機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、機(jī) 械 制造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)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(shè)工件的剛度很大，且車床床頭剛度大于尾座剛度。答：如圖a所示，在徑向切削力的作用下，尾頂尖處的位移量大于前頂尖處的位移量，加工后工件外圓表面呈錐形，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(diǎn)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。如習(xí)圖4-2-5所示，零件安裝在車床三爪卡盤上車孔（內(nèi)孔車刀安裝在刀架上）加工后發(fā)現(xiàn)被加工孔出現(xiàn)外大里小的錐度誤差。產(chǎn)生該誤差的可能

2、原因有（）。主軸徑向跳動三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(dǎo)軌扭曲在車床上車削光軸（習(xí)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(dǎo)軌扭曲 車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)軸線不平5.如習(xí)圖4-2-8所示，零件安裝在車床 三爪卡盤上鉆孔（鉆頭安裝在尾座上）。加工后測量，發(fā)現(xiàn)孔徑偏大。造成孔徑偏大的可能原因有（ ）。車床導(dǎo)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

3、軸刀具熱變形鉆頭刃磨不對稱習(xí)圖4-2-86.圖所示為車床進(jìn)刀軸架零件，若已知其工 程為：（1）粗精刨底面和凸臺；（2）粗精鏈小孔；（3）鉆、擴(kuò)、較小l 6H9孔。試選擇各工序的定位基準(zhǔn)并確定各限制幾個自由度。分析工序（3）的定位基準(zhǔn)解：第一道工序按劃線找正，刨底面和凸臺。第二道工序粗精鏈 4 32H7孔。加工要求為尺寸 32±0.1 mm、6±0.1 mm及凸臺側(cè)面 K的平行度0.03 mmo根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則選擇底面和凸臺為定位基準(zhǔn)，底面限制三個自由度， 凸臺限制兩個自由度，無基準(zhǔn)不重合誤差。第三道工序鉆、擴(kuò)、較4 16H9孔。除孔本身的精度要求外，本工序應(yīng)保證的位置要求

4、為尺寸410.1mm、51 ±0.1 mm及兩孔的平行度要求 0.02 mmo根據(jù)精基準(zhǔn)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(zhǔn)統(tǒng)一原則。夾具比較簡單。設(shè)計尺寸4±0.1 mm基準(zhǔn)重合；尺寸51 ±0.1 mm的工序基準(zhǔn)是孔 （）32H7的中心線，而定位基準(zhǔn)是 K面，定位尺寸為6i0.1 mm,存在基準(zhǔn)不重合誤差，其大小等于0.2 mm；兩孔平行度0.02 mm也有基準(zhǔn)不重合誤差，其大小等于0.03 mmo可見，此方案基準(zhǔn)不重合誤差已經(jīng)超過了允許的范圍，不可行。（2）。32H7O艮制四個自由度，底面限制一

5、個自由度此方案對尺寸4 i0.1 mm有基準(zhǔn)不重合誤差，且定位銷細(xì)長，剛性較差，所以也不好。（3）底面限制三個自由度，。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(shí)現(xiàn)，對于三個設(shè)計要求均為基準(zhǔn)重合，唯 。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(yīng)當(dāng)在像。32H7孔時加以限制。綜上所述，第三方案基準(zhǔn)基本上重合，夾具結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜，裝夾方便，故應(yīng)采用。7.要求在軸上銃一個鍵槽，如圖所示。加工順序為車削外尺寸為A2；求磨外圓Ai =37 cL圓；銃鍵槽 磨外圓，要 后T2=ES2-E2=-0.05-(-0.27)=0.22mm一0.27jam8.試選擇習(xí)圖5

6、-4-1示三個零件的粗、精基準(zhǔn)。其中 a）齒輪，m=Z Z=37,毛坯為 熱軋棒料；b）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。a)b)c)圖a： 精基準(zhǔn)齒輪的設(shè)計基準(zhǔn)是孔A。按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔A為精基準(zhǔn)。以A為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔 A為統(tǒng) 一精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)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(guān)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(zhǔn)。圖b: 精基準(zhǔn)一一液壓油缸的設(shè)計基準(zhǔn)是孔B。按

7、基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔 B為精 基準(zhǔn)。以B為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面， 與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔A 為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)一一液壓油缸外圓沒有功能要求，與孔B也沒有位置關(guān)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(yīng)選孔B的毛坯孔作定位粗基準(zhǔn)。圖c： 精基準(zhǔn)一一液壓油缸的設(shè)計基準(zhǔn)是孔 C。按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔 C為精 基準(zhǔn)。以C為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面， 與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔C 為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)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(yīng)盡可能的均勻，故應(yīng)不加工孔及內(nèi)端面作 定位粗基準(zhǔn)。9.習(xí)圖5-4-2所

