機械制造技術基礎課后部分習題及答案

1、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(lián)？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)：第一變形區(qū)（基本變形區(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；第二變形區(qū)（摩擦變形區(qū)）：是切屑與前面摩擦的區(qū)域；第三變形區(qū)（表面變形區(qū)）：是工件已加工表面與后面接觸的區(qū)域。它們之間的關聯(lián)是：這三個變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應力比較集中而且復雜，金屬的被切削層就在此處與工件基體發(fā)生分離，大部分變成切屑， 很小的一部分留在已加工表面上。2-3 分析積屑瘤產(chǎn)生的原因及其對加工的影響，生產(chǎn)中最有效的控制積屑瘤的手段是什么？答： 在中低速切削塑

2、性金屬材料時 ,刀屑接觸表面由于強烈的擠壓和摩擦而成為新鮮表面 , 兩接觸表面的金屬原子產(chǎn)生強大的吸引力 ,使少量切屑金屬粘結(jié)在前刀面上 ,產(chǎn)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(jié)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表面變得較為粗糙。由此可見：積屑瘤對粗加工有利，生產(chǎn)中應加以利用；而對精加工不利，應以避免。消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；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

3、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(tǒng)、 確定機床功率所必須的； 進給力是設計進給機構、 計算車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(jù)，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(chǎn)實踐？答：不一樣。切削速度影響最大，進給量次

4、之，背吃刀量最小。從他們的指數(shù)可以看出，指數(shù)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 選擇切削用量的原則是什么？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(chǎn)率、加工質(zhì)量和加工成本，選用原則為：考慮因素：切削加工生產(chǎn)率；刀具壽命；加工表面粗糙度；生產(chǎn)節(jié)拍。粗加工時，應從提高生產(chǎn)率為主，同時保證刀具壽命，使用最高生產(chǎn)率耐用度。精加工時， 應保證零件加工精度和表面質(zhì)量，然后才是考慮高的生產(chǎn)率和刀具壽命，一般使用小的切削深度和

5、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vf ap對 t 的影響程度是遞減的。（3）從機床動力出發(fā)時，優(yōu)先選用大的對 f2 的影響程度遞減。f ，其次大的 ap ，最后大的 v，因為由vapf92-21 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） 改進刀具結(jié)構和選用合理的刀具幾何參數(shù)；（4） 提高刀具的刃磨及制造質(zhì)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：機床的工藝范圍：指在機床上加工

6、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。機床的技術參數(shù)：包括尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)。4-1 機床夾具由哪幾個部分組成？各部分起什么作用？（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：用于進行分度加工。（6） ）連接元件和連接表面：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

7、之成為一個整體的基礎件。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(jù)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？04-10如圖 4-73 所示為一圓柱零件，在其上面加工一鍵槽，要求保證尺寸30 0.2，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，除孔外其余各表面均已加工合格。今按圖b的方案用蓋板式鉆模一次裝夾后依次加工孔和孔。蓋板式鉆模用心軸與工件孔相配

8、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(chǎn)量條件下單純用鉆頭鉆孔。（ 2 ）可換鉆套：用于生產(chǎn)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(diào)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(jù)成組工藝的原則，針對一組相似零件而設計

9、的由通用底座和可調(diào)或可更換元件組成的夾具。（ 3 ）通用可調(diào)夾具：通過調(diào)節(jié)或更換裝在通用底座上的某些可調(diào)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：通用夾具結(jié)合了專用夾具和組合夾具的特點。通用可調(diào)夾具和成組夾具在結(jié)構上看十分相似，但二者的設計指導思想不同。在設計時， 通用可調(diào)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(jù)成組工藝，針對某一組零件的加工而設計的，應用對象是十分明確的。5-1 什么叫主軸回轉(zhuǎn)誤差？它包括那些方面？答：（ 1 ）主軸回轉(zhuǎn)誤差：在主軸遠轉(zhuǎn)的情況下，軸心線位置的變動量叫做主軸回轉(zhuǎn)誤差。（ 2 ）包括：純軸向竄動 x純徑向移動 r 純角

10、度擺動 y5-2 在臥式鏜床上來用工件送進方式加工直徑為 200mm的通孔時，若刀桿與送進方向傾斜1 o 3 0，則在孔徑橫截面內(nèi)將產(chǎn)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(shù)的大小與哪些因素有關？解：在切削加工時， 待加工表面有什么樣的誤差已加工表面必然出現(xiàn)同樣性質(zhì)的誤差就是誤差復映現(xiàn)象。cfp fyfpnfpvkcfpck系k系由上述公式可以看出，誤差復映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度、和進給量f 切削速度 vc 等有關。5-8 在臥式銑床上按習題4-17 圖所示裝夾方式用銑刀a 銑鍵槽，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，工件右端處的槽深大于中間的槽深，試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。答：產(chǎn)生誤差的

