機(jī)械加工工藝

1、典型習(xí)題和解答第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定例1.3試舉例說明下列各組的概念、特點(diǎn)以及它們之間的區(qū)別：(1)零件尺寸鏈、工藝過程尺寸鏈，工藝系統(tǒng)尺寸鏈，裝配尺寸鏈；(2)封閉環(huán)組成環(huán)，增環(huán)減環(huán)。例 1.10設(shè)某一零件圖上規(guī)定的外圓直徑為32mm，滲碳深度為0.50.8 mm?，F(xiàn)為使此零件可和另一種零件同爐進(jìn)行滲碳，限定其工藝滲碳層深度為0.81.0 mm。試計(jì)算滲碳前車削工序的直徑尺寸及其上、下偏差？解 滲碳深度是間接保證的尺寸，應(yīng)為封閉環(huán)。并作出尺寸鏈計(jì)算圖。車削外圓的半徑及公差RR為組成環(huán)之一。 求RR： 0.8=1+16-Rmin ，Rmin=16.2mm0.5=0.8+15.975-R

2、max , Rmax=16.275mm故車削工序的直徑尺寸及公差應(yīng)標(biāo)注為32.55 mm。例 1.11設(shè)一零件，材料為2Cr13，其內(nèi)孔的加工順序如下：（1）車內(nèi)孔31.8（2）氰化，要求工藝氧化層深度為磨內(nèi)孔32，要求保證氧化層深度為0.10.3mm, 試求氰化工序的工藝氧化層深度t?解 按加工順序畫出形成氰化層深度0.1 0.3mm的尺寸鏈計(jì)算圖。圖中0.10.3 mm是最后形成的尺寸應(yīng)為封閉環(huán)。 計(jì)算 t: 0.3=tmax+15.97-16.0050.1=tmin+15.9-16.0175 得 tmax=0.335mm tmin=0.2175mm 故氰化工序的工藝氰化層深度t=0.21

3、75mm。例 1.12某小軸系成批生產(chǎn)，工藝過程為車、粗磨、精磨、鍍鉻。所得尺寸應(yīng)為30，鍍層厚度為0.030.04。試求鍍鉻前精磨小軸的外徑尺寸及公差。解 列尺寸鏈如圖示，鍍鉻后外徑尺寸30mm為封閉環(huán)30=A1max+0.08 得 A1max=29.92mm 30-0.045=A1min+0.08-0.02 A1min=28.895mm 所以鍍鉻前精磨小軸的外徑尺寸及公差大小為A1=29.92 mm 例 1.13某軸套的部分工藝過程為：粗磨內(nèi)孔到，再滲氮，最后精磨內(nèi)孔至，單邊滲氮層深度要求為0.30.5，試計(jì)算滲氮工序的滲入深度。解 列尺寸鏈如圖，應(yīng)保證的滲碳層深度為封閉環(huán)0.61.0mm

4、（雙邊）. 解尺寸鏈 1.0=154.76+0.04+tmax-1550.6=154.76+tmin-(155+0.04) tmax=1.2mm 得 tmin=0.88mm 所以滲碳工序的滲入深度 =0.440.6mm。例 1.14選擇題1.在機(jī)械加工中直接改變工件的形狀，尺寸和表面性能使之變成所需零件的過程稱為（D）。A生產(chǎn)過程；B工藝過程；C工藝規(guī)程；D機(jī)械加工工藝過程。2.編制零件機(jī)械加工工藝規(guī)程，編制生產(chǎn)計(jì)劃和進(jìn)行成本核算最基本的單元是（C）。A工步；B工位；C工序；D安裝3.工藝規(guī)程對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)，組織生產(chǎn)的作用很大。工藝文件的形式主要決定于生產(chǎn)類型，試指出下列各種生產(chǎn)類型大多采用哪種形

