機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(答案)

重慶大學機械制造技術(shù)基礎(chǔ)標程武愚 5廣B卷2009"2010學年第1學期開課學院：機械學院課程號:11033325考試日期2010/01/06/考試方式： 廣開卷怛閉卷「其他 考試時間：120分鐘題號——四五六七八九十總分得分注：1.大標題用四號宋體、小標題及正文推薦用小四號宋體；2.按A4紙縮小打印一、單項選擇題（1分/每小題，共10分）:封切削用量中對切削力的影響最大的是（B）□:封A、切削速度B、切削深度C、進給量 D、切削寬度軸類零件加工中，為了實現(xiàn)基準統(tǒng)一原則，常采用（C）作為定位基準。A、選精度高的外圓 B、選一個不加工的外圓C、兩端中心孔 D、選一個中心孔和一個不加工的外圓經(jīng)濟加工精度系指采用某種加工方法（C）o審題人:羅奴命題時間審題人:羅奴命題時間TOC\o"1-5"\h\zA、能達到的最高精磨 B、能達到的平均精度 命題C、在正常條以下所能保證的精度D、在最不利條以下所人能保證的精度 k旭下列陳述錯誤的是（D）。 教A、 加工所要求的限制的自由度沒有限制是欠定位、豢定g組位是不允許的。 題人B、 欠定位和過定位可能同時存在。 ：C、 如果工件的定位面精度較高，夾具的定位元件的精度偉也高，過定位是可以允許的。D、當定位元件所限制的自由度數(shù)大于六個時,過定位。在選擇粗基準時，首先保證工件加工表面與不加工表面間的位置要求時，則應以（A）為基準。A、不加工表面B、加工表面本身C、精基準D、三者都對在金屬切削過程中，可將切削層劃分為三個區(qū)，那么，加工硬化現(xiàn)象發(fā)生在（C）區(qū)內(nèi)。A、第一變形區(qū) B、第二變形區(qū) C、第三變形區(qū)D、第一變形區(qū)和第三變形區(qū)砂輪的硬度是指（B）oA、磨粒的硬度B、磨粒脫落的難易程度 C、結(jié)合劑的硬度D、磨粒、結(jié)合劑、氣孔的體積比例減輕或消除自激振動的措施有（B）oA、增大系統(tǒng)剛度B、增大系統(tǒng)阻尼C、增大系統(tǒng)質(zhì)量D、隔振在車削細長軸時，為了減小工件的變形和振動，故采用較大（A）的車刀進行切削，以減小徑向切削分力。A、主偏角B、副偏角C、后角D、刀尖圓弧半徑在材料為45#的工件上加工一個①40H7的孔（沒有底孔）要求Ra=0.4,表面要求淬火處理，則合理的加工路線為（C）oA、鉆一擴一粗皎一精皎 B、鉆一擴一精車堂一金剛C、鉆一擴一粗磨一精磨 D、鉆一粗拉一精拉二、填空題（3分/每小題，共30分）工序是指一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。確定零件機械加工順序的基本原則是先基面后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔。時間定額由基本時間、輔助時間、布置工作地時間、休息和生理需要時間以及準備終結(jié)時間組成。加工原理誤差是指由于采用了近似的 加工運動或近似的刀具輪廓進行加工所產(chǎn)生的誤差。的刀具輪廓進行加工所產(chǎn)生的誤差。刀具使用壽命（耐用度）是指刀具從開始切削至達至些損限度為止所使用的切削時間。6.機械加工表面質(zhì)量包括表面幾何形狀特征和表面物理力學性能兩個方面。工藝基準包括工序基準、定位基準、裝配基準和測量基準。常用的裝配方法有互換裝配法、選擇裝配法、修配法和調(diào)整法。工件常用的裝夾方法有：直接找正裝夾、劃線找正裝夾和使用夾具裝夾。刀具磨損的原因有擦傷磨損、粘結(jié)磨損、擴散磨損和直化磨損O三、判斷題（請在正確的題后括號內(nèi)標""",錯誤的標“X”并改正，1分/每小題，共10分）刃傾角是在基面內(nèi)測量的。（X）改正：刃傾角是在切削平面內(nèi)測量的工件材料越軟，可加工性越好。（X）改正：工件材料越軟，可加工性越差。采用試切法直接保證零件尺寸時，會產(chǎn)生基準不重合誤差。（X）改正：采用調(diào)整法保證零件尺寸時，會產(chǎn)生基準不重合誤差。單件小批生產(chǎn)通常采用“工序集中“原則。（V）在車床上對三爪卡盤（軟爪）進行“就地加工"是為了減小被加工零件的圓度誤差。（X）改正：在車床上對三爪卡盤（軟爪）進行“就地加工”是為了減小被加工零件的定位誤差。零件表面粗糙度值越低，摩擦阻力越小，其耐磨性越好。（X）改正：有一定限度，過份光滑，反而增加磨損。在車床上車絲杠時，產(chǎn)生螺距誤差的原因是車床主軸徑向跳動（X）o改正：在車床上車絲杠時，產(chǎn)生螺距誤差的原因是車床主軸軸向跳動金剛石刀具適于切削黑色金屬。（x）改正：金剛石刀具適于切削有色金屬強迫振動的頻率與工藝系統(tǒng)的固有頻率一致。（X）改正：自激振動的頻率與工藝系統(tǒng)的固有頻率一致。