機械制造技術期末試卷

機械制造技術期末試卷

名詞解釋

避免空走刀;或是車削完后把工件從原材料上切下來。(4.3)

表面質量：通過加工方法的控制，使零件獲得不受損傷甚至有所增強的表面狀態。包括表面的幾何形狀特征和表面的物理力學性能狀態。

標注角度與工作角度刀具的標注角度是刀具制造和刃磨的依據，主要有：前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角。切削加工過程中，由于刀具安裝位置的變化和進給運動的影響，使得參考平面坐標系的位置發生變化，從而導致了刀具實際角度與標注角度的不同。刀具在工作中的實際切削角度稱為工作角度。

粗基準 未經過機械加工的定位基準稱為粗基準。

常值系統誤差當連續加工一批零件時,這類誤差的大小和方向或是保持不變

刀具耐用度：是指刃磨后的刀具從開始切削至磨損量達到磨鈍標準為止所用的切削時間

刀具標注后角：后刀面與切削平面之間的夾角

刀具標注前角：基面與前刀面的夾角

刀具壽命是指一把新刀具從開始投入使用直到報廢為止的總切削時間

定位：使工件在機床或夾具中占有準確的位置。

定位基準在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準

積屑瘤粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃處，形成的一塊很硬的楔狀金屬瘤，通常

稱為積屑瘤，也叫刀瘤，

機械加工工藝系統在機械加工中,由機床、刀具、夾具與被加工工件 一起構成了

一個實現某種加工方法的整體系統,

機械加工工藝規程把工藝過程的有關內容，用工藝文件的形式寫出來，稱為機械加工工藝規程。

機械加工表面質量，是指零件在機械加工后被加工面的微觀不平度，也叫粗糙度

精基準： 用加工過的表面作定位基準，這種定位基準稱為精基準。

基準：零件上用以確定其他點、線、面位置所依據的那些點、線、面。(2.2)

夾緊：在工件夾緊后用外力將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。

加工精度：零件加工后的實際幾何參數和理想幾何參數符合程度。加工誤差：零件加工后的

實際參數和理想幾何參數的偏離程度。

金屬的可焊性指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數

及結構型式的條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。

金屬的可鍛性 指金屬接受鍛壓加工的難易程度。金屬可鍛性好，表明金屬易于鍛壓成型。

分型面 兩個鑄型相互接觸的表面，稱為分型面。

過定位：也叫重復定位，指工件的某個自由度同時被一個以上的定位支撐點重復限制。

工步：在加工表面不變，加工刀具不變，切削用量不變的條件下所連續完成的那部分工序。

工序 機械加工過程中，一個或一組工人在一個工作地點，對一個或一組工件連續完成

的那部分工藝過程，稱為工序。

工序集中就是將零件的加工集中在少數幾道工序中完成，每道工序加工的內容多

工序分散：工序數多而各工序的加工內容少 工序余量：相鄰兩工序的尺寸之差，也就是某道工序所切除的金屬層厚度

工藝能力系數使公差δ和△隨(6σ)之間有足夠大的比值，這個比值Cp

工藝過程：在生產過程中凡是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。

工藝規程：人們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

件即為工藝規程。

工藝基準：在加工和裝配中使用的基準。包括定位基準、度量基準、裝配基準。

工藝系統剛度：指工藝系統受力時抵抗變形的能力

六點定位原理：采用六個按一定規則布置的支承點，并保持與工件定位基準面的接觸，限制

工件的六個自由度，使工件位置完全確定的方法。

磨削：以砂輪的高速旋轉與工件的移動或轉動相配合進行切削加工的方法。(6.1)

內聯系傳動鏈：執行件與執行件之間的傳動聯系

逆銑銑刀旋轉方向與工件進給方向相反。銑削時每齒切削厚度ac從零

逐漸到最大而切出。

零件結構工藝性指零件在滿足使用要求的前提下，其結構在具體生產條件下便于經濟地

制造、維護。

切削運動：金屬切削加工時，刀具與工件之間的相對運動。(1.1)

切削力：切削時，使被加工材料發生變形成為切屑所需的力稱為切削力

切斷：在車削加工中，當工件的毛坯是棒料且很長時，需根據零件長度進行切斷后再加工，

切削速度：主運動的速度

強迫振動:指在有周期性外力(相對于切削過程而言)干擾下產生的振動運動。

欠定位為滿足工件加工精度的要求必須約束的自由度沒有被約束的定位稱為欠定位。

前角γ0：在正交平面內測量的前刀面和基面間的夾角。

順銑和逆銑

答：在切削部位刀齒的旋轉方向和零件的進給方向相同時為順銑。在切削部位刀

齒的旋轉方向和零件的進給方向相反時為逆銑。

順銑 銑刀旋轉方向與工件進給方向相同。銑削時每齒切削厚度ac從最大逐漸減小到零。

外聯系傳動鏈

設計基準：在設計圖樣上所采用的基準

誤差復映現象：待加工表面上有什么樣的誤差，加工表面上必然也有同樣性質的誤差，這就

是切削加工中的誤差復映現象

誤差敏感方向：過切削刃上的一點并且垂直于加工表面的方向。

硬質合金是一種具有高硬度,良好耐磨性,紅硬性及一定的抗彎強度的工具材料.

