機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課后部分習(xí)題及答案

1、12-2切削過程的三個(gè)變形區(qū)各有何特點(diǎn)？它們之間有什么關(guān)聯(lián)？答：切削塑性金屬材料時(shí)，刀具與工件接觸的區(qū)域可分為3個(gè)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(guān)聯(lián)是：這三個(gè)變形區(qū)匯集在切削刃附近，此處的應(yīng)力比較集中而且復(fù)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(duì)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： 在中低速切削塑性

2、金屬材料時(shí),刀屑接觸表面由于強(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(duì)粗加工有利，生產(chǎn)中應(yīng)加以利用；而對(duì)精加工不利，應(yīng)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(shí)切削合力為什么常分解為三個(gè)相互

3、垂直的分力來分析？分力作用是什么？答：（1）車削時(shí)的切削運(yùn)動(dòng)為三個(gè)相互垂直的運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)（切削速度）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（進(jìn)給量）、切深運(yùn)動(dòng)（背吃刀量），為了實(shí)際應(yīng)用和方便計(jì)算，在實(shí)際切削時(shí)將切削合力分解成沿三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向、相互垂直的分力。 （2）各分力作用：切削力是計(jì)算車刀強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床主軸系統(tǒng)、確定機(jī)床功率所必須的；進(jìn)給力是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、計(jì)算車刀進(jìn)給功率所必需的；背向力是計(jì)算工件撓度、機(jī)床零件和車刀強(qiáng)度的依據(jù)，與切削過程中的振動(dòng)有關(guān)。2-11背吃刀量和進(jìn)給量對(duì)切削力和切削溫度的影響是否一樣？為什么？如何運(yùn)用這一定律知道生產(chǎn)實(shí)踐？答：不一樣。切削速度影響最大，進(jìn)給量次之，背吃刀量最小。從他們的指數(shù)可以看

4、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(jī)床允許的條件下選用較大的背吃刀量和進(jìn)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(shí)，按什么順序選擇切削用量？從機(jī)床動(dòng)力出發(fā)時(shí)，按什么順序選擇？為什么？答：（1）指定切削用量時(shí)，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(shí)，應(yīng)從提高生產(chǎn)率為主，同時(shí)保證刀具壽命，使用最高生產(chǎn)率耐用度。精加工時(shí)，應(yīng)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進(jìn)給量，較高的切削速度。（2）從刀具壽命出發(fā)

5、，優(yōu)先選用大的ap ，其次大的f ，最后大的V，因?yàn)橛蒝fap對(duì)T的影響程度是遞減的。（3）從機(jī)床動(dòng)力出發(fā)時(shí)，優(yōu)先選用大的f ，其次大的ap ，最后大的V，因?yàn)橛蒝apf對(duì)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(xué)性能的前提下，改善工件材料的加工性；（3）改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)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(jī)床常用的技術(shù)性能指標(biāo)有哪些？答：機(jī)床的工藝范圍：指在機(jī)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。 機(jī)床的技術(shù)參數(shù)：包括尺

6、寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。4-1機(jī)床夾具由哪幾個(gè)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(shí)相對(duì)刀具及運(yùn)動(dòng)軌跡有一個(gè)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(shí)受到外力的作用而改變?cè)ǖ奈恢谩?#160;（3）對(duì)刀元件：用來確定夾具相對(duì)于刀具的位置。 （4）導(dǎo)引元件：用于決定刀具相對(duì)夾具的位置。（5）其他裝置：用于進(jìn)行分度加工。（6）連接元件和連接表面：用于決定夾具在機(jī)床上的相對(duì)位置。（7）夾具體：用于連接夾具上各個(gè)元件或裝置，使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。夾具體也用來與機(jī)床有關(guān)部位相連接。 

7、4-4什么是“六點(diǎn)定位原理”？答：任一剛體在空間都有六個(gè)自由度，要使它在機(jī)床上（或夾具中）完全定位，就必須限制它在空間的六個(gè)自由度。4-7根據(jù)六點(diǎn)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，在其上面加工一鍵槽，要求保證尺寸，采用工作角度90°的V形塊定位，試計(jì)算該尺寸的定位誤差。4-12有一批如習(xí)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定位。試分析計(jì)算兩個(gè)孔心距的定位誤差。    

8、60;               a)                                   

