機械制造技術基礎復習資料

1、機械制造技術基礎1.試分析圖所示的三種加工情況。加工后工件表面會產(chǎn)生何種形狀誤差？假設工件的剛度很大,車床床頭剛度大于尾座剛度。ab)!s答：如圖a所示， 圓表面呈錐形，右端直徑大于左端直徑。如圖b所示，在軸向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用會產(chǎn)生沿順時針方向的偏轉(zhuǎn)。若刀具 剛度很大，加工后端面會產(chǎn)生中凹。如圖c所示，由于切削力作用點位置變化，將使工件產(chǎn)生鞍形誤差，且右端直徑大于左端直徑。尾頂尖處的位移量大于前頂尖處的位移量，加工后工件外2.如習圖4-2-5所示，零件安裝在車床三爪卡盤上車孔 孔車刀安裝在刀架上）。加工后發(fā)現(xiàn)被加工孔出現(xiàn)外 小的錐度誤差。產(chǎn)生該誤差的可能原因有（主軸徑向跳動三

2、爪裝夾面與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行刀桿剛性不足N習圖4-2-53.在車床上以兩頂尖定位車削光軸，車后發(fā)現(xiàn)工件中部直徑偏大，兩頭直徑偏小，其可能的原因有 （ 工件剛度不足前后頂尖剛度不足 車床縱向?qū)к壷本€度誤差 導軌扭曲4.在車床上車削光軸（習圖4-2-7 ），車后發(fā)現(xiàn)工件A處直徑比B處直徑大，其可能的原因有（刀架剛度不足尾頂尖剛度不足導軌扭曲車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)軸線不平5.6.如習圖4-2-8所示，零件安裝在車 上鉆孔（鉆頭安裝在尾座上）。加工 現(xiàn)孔徑偏大。造成孔徑偏大的可能原因有（ 車床導軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行 尾座套筒軸線與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸 刀具熱變形鉆頭刃磨

3、不對稱G 行習圖4-2-7床三爪卡盤 后測量，發(fā)習圖4-2-8圖所示為車床進刀軸架零件，若已知其工藝過程為: 孔；（3）鉆、擴、鉸 I 6H9孑L。試選擇各工序的定位基準并確定各限制幾個自由度。（1）粗精刨底面和凸臺;粗精鏜 32H7分析工序（3）的定位基準wuv/.txifjn；.orii+1|。.陽眉缶士億1解：第一道工序按劃線找正，刨底面和凸臺。IfeU第二道工序粗精鏜0 32H7孔。加工要求為尺寸32mm、6mm及凸臺側(cè)面 K的平行度mm。根據(jù)基準重合的原則選擇底面和凸臺為定位基準，底面限制三個自由度，凸臺限制兩個自由度，無基準不重合誤差。4伽、51 伽及兩孔第三道工序鉆、擴、鉸 0

4、16H9孔。除孔本身的精度要求外，本工序應保證的位置要求為尺寸 的平行度要求mo根據(jù)精基準選擇原則，可以有三種不同的方案：(1)底面限制三個自由度，K面限制兩個自由度？?此方案加工兩孔采用了基準統(tǒng)一原則。夾具比較簡單。設計尺寸4mm基準重合；尺寸 51 m的工序基準是孔0 32H7的中心線，而定位基準是 K面，定位尺寸為6m，存在基準不重合誤差，其大小等于m；兩孔平行度m也有基準不重合誤差，其大小等于mo可見，此方案基準不重合誤差已經(jīng) 超過了允許的范圍，不可行。0 32H7孔限制四個自由度，底面限制一個自由度?此方案對尺寸4mm有基準不重合誤差，且定位銷細長，剛性較差，所以也不好。0 32H7

5、(3)底面限制三個自由度，0 32H7孔限制兩個自由度？此方案可將工件套在一個長的菱形銷上來實現(xiàn)，對于三個設 計要求均為基準重合，唯0 32H7孔對于底面的平行度誤差將會影響兩孔在垂直平面內(nèi)的平行度，應當在鏜孔時加以限制。?綜上所述，第三方案基準基本上重合，夾具結(jié)構(gòu)也不太復雜，裝夾方便，故應采用。7.要求在軸上銃一個鍵槽，如圖所示。加工順序為車削外寸為A2；磨保證鍵槽尺寸為,N =(遼如彈外圓，要求求鍵槽尺寸A2O?A2=A0-A3/2+A i/2=(62-70/2+2)mm=?T2=ES-EI 2：/U 黑7 mm?則a)齒輪，m=2 z=37,毛坯為熱軋棒料；b )8.試選擇習圖5-4-1