原始誤差：由機床，刀具，夾具，和工件組成的工藝系統的誤差。

自激振動：機械加工中的自激振動是指在沒有周期性外力(相對于切削過程而言)干擾下產生的振動運動。

裝配：按照規定的技術要求，將若干個零件接合成部件或將若干個零件和部件接合成產品的勞動過程。(8.1)

裝配尺寸鏈指的是零件在裝配過程的尺寸鏈 而工藝尺寸鏈一般是指零件加工過程的尺寸鏈

裝夾：就是定位和夾緊過程的總和。

主軸回轉誤差：指主軸瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。

.誤差復映:由于加工系統的受力變形，工件加工前的誤差以類似的形狀反映到加工后的工件上去，造成加工后的誤差

裝配精度：一般包括零、部件間的尺寸精度，位置精度，相對運動精度和接觸精度等

二、 判斷題：

(×)C6140型機床是最大工件回轉直徑為40mm的普通車床。

(√ )軸類零件加工時，往往先加工兩端面和中心孔，并以此為定位基準加工所有外圓表面，這樣既滿足了基準重合原則，又滿足基準統一原則。

(√ )粗基準只在第一道工序中使用，一般不能重復使用。

(× )機械加工工藝過程是由一系列的工位組成。

(√ )車削細長軸時，容易出現腰鼓形的圓柱度誤差。

(√ )展成法加工齒輪是利用齒輪刀具與被切齒輪保持一對齒輪嚙合運動關系而切出齒形的方法。

(×)欠定位在加工過程中是允許存在的。

(√ ) 工藝系統剛度主要取決于薄弱環節的剛度。

(× )工件受力變形產生的加工誤差是在工件加工以前就存在的。

(×)零件的表面層金屬發生冷硬現象后，其強度和硬度都有所增加。

(√)在中等速度切削加工時，熱效應使硬質合金刀具產生磨損，其主要形式包括：相變磨損、擴散磨損和氧化磨損。

(×)零件的表面層金屬發生冷硬現象后，其強度和硬度都有所增加。

(× )加工原理誤差在加工過程中可以消除。

(√ )過定位在加工過程中允許存在。

(√)機械加工工藝過程是由一系列的工序組成。

(× )為保證不加工表面與加工表面之間的相對位置要求，一般應選擇加工表面為粗基準。

(× )在兩個不同的工序中，都使用同一個定位基準，即為基準重合原則。

(√)長定位心軸給孔定位，孔軸的接觸長度與直徑之比大于1時，可以消除工件的四個自由度。

(√)工件受熱變形產生的加工誤差是在工件加工過程中產生的。

車床的主運動是工件的旋轉運動，進給運動是刀具的移動。 ( √ )

.鉆床的主運動是鉆頭的旋轉運動，進給運動是鉆頭的軸向移動。 ( √)

銑床的主運動是刀具的旋轉運動，進給運動是工件的移動。 ( √ )

牛頭刨床刨斜面時，主運動是刨刀的往復直線運動，進給運動是工件的斜向間歇移動。X

龍門刨床刨水平面時，主運動是刨刀的往復直線運動，進給運動是工件的橫向間隙移動。X

6.車床的主運動和進給運動是由兩臺電動機分別帶動的。 ( X )

7.立銑的主運動和進給運動是由一臺電動機帶動的。 ( X )

8.牛頭刨床的切削速度是指切削行程的平均速度。 ( X )

9.車槽時的背吃刀量(切削深度)等于所切槽的寬度。 ( √ )

10.刀具前角是前刀面與基面的夾角，在正交平面中測量。 ( √ )

11.刀具后角是主后刀面與基面的夾角，在正交平面中測量。 ( X )

12.刀具主偏角是主切削平面與假定工作平面間的夾角(即主切削刃在基面的投影與進給方向的夾角。 ( √ )

13.工藝系統剛度較差時(如車削細長軸)，刀具應選用較大的主偏角。 ( √ )

14.在切削用量中，對切削力影響最大的是前角和后角。 ( X )

15.CA6140型機床是最大工件回轉直徑為140mm的臥式車床。 ( X )

16.X5020立式升降臺銑床的工作臺面寬度為200mm。 ( √ )

17.在加工質量方面，銑削和刨削一般同級，但對于尺寸較大的平面，由于刨削無明顯的接刀痕，故刨削優于銑削。 ( √ )

18.磨削過程實際上是許多磨粒對工件表面進行切削、刻劃和滑擦(摩擦拋光)的綜合作用過程。 ( √ )

19.磨具的組織標注出磨具中磨料、結合劑和氣孔三者之間不同體積的比例關系。(√)

20.磨具的硬度是指組成磨具的磨料的硬度。(X)

21.光磨可提高工件的形狀精度和位置精度。(X)

長定位心軸給孔定位，孔軸的接觸長度與直徑之比大于1時，可以消除工件的四個自由度( √ )

機械加工工藝過程是由一系列的工位組成X

車削細長軸時，容易出現腰鼓形的圓柱度誤差( √ )

軸類零件加工時，往往先加工兩端面和中心孔，并以此為定位基準加工所有外圓表面，這樣既滿足了基準重合原則，又滿足基準統一原則( √ )

零件的表面層金屬發生冷硬現象后，其強度和硬度都有所增加( √ )

刀具的標注角度隨著刀具的安裝條件和進給量的大小變化而變化( √ )

在兩個不同的工序中，都使用同一個定位基準，即為基準重合原則X

展成法加工齒輪是利用齒輪刀具與被切齒輪保持一對齒輪嚙合運動關系而切出齒形的方法( √ )

積屑瘤的產生會引起刀具角度變化，如前角變大，故積屑瘤是有利的。X

粗基準只在第一道工序中使用，一般不能重復使用( √ )

工件受力變形產生的加工誤差是在工件加工以前就存在的。X

為保證不加工表面與加工表面之間的相對位置要求，一般應選擇加工表面為粗基準X 加工原理誤差在加工過程中可以消除X

機床的主運動可有一個或幾個，進給運動只能有一個。X

長定位心軸給孔定位，孔軸的接觸長度與直徑之比大于1時，可以消除工件的二個自由度X 根據六點定位原理分析圖中車削外圓的定位方案，該定位方案屬不完全定位( √ )

簡答體

1. 刀具切削部分材料應具備哪些基本性能?

切削時刀具要承受高溫、高壓、摩擦和沖擊的作用，刀具切削部分的材料應具備以下基本性能：(1)較高的硬度和耐磨性;(2)足夠的強度和韌性;(3)較高的耐熱性;

(4)良好的導熱性和耐熱沖擊性能; (5)良好的工藝性.

2. 機械加工過程中定位精基準的選擇原則是什么?