5、式的工藝文件(l)單件小批生產(chǎn)（A）; (2)成批生產(chǎn)（C）；(3)大批大量生產(chǎn)（B）A工藝過程卡；B機(jī)械加工工序卡；C機(jī)械加工工藝卡。4.確定毛坯種類及制造方法時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素的影響，合理選用時(shí)主要應(yīng)使（D）。A毛坯的形狀與尺寸盡可能接近成品的形狀與尺寸，因而減少加工工時(shí)，減少材料損耗并節(jié)省加工成本；B毛坯制造方便，以節(jié)省毛坯成本；C加工后零件的物理機(jī)械性能好；D零件的總成本低，且物理機(jī)械性能好。5.為改善機(jī)器和零件的結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)在滿足機(jī)器工作性能的前提下能采用優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本的方法制造，因此綜合評(píng)定工藝性的要求是（(C, D)A便于達(dá)到零件圖上規(guī)定的加工要求；B有利于減少加工、裝

6、配的勞動(dòng)量;C注意使機(jī)器和零件的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)條件相適應(yīng)；D注意全面評(píng)價(jià)毛坯、加工、裝配和維修的整個(gè)工藝過程。6.零件在加工過程中使用的基準(zhǔn)叫做（B,D）A設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；B工藝基準(zhǔn)；C裝配基準(zhǔn)；D定位基準(zhǔn)。7自為基準(zhǔn)是以加工面本身為精基準(zhǔn)，多用于精加工或光整加工工序，這是由于（C）A符合基準(zhǔn)重合原則；B 符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；C 保證加工面的余量小而均勻；D 保證加工面的形狀和位置精度。8軸類零件定位用的頂尖孔是屬于（A,C）:A精基準(zhǔn)；B粗基準(zhǔn)；C輔助基準(zhǔn)；D自為基準(zhǔn)。第二章 機(jī)械加工質(zhì)量1一批工件加工誤差的性質(zhì)分為哪幾類?試舉例說明它們的概念以及它們之間的區(qū)別?2何謂誤差敏感方向與誤差不敏感

7、方向7試舉例說明不同方向的原始誤差對(duì)加工誤差影響程度有何不同?3. 5在車床上加工園盤件的端面時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)圓錐面(中凸或中凹)或端面凸輪似的形狀(如螺旋面)，試從機(jī)床幾何誤差的影響分析造成圖32所示的端面幾何形狀誤差的原因是什么?圖3-26何謂加工原理誤差?由于近似加工方法都將產(chǎn)生加工原理誤差，因而都不是完善的加工方法，這種說法對(duì)嗎？7為什么機(jī)床部件的加載和卸載過程的靜剛度曲線既不重合，又不封閉且機(jī)床部件的剛度值遠(yuǎn)比其按實(shí)體估計(jì)的要小得多？8鏜孔公差為o1mm，該工序精度的均方差o025mm已知不能修復(fù)的廢品率為o5%，試求產(chǎn)品的合格率為多少？ 圖30109為什么機(jī)器上許多靜止連接的接觸表面

8、如車床床頭箱與床身接合面，過盈配合的軸10為什么有色金屬用磨削加工得不到小粗糙度?通常為獲得小粗糙度的加工表面應(yīng)采用哪些加工方法?若需要磨削有色金屬，為減小表面粗糙度應(yīng)采取什么措施?12 在車床上加工一批光軸的外圓，加工后經(jīng)度量若整批工件發(fā)現(xiàn)在下列幾何形狀誤差（圖示）。<a>鞍形，<b>喇叭形。試分別說明可能產(chǎn)生上述誤差的各種因素？ 解： 對(duì)圖（a）：產(chǎn)生鞍形誤差的原因：（1）機(jī)床縱導(dǎo)軌在水平面內(nèi)不直；（2）導(dǎo)軌扭曲或機(jī)床兩頂尖與縱導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)不平行；（3）加工粗而短工件時(shí)，由于機(jī)床剛度沿床身縱向不一致；（4）加工長(zhǎng)軸時(shí)，開始因刀具熱伸長(zhǎng)，使加工直徑減小，熱平衡后，又

