和C面已加工合格。今采用圖 a和圖b兩種定位方案加工 A面，要求A 面對B面的平行度不大于 20（用角度誤差表示）。已知 L=100mm B面與C面之間的高度h 1500.5。 試分析這兩種定位方案的定位誤差，并比較它們的優(yōu)劣。圖 6-55 （習題 12 圖）圖 6-56 （習題 13 圖）圖 6-57 （習題 14 圖）第七章 思考題與練習題舉例說明加工精

18、度、加工誤差的概念以及兩者的區(qū)別與聯(lián)系 說明原始誤差、工藝系統(tǒng)靜誤差、工藝系統(tǒng)誤差的概念以及加工誤差與原始誤差 在車削前，工人經(jīng)常在刀架上裝鏜刀修整三爪卡盤三個卡爪的工作面或花盤的端面其目的是什么？能否 提高主軸的回轉(zhuǎn)精度（徑向跳動和軸向串動）？何謂工藝系統(tǒng)的剛度，柔度？它們有何特點？工藝系統(tǒng)剛度對加工精度有何影響？怎樣提高工藝系統(tǒng)的 剛度？為什么機床部件的加載和卸載過程的靜鋼度曲線既不重合，又不封閉，且機床部件的剛度值遠比其按實 體估計的要小？何謂誤差復映規(guī)律？誤差復映系數(shù)的含義是什么？它與哪些因素有關(guān)？減小誤差復映有哪些工藝措施？ 工藝系統(tǒng)受哪些熱源作用？在各種熱源作用下，工藝系統(tǒng)各主要組

19、成部分會產(chǎn)生何種熱變形？有何規(guī)律 性？對加工精度有何影響？采取何種措施可減少它們的影響？分析工件產(chǎn)生殘余應力的主要原因及經(jīng)常出現(xiàn)的場合。 加工誤差按其性質(zhì)可分為哪幾類？他們各有何特點和規(guī)律？各采用何種方法分析與計算？試舉例說明。 試述分布曲線法和點圖法的特點，應用及各自解決的主要問題是什么？實際分布曲線符合正態(tài)分布時能說明什么問題？又6c 3而出現(xiàn)廢品，其原因何在？如何能消除這種廢品？舉例說明下列保證和提高加工精度常用方法的原理及應用場合：誤差補償法；誤差轉(zhuǎn)移法；誤差分組法； 誤差平均法。在車床上加工圓盤件的端面時，有時會出現(xiàn)圓錐面（中凸或中凹）或端面凸輪似的形狀（螺旋面），試 從機床幾何誤差

20、的影響分析造成圖所示的端面幾何形狀誤差的原因是什么？在臥式鏜床上對箱體零件鏜孔，試分析采用： 1 剛性主軸鏜桿 2 浮動鏜桿（指與主軸連接的方式）和 鏜模夾具時影響鏜桿回轉(zhuǎn)精度的主要因素有哪些？磨削一批工件的外圓圖紙要求保證尺寸6O00.05 mm加工中，車間溫度 To=2OC,工件的溫度Tx= 46 C工人不等工件冷卻下來就直接在機床上測量試問此時外徑的尺寸應控制在怎樣的范圍內(nèi)才能使其冷卻后保證 達到圖紙要求的尺寸而不出廢品？熱的鍛件放在較濕的地上試推想在粗車外圓后可能產(chǎn)生怎樣的加工誤差？為什么？ 加工外圓，內(nèi)孔與平面時，機床傳動鏈誤差對加工精度有否影響？在怎樣的加工場合下，才須著重考慮 機

21、床傳動鏈誤差對加工精度的影響？傳動元件的誤差傳遞系數(shù)其物理意義是什么？在大型立車上加工盤型零件的端面及外圓時，因刀架較重，試推想由于刀架自重可能產(chǎn)生怎樣的加工誤 差？如圖 在外圓磨床上加工，當 N=2N2，若只考慮主軸回轉(zhuǎn)誤差的影響，試分析在圖中給定的兩種情況下, 磨削后工件外圓應是什么形狀？為什么？在內(nèi)圓磨床上磨削盲孔時（圖），試分析只考慮內(nèi)圓磨頭受力變形的條件下，工件內(nèi)孔將產(chǎn)生什么樣的加工誤差？在臥式車床上加工一光軸，已知光軸長度L=800mm ,加工直徑D 80 0 0.05，該車床因使用年限較久，前后導規(guī)磨損不均勻，前棱形導規(guī)磨損較大，且中間最明顯，形成導軌扭曲，見圖，經(jīng)測量，前后導軌