選擇精基準一般應遵循以下幾項原則：

(1)基準重合原則 應盡可能選擇所加工表面的工序基準為精基準，這樣可以避免由于基準不重合引起的定位誤差。

(2)統一基準(基準不變)原則 應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的表面，以保證所加工的各個表面之間具有正確的相對位置關系。

(3)互為基準原則 當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準的方法進行加工。

(4)自為基準原則 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準進行加工。

上述四項選擇精基準的原則，有時不可能同時滿足，應根據實際條件決定取舍。 機械加工工序順序的安排原則

1) 先基準面后其它2) 先粗后精3) 先主后次 4) 先面后孔

何為工件的殘余應力?產生工件的殘余應力的原因是什么?p174

8.夾具的基本組成有哪些?

(1) 定位元件：確定工件正確位置的元件;

(2) 夾緊裝置：使工件在外力作用下仍能保持其正確定位位置的裝置;

(3) 對刀元件、導向元件：夾具中用于確定(或引導)刀具相對于夾具定位元件具

有正確位置關系的元件;

(4) 夾具體：用于聯接夾具元件和有關裝置使之成為一個整體的基礎件，夾具通過

夾具體與機床聯接;

(5) 其他元件及裝置：其他部分可根據需要設置。

7. 什么是庫存?簡述零庫存和安全庫存的區別與聯系.

庫存使企業滿足未來需要而暫時閑置的資源。

零庫存是指企業在正常生產的情況下，使庫存資源為零。

安全庫存是指企業在正常生產的情況下，使庫存資源為最少。

這里要指明庫存的利弊：占用資金，減少利潤;防止短缺，緩解供需矛盾，均衡生產;投機居奇。對于正常的生產企業，零庫存是一種理想狀態，而安全庫存是正常狀態，但在原料和產品在市場上短缺的狀態，必須要有足夠的庫存，因此前述零庫存和安全庫存此時都是不存在的。因此，可說零庫存是安全庫存的一個趨向，但不能等同。

什么是裝配?保證裝配精度的工藝方法有那些?

根據規定的技術要求，將零件或部件進行配合和聯接，使之成為半成品或成品的過程，稱為裝配。 (2)互換裝配法、分組裝配法、修配裝配法、調整裝配法

提高加工精度的途徑有哪些?

(1)減小原始誤差 (2)轉移原始誤差 (3)均分原始誤差 (4)均化原始誤差 (5)誤差補償

2、鍛前加熱的目的?

提高金屬塑性、降低變形抗力，使其易于流動成型并獲得良好的鍛后組織。

3、防止焊接變形的措施?

(1)焊縫的布置和坡口型式盡可能對稱，焊縫的截面和長度盡可能小;

(2)焊前組裝時，采用反變形法;

(3)剛性固定法

(4)采用能量集中的焊接方法、小線能量、合理的焊接順序。

4、什么是切削用量的三要素?

在一般的切削加工中，切削變量包括切削速度、進給量和切削深度三要素。

2、常用車床種類有哪些?解釋CA6140型號的含義。(4.1)

答：車床的種類很多，大致可分為臥式車床、立式車床、轉塔車床、仿形車床、多刀車床、自動車床等。其中，CA6140型臥式車床是最常用的車床，C表示類代號(車床類)，A表示結構特性代號(加重型)，6表示組代號(落地及臥式車床組)，1表示系代號(臥式車床系)，40表示主參數代號(車床最大工件回轉直徑為400)。

3、為什么通常采用逆銑而不采用順銑?(5.3)

答： 銑削時，工作臺的縱向進給如果沒有順銑機構，順銑過程中由于銑削力的變化，易引起工作臺無規則的竄動，影響加工質量。如果銑床沒有順銑機構或加工有硬皮的鑄件、鍛件毛坯或加工硬度較高的工件時，一般都采用逆銑。

4、比較車床、銑床和磨床的主運動和進給運動?(6.1)

答： 主運動 進給運動

車床 工件的旋轉運動 車削外圓時車刀平行于工件軸線的縱向運動 銑床 銑刀的旋轉運動 工件相對銑刀作縱向或橫向運動

磨床 砂輪的旋轉運動 工件的低速旋轉和直線移動

影響加工余量的因素有哪些?

(1)上工序留下的表面粗糙度值和表面缺陷層深度 (2)上工序的尺寸公差

(3)Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差 (4)本工序的裝夾誤差

7試述制定機械加工工藝規程的步驟。

答：(1)確定生產類型;(2)零件工藝分析;(3)確定毛坯制造方式;(4)選擇定位基準、

擬定工藝路線;(5)確定各工序的設備和工藝裝備;;8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;(2)避免積屑瘤、刺痕的產生;可用改變切削速度的方法，來抑制積屑瘤的產生;(3)防止和消除振紋;車削時，由于工藝系統的振動，而使工件表面出現周期;(4)合理選擇運用切削用量;在工件材料、刀具幾何

擬定工藝路線;(5)確定各工序的設備和工藝裝備;(6)確定加工余量、工序尺寸;(7)確定切削用量及時間定額;(8)填寫工藝文件。

8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;

(2)避免積屑瘤、刺痕的產生

可用改變切削速度的方法，來抑制積屑瘤的產生。如果用高速鋼車刀，應降低切削速度;用硬質合金車刀時，應提高切削速度，增大車刀前角能有效地抑制積屑瘤的產生。

(3)防止和消除振紋

車削時，由于工藝系統的振動，而使工件表面出現周期性的橫向或縱向的振紋。調整主軸間隙、提高軸承精度;合理選擇刀具參數，經常保持切削刃光潔、鋒利。增加工件的安裝剛性;

(4)合理選擇運用切削用量

在工件材料、刀具幾何參數、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，最后在保證刀具經濟耐用度的條件下，盡可能選取較大的切削速度;

(5)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。

3、工件在鍛造前為什么要加熱?什么是金屬的始鍛溫度和終鍛溫度?若過高和過低將對鍛件產生什么影響?