9、因刀具磨損使加工直徑增大。對(duì)圖（b）：產(chǎn)生喇叭形誤差的原因：（1）機(jī)床導(dǎo)軌在水平面不直；（2）懸臂加工，工件剛度隨長(zhǎng)度變化；（3）加工開始時(shí)，刀具因熱伸長(zhǎng)逐漸增大而使加工直徑減小。13在車床上加工心軸時(shí)（圖示），粗、精車外圓A及肩臺(tái)面B，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)A有圓柱度誤差，B對(duì)A有垂直度誤差。試從機(jī)床幾何形狀誤差的影響，分析產(chǎn)生以上誤差的主要原因有哪些？解： 產(chǎn)生A面圓度誤差的主要原因是車床主軸回轉(zhuǎn)線的徑向跳動(dòng)。產(chǎn)生A面圓柱度誤差的主要原因有：（1）車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差；（2）主軸回轉(zhuǎn)軸線的角向擺動(dòng)；（3）床身導(dǎo)軌和主軸回轉(zhuǎn)軸線在水平面內(nèi)不平行 ；（4）床身導(dǎo)軌的扭曲。產(chǎn)生B面對(duì)A面不垂直的主

10、要原因有：（1）主軸回轉(zhuǎn)軸線的軸向串動(dòng)；（2）刀架橫溜板導(dǎo)軌于主軸回轉(zhuǎn)軸線不垂直。14在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量一批小軸的外圓（計(jì)1000件），其最大尺寸Dmax=25.030，最小尺寸Dmin=25.000，若整批工件尺寸為正態(tài)分布，圖紙要求該軸的外徑為25mm，求這批零件的廢品有多少件？能否修復(fù)？（已知 Q(2)=0.4772）解：整批工件的尺寸分散范圍為6=Dmax-Dmin 所以 均方差 =(Dmax-Dmin)/6=(25.030-25.000)/6=0.005mm。 算術(shù)平均值 D=(Dmax+Dmin)/2=(25.030+25.000)/2=25.015mm按圖紙要求確定公差帶中心尺寸 2

11、5=25.010 ±0.015mm公差帶中心與分布中心偏移值 0=25.015-25.010=0.005mm所以 Z= 查表得Q（2）=0.4772廢品率=0.5-0.4772=0.0228 廢品的件數(shù)N=0.0228×1000=23件依題意分析廢品尺寸都偏大，屬于可修復(fù)廢品15選擇題1）誤差的敏感方向是指產(chǎn)生加工誤差的工藝系統(tǒng)的原始誤差處于加工表面的（A）。A法線方向（Y向）；B切線方向（Z向）；C軸線方向（Y向）。2）車床主軸的幾何偏心（純徑向跳動(dòng)）使加工階梯軸時(shí)產(chǎn)生的誤差是（C）。A圓度誤差；B端面平面度誤差；C加工面與裝夾面的同軸度誤差。3）主軸具有純角度擺動(dòng)時(shí)，車

12、削外圓得到的是（B）形狀，產(chǎn)生（F）誤差；鏜出的孔得到的是（A）形狀，產(chǎn)生（E）誤差。A橢圓；B圓錐；C棱圓；D腰鼓形；E圓度；F圓柱度；G直線度。4）車床主軸的純軸向竄動(dòng)對(duì)（B, C）加工有影響：A車削內(nèi)外圓；B車削端平面；C車削螺紋。5）試指出下列刀具中，哪些刀具的制造誤差會(huì)直接影響加工精度（A, D, E, F）。A齒輪滾刀；B外圓車刀；C.端面銑刀；D鉸刀；E成形銑刀；F鍵槽銑刀；G內(nèi)圓磨頭。6）判別下列誤差因素所引起的加工誤差屬于何種誤差類型及誤差性質(zhì)：(1)夾具在機(jī)床上的安裝誤差（C, D); (2)工件的安裝誤差（C, F); (3)刀具尺寸調(diào)整不準(zhǔn)確引起的多次調(diào)整誤差（A, F