精加工的通常采用負的刃傾角。（X）改正：精加工的通常采用正的刃傾角。四、問答題（5分/每小題，共30分）試述影響刀具耐用度主要因素，并說明其影響規(guī)律。答:（1）刀具耐用度的概念刀具耐用度T定義為：一把新刃磨的刀具從開始切削至達到磨損限度所經(jīng)過的總的切削時間，以T表示，單位為分鐘O切削用量切削速度、背吃刀量(切削深度)、進給量增大，使切削溫度提高，刀具耐用度T下降。影響最大、進給量f其次，影響最小。工件材料硬度或強度提高，使切削溫度提高，刀具磨損加大，刀具耐用度T下降。工件材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，切削溫度越高，刀具耐用度T下降。刀具幾何角度①前角對刀具耐用度的影響呈“駝峰形“O②主偏角Kr減小時，使切削寬度增大，散熱條件改善，故切削溫度下降，刀具耐用度T提高。刀具材料刀具材料的高溫硬度越高、越耐磨，刀具耐用度T越高。加工材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，均能使切削溫度升高因而使刀具耐用度T降低。試述切削用量對切削效率、加工質(zhì)量的影響，如何合理選擇切削用量？答：切削用量不僅是在機床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的“切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。（1） 切削加工生產(chǎn)率在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素、f、V均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。一般情況下盡量優(yōu)先增大，以求一次進刀全部切除加工余量。（2） 機床功率背吃刀量和切削速度增大時，均使對切削功率成正比增加。進給量f對切削功率影響較小。所以，粗加工時，應盡量增大進給量。刀具壽命(刀具的耐用度T)切削用量三要素對刀具壽命影響的大小，按順序為、f、。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時，首先應采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進給量f;最后求出切削速度。加工表面粗糙度精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。在較理想的情況下，提高切削速度，能降低表面粗糙度值；背吃刀量對表面粗糙度的影響較小。綜上所述，合理選擇切削用量，應該首先選擇一個盡量大的背吃刀量，其次選擇一個大的進給量f。最后根據(jù)已確定的和f,并在刀具耐用度和機床功率允許條件下選揮一個合理的切削速度。什么是逆銳和順銳？順銳有何特點？答：順銳：切削力F的水平分力，的方向與進給方向的f相同。逆銳：切削力F的水平分力，的方向與進給方向的f相反。順銳時，每個刀的切削厚度都是由小到大逐漸變化的。當?shù)洱X剛與工作接觸時，切削厚度為零，只有當?shù)洱X在前一刀齒留下的切削表面上滑過一段距離，切削厚度達到一定數(shù)值后，刀齒才真正開始切削。順銳時，由于水平銳削力的方向與工作進給運動方向一致，當?shù)洱X對工件的作用力較大時，由于工作臺絲桿與螺母間間隙在存在，工作臺會產(chǎn)生竄動，這樣不僅破壞了切削過程的平穩(wěn)性，影響工件的加工質(zhì)量，而且嚴重時會損壞刀具。順銳時，刀齒每次都是由工件表面開始切削，所以不宜用來加工有硬皮的工件。順銳時的平均切削厚度大，切削變形較小，與逆削相比較功率消耗要少。試述制定機械加工工藝規(guī)程的步驟。答:(1)確定生產(chǎn)類型；零件工藝分析；確定毛坯制造方式；選擇定位基準、擬定工藝路線；確定各工序的設(shè)備和工藝裝備；確定加工余量、工序尺寸；確定切削用量及時間定額；填寫工藝文件。試述減小零件表面粗糙度值的工藝措施。答：(1)減少殘留面積高度減小主偏角、副偏角和進給量及增大刀尖圓弧半徑，減小殘留面積高度；避免積屑瘤、刺痕的產(chǎn)生可用改變切削速度的方法，來抑制積屑瘤的產(chǎn)生。如果用高速鋼車刀，應降低切削速度；用硬質(zhì)合金車刀時，應提高切削速度，增大車刀前角能有效地抑制積屑瘤的產(chǎn)生。防止和消除振紋車削時，由于工藝系統(tǒng)的振動，而使工件表面出現(xiàn)周期性的橫向或縱向的振紋。調(diào)整主軸間隙、提高軸承精度；合理選擇刀具參數(shù)，經(jīng)常保持切削刃光潔、鋒利。增加工件的安裝剛性；合理選擇運用切削用量在工件材料、刀具幾何參數(shù)、車床等切削條件一定的情況下，選擇切削用量對表面粗糙度有很大的影響。盡可能提高生產(chǎn)效率和保證必要的刀具壽命。