答：隨著溫度升高，原子動能升高，削弱了原子之間的吸引力，減少了滑移所需要的力，因此塑性增大，變形抗力減小，提高了金屬的鍛造性能。變形溫度升高到再結晶溫度以上時，加工硬化不斷被再結晶軟化消除，金屬的鑄造性能進一步提高。

金屬鍛造加熱時允許的最高溫度為始鍛溫度，停止鍛造的溫度稱為終鍛溫度。 加熱溫度過高，會使晶粒急劇長大，導致金屬塑性減小，鍛造性能下降。如果加熱溫度接近熔點，會使晶界氧化甚至熔化，導致金屬的塑性變形能力完全消失。

4、切削熱是怎樣產生?它對切削加工有何影響?

答：切削加工過程中，切削功幾乎全部轉化為熱能，將產生大量的熱量，將這種產生于切削過程的熱量稱為切削熱。其來源主要有3種：

(1)切屑變形所產生的熱量，是切削熱的主要來源。

(2)切屑與刀具前刀面之間的摩擦所產生的熱量。

(3)零件與刀具后刀面之間的摩擦所產生的熱量。 傳入零件的切削熱，使零件產生熱變形，影響加工精度，特別是加工薄壁零件、細長零件和精密零件時，熱變形的影響更大。磨削淬火鋼件時，磨削溫度過高，往往使零件表面產生燒傷和裂紋，影響零件的耐磨性和使用壽命。

傳入刀具的切削熱，比例雖然不大，但由于刀具的體積小，熱容量小，因而溫度高，高速切削時切削溫度可達1000度，加速了刀具的磨損。

5、什么是砂輪的自銳作用?

答： 砂輪上的磨粒鈍化后，使作用于磨粒上的磨削力增大，從而促使砂輪表面磨粒自動脫落，里層新增粒鋒利的切削刃則投入切削，砂輪又恢復了原有的切削性能。砂輪的此種能力稱為“自脫性”。

1.什么是誤差復映，減少復映的措施有哪些?

誤差復映：指工件加工后仍然具有類似毛坯誤差的現象(形狀誤差、尺寸誤差、位置誤差) 措施：多次走刀;提高工藝系統的剛度。

2.什么是磨削燒傷?影響磨削燒傷的因素有哪些?

磨削燒傷：當被磨工件的表面層的溫度達到相變溫度以上時，表面金屬發生金相組織的變化，使表面層金屬強度硬度降低，并伴隨有殘余應力的產生，甚至出現微觀裂紋的現象。 影響因素：合理選擇磨削用量;工件材料;正確選擇砂輪;改善冷卻條件。

3.什么是傳動鏈誤差?提高傳動鏈傳動精度的措施有哪些?

傳動鏈誤差：指傳動鏈始末兩端傳動元件間相對傳動的誤差。

措施：縮短傳動鏈;降速傳動，末節大降速比;提高傳動元件的制造精度和裝配精度;誤差補償裝置。

4.減少工藝系統受熱變形的措施?

減少發熱和隔熱;改善散熱條件;均衡溫度場;改進機床機構;加快溫度場的平衡;控制環境溫度。

5.什么是工藝系統的剛度?誤差產生的原因?

工藝系統剛度：垂直作用于工件加工表面(加工誤差敏感方向)的徑向切削分力與工藝系統在該方向的變形之間的比值。

原因：在機械加工過程中，機床、夾具、刀具、和工件在切削力的作用下，都將分別產生變形y機、y夾、y刀、y工，致使刀具和被加工表面的相對位置發生變化，使工件產生誤差。

6.工藝規程的設計規則?

所設計的工藝規程應能包裝零件的加工質量(或機器的裝配質量)，達到設計圖樣上規定的各項技術要求;

應使工藝過程具有較高的生產率，使產品盡快投放市場;

設法降低制造成本;

注意減輕工人的勞動程度，保證生產安全;

7.什么是粗基準?精基準?選擇原則?

精基準：用加工過的表面作為靜基準;基準重合原則，基準統一原則，互為基準，自為基準 粗基準：選用工件上未加工的表面作為基準;

保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則

合理分配加工余量的原則

便于裝夾的原則

粗基準一般不得重復使用的原則

8.什么叫加工余量?影響加工余量的因素?

加工余量：毛坯上留作加工用的表面層

影響因素：上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層深度

上工序的尺寸公差

尺寸公差中沒有包括的上工序留下的空間位置誤差

本工序的裝夾誤差

9.什么叫時間定額?組成部分?

時間定額：在一定的生產條件下規定生產一件產品或完成一道工序所消耗的時間。

組成部分：基本時間、輔助時間、布置工作地時間、休息和生理需要時間、準備與終結時間

10.夾具的工作原理?

使工件在夾具中占有正確的加工位置。這是通過工件各定位面與夾具的相應定位元件的定位工作面(定位元件上起定位作用的表面)接觸、配合或對準來實現的;

夾具對于機床應先保證有準確的相對位置，而夾具結構又保證定位元件定位工作面對夾具與機床相連接的表面之間的相對準確位置，這就保證了夾具定位工作面相對機床切削運動形

成表面的準確幾何位置，也就達到了工件加工面對定位基準的相互位置精度要求。

使刀具相對有關的定位元件的定位工作面調整到準確位置，這就保證了刀具在工件上加工出的表面對工件定位基準的位置尺寸。

11.什么叫定位誤差?定位誤差產生的原因?

設計基準在工序尺寸方向上的最大位置變動量

原因：定位基準和設計基準不重合產生的定位誤差

定位副制造不準確產生的定位誤差

12.夾緊力的確定原則?

方向確定原則：

垂直于主要的定位基準面

使夾緊力最小

使工件變形最小

作用點的確定原則：

應落在支承元件或幾個支承元件形成的穩定受力區域內

落在工件剛性好的部位

盡可能靠近加工面，這可減少切削力對夾緊力的力矩，從而減輕工件的振動

大小確定的原則：

切削力，類比法，實驗法

13.機械加工工序安排的原則?