13、); (4)車刀磨損發(fā)生在加工一批套筒的外圓（A, E); (5)工件殘余應(yīng)力引起的變形（B, C, F）。A尺寸誤差；B 幾何形狀誤差；C 相互位置誤差；D常值誤差；E變值規(guī)律性誤差；F隨機(jī)誤差。7）加工齒輪、絲杠時(shí)，試指出下列各情況哪些屬于加工原理誤差（C， D, E）。A傳動(dòng)齒輪的制造與安裝誤差；B母絲杠的螺距誤差；C用阿基米德滾刀切削漸開線齒輪；D用模數(shù)銑刀加工漸開線齒輪；E用近似傳動(dòng)比切削螺紋。8）測(cè)定機(jī)床部件靜剛度的實(shí)驗(yàn)曲線說明（C）：A機(jī)床部件的靜剛度是不變的；B機(jī)床部件的靜剛度是變化的，但與載荷無關(guān)；C機(jī)床部件的靜剛度是隨載荷大小而變化的9）研究工藝系統(tǒng)受力變形時(shí)，若以車床兩頂

14、尖間加工光軸為例，試分別指出下列三種條件下，由于切削過程受力點(diǎn)位置的變化引起工件何種形狀誤差：（1）只考慮機(jī)床變(C)；(2)只考慮車刀變形（D）； (3)只考慮工件變形（B）。A圓錐形；B腰鼓形；C馬鞍形（雙曲線）；D圓柱形。10）工藝系統(tǒng)的熱變形只有在系統(tǒng)熱平衡后才能穩(wěn)定，可采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┯枰韵麥p，其中系統(tǒng)熱平衡的含義是（B）。A機(jī)床熱平衡后；B機(jī)床與刀具熱平衡后；C機(jī)床刀具與工件都熱平衡后。11）在臥式鏜床上，精鏜車床尾架長(zhǎng)孔時(shí)，為減小粗糙度一般應(yīng)先考慮采用哪種工藝措施較有效（B）?A對(duì)工件材料先進(jìn)行正火，調(diào)質(zhì)等熱處理；B.增大刀尖圓弧半徑和減少付偏角;C.使用潤(rùn)滑性能良好的切削液;

15、D采用很高的切削速度并配合較小的進(jìn)給量12）磨削光軸時(shí)，若切削條件相同，哪種工件材料磨削后表面粗糙度小(B)？A. 20鋼;B. 45鋼；C鑄鐵；D.銅13）在平面磨床上精磨連桿端面時(shí)（工件材料45鋼），若磨削表面出現(xiàn)拉毛、劃傷等缺陷，一般應(yīng)先考慮采用哪種工藝措施較有效（A,E）？A正確選用砂輪，檢查砂輪的硬度是否合適；B.精細(xì)修正砂輪及增加光磨次數(shù)；C降低磨削深度及工件縱向進(jìn)給量，提高砂輪速度；D.磨削液是否有良好的冷卻性和流動(dòng)性，供應(yīng)是否充分；E磨削液是否清潔。14）磨削淬火鋼時(shí)在下列工作條件下可能產(chǎn)生哪種形式的磨削燒傷：(1)在磨削條件（用切削液）(A);(2)重磨削條件（不用切削液）(