11、主要原因是銑床主軸剛性不足，當銑刀移向主軸時，出現(xiàn)主軸讓刀現(xiàn)象， 故造成工件中部槽變淺，而右邊一開始進刀深度是夠得，當銑刀移向主軸時，主軸讓刀， 槽深變淺。改進措施是增大銑床主軸的剛性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(xiàn)工件呈鞍形，如習題 4-16b)圖所示，試分析產(chǎn)生該形狀誤差的原因。答：產(chǎn)生上述圖 b)形狀誤差的主要原因是：磨床主軸和尾座剛度不足，當砂輪移動到主軸或者尾座處時，出現(xiàn)讓刀現(xiàn)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0200.1mm 的軸。已知：外圓尺寸按正態(tài)分布，均方根偏差0.025 mm ，分布曲線中心

12、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。x19.95,0.025 ，轉(zhuǎn)換成標準正態(tài)分布函數(shù)，zxxmin19.9819.903.2,zxmaxx2019.980.8左右0.0250.025合格品率為：p(3.2)(0.8)0.499310.288178.741%不合格品率為： 1-p=21.259%其中： 0.5-(0.8)=21.19% 是可以修復的； 0.5-(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(chǎn)生燒傷？解：回火燒傷： 工件表面原來的馬氏體組織將轉(zhuǎn)化成回火屈氏體、索氏體等與回火組織相近

13、的組織，使表面層硬度低于磨削前的硬度。淬火燒傷： 馬氏體轉(zhuǎn)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(xiàn)象，使表面出現(xiàn)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(chǎn)生退火組織，表面硬度將急劇下降。磨削加工產(chǎn)生燒傷的主要原因是：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。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，此時若將刀具反裝（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(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過某一角度裝夾在刀架上 （圖d），加工中

14、的振動就可能會減弱或消失，試分析其原因。a)b)c)d)a) 產(chǎn)生強烈振動的原因是：工藝系統(tǒng)的剛度差。b) 使得模態(tài)組合變化，因而減少振動，由于車床刀架部分向上的方向剛度差，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(chǎn)生徑向切削力，相互抵消，因而振動減小。d) 采用最佳安裝方位角安裝，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(chǎn)過程、工藝過程和工藝規(guī)程？答：（ 1）生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。（ 2）工藝過程：在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)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

15、理工藝過程的有關內(nèi)容寫成工藝文件的形式，用以指導生產(chǎn)，這些工藝文件稱為工藝規(guī)程。6-5試簡述工藝規(guī)程的設計原則，設計內(nèi)容及設計步驟。答：（ 1）工藝規(guī)程的設計原則： 所設計的工藝規(guī)程應能保證機器零件的加工質(zhì)量（或機器的裝配質(zhì)量）， 達到設計圖樣上規(guī)定的各項技術要求。 應使工藝過程具有較高的生產(chǎn)率，使產(chǎn)品盡快投放市場。 設法降低制造成本。 注意減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。（ 2）工藝規(guī)程的設計內(nèi)容及步驟： 分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖。 確定毛坯 擬定工藝路線，選擇定位基面。 確定各工序所采用的設備。 確定各工序所采用的刀具、夾具、量具和輔助工具，則應提高具體的設計任務書。 確定各主要工序

16、的技術要求及檢驗方法。 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。 確定切削用量。 確定工時定額。 技術經(jīng)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 （100.1 ）mm的要求，試分別計算三種方案中工序尺寸a1、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 a1、a2、a3 有關的軸向尺寸。a)b)方案一方案二方案三c)解： 1） 圖 c 方案一：基準重合，定位誤差dw0 ， a1100.1mm；2）圖 c方案二： 尺寸 a2，10

17、7;0.1 和 800 .05構成一個尺寸鏈 （見習解圖5x4-2c ），其中尺寸 10±0.1是封閉環(huán)，尺寸a2 和 800. 05是組成環(huán)，且 a2 為增環(huán)，08 0.05為減環(huán)。由直線尺寸鏈極值算法基本尺寸計算公式，有：10= a28，a2 =18mm由直線尺寸鏈極值算法偏差計算公式：0.1=esa2（ -0.05 ）， esa2 =0.05mm;-0.1=eia 20， eia2 =-0.1mm。故：a2180.05mm0.13）圖 c 方案三： 尺寸 a3，10±0.1 ， 800. 05和構成一個尺寸鏈 （見習解圖5x4-2d ），其中尺寸 10±0.1 是封閉環(huán)， 尺