先加工定位基準面在加工其他面

先加工主要表面在加工次要表面

先粗加工后精加工

先加工面后加工孔

14.影響表面粗糙度的因素?

切削加工：刀具幾何形狀的復映;工件材料的性質;切削用量;切削液。

磨削加工：砂輪的粒度;砂輪的硬度;砂輪的修整;磨削速度;磨削徑向進給量與光磨次數;工件的圓周進給速度和軸向進給量;冷卻液潤滑。

15.減少原始誤差的措施?

減少原始誤差;轉移原始誤差;均分原始誤差;均化原始誤差;誤差補償。

3、為什么要劃分加工階段?(5分)

答：1)有利于保證加工質量

2)合理使用設備

3)便于安排熱處理工序

4)及時發現毛坯缺陷

5)精加工安排在最后也可避免精加工好的表面受到損傷。

4、為什么說夾緊不等于定位?(4分)

答：定位的含義是使工件相對于機床和刀具處于一個正確的加工位置。工件定位后，為了使其在加工中不改變正確位置，還要夾緊、夾牢。

6、什么是自位支撐?它與輔助支撐有何不同(4分)

答：具有幾個可自由活動支承點的支承稱為自位支承。自位支承作用相當于一個固定支承點，只限制一個自由度。

輔助支承是在工件定位后，由于工件的剛性較差，在切削力、夾緊力或工件本身重力作用下，引起工件變形，影響工件加工質量，需要增設輔助支承。輔助支承不起定位作用，必須于工件定位夾緊后才參與工作。

7、什么叫基準重合?當“基準統一”時是否會產生基準不重合誤差?(5分)

定位基準與設計基準重合;基準重合是針對一道工序的，“基準統一”是針對多道工序的，因此，“基準統一”不一定基準重合，會產生基準不重合誤差。

5.改善材料切削加工性的措施有哪些?

答：在實際生產過程中，常采用適當的熱處理工藝，來改變材料的金相組織和物理機械性能，從而改善金屬材料的切削加工性。例如，高碳鋼和工具鋼經球化退火，可降低硬度;中碳鋼通過退火處理的切削加工性最好;低碳鋼經正火處理或冷拔加工，可降低塑性，提高硬度;馬氏體不銹鋼經調質處理，可降低塑性;鑄鐵件切削前進行退火，可降低表面層的硬度。 另外，選擇合適的毛坯成形方式，合適的刀具材料，確定合理的刀具角度和切削用量，安排適當的加工工藝過程等，也可以改善材料的切削加工性能。

3.敘述粗、精基準的選擇原則，加工順序安排原則。

答： 粗基準的選擇原則：保證加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則;合理分配加工余量的原則;便于裝夾的原則;粗基準一般不得重復使用的原則。

精基準的選擇原則：基準統一、基準重合、互為基準、自為基準的原則。

4.試述夾緊力的確定原則。

答：夾緊力的方向：應使定位基面與定位元件接觸良好，保證零件定位準確可靠;應與工件剛度最大的方向一致;盡量與切削力重力方向一致。

夾緊力的作用點：應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內。應位于工件剛度較好的部位應盡量靠近加工表面。

7.什么是回火燒傷?為什么磨削加工容易產生燒傷?

答：磨削區的溫度超過未超過淬火鋼的相變溫度，但已超過馬氏體的轉變溫度，工件表層金屬的回火馬氏體組織將轉變成硬度較低的回火組織索氏體或托氏體，這種燒傷稱為回火燒傷。磨削加工速度高，功率高、大于切削加工，大部分轉變成熱，傳給工件表面溫度升高，引起燒傷。

8.為什么臥式車床床身導軌在水平面內的直線度要求高于垂直面內的直線度要求?

答：臥式車床床身導軌在水平面內的直線度誤差產生在誤差敏感方向，它將1：1地反映到被加工工件上;而垂直面內的直線度誤差是非誤差敏感方向的誤差，可以忽略不計。 什么叫剛度?機床剛度曲線有什么特點?(8分)

剛度是指切削力在加工表面法向分力，Fr與法向的變形Y的比值。

機床剛度曲線特點：剛度曲線不是直線;加載與卸載曲線不重合;載荷去除后，變形恢復不到起點。

端面車刀的切削部分的結構由哪些部分組成?繪圖表示表示端面車刀的六個基本角度。(8分)

外圓車刀的切削部分結構由后刀面，前刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃與刀尖組成。 六個基本角度是：ro、αo、kr、kr’、λs、αo’

金屬切削過程的本質是什么?如何減少金屬切削變形?(8分)

被切金屬在刀刃的擠壓作用下，產生剪切滑移變形，并轉變為切屑的過程。要減少切削變形，可增大前角，提高速度，增大進給量，適當提高工件材料硬度。

為什么灰鑄鐵具有良好的鑄造性能?

灰鑄鐵的碳含量接近共晶成分，熔點較低，流動性好，又由于其結晶時析出石墨，所以收縮率小，不易產生縮孔、縮松、開裂等缺陷。所以具有優良的鑄造性能。

2. 圓跳動和全跳動有什么區別?

圓跳動是在某個截面上測量的，全跳動是某段長度上的圓跳動。

3. ①粗車的目的是什么?②根據粗車的特點，對粗車刀應有什么要求?

①粗車的目的是盡快地從工件表面上切去大部分加工余量，使工件的形狀和尺寸接近圖紙要求，為精車打下基礎。

②因它吃刀深度大、走刀快。所以粗車刀必須要有足夠的強度，斷屑條件要好。

4. 選擇鉆削用量時應注意些什么?

鉆大孔時，轉速應低些，以免鉆頭急劇磨損，但進給量可適當增大，有利于生產率的提高。鉆小孔時，應提高轉速，但進給量應小些，以免折斷鉆頭。

5. 何謂“基準先行”原則?

主要加工表面的精基準應首先安排加工，以便后續工序使用它定位。精基準面的加工精度，應能保證后續工序工件安裝對基準面精度的要求。

6. 修配裝配法有何特點?修配環應如何選取?