16、C);(3)中等磨削條件（B）(4)輕磨削條件（D）。A.淬火燒傷；B.回火燒傷；C退火燒傷；D.不燒傷。15）為保證小粗糙度磨削表面的質(zhì)量及生產(chǎn)率，在下列各種影響因素中對(duì)磨削過程起支配作用的主要是（C）:A具有精密加工的設(shè)備及環(huán)境；B合理選用磨削用量；C合理選用砂輪并精細(xì)修正砂輪；D良好的冷卻和潤(rùn)滑。16）光整加工方法的工藝特點(diǎn)主要是（A）A不用砂輪磨削，采用細(xì)粒度磨料或磨具進(jìn)行微量切削和擠壓、拋光，主要是提高加工表面質(zhì)量；B磨具和工件間有一定的壓力和復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)和工具精度有一定的要求；C余量很小但能糾正前工序加工表面的形狀誤差及相互位置誤差；D.生產(chǎn)效率較高，加工成

17、本較低，各種生產(chǎn)批量均可使用口17）表面冷壓強(qiáng)化工藝屬于下列何種加工方法（B）:A精密加工工藝；B無屑光整加工工藝；C少切屑光整加工工藝18）加工過程中若表面層以冷塑性變形為主，則表面層產(chǎn)生（B）應(yīng)力；若以熱塑性變形為主，則表面層產(chǎn)生（A）應(yīng)力；若以局部高溫和相變?yōu)橹?，則加工后表面層產(chǎn)生（A）應(yīng)力A拉應(yīng)力；B壓應(yīng)力；C無應(yīng)力層。19）機(jī)械加工中的振動(dòng)，按其產(chǎn)生的原因可分為三種，試指出各種振動(dòng)類型的能量特性：(1)自由振動(dòng)（B）； (2)受迫振動(dòng)（A）； (3)自激振動(dòng)（C）；A在外界周期性干擾力待續(xù)作用下的持續(xù)振動(dòng)；B只有初始干擾力的作用、振動(dòng)中再也沒有能量輸人，故為衰減振動(dòng)：C維持振動(dòng)的交變

18、力是振動(dòng)系統(tǒng)在自身運(yùn)動(dòng)中激發(fā)出來的，從而引起系統(tǒng)的持續(xù)振動(dòng)。20）動(dòng)剛度是衡量系統(tǒng)抗振性的重要指標(biāo)，一般應(yīng)以哪項(xiàng)參數(shù)作為系統(tǒng)動(dòng)剛度指標(biāo) (C)?A不同阻尼下產(chǎn)生單位振幅的振動(dòng)時(shí)所需的激振力大?。籅不同頻率下產(chǎn)生單位振幅的振動(dòng)時(shí)，所需的激振力大?。籆諧振時(shí)的最小剛度值；D固有頻率、阻尼率、等效靜剛度ko21）受迫振動(dòng)系統(tǒng)在共振區(qū)消振最有效的措施是（B）A增大系統(tǒng)剛度；B增大系統(tǒng)阻尼；C.增大系統(tǒng)質(zhì)量。22）試判別在下列切削加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)屬于何種振動(dòng)類型:(1)磨削時(shí)由于砂輪硬度不均或局部堵塞引起的（B）; (2)內(nèi)圓磨削帶鍵槽的內(nèi)孔（B）; (3)在車床上用橫刀架割寬槽時(shí)（C）; (4)用

19、寬砂輪，小進(jìn)給精磨外圓時(shí)（C）; (5)在滾齒機(jī)上滾切齒輪時(shí)（B）; (6)刨削平板時(shí)，當(dāng)刨刀切到工件表面某處硬點(diǎn)時(shí)（A）; (7)用圓鏜桿鏜削細(xì)長(zhǎng)孔時(shí)（C）A自由振動(dòng)；B強(qiáng)迫振動(dòng)；C自激振動(dòng)第三章 機(jī)器的裝配工藝?yán)?.3說明裝配尺寸鏈中組成環(huán)、封閉環(huán)(相依環(huán))和公共環(huán)的含意。例4.4何謂裝配尺寸鏈組成最短原則?例4.5極值法解尺寸鏈與概率法解尺寸鏈有何不同?各用于何種情況?例4.6試將裝配尺寸鏈與工藝過程尺寸鏈進(jìn)行比較試述其異同：(從計(jì)算基本公式；組成環(huán)；封閉環(huán)：尺寸鏈解法：尺寸鏈構(gòu)成等方面進(jìn)行比較)例4.7機(jī)器產(chǎn)品的裝配精度與零件的加工精度、裝配工藝方法有什么關(guān)系？零件的加工精度直接影響到