首先選擇盡可能大的切削深度，然后再選取合適的進給量，最后在保證刀具經(jīng)濟耐用度的條件下，盡可能選取較大的切削速度；合理選用切削液，保證充分冷卻潤滑采用合適的切削液是消除積屑瘤、鱗刺和減小表面粗糙度值的有效方法。何為工藝系統(tǒng)的彈性變形？在車床上加工細長軸時，有哪些措施可以提高工件的剛度？工藝系統(tǒng)的彈性變形：由機床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一個彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，會產(chǎn)生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準確位置，產(chǎn)生加工誤差；在細長軸加工過程中，為提高其加工精度，要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件，采取不同的措施，以提高細長軸的加工精度。（1）選擇合適的裝夾方法在車床上車削細長軸采用的兩種傳統(tǒng)裝夾方式，采用雙頂尖裝夾，工件定位準確，容易保證同軸度。但用該方法裝夾細長軸，其剛性較差，細長軸彎曲變形較大；加工細長軸通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式。但是在該裝夾方式中，如果頂尖頂?shù)锰o，除了可能將細長軸頂彎外，還能阻礙車削時細長軸的受熱伸長，導致細長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。.因此采用一夾一頂裝夾方式時，頂尖應采用彈性活頂尖，使細長軸受熱后可以自由伸長，。（2）直接減少細長軸受力變形采用跟刀架和中心架采用軸向拉夾法車削細長軸采用反向切削法車削細長軸采用磁力切削法車削細長軸少細長軸加工時的彎曲變形，提高細長軸加工精度。切削用量選擇的是否合理，對切削過程中產(chǎn)生的切削力的大小、切削熱的多少是不同的。因此對車削細長軸時引起的變形也是不同的。（4）選擇合理的刀具角度為了減小車削細長軸產(chǎn)生的彎曲變形，要求車削時產(chǎn)生的切削力越小越好，而在刀具的幾何角度中，前角、主偏角和刃傾角對切削力的影響最大。五、工藝題（分值見每小題，共20分）1.如圖所示為齒輪孔的局部圖，設(shè)計尺寸是：孔幗0+0.05需淬硬，鍵槽尺寸深度為46+0030?？缀玩I槽的加工順序是：01）鏜孔至439.6+0.10。2）插鍵槽，工序尺寸為0A。3）淬火熱處理。4）磨內(nèi)孔至440+0.05，同時保證幗0+0.05（假設(shè)磨孔和鏜孔時的同軸度誤差很小，可忽略）。試求插鍵槽的工序尺寸及其公差。（7分）解：按加工路線作出如圖四環(huán)工藝尺寸鏈。其中尺寸46為要保證的封閉環(huán)，A和20為增環(huán),19.8為減環(huán)。按尺寸鏈基本公式進行計算:（3）合理地控制切削用量環(huán)的偏差。如各組成環(huán)尺寸符合正態(tài)分布，若用大數(shù)互換法解，各組成環(huán)（A=30標準件除外）公差可放大多少倍？4 -0.0519.810519.8105解：1）建立裝配尺寸鏈2O4?2O4?0252)確定各組成環(huán)的公差：按等公差法計算，各組成環(huán)公差為:T1=T2=T3T1=T2=T3=T4=考慮加工難易程度，進行適當調(diào)整（A4公差不變），得到:...△=0.275...△=0.275偏差｝ +0.30=(+0.025+^)—0T4=0.05,T1=0.06,T3=0.1,T2=T5=0.02+0=(0+^)一(+0.05)...△=0.05045.8+0.275因ULA的尺、J為：+0.0503）確定各組成環(huán)的偏差：取A為協(xié)調(diào)環(huán)°A為標準尺寸，5A=30 44 -0.05公差帶位置確定:按“入體”原則，A也可寫?成:除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標注:2.圖示齒輪部件，齒輪空套在軸上，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.10.35。已知各零件有關(guān)的基本尺寸為：A=30,A=5,A=43=3。'（標準件），A3=5「用完全互換法裝配，試確定各組成計算協(xié)調(diào)環(huán)=偏|差:5=-0.12, 5=-0.15 -0.12最后可確定：采用概率算法計算裝配尺寸鏈封閉環(huán)公差分配原則同完全互換法圖3確定各組成環(huán)的公差圖3A4為標準尺寸，公差確定：T4=0.05A1、A2、A5公差取經(jīng)濟公差：T1=0.1,T2=T5=0.025T=kjT;+T;+T2+T;+T2解：取1.4，將T1、T2、T4、T5及T0值代入，可求