6、示三個零件的粗、精基準。其中液壓油缸，毛坯為鑄鐵件，孔已鑄出。c)飛輪，毛坯為鑄件。均為批量生產(chǎn)。圖中除了有不加工符號的表面外，均為加工表面。t Cc )9.習圖5-4-1圖a： 精基準一一齒輪的設計基準是孔 A。按基準重合原則，應選孔A為精基準。以A為精基準 也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準原則相一致。故選孔A為統(tǒng)一精基準。 粗基準一一齒 輪各表面均需加工，不存在保證加工面與不加工面相互位置關系的問題。 在加工孔A時，以外圓定 位較為方便，且可以保證以孔 A定位加工外圓時獲得較均勻的余量，故選外圓表面為粗基準。圖b: 精基準一一液壓油缸的設計基準是孔 B。按基準重合原則，應選孔B為精基準

7、。以B為精 基準也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準原則相一致。故選孔A為統(tǒng)一精基準。 粗基準一一 液壓油缸外圓沒有功能要求，與孔B也沒有位置關系要求。而孔B是重要加工面，從保證其余量均 勻的角度出發(fā)，應選孔B的毛坯孔作定位粗基準。圖C： 精基準一一液壓油缸的設計基準是孔 Co按基準重合原則，應選孔C為精基準。以C為精 基準也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準原則相一致。故選孔C為統(tǒng)一精基準。 粗基準一一 為保證飛輪旋轉(zhuǎn)時的平衡，大外圓與不加工孔要求同軸，且不加工內(nèi)端面與外圓臺階面距離應盡可 能的均勻，故應不加工孔及內(nèi)端面作定位粗基準。和已加工好，b）、C）、d）為鉆孔加工時三種定位方A1、A

8、2 和 A3 o9.習圖5-4-2所示a）為一軸套零件，尺寸案的簡圖。試計算三種定位方案的工序尺寸答案:1)圖b:基準重合，定位A1100.1 mm2)鏈（見習解圖5X4-2C），其中 環(huán)，尺寸A和8 0.05是組成環(huán)，圖c:尺寸A, 10和尺寸10是圭寸閉8 0.05 構(gòu)成一個尺寸誤差 DW 0且A為增環(huán)，8 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= A2 8，7A2=18mm由直線尺寸鏈極值算法偏差計算公式：=ESA-（）， ESA=;=EIA2 0，f EIA2=。故：A2 18 0：?5mm3）圖d:尺寸A3，10， 8 005和構(gòu)成一個尺寸鏈（見習解圖 5X4

9、-2d），其中尺寸10是封閉環(huán)，尺寸A , 8 0.05和38 0.1是組成環(huán)，且38 0.1為增環(huán)，A和8 005為減環(huán)。由直線尺寸鏈極值算法基本尺寸計算公式，有：10= 38 （Ate+8），f A3=28mm 由直線尺寸鏈極值算法偏差計算公式，有:=0 （EIA3+ （）， fEIA3= ;=(ES A3+0)， ESA=0。故:0A328 0.05mm10. 圖示零件加工時應如何選擇粗精基準，由。（圖a b要求保持璧厚均勻，圖答案：（1） 度。（2）（3）（4）（標有符號為加工面，其余為非加工面）并簡要地說明理c、 d 所示零件毛坯孔已鑄出，要求該孔加工余量均勻。 ）圖 a 中以不加工

10、面作粗基準，以孔作精基準。這樣可保證壁厚均勻，保證孔與外圓的同軸 圖 b 中以不加工面小端外圓作粗基準，以孔作精基準，可保證壁厚均勻。圖 c 中以孔作粗基準，以小外圓為精基準，可簡化夾具制造，保證孔加工余量均勻。 圖 d 中以軸承孔作粗基準，以底面作精基準?？杀ＷC軸承孔加工余量均勻。11.在加工如圖所示零件時，圖樣要求保證尺寸 6 士，因這一尺寸不便于測量，只能通過測量尺寸 L 來間接保證，試求工序尺寸 L 及其公差。肚 ：Al解：A0為封閉環(huán),可畫出如下的工藝尺寸鏈： 其中：L和A1 為增環(huán)， A2為減環(huán)，所以L的基本尺寸=3626+6=16mm上偏差=（）=0mm下偏差=+0=L=1 60