8、示a）為一軸套零件，尺寸 和已加工好，b）、c）、d）為鉆孔加工時a m+ n 1dw- lg,_A38_io. atmlm ； _c)d)習(xí)圖 5-4-3ans封閉且三種定位方案的簡圖。試計算三種定位方案的工序尺寸A1、A2和A3。a）b）2）圖 c：尺寸 A2, 10±0.18 0.05構(gòu)成一個尺寸鏈（見習(xí)解5X4-2。，其中尺寸 10±0.1是環(huán)，尺寸A2和8 0.05是組成環(huán),A2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= A28, 一A2=18mm由直線尺寸鏈極值算法偏差計算公式：0.1=ESA (-0.05), -ESA=0.0

9、5mm;-0.1=EIA2 0, 一EIA=-0.1mm。故：A2 18 0.05 mm3）圖d:尺寸A3, 10± 0.1 8 0.05和構(gòu)成一個尺寸鏈（見習(xí)解圖 5X4-2d）,其中尺寸10±0.貨!封閉環(huán)，尺寸A3, 8 0.05和38 0是組成環(huán)，且38 0.1為增環(huán)，A3和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= 38 （A3+8）, 一A3=28mm由直線尺寸鏈極值算法偏差計算公式，有：0.1=0 (EIA3+ (-0.05), 一EIA3= -0.05mm;-0.1= -0.1(ES A+0), 一 ESA=0。故：A3 28 0.

10、05 mm10 .圖示零件加工時應(yīng)如何選擇粗精基準(zhǔn)，(標(biāo)有符號為加工面，其余為非加工面)并 簡要地說明理由。(圖a、b要求保持璧厚均勻，圖c、d所示零件毛坯孔已鑄出， 要求該孔加工余量均勻。) 答案：(1)圖a中以不加工面作粗基準(zhǔn)，以孔作精基準(zhǔn)。這樣可保證壁厚均勻，保證孔 與外圓的同軸度。(2)圖b中以不加工面小端外圓作粗基準(zhǔn)，以孔作精基準(zhǔn)，可保證壁厚均勻。(3)圖c中以孔作粗基準(zhǔn)，以小外圓為精基準(zhǔn)，可簡化夾具制造，保證孔加工余量均勻。(4)圖d中以軸承孔作粗基準(zhǔn)，以底面作精基準(zhǔn)。可保證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 ± 0.lmm,因這一尺寸不

11、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。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=0.05 (0.05) 0.1=0mm下偏差=0.1+0.05+0=-0.05mmL=1 600.05mm12 .如圖所示，(a)為工件銃槽工序簡圖，(b)為工件定位簡圖。試計算加工尺寸9000.15 mm的定位誤差(外圓直徑10 0 0 0.035 ,工件內(nèi)孔400°.°25,定位心軸4010.005 )。解：工件內(nèi)孔中心線為定位基準(zhǔn)，工件內(nèi)孔圓柱面為定位基準(zhǔn)面；定位心軸的外圓柱 面為

12、限位基面。行、住為、口辛、, 0.025 0.025 0.009基準(zhǔn)包移誤差：Y 0.0205mm29000.15尺寸的工序基準(zhǔn)為工件外圓柱面的下母線，工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)不重誤差為工序基準(zhǔn)到定位基準(zhǔn)尺寸的公差，即：又因為工序基準(zhǔn)不在定位基準(zhǔn)面上，所以，定位誤差為：13 如圖(a)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(b)中3種定位方案鉆孔時的工序尺寸及偏差。解：方案一，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)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)，Q0nn所以，A2的基本尺寸=8+12=20mm0.06上偏差=0.1 0

13、.06=0.04mm下偏差二0.1 0= 0.1mm所以 A2=20 0：4mm方案三，可畫出如下的工藝尺寸鏈：其中，4000.1為增環(huán)，8°0.06和A3為減環(huán)，所以的基尺寸=40 （8+12） =20mm上偏差=0.1 0+0.1=0下偏差=0 一 （ 0.06） 0= -0.04mm所以 A3=2000.04 mm14.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)需在銃床上以端面A定位,銃出表面C保證尺寸20-0.2 mm試計算銃此缺口時的工序尺寸。（10分）已知：A2=40+°.05 A 3=65± 0.05 A 卡2。0.2 求 A（1）尺寸鏈圖（

14、2分）（2）判斷封閉環(huán) A=20-0.2 （2分）（3）上下偏差與基本尺寸計算（2分）A2 =A+ A2 A3A =45BsAS = BsA+BsA2-BxA3BsA=-0.1BxAS = BxA+BxA2-BsA3BxA=-0.15 入體尺寸標(biāo)注：44.9-0.05 （2分）習(xí)圖2-4-7（5）校核 6±= 6+6 2+6 3 = 0.2（2 分）15.習(xí)圖2-4-7所示齒輪坯，內(nèi)孔及外圓已加工合格（D 35 0.025 mm , d 80 0.1 mm）,現(xiàn)在插床上以調(diào)整法加工鍵槽，要求保證尺寸H 38.5 02 mm。試計算圖示定位方法的定位誤差（忽略外圓與內(nèi)孔同軸度誤差）。定

