機械制造技術基礎課后部分習題集和答案解析

12-2切削過程的三個變形區(qū)各有何特點？它們之間有什么關聯？

答：切削塑性金屬材料時，刀具與工件接觸的區(qū)域可分為3個變形區(qū)：

①第一變形區(qū)〔根本變形區(qū)〕：是切削層的塑性變形區(qū)，其變形量最大，常用它來說明切

削過程的變形情況；

②第二變形區(qū)〔摩擦變形區(qū)〕：是切屑與前面摩擦的區(qū)域；

③第三變形區(qū)〔外表變形區(qū)〕：是工件已加工外表與后面接觸的區(qū)域。

它們之間的關聯是：這三個變形區(qū)聚集在切削刃附近，此處的應力比擬集中而且復雜，

金屬的被切削層就在此處與工件基體發(fā)生別離，大局部變成切屑，很小的一局部留在已加工

外表上。

2-3分析積屑瘤產生的原因及其對加工的影響，生產中最有效的控制積屑瘤的手段是什么？

答：在中彳氐速切削塑性金屬材料時，刀一屑接觸外表由于強烈的擠壓和摩擦而成為新鮮外表,

兩接觸外表的金屬原子產生強大的吸引力，使少量切屑金屬粘結在前刀面上，產生了冷焊，并

加工硬化，形成瘤核。瘤核逐漸長大成為積屑瘤，且周期性地成長與脫落。

積屑瘤粘結在前刀面上，減少了刀具的磨損；積屑瘤使刀具的實際工作前角大，有利于減小

切削力；積屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；積屑瘤使工件

已加工外表變得較為粗糙。

由此可見：積屑瘤對粗加工有利，生產中應加以利用；而對精加工不利，應以防止。

消除措施：采用高速切削或低速切削，防止中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用

切削液。

2-7車削時切削合力為什么常分解為三個相互垂直的分力來分析？分力作用是什么？

答：〔1〕車削時的切削運動為三個相互垂直的運動：主運動〔切削速度〕、進給運動〔進給

量〕、切深運動〔背吃刀量〕，為了實際應用和方便計算，在實際切削時將切削合力分解成沿

三個運動方向、相互垂直的分力。

[2]各分力作用：切削力是計算車刀強度、設計機床主軸系統、確定機床功率所必須的；

進給力是設計進給機構、計算軍刀進給功率所必需的；背向力是計算工件撓度、機床零件和

車刀強度的依據，與切削過程中的振動有關。

2-11背吃刀量和進給量對切削力和切削溫度的影響是否一樣？為什么？如何運用這一定律

知道生產實踐？

答：不一樣。切削速度影響最大，進給量次之，背吃刀量最小。從他們的指數可以看出，指

數越大影響越大。為了有效地控制切削溫度以提高刀具壽命，在機床允許的條件下選用較大

的背吃刀量和進給量，比選用打的切削速度更為有利。

2-18選擇切削用量的原那么是什么？從刀具壽命出發(fā)時，按什么順序選擇切削用量？從機

床動力出發(fā)時，按什么順序選擇？為什么？

答:(1)指定切削用量時，要綜合考慮生產率、加工質量和加工本錢，選用原那么為：

①考慮因素：切削加工生產率；刀具壽命；加工外表粗糙度；生產節(jié)拍。

②粗加工時，應從提高生產率為主，同時保證刀具壽命，使用最高生產率耐用度。

③精加工時，應保證零件加工精度和外表質量，然后才是考慮高的生產率和刀具壽命，T殳

使用小的切削深度和進給量，較高的切削速度。

[2]從刀具壽命出發(fā)，優(yōu)先選用大的ap,其次大的f,最后大的V,因為由V-f-ap

對T的影響程度是遞減的。

(3)從機床動力出發(fā)時，優(yōu)先選用大的f,其次大的ap,最后大的V,因為由V-apTf

對F2的影響程度遞減。

2-21提高切削用量可采取哪些措施?