特點：組成環可按經濟精度制造，但可獲得高的裝配精度。

但增加了修配工作,生產效率低,對裝配工人技術要求高。

修配環選擇：

(1)易于修配、便于裝卸

(2)盡量不選公共環為修配環

(3)不能選擇進行表面處理的零件

1、述刀具磨損的種類及磨損過程。

簡刀具磨損的種類分為：前刀面磨損、后刀面磨損、前后刀面磨損。

磨損過程：初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段

2、簡述外圓車削的裝夾方法。

方法：三爪卡盤裝夾、四爪卡盤裝夾、一夾一頂、兩頂尖裝夾。

3、機械加工工藝過程應劃分為那幾個階段?

(荒加工階段)、粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段

分析題

2 在三臺車床上分別加工三批工件的外圓表面，加工后經測量，三批工件分別產 生了如圖4-59所示的形狀誤差，試分析產生上述形狀誤差的主要原因。

答(a)是工件剛度不夠 (b)是導軌和主軸軸線不平行 (c)前后支撐剛度不一致 3 加工如圖所示零件，其粗、精基準應如何選擇(標有符號的為加工面，其余為非加工 面)?圖a、b、c所示零件要求內外圓同軸，端面與孔軸線垂直，非加工面與加工面間盡可 能保持壁厚均勻;圖d所示零件毛坯孔已鑄出，要求孔加工余量盡可能均勻。

答a)先以外圓表面為粗基準加工內孔，然后再以孔為;右側面為精基準加工其它表面;c)以外圓柱面和左端面為粗基準加工內孔和右端面，;基準加工其它表面;d)以上表面為出粗基準加工下表面，然后以下表面為;4圖5-70所示尺寸鏈中(圖中Ao、Bo、Co、;答)a)A1A;A4A5A7A8是增環，A3A6A9A10;是減環;b)BBB是增環，B是減環;4123;c)DD

答a)先以外圓表面為粗基準加工內孔，然后再以孔為精基準加工其它表面 b)以法蘭盤外圓柱面和左側面為粗基準加工內孔和法蘭盤右側面，再以孔和

右側面為精基準加工其它表面

c)以外圓柱面和左端面為粗基準加工內孔和右端面，然后以孔和右端面為精

基準加工其它表面

d)以上表面為出粗基準加工下表面，然后以下表面為精基準加工其它表面

4 圖5-70所示尺寸鏈中(圖中Ao、Bo、Co、Do是封閉環)，那些組成環是增環?那些組 成環是減環?

答)a)A1A

2

A4A5A7A8是增環，A3A6A9A10

是減環

b)BBB是增環，B是減環

4123

c)DD是增環D是減環

312

5 下圖所示連桿在夾具中定位，定位元件分別為支承平面1、短圓柱銷2和固定短V形塊3。

試分析圖中所示定位方案的合理性并提出改進方法。

1-支承平面 2-短圓柱銷

?????y x z答：底面限制，短銷限制x y

3-固定短V形塊

，V型塊由于是固定的，很難保證和

工件接觸，因而實現不了定位功能，屬于欠定位。改進：把左側V型塊變成可移動的。

6 試分析圖中各定位元件所限制的自由度數。

?????

答a)兩頂尖限制y y x z z

?????

b)一個錐面限制y x z 另一個錐面組合限制z y

??????

c)底面兩個支撐板限制 y z x側面兩個支撐釘限制y z 菱形銷限制x

7 試制定圖示零件(單件小批生產)的工藝路線。

°

工序1：粗車各外圓、端面、Φ60圓孔;精車Φ200外圓與端面，精鏜Φ60孔;精車Φ96外圓、端面B與端面C(車床) 工序2：插槽(插床)

工序3：鉆6-Φ20孔(鉆床) 工序4：去毛刺(鉗工臺)

8 制訂下述零件的機械加工工藝過程，具體條件：45鋼，圓料ф70，單件生產。(12分)

工序1：粗測各外圓、端面、鉆Φ14孔，精車Φ40外圓及端面;以Φ40為基準面，精鏜

Φ30孔，精車Φ60及端面(車床)。

工序2：銑鍵槽(銑床)

工序3：鉆4-Φ6孔(鉆床) 工序4：去毛刺(鉗工臺)

9 指出下列定位方案所消除的自由度。

??

x，y，z ，y，z; y，z

????

x，y，z; x，y，z，x，y，z

10 圖示撥叉零件，材料HT300，單件小批生產(12分)

1. 對零件進行工藝分析。

2. 制訂該零件的加工工藝過程。

其余

工序1： 粗精銑尺寸40左右端面(銑床) 工序2： 鉆絞Φ24孔(車床)

工序3： 粗精銑尺寸12左右端面、R25圓弧面(銑床) 工序4： 鉆攻M8螺紋孔(鉆床) 工序5： 去毛刺(鉗工臺)

12 如圖所示的一批工件的工序簡圖，除槽未加工外，其余表面均已加工完畢，本工序加工槽

(1(2 (3)根據確定的一組定位基準面，選擇相應的定位元件來限制工件的自由度，并將每個定位元件的名稱及所限制的自由度寫出?

(4)上述的定位方案中屬何種定位形式(完全定位、不完全定位、欠定位、過定位)?

(5)將夾緊力的方向和作用點用符號的形式標注在工;孔O1：圓柱銷xy孔O2：菱形銷z;(4)、完全定位(5)、鉛垂兩點;15.編制如圖所示箱體零件中批以上生產的加工工藝;??;???;???;鑄造--時效--漆底漆--粗精銑底面--粗精銑前;粗、半精鏜兩孔--精鏜兩孔--浮動精鏜兩孔--鉗;a)三爪卡盤限制y、z的移動自由度，定位塊限制x;b)定位平面限制了

(5)將夾緊力的方向和作用點用符號的形式標注在工序簡圖上? (1)、x x y z z (2)、底面和兩孔O1、O2 即一面兩孔 (3)、底面：大支承板z x y

孔O1：圓柱銷 x y 孔O2：菱形銷 z

(4)、完全定位 (5)、鉛垂 兩點

15. 編制如圖所示箱體零件中批以上生產的加工工藝路線。(材料HT200)

??