15、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(zhǔn)為孔D下母線A,求A點(diǎn)在 尺寸H方向上的最大變動量，即為定位誤差。15 .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。單件小批生產(chǎn)時的加工方法及加工順序是鉆孔一擴(kuò)孔一較孔或鉆孔一擴(kuò)孔一粗較孔一精較孔）大批量生產(chǎn)時的加工方法及加工順序是鉆孔一拉孔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點(diǎn)。題1圖a）箱體孔系的粗加工b）箱體孔系精鏈加工答：a）粗加工目的：盡快去除余

16、量，為半精加工做準(zhǔn)備，對精加工不高故采用雙面進(jìn)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(zhǔn)，鏈孔 2,然后以同樣的定位基準(zhǔn)鏈孔 3。設(shè)計尺寸250.05+0.4mm不是直接獲得的，試分析：(1)加工后，如果 Ai=600+0.2mm , A2=35-0.20mm ,尺寸 250.05+0.4mm 是否能得到保證？(2)如果在加工時確定 Ai的尺寸為600+0.2mm, A2為何值時才能保證尺寸 25o.05+0.4mm的精度？建立工藝尺寸鏈如圖b所示。其中，A0=250.05+0.4mm為封閉環(huán)。尺寸250.05+0.4mm得不至IJ

17、保證。(2)當(dāng) A2=35-0.2-0.05mm時，可保證尺寸 250.05+0.4mm。判斷題(散)(1)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)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(yīng)該為后角(3)切削脆性材料時，最易出現(xiàn)后刀面磨損(T)(4)磨削過程實(shí)際上是許多磨粒對工件表面進(jìn)行切削，劃刻和劃擦的綜合作用過程(T)(5)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)(6)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

18、程度。它反映了結(jié)合劑把持磨粒的強(qiáng)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(qiáng)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

19、的難點(diǎn)及應(yīng)采取的工藝措施？答：難點(diǎn)：刀具細(xì)長，剛性差，易振動，易引偏.排屑困難.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(jìn)給的方法，使鉆頭自定中心采用特殊結(jié)構(gòu)的深孔鉆；預(yù)先加工一個導(dǎo)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(jìn)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(jìn)給次數(shù)較多。4 .雙面進(jìn)刀有什么缺點(diǎn)，如何改進(jìn)？（不確定

20、） 雙面進(jìn)刀比單面進(jìn)刀的精度低。剛性差，抗彎曲能力弱，易受到材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(jìn)裝夾方式，用雙頂尖或者一夾一頂裝夾工件。5 .用跟刀架或中心架安裝，合理選擇刀具6 .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(dǎo)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(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)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；

21、前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）。 臥式車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差1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，對加工精度的影響最大。臥式車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差A(yù)2可引起被加工工件的形狀誤差和尺寸誤差。但 “ 對加工精度的影響要比 1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(jìn)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(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合的原則，并能夠在一次裝夾中加工出全 部外圓及有關(guān)端面，又符合基準(zhǔn)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(dāng)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

22、加工精度，另一方面，當(dāng)零件進(jìn) 行熱處理后，中心孔表面會出現(xiàn)一定的變形，因此，要在各個加工階段對中心孔進(jìn)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。7 .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(dāng)工件材料的硬度低、塑性大時，切削過程中的金屬變形大，切屑與前刀面間的摩擦系數(shù)（大于1）和接觸區(qū)長度比較大。在這種條件下，易產(chǎn)生積屑瘤。當(dāng)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。一8 . asp、f和v對切削力的影響有何不同？為什么？如果機(jī)床動力不足，為保持生產(chǎn)率 不變，應(yīng)如

23、何選擇切削用量？9 .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(jī)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(jìn)行切除。11 .簡述前角、后角的改變對切削加工的影響 前角作用：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(qiáng)度降低； 后角作用：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。漢前角一定時，后角愈鋒利，但會減小楔角，影響刀具強(qiáng)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

24、。適當(dāng)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)酰釛l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，配合前角調(diào)整切削刃的鋒利程度與強(qiáng)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)?，散熱條件變差，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

25、角變小，刀刃強(qiáng)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(qiáng)度削弱， 導(dǎo)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(xì)長軸外圓表面，試分析可能產(chǎn)生鼓形誤差的原因。加工細(xì)長軸如不使用中心架或跟刀架，導(dǎo)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(yán)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(xì)的鼓型誤差。14 .鉆頭剛性不足時，分析會出現(xiàn)什么結(jié)果？鉆孔