11、0.05 mm12.如圖所示，（a）為工件銑槽工序簡圖，（b）為工件定位簡圖。試計算加工尺寸9OO0.i5mm勺定位誤差 0.00940 0.025 ) 0解：工件內(nèi)孔中心線為定位基準，工件內(nèi)孔圓柱面為定位基準面；定位心軸的外圓柱面為限位基面?；鶞饰灰普`差：丫 0.025 0.025 0.0090.0205mm9000.15尺寸的工序基準為工件外圓柱面的下母線，工序基準與定位基準不重合，基準不重誤差為工序基準到定位基準尺寸的公差，即：B 0.0350.0175mm2又因為工序基準不在定位基準面上，所以，定位誤差為：D B Y 0.0205 0.01750.038mm(b)中 313 如圖(a)

12、所示為軸套零件簡圖，其內(nèi)孔、外圓和各端面均已加工完畢，試分別計算按圖 種定位方案鉆孔時的工序尺寸及偏差。為711彳 j /(a)解：方案一，由于定位基準與設計基準重合，所以,A1=12 0.1mm，方案二，可畫出如下的工藝尺寸鏈:其中，A2為增環(huán)，80006 mm%減環(huán)，所以，A2的基本尺寸=8+12=20mm 上偏差=下偏差=-0=-所以 A2=20 0).04 mm方案三，可畫出如下的工藝尺寸鏈：08-0.04120.1A3040-0.1其中，4000.1為增環(huán)，800.06和A3為減環(huán)，所以的基尺寸=40( 8+12) =20mm上偏差=0+=0下偏差=0 (0=所以 A3=2000.0

13、4mm14.如圖軸套零件在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及各表面，現(xiàn)需在銑床上以端面A定位，銑出表面C保證尺寸20-0.2 mm試計算銑此缺口時的工序尺寸。（10分）A165 50嚴* (r-n血幅團I TA刀=求AA=40+ A 3=65 0.05尺寸鏈圖（2分） 判斷封閉環(huán)A = （2分）已知：（1）（2）（3）上下偏差與基本尺寸計算（2分）A2 =A+ A2 A3BsA2 = BsA+BsA2-BxA3BxA2 = BxA+BxA2-BsA3（4）入體尺寸標注：（2分）（5）校核S刀=A =45BsA=BxA=(2 分)15.習圖 2-4-7/ _CL 0.025(D35 0所示齒輪坯，mm

14、d 80 0.1 mm），現(xiàn)在插床上內(nèi)孔及外圓已加工鍵槽，要求保證尺寸H 38.5 0.2 mm試計算圖定位誤差（忽略外圓與內(nèi)孔同軸度誤差）。 定位誤差：DW 0.7 Td 0.5 Td 0.7 0.1 0.5 0.025 0.0825提示：工序基準為孔D下母線A,求A點在尺 大變動量，即為定位誤差。合格以調(diào)整法加工示定位方法的寸H方向上的最616圖6韋2為齒輪軸截而圖,要求保證軸徑尺寸XSm和鍵槽深2 J讐nun .其工藝過程為=車 外圓至28.5j,min ,徒鍵槽深至熱處理芍磨 外圓至尺寸P勇：益楓也 ,試求工序尺寸/及其極限塞0IIook尹、多|溜16-52 習 8 6= 16 圖尺寸

15、鏈為：+汁 為封環(huán)，14 2冃爲対誠環(huán)*鬣為境環(huán)AHM-U-H4 25-4 25(nirrs H) =*1.160.05-0012=0.()9fi mmL1 tin 0.004 ran/-H的工序尺寸為H二4壬益沁1115.切削加工圖5所示零件的內(nèi)孔，其材料為45圓鋼，尺寸精度及表面粗糙度如圖 5所示。試分別 選擇在單件小批生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)條件下的加工方法及加工順序。3GH7 I 單件小批生產(chǎn)時的加工方法及加工順序是 ？?鉆孔-擴孔-鉸孔？ ?（或鉆孔T擴孔-粗鉸孔T精鉸孔）?大批量生產(chǎn)時的加工方法及加工順序是 ？?鉆孔-拉孔16.某廠加工箱體孔系的粗、精加工工序如圖所示，試分析這兩道工序的特

16、點。III丁一題1圖?a)箱體孔系的粗加工？b)?箱體孔系精鏜加工？答：a)粗加工目的：盡快去除余量，為半精加工做準備，對精加工不高故采用雙面進刀; b)精加工以保證精度為主，圖示方案易于保證孔的同軸度。17. 如下圖a所示，以工件底面1為定位基準，鏜孔2，然后以同樣的定位基準鏜孔3。設計尺寸+ 不是直接獲得的,試分析：.60o+, A為何值時才能保證尺寸+的精度？? ?(1)加工后，如果 A1=6Oo+，A2=，尺寸+是否能得到保證？ ? ?(2)如果在加工時確定 A1的尺寸為ItI 亠 pn rir5)建立工藝尺寸鏈如圖b所示。其中，AO=4為封閉環(huán)。(1)尺寸+得不到保證。當A2=，可保