20、裝配精度。對(duì)于大批量生產(chǎn)，為了簡(jiǎn)化裝配工作，便于流水作業(yè)，通常采用控制零件的加工誤差來保證裝配精度。但是，進(jìn)入裝配的合格零件，總是存有一定的加工誤差，當(dāng)相關(guān)零件裝配在一起時(shí)，這些誤差就有累積的可能。累積誤差不超出裝配精度要求，當(dāng)然是很理想的。此時(shí)裝配就只是簡(jiǎn)單的連接過程。但事實(shí)并非常能如此，累積誤差往往超過規(guī)定范圍，給裝配帶來困難。采用提高零件加工精度來減小累積誤差的辦法，在零件加工并不十分困難，或者在單件小批生產(chǎn)時(shí)還是可行的。這種辦法增加了零件的制造成本。當(dāng)裝配精度要求很高，零件加工精度無法滿足裝配要求，或者提高零件加工精度不經(jīng)濟(jì)時(shí)，則必須考慮采用合適的裝配工藝方法，達(dá)到既不增加零件加工的困

21、難又能滿足裝配精度的目的。由此可見，零件加工精度是保證裝配精度要求的基礎(chǔ)。但裝配精度不完全由零件精度來決定，它是由零件的加工精度和合理的裝配方法共同來保證的。如何正確處理好兩者之間的關(guān)系是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的一個(gè)重要課題。例4.8什么叫裝配尺寸鏈？它與一般尺寸鏈有什么不同？裝配尺寸鏈?zhǔn)钱a(chǎn)品或部件在裝配過程中，由相關(guān)零件的尺寸或位置關(guān)系所組成的一個(gè)封閉的尺寸系統(tǒng)。即由一個(gè)封閉環(huán)和若干個(gè)與封閉環(huán)關(guān)系密切的組成環(huán)組成。它與一般尺寸鏈的不同點(diǎn)是：1. 裝配尺寸鏈的封閉環(huán)一定是機(jī)器產(chǎn)品或部件的某項(xiàng)裝配精度，因此，裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是十分明顯的。2. 裝配精度只有機(jī)械產(chǎn)品裝配后才能測(cè)量。3. 裝配尺寸鏈中的

22、各組成環(huán)不是僅在一個(gè)零件上的尺寸，而是在幾個(gè)零件或部件之間與裝配精度有關(guān)的尺寸。4. 裝配尺寸鏈的形式較多，有線性尺寸鏈、角度尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈。例4.9裝配尺寸鏈如何查找？查找時(shí)應(yīng)注意些什么？具體方法為：取封閉環(huán)兩端的零件為起始點(diǎn)，沿著裝配精度要求的方向，以裝配基準(zhǔn)面為聯(lián)系線索，分別查找出裝配關(guān)系中影響裝配精度要求的那些有關(guān)零件，直至找到同一個(gè)基準(zhǔn)零件甚至是同一個(gè)基準(zhǔn)表面為止。這樣，所有有關(guān)零件上直接連接兩個(gè)裝配基準(zhǔn)面間的位置尺寸或位置關(guān)系，便是裝配尺寸鏈的全部組成環(huán)。此查找方法與查找工藝尺寸鏈的方法是類同的，同樣也要符合最短路線，即環(huán)數(shù)最少的原則。例4.10圖所示，在溜板與床身裝配前有關(guān)組成零件的尺寸分別為：A1=mm，A2=mm,A3=mm,