(1)采用切削性能更好的新型刀具材料；

(2)在保證工件材料力學性能的前提下，改善工件材料的加工性；

(3)改良刀具構造和選用合理的刀具幾何參數；

〔4〕提高刀具的刃磨及制造質量；

〔5〕采用新型的性能優(yōu)良的切削液和高效的冷卻方法。

3-1機床常用的技術性能指標有哪些？

答：①機床的工藝范圍：指在機床上加工的工件類型和尺寸，能夠加工完成何種工序使用什

么刀具等。

②機床的技術參數：包括尺寸參數、運動參數和動力參數。

4-1機床夾具由哪幾個局部組成?各局部起什么作用？

(1)定位元件：用于確定工件在夾具中的位置使工件在加工時相對刀具及運動軌跡有一個

正確的位置。

[2]夾緊裝置：用于保持工件在夾具中的既定位置，使它不致因加工時受到外力的作用而

改變原定的位置。

〔3〕對刀元件：用來確定夾具相對于刀具的位置。

〔4〕導引元件：用于決定刀具相對夾具的位置。

[5]其他裝置：用于進展分度加工。

(6)連接元件和連接外表：用于決定夾具在機床上的相對位置。

(7)夾具體：用于連接夾具上各個元件或裝置,使之成為一個整體的根底件。夾具體也用

來與機床有關部位相連接。4-4什么是“六點定位原理”？

答：任一剛體在空間都有六個自由度，要使它在機床上〔或夾具中〕完全定位，就必須限制

它在空間的六個自由度。

4-7根據六點定位原理，分析題圖4-72所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？

4-10如圖4-73所示為一圓柱零件，在其上面加工一犍槽，要求保證尺寸30:2，采用工

作角度90。的V形塊定位，試計算該尺寸的定位誤差。

4-12有一批如習題4-10圖所示的工件，除2x必孔外其余各外表均已加工合格。今按圖b

的方案用蓋板式鉆模一次裝夾后依次加工孔I和孔H。蓋板式鉆模用花5/9心就)心軸與

工件孔愕H9管受相配定位。試分析計算兩個孔心距的定位誤差。

a)

b)