17、證尺寸粗加工時產(chǎn)生積屑瘤有一定好處， 故采用中等速度粗加工；精加工時需避免積屑瘤的產(chǎn)生， 故 切削塑性金屬時，常采用高速或者低速精加工（T）(2)(3)(4)(5)(6)在刀具角度中，對切削速度有較大影響的是前角和主偏角（F） 應該為后角切削脆性材料時，最易出現(xiàn)后刀面磨損（T）磨削過程實際上是許多磨粒對工件表面進行切削，劃刻和劃擦的綜合作用過程（T）磨具粒度的選擇主要取決于工件的精度、表面粗糙度和生產(chǎn)率（T） 磨具的硬度是指組成磨具的磨料和硬度（N）磨具的硬度是指磨粒在外力作用下，從磨具表面脫落的難易程度。它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強度。磨具的硬度主 要取決于結(jié)合劑加入量的多少和磨具的密度。磨粒

18、容易脫落的表示磨具的硬度低，反之表示硬度高。硬度等級一般 分為：超軟、軟、中軟、中、中硬、硬、超硬七大級。問答題1. 影響切削變形的因素有哪些，分別是怎樣影響切削變形的？答：影響切屑變形的因素很多，主要有：工件材料、刀具前角、切削速度、切削厚度。工件材料的強 度，硬度越大，切屑變形越小，刀具的前角越大，切削刃就越鋒利，對切削層金屬的擠壓也就越小， 剪切角就越大，所以，切屑變形也就越小。切削速度主要是通過積屑瘤和切削溫度使剪切角變化而影 響切屑變形的，隨著切削厚度的增加，使切屑的平均變形減小。2. 深孔加工的難點及應采取的工藝措施？答：難點： 刀具細長，剛性差，易振動，易引偏.？ 排屑困難.?

19、鉆頭散熱條件差，冷卻困難，易失去切削能力.? 措施： 采用工件旋轉(zhuǎn)刀具進給的方法，使鉆頭自定中心？? 采用特殊結(jié)構(gòu)的深孔鉆；？?？ 預先加工一個導向孔，防止引偏？采用壓力輸送切削液，既使冷卻充分又使切屑排出.?3. 在車床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的內(nèi)、外圓柱表面時，加工內(nèi)孔表面的進給次數(shù)往往多 于外圓表面，試分析其原因。答：因加工內(nèi)孔刀具與外圓刀具比，刀具懸伸長，刀具剛度差，受力變形大，排屑困難，冷卻效果差，刀具受熱影響大等多因素；所以僅能采用比加工外圓時較小的切深，因此進給次數(shù)較多。4. 雙面進刀有什么缺點，如何改進？（不確定）雙面進刀比單面進刀的精度低。剛性差，抗彎曲能力弱，易受到材

20、料自身的作用力作用下彎曲，易在切削力作用而彎曲，也會易受熱 伸長而彎曲，故引起振蕩影響精度。工件長，走刀切削時間長，刀具磨損和工件尺寸變化不大，難保 證工件尺寸。措施：1.改進裝夾方式，用雙頂尖或者一夾一頂裝夾工件。2. 用跟刀架或中心架安裝，合理選擇刀具3. 選合理切削方法，采用由車頭向尾座走刀的反向切削法。5. 普通車床的床身導軌在水平面內(nèi)核垂直面內(nèi)的直線度要求是否相同？為什么？不相同。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機床運動的基準。車床導軌的精度要求主要有以 下三個方面：在水平面內(nèi)的直線度；在垂直面內(nèi)的直線度；前后導軌的平行度（扭曲）。？臥式車床導軌在水平面內(nèi)的直線度誤

21、差!將直接反映在被加工工件表面的法線方向（加工誤差的敏感方向）上,可引起被加工工件的形狀誤差和尺寸誤差。但對加工精度的影響最大。臥式車床導軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差2 2對加工精度的影響要比! 小得多。6.頂尖在軸類零件加工中起什么作用？在什么情況下需進行頂尖孔的修研？有哪些修研方法？答：軸類零件最常用兩中心孔為定位基準，既符合基準重合的原則，并能夠在一次裝夾中加工出全部外圓及有關端 面，又符合基準統(tǒng)一的原則，所以頂尖在軸類零件加工中上重要的定位元件，起主要起定位作用。？當加工高精度軸類零件時，中心孔的形狀誤差會影響到加工表面的加工精度，另一方面，當零件進行熱處理后，中 心孔表面會出現(xiàn)一定的變形