22、在垂 直面內(nèi)的平行度（扭曲值）為 1000mm，試求所加工的工件的幾何形狀的誤差值，并繪出加工光軸的形狀。在車床的兩頂尖間加工短而粗的光軸外圓時（工件的剛度對于機床剛度大得多），若已知Fy =1000N，K床頭=50000N/mm K尾架=50000N/mm試求于機床剛度不均引起的加工表面的形狀誤差為多少？并畫出光軸加工后的形狀？提示：機床的變形量可由下式求得:丫機床K刀架在立式車床上高速車削盤形零件的內(nèi)孔。如果工件毛坯的回轉(zhuǎn)不平衡，質(zhì)量較大，那么在只考慮此不平 衡質(zhì)量和工件夾持系統(tǒng)的剛度影響的條件下，試分析加工后工件內(nèi)孔將產(chǎn)生怎樣的加工誤差。在車床上車削一外徑 D=80mm內(nèi)徑d=70mm寬

23、度b=20mm的圓環(huán)，試比較采用三爪卡盤或四爪卡盤直接 夾持工件外圓車內(nèi)孔時，在夾緊力P=2940N作用下，工件因夾緊變形加工后內(nèi)孔產(chǎn)生多大的圓度誤差？如圖 所示之鑄件，若只考慮毛坯殘余應力的影響，試分析當端銃刀銃去上部連接部分后，此工作將產(chǎn)生怎樣的變形？又如圖所示之鑄件，當采用寬度為B的三面刃銃刀將毛坯中部銃開時，試分析開口寬度尺寸的變化。K頭架K尾座，分析圖示兩種情況加工示幾何形狀誤差，試分別說明可能產(chǎn)、在臥式鏜床上采用浮動鏜刀鏜孔時，是否會出現(xiàn)誤差復映現(xiàn)象？為什么? 在車床兩頂尖間加工工件（圖），若工件剛度極大，機床剛度不足且 后工件的形狀誤差。在車床上加工一批光軸的外圓，加工后經(jīng)度量若

24、整批工件有如圖 生上述誤差的各種原因。一批圓柱銷外圓的設計尺寸為50 0.04，加工后測量發(fā)現(xiàn)外圓尺寸按正態(tài)規(guī)律分布，其均方根偏差為0.003mm,曲線頂峰位置偏離公差帶中心，向右偏離0.005mm。試繪出分布曲線圖，并求出合格。第八章思考題與練習題表面質(zhì)量的含義包括哪些主要內(nèi)容？為什么機械零件的表面質(zhì)量與加工精度具有同等重要的意義？影響加工工件表面粗糙度的因素有哪些？車削一鑄鐵零件的外圓表面，若進給量f=0.5mm/r ，車刀刀尖的圓弧半徑為r=4mm，問能達到的加工表面粗糙度的數(shù)值為多少？磨削加工時，影響加工表面粗糙度的主要因素有哪些？什么是冷作硬化現(xiàn)象？其產(chǎn)生的主要原因是什么？實驗表明：

25、切削速度增大，冷硬現(xiàn)象減小，進給量增大，冷硬現(xiàn)象增大：刀具刃口圓弧半徑增大，后刀面磨損增大，冷硬現(xiàn)象增大；前角增大，冷硬現(xiàn)象減小。在同樣切削條件下，切削 T10鋼硬化深度為h與硬化程度N均較車削T12A為大，而銅件，鋁件比鋼 件小，試討論如何解釋上述實驗結(jié)果。什么是磨削燒傷？為什么磨削加工常產(chǎn)生燒傷？為什么磨削高合金鋼較普通碳鋼更易產(chǎn)生燒傷？磨削燒傷對零件的使用性能有何影響？試舉例說明減少燒傷及裂紋的辦法有哪些？為什么在機械加工時，工件表面層會產(chǎn)生殘余應力？磨削加工工件表面層中殘余應力產(chǎn)生的原因與切削加工是否相同？磨削淬火鋼時，加工表面層的硬度可能升高或下降，試分析其可能的原因，并說明表面層的

26、應力符號？何謂強迫振動？何謂自激振動？如何區(qū)分兩種振動？機械加工中引起兩種振動的主要原因是什么？超精加工，珩磨，研磨等光整加工方法與細密磨削相比較，其工作原理有何不同？為什么把它們作為終加工工序？它們都應用在何種場合？在平面磨床上磨削一塊厚度為10mm,寬度為50mm長為30mmB勺20鋼工件，磨削時表面溫度高達900c,試估算加工表面層和非加工表面層殘余應力數(shù)值？是壓應力還是拉應力？刨削一塊鋼板，在切削力作用下，被加工表面層產(chǎn)生塑性變形，其密度從x103kg/m3降至x 103kg/m3,試問表面層產(chǎn)生多大勺殘余應力？是壓應力還是拉應力？在外圓磨床上磨削一根淬火鋼軸時，工件表面溫度高達950C，因使用冷卻液而產(chǎn)生回火。表面層金屬由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，其密度從x 103kg/m3增至x 103kg/m3,試估算工作表面將產(chǎn)生多大的殘余應力？是何種應力？把一臺質(zhì)量M= 500kg的旋轉(zhuǎn)機械，用剛度 K=106N/m3的彈