9、  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(shí)，僅供鉆孔工序。（3） 快換鉆套：用于同一個(gè)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(yīng)不同加工刀具的需要時(shí)。（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(guān)系？答： （1）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的具有各種形狀、功用、規(guī)格和系列尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件和組件組成 。（2）成組夾具：根據(jù)成組工藝的原則，針對(duì)一組相似零件而設(shè)計(jì)的由通用底座和可調(diào)或可

10、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(guān)系：通用夾具結(jié)合了專用夾具和組合夾具的特點(diǎn)。通用可調(diào)夾具和成組夾具在結(jié)構(gòu)上看十分相似，但二者的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想不同。在設(shè)計(jì)時(shí)，通用可調(diào)夾具的應(yīng)用對(duì)象不明確，只提出一個(gè)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(duì)某一組零件的加工而設(shè)計(jì)的，應(yīng)用對(duì)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(yuǎn)轉(zhuǎn)的情況下，軸心線位置的變動(dòng)量叫做主軸回轉(zhuǎn)誤差。（2）包括：純軸向竄動(dòng)x 純徑向移動(dòng)r 純角度擺動(dòng)y5-2 在臥式鏜床上來用工件送進(jìn)方式

11、加工直徑為 200mm的通孔時(shí)，若刀桿與送進(jìn)方向傾斜 ，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(fù)映？誤差復(fù)映系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？解：在切削加工時(shí)，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(fù)映現(xiàn)象。由上述公式可以看出，誤差復(fù)映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度、和進(jìn)給量f切削速度vc等有關(guān)。5-8在臥式銑床上按習(xí)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)生誤差的主要原因是銑床主軸剛性不足，當(dāng)銑刀移向主軸時(shí)，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(jìn)刀深度是夠得，當(dāng)

12、銑刀移向主軸時(shí)，主軸讓刀，槽深變淺。改進(jìn)措施是增大銑床主軸的剛性5-13按習(xí)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(xí)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(dāng)砂輪移動(dòng)到主軸或者尾座處時(shí)，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mm的軸。已知：外圓尺寸按正態(tài)分布，均方根偏差mm，分布曲線中心比公差帶中心大0.03mm。試計(jì)算加工這批軸的合格品率及不合格品率。，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)，合格品率為：不合格品率為：1-P=21.259%其中：0.5-(0.

13、8)=21.19%是可以修復(fù)的；0.5-(3.2)=0.069%是不能修復(fù)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(jìn)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(fù)雜，單位磨削力很大，切深抗力大，磨削速度高，磨削溫

14、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(shí)如有強(qiáng)烈振動(dòng)發(fā)生，此時(shí)若將刀具反裝（圖b）、或采用前后刀架同時(shí)車削（圖c）、或設(shè)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），加工中的振動(dòng)就可能會(huì)減弱或消失，試分析其原因。a) b) c)              d)a)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)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(dòng)，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

15、，切削穩(wěn)定，振動(dòng)減小。c) 車刀產(chǎn)生徑向切削力，相互抵消，因而振動(dòng)減小。d) 采用最佳安裝方位角安裝，增大實(shí)際工作前角，使切削剛度下降，從而減小振動(dòng)。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(duì)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：把合理工藝過程的有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件的形式，用以指導(dǎo)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(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟。答：（1）工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則： 所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程應(yīng)能保證機(jī)器零件的加工質(zhì)量（或機(jī)器的裝配質(zhì)

16、量），達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。 應(yīng)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(shè)法降低制造成本。 注意減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。（2）工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)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(shè)備。 確定各工序所采用的刀具、夾具、量具和輔助工具，則應(yīng)提高具體的設(shè)計(jì)任務(wù)書。 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差。 確定切削用量。 確定工時(shí)定額。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 填寫工藝文件。6-15  習(xí)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

17、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(jì)算三種方案中工序尺寸A1、A2與A3的尺寸及公差。為表達(dá)清晰起見，圖a、b只標(biāo)出了與計(jì)算工序尺寸A1、A2、A3有關(guān)的軸向尺寸。     a)                         b)方案一   

18、0;               方案二                    方案三c)解：1）圖C方案一：基準(zhǔn)重合，定位誤差，mm；2）圖C方案二：尺寸A2，10±0.1和構(gòu)成一個(gè)尺寸鏈（見習(xí)解圖5X4-2c），其中尺寸10±0.1是封閉環(huán)，尺寸A2和是組成環(huán)，且A2為