?

?

???

???

?

鑄造--時效--漆底漆--粗精銑底面--粗精銑前后面、上面--磨底面--

粗、半精鏜兩孔--精鏜兩孔--浮動精鏜兩孔--鉗工去毛刺、清洗--檢驗 17、根據圖中給定的定位狀態，分析各定位元件限制了工件的哪些自由度?

a) 三爪卡盤限制y、z的移動自由度，定位塊限制x移動自由度,中心架限制y、z的轉動自由度。無重復定位現象。

b)定位平面限制了z軸的移動和x、y軸的轉動自由度。兩定位銷限制了工件y軸的移動及轉動自由度，重復限制了x軸的移動自由度。為重復定位。改進方法：改變一個短圓柱銷為菱形銷，方向也必須正確。

21. 如圖所示為拉削圓孔的示意圖，試分析：1)問拉削圓孔時能不能修正孔軸線的位置誤差?為什么?2)拉削時，沒有進給運動，其切削余量是怎樣被切除的?

答：1)不能。因為加工是以自身軸線為定位的故不能改變軸線的位置。 2)是以刀具的齒升量代替進給量來切除余量的。

22. 圖示零件的A、B、C面以及?10H7和?30H7 兩孔均已加工完畢，試分析加工

?12H7孔時，必須限制哪些自由度?選用哪些表面定位最合理，為什么?

定位基準面應選擇A面、B面和φ30H7孔分別作為工件的第一定位基準面、第二定位基 準面和第三定位基準面。 A面定位，可保證?12H7孔加工孔軸線與A面的平行度和孔的

中心高; 選c面作為定位基準面，可保證?12H7孔軸線與c面的垂直度;選擇φ30H7孔作為定位基準面可保證兩孔的中心距要求。

加工?12H7孔必須限制的自由度：X 、Y 、X 、Y 。

?

?

23、試分析圖示銑夾具，要求：

.指出各定位元件、調整元件和安裝元件;

1-夾具體 2-支座

3-對刀塊 4圓柱銷

5-V型塊 6-心軸

7-螺母 8-卡塊

9-鉤形壓板 10-圓柱銷 11-夾緊螺釘 12-支座 13-定位鍵 14-螺釘 15-圓柱銷

16-圓柱銷 17-螺釘

18圓柱銷 19-螺栓

24、若鏜床、車床主軸均采用滑動軸承支承，當鏜床、車床主軸軸徑和軸承內孔均存在圓度誤差時，試分別分析上述誤差對兩種機床主軸回轉精度的影響。

答：

車削時，車床切削力方向固定，支承軸徑的圓度誤差對主軸回轉精度影響最直接，而軸徑內孔圓度誤差影響很小;

鏜削時，由于切削力方向變化，兩者對主軸回轉精度的影響恰好相反。

2編制圖2所示階梯軸零件的工藝規程。零件材料為45#鋼，毛坯為棒料，生產批量：10件。

圖2 階梯軸

工序號 工序名稱及內容 定位基準 1 下料 外圓表面

2 夾左端，車右端面，打中心孔;粗車右端 外圓表面

? 40、? 35、?25外圓。

調頭，夾右端，車做端面，保證全長150mm, 外圓表面 打中心孔;粗車左端? 32、? 20外圓。

3

頂尖定位，半精車? 40外圓;精車? 35、 頂尖孔

?25外圓;切退刀槽，倒角。

調頭，頂尖定位，半精車? 32外圓;精車 頂尖孔 ? 20外圓;切退刀槽，倒角。

4 銑鍵槽 頂尖孔 5 磨一端? 35 、? 25外圓; 頂尖孔

調頭，磨另一端? 20外圓

6

去毛刺

7 檢驗

4.在車床上加工一批軸的外圓，加工后經測量有如圖3所示的錐形形狀誤差， 試分析可能產生上述形狀誤差的主要原因。

圖3 錐形加工誤差

解：(1)車床縱導軌在水平面內的直線度誤差; (2)刀具線性磨損;

(3)車床縱導軌與工件回轉軸線在水平面內不平行;

(4)誤差復映。

5.在軸上銑一鍵槽，工件的定位方案如圖4所示，試求尺寸A的定位誤差。 解：(1)求A的基準不重合誤差：由定位方案可

圖4 銑平面定位方案

知，基準不重合誤差等于零，即?j?0。

(2)求A基準位移誤差：

1)求工件外圓尺寸變化引起的基準位移誤差

由V型塊定位誤差可知：工件外圓尺寸變化引起的基準位移誤差為：

?y1?

0.5

?0.354

2sin45?

2)尺寸10的變化引起的基準位移誤差為：

由于V型塊角度為45度，尺寸10的變化所引起的基準位移誤差為：

?y2?0.3tg45??0.3

(3)尺寸A的定位誤差為：

???j??y1??y2?0.654

六、計算題

如圖所示的零件圖及工序簡圖 ，(圖的右端為零件的設計尺寸，左端為工藝尺寸)兩孔O1O2都以底面A為定位基準鏜出。試確定鏜兩孔的工序尺寸H1、H2(基本尺寸及偏差)

1) H1?50?0.04(基準重

2)

H0=60±0.1

增環H2 減環H1=60±0.04 H2= H0+ H1=60+50=110

ES(H2)=ES(H0)+EI(H1)=0.1-0.04=0.06 EI(H2)= EI(H0)+ ES(H1)=-0.1+0.04=-0.06 所以：H2=110±0.06

?0.05

圖2所示為齒輪孔的局部圖，設計尺寸是：孔?400mm需淬硬，鍵槽尺寸深度為?0.30?0.10

mm�？缀玩I槽的加工順序是：1)鏜孔至?39.60mm。2)插鍵槽，工序尺寸為A。460

?0.05?0.053)淬火熱處理;軸度誤差很小，可忽略);解：(1)由題意，列尺寸鏈如圖所示;(2)解尺寸鏈，可得插鍵槽工序尺寸及公差為：;?0.3尺寸460為封閉環，解之得：A?45.8;1.如圖所示為齒輪孔的局部圖，設計尺;?0.05寸是：孔?400mm需淬硬，鍵槽尺;?0.30寸深度為460mm;?0.10順序是：1)鏜孔至?39.60mm;插鍵槽，