22、，因此，要在各個加工階段對中心孔進行修研。？修研的方法有三種：用硬質(zhì)合金頂尖修研；用油石、橡膠砂輪或鑄鐵頂尖修研；用中心孔磨床磨削。前刀面間的摩擦系數(shù)（大于1）和接觸區(qū)長度比6.為什么積屑瘤常發(fā)生在中低速切削塑性金屬時產(chǎn)生？ 當工件材料的硬度低、塑性大時，切削過程中的金屬變形大，切屑與 較大。在這種條件下，易產(chǎn)生積屑瘤。當工件塑性小、硬度較高時，積屑瘤產(chǎn)生的可能性和積屑瘤的高度也減小， 如淬火鋼。切削脆性材料是產(chǎn)生積屑瘤的可能更小。7. a sp、f和V對切削力的影響有何不同？為什么？如果機床動力不足，為保持生產(chǎn)率不變，應如何 選擇切削用量？答：増大討，切屑呼度床縮比八A不變*即單位切削層面積

23、上的變形抗力不變.因而 也削力成正比埋大；血刖大f八斤有斯卜降故U削丿不成正I匕增大，岡削速度正處通過切削片授壓縮比m來厳購切削川m若切削速度仇增大*低入増人妾形抗力謝人他切刖力増人；擰譏諧k時Ah誠卜 變形抗力減小.W削力 也就fi&ZMds二省之中心對切刖力的蠢晌眾大* f次乙 譏址小，英切除相同余E 的前擬卜增大f比心增大史冇判.7.磨削溫度指的什么？影響磨削溫度的因素有哪些？磨削溫度為什么高于一般的切削溫度？機加工切削刀具鋒利，磨削磨粒不鋒利，磨粒頂錐角一般在80-145。，并不尖，比輪圓鈍，不鋒利，刀切削金屬時要小號很多能力才能進行切除。11. 簡述前角、后角的改變對切削加工的影響前

24、角作用：加大前角，刀具鋒利，切削層的變形及前面屑摩擦阻力小，切削力和切削溫度可減低，可抑制或消除積 屑瘤，但前角過大，刀尖強度降低； 后角漢前角一定時，后角愈鋒利，但會減小楔角,作用：減少刀具后面與工件的切削表面和已加工表面之間的摩擦。影響刀具強度和散熱面積。在主剖面內(nèi)測量的前刀面與基面之間的夾角為前角。適當增加前角，則主切削刃鋒利，切屑變形小，切削輕快,減小切削力和切削熱。但前角過大，切削刃變?nèi)?，散熱條件和受力狀態(tài)變差，將使刀具磨損加快，耐用度降低，甚 至崩刀或損壞。在主剖面內(nèi)測量的主后刀面與基切削平面之間的夾角為后角。后角用以減少刀具主后刀面與零件過度表面間的摩擦和主后刀面的磨損，配合前角

25、調(diào)整切削刃的鋒利程度與強度；直接影響加工表面質(zhì)量和刀具耐用度。后角大，摩擦力小，切削刃鋒利。但后角過大，將使切削刃變?nèi)酰釛l件變差，加速刀具磨損。12. 分別討論，增大前角、減小前角、增大后角、減小后角的影響增大前角可以減少切屑變形，從而使切削力和切削溫度減少，刀具使用壽命提高，但是若前角過大，楔角變小，刀 刃強度降低，易發(fā)生崩刃，同時刀頭散熱體積減少，致使切削溫度升高，刀具壽命反而下降。增大后角，可以減小后刀面的摩擦與磨損，提高已加工表面質(zhì)量和刀具使用壽命。同時可以增加切削刃的鋒利性。 延長了刀具使用壽命。后角增大時，由于楔角減少，將使切削刃和刀頭的強度削弱，導熱面積和容熱體積減少，從 而降低刀具使用壽命。13.在車床上裝夾工件加工細長軸外圓表面，試分析可能產(chǎn)生鼓形誤差的原因。加工細長軸如不使用中心架或跟刀架，導致工件懸伸過長，剛性變差。在工件的兩端，也就是頂尖和卡盤處剛性較 好，但在車削至中間位置時，剛性變差，由于切削力的影響，工件會被頂彎，產(chǎn)生了嚴重的讓刀現(xiàn)象，這時被切削 層變薄。所以就會造成中間粗，兩頭細的鼓型誤差。14.鉆頭剛性不足時，分析會出現(xiàn)