4-16鉆套的種類有那些？分別適用于什么場合？

答：〔1〕固定鉆套：用于小批生產量條件下單純用鉆頭鉆孔。

[2]可換鉆套：用于生產批量較大時，僅供鉆孔工序。

(3)快換鉆套：用于同一個孔必須多種加工工序，而在加工過程中必須依次更換或取

出鉆套以適應不同加工刀具的需要時。

(4)特殊鉆套：用于特殊情況下加工孔。

4-18何謂組合夾具，成組夾具和通用可調夾具？三種夾具之間有什么關系？

答：〔1〕組合夾具：由一套預先制造好的具有各種形狀、功用、規(guī)格和系列尺寸的標準

元件和組件組成。

[2]成組夾具：根據成組工藝的原那么，針對一組相似零件而設計的由通用底座和

可調或可更換元件組成的夾具。

[3]通用可調夾具：通過調節(jié)或更換裝在通用底座上的某些可調節(jié)或可更換元件，

以裝夾多種不同類夾具的工件。

三者關系：①通用夾具結合了專用夾具和組合夾具的特點。

②通用可調夾具和成組夾具在構造上看十分相似，但二者的設計指導思想不同。

在設計時，通用可調夾具的應用對象不明確，只提出一個大致的加工規(guī)模和范圍，

而成組夾具是根據成組工藝，針對某一組零件的加工而設計的，應用對象是十清

楚確的。

5-1什么叫主軸回轉誤差？它包括那些方面？

答：〔1〕主軸回轉誤差：在主軸遠轉的情況下，軸心線位置的變動量叫做主軸回轉誤差。

[2]包括：①純軸向竄動Ax②純徑向移動Ar③純角度擺動Ay

5-2在臥式錢床上來用工件送進方式加工直徑為0200mm的通孔時，假設刀桿與送進

方向傾斜《=r30,，那么在孔徑橫截面內將產生什么樣的形狀誤差？其誤差大小為多少？

5-4何謂誤差復映？誤差復映系數的大小與哪些因素有關？

解：在切削加工時，待加工外表有什么樣的誤差已加工外表必然出現同樣性質的誤差就

是誤差復映現象。

由上述公式可以看出，誤差復映系數與工藝系統剛度、和進給量徹削速度乙等有關。

5-8在臥式銃床上按習題4-17圖所示裝夾方式用銃刀A銃鍵槽，經測量發(fā)現，工件右端

處的槽深大于中間的槽深，試分析產生這一現象的原因。

答：產生誤差的主要原因是銃床主軸剛性缺乏，當銃刀移向主軸時，出現主軸讓刀現象，

故造成工件中部槽變淺，而右邊一開場進刀深度是夠得，當銃刀移向主軸時，主軸讓刀，

槽深變淺。改良措施是增大銃床主軸的剛性

5-13按習題4-16a)圖的裝夾方式在外圓磨床上磨削薄壁套筒A卸下工件后發(fā)現工件呈鞍

形，如習題4-16b)圖所示，試分析產生該形狀誤差的原因。

答：產生上述圖b)形狀誤差的主要原因是：磨床主軸和尾座剛度缺乏，當砂輪移動到主軸

或者尾座處時，出現讓刀現象，所以造成在工件兩端直徑增大。

5-17車一批外圓尺寸要求為。20幻mm的軸。：外圓尺寸按正態(tài)分布，均方根偏差

b=0.025mm,分布曲線中心比公差帶中心大0.03mm。試計算加工這批軸的合格品率

及不合格品率。

%=19.95,<T=0.025，轉換成標準正態(tài)分布函數，

合格品率為：P=。(3.2)+。(0.8)=0.49931+0.2881=78.741%

不合格品率為：1-代21.259%

其中:0.5-磯0.8)=2。19%是可以修復的;0.5-研3.2)=0.069%是不能修復的

5-23什么是回火燒傷?什么是淬火燒傷？什么是退火燒傷？為什么磨削加工容易產生燒

傷？

解：回火燒傷：工件外表原來的馬氏體組織將轉化成回火屈氏體、索氏體等與回火組織相近

的組織，使外表層硬度低于磨削前的硬度。

淬火燒傷：馬氏體轉變?yōu)閵W氏體，又由于冷卻液的急劇冷卻發(fā)生二次淬火現象，使外表

出現二次淬火馬氏體組織，硬度比原來的回火馬氏體高。

退火燒傷：磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削區(qū)域又無冷卻液進入，表層金屬將產生

退火組織,外表硬度將急劇下降。

磨削加工產生燒傷的主要原因是：

①磨削過程復雜，單位磨削力很大，切深抗力大，磨削速度高，磨削溫度高。

②因氣流問題，切削液不能充分冷卻工件。

5-26車刀按［圖a）方式安裝加工時如有強烈振動發(fā)生，此時假設將刀具反裝〔圖b〕、

或采用前后刀架同時車削［圖c）、或設法將刀具沿工件旋轉方向轉過某一角度裝夾在刀架

上〔圖山，加工中的振動就可能會減弱或消失，試分析其原因。

a）b）

c）d）

a）產生強烈振動的原因是：工藝系統的剛度差。

b）使得模態(tài)組合變化，因而減少振動，由于車床刀架局部向上的方向剛度差，車刀反裝切

削力上升，車刀發(fā)生變形，切削力變化小，切削穩(wěn)定，振動減小。

c）車刀產生徑向切削力，相互抵消，因而振動減小。

d）采用最正確安裝方位角安裝，增大實際工作前角，使切削剛度下降，從而減小振動。

6-1什么是生產過程、工藝過程和工藝規(guī)程？

答：〔1〕生產過程：將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。

［2］工藝過程：在生產過程中，但凡改變生產對象的形狀、尺寸、位置和性質等，使

其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。

［3］工藝規(guī)程：把合理工藝過程的有關內容寫成工藝文件的形式，用以指導生產，這

些工藝文件稱為工藝規(guī)程。

6-5試簡述工藝規(guī)程的設計原那么，設計內容及設計步驟。

答：〔1〕工藝規(guī)程的設計原那么：

①所設計的工藝規(guī)程應能保證機器零件的加工質量〔或機器的裝配質量〕，

到達設計圖樣上規(guī)定的各項技術要求。

②應使工藝過程具有較高的生產率，使產品盡快投放市場。

③設法降低制造本錢。

④注意減輕工人的勞動強度，保證生產平安。

(2)工藝規(guī)程的設計內容及步驟：

①分析研究產品的裝配圖和零件圖。

②確定毛坯

③擬定工藝路線，選擇定位基面。

④確定各工序所采用的設備。

⑤確定各工序所采用的刀具、夾具、量具和輔助工具，那么應提高具體的設計任

務書。

⑥確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。

⑦確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。

⑧確定切削用量。

⑨確定工時定額。

⑩技術經濟分析。

?填寫工藝文件。

6-15習題6-5圖為一軸套零件圖，圖b為車削工序圖，圖c為鉆孔工序三

種不同定位方案的工序間圖，均需保證圖a所規(guī)定的位置尺寸〔10±0.1〕mm

的要求，試分別計算三種方案中工序尺寸Ai、A2與A3的尺寸及公差。為表達

清晰起見，圖a、b只標出了與計算工序尺寸Ai、A2、A3有關的軸向尺寸。

a)b)

方案一方案

方案三

c)

解：1〕圖C方案一：基準重合，定位誤差=0,A=10±0.1mm;

2〕圖C方案二尺寸A2,10±0.1和8兒5構成f尺寸鏈〔見習解圖5X4-2c〕，

其中尺寸10±0」是封閉環(huán)，尺寸A2和8_h是組成環(huán)，且A2