?0.05?0.053)淬火熱處理。4)磨內孔至?400mm，同時保證?400mm(假設磨孔和鏜孔時的同

軸度誤差很小，可忽略)。試求插鍵槽的工序尺寸及其公差。

解：(1)由題意，列尺寸鏈如圖所示。

(2)解尺寸鏈，可得插鍵槽工序尺寸及公差為：

?0.3尺寸460為封閉環，解之得：A?45.850?0.23

1. 如圖所示為齒輪孔的局部圖，設計尺

?0.05寸是：孔?400mm需淬硬，鍵槽尺

?0.30寸深度為460mm�？缀玩I槽的加工

?0.10順序是：1)鏜孔至?39.60mm。2)

插鍵槽，工序尺寸為A。3)淬火熱處

?0.05理。4)磨內孔至?400mm，同時保

?0.05證?400mm(假設磨孔和鏜孔時的同

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工藝尺寸鏈。其

中尺寸46為要保證的封閉環, A和20為增

環,19.8為減環。按尺寸鏈基本公式進行計算：

基本尺寸： 46?(?A)?19.8

偏差： +0.30=(+0.025+△ sA)-0 ∴ △ sA=0.275 ??+0=(0+△ xA)-(+0.05) ∴ △ xA=0.050 ?0.275因此A的尺寸為： ?45.8?0.050?0.225按“入體”原則，A也可寫成 ： 045.8

如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內孔及端面均已加工。試求：當以B面定位鉆直徑為φ10mm孔時的工序尺寸A1及其偏差。(要求畫出尺寸鏈圖)

20? ??

解：如圖 A1:封閉環;A2、A4:增環;A3:減環

0?0.1 A2?600

?0.1,A3?50?0.05,A4?25?0.1

A1=A2+A4-A3=60+25-50=35

ESA1= ESA2 +ESA4-EIA3=0+0.1-(-0.05)=0.15

EIA1= EIA2 +EIA4+ESA3=-0.1-0.1-0=-0.2

0.15 所求 A1及其偏差為：A1=35?

?0.20

?0.201.如圖所示工件成批加工時用端面用B定位加工表面A(用調整法)，以保證尺寸 100mm，

試計算銑削表面A時的工序尺寸及上、下偏差。

答：尺寸鏈如圖所示， L0間接獲得為封閉環，L3為工序尺寸在加工過程要使用，需要計算出來。經分析可知，L1，L3為循環，L2為減環。依據公式：

L0=L1+L3-L2,可以得出L3=L0+L2-L1=10+60-30=40mm

ESL0=ESL1+ESL3-EIL2, 可以得出ESL3=ESL0+EIL2-ESL1=0.2+0.05-0=0.25mm

EIL0=EIL1+EIL3-ESL2, 可以得出EIL3=EIL0+ESL2-EIL1=0+0.05+0=0.05mm

所以L3=40-0.05+0.25mm

3.加工如圖所示一軸及其鍵槽，圖紙要求軸徑為?300鍵槽深度尺寸為260有關的加?0.032 ，?02 ，

工過程如下：

1)半精車外圓至?30.6 ;2)銑鍵槽至尺寸A1;3)熱處理;4)磨外圓至?300加工完畢。?0.032，0

?0.1

求工序尺寸A1。

解：AO是要通過加工保證的尺寸，是封閉環;A1是加工要使用的工序尺寸，需要計算出來，且為增喚;A3也為增環，A2為減環。

A2=15.3-O.O50;A3=15-O.O160,A0=26-O.O20

A0=A1+A3-A2,A1=A0+A2-A3=26+15.3-15=26.3mm

ESA0= ESA1+ ESA3- EIA2, ESA1= ESA0+ EIA2- ESA3=0-0.05=-0.05mm

EIA0= EIA1+ EIA3- ESA2, EIA1= EIA0+ ESA2- EIA3=-02+0+0.016=-0.184mm

所以A1=26.3-0.05-0.184mm

4.磨削一表面淬火后的外圓面，磨后尺寸要求為mm 。為了保證磨后工件表面淬硬層的厚度，要求磨削的單邊余量為0.3±0.05，若不考慮淬火時工件的變形，求淬火前精車的直徑工序尺寸。

解：建立尺寸鏈如圖所示，其中Z=0。3±0。05是尺寸鏈的封閉環;R2=300-0.015mm，是尺寸鏈的減環;R1是尺寸的增環，待求。解此尺寸鏈可得到;

R1=30.3+0.035-0.05mm

由此可求出淬火前精車的直徑工序尺寸為;

D1=60.6+0.07-0.1mm

5.如圖所示一批小軸零件，部分加工過程如下：1.半精車端面A、B，保證兩者之間的尺寸A1=2.調頭，以A面為基準半精車端面C，保證總長度A2= ?0.05;3.熱處理; ?0.1 mm;49.6080?0.20

8.如圖所示零件，A、B兩端面已加工完畢。在某工序中車削內孔和端面C時，圖中

，A1?100。車削時以端面BA0?300

?0.10mm?0.20mm定位，圖樣中標注的設計尺寸A0不便直接測量，

如以端面A為測量基準測量孔深尺寸A2，試求A2的基本尺寸及其上下偏差。

解:尺寸鏈如圖所示:在該尺寸鏈中,A0為封閉環,A1為減環,A2為增環,按尺寸鏈計算公式有: 基本尺寸:A2=A0+A1=30+10=40mm

上偏差:ES2=ES0+EI1=0-0.1=-0.1mm

下偏差:EI2=EI0+ES1=-0.2-0=-0.2mm

因此,所求尺寸為A2=40-0.2-0.1mm

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