機(jī)械加工工藝學(xué)習(xí)題及答案

機(jī)械加工工藝學(xué)習(xí)題及答案何謂零件、套件、組件和部件？何謂機(jī)器的總裝？（P270）答：零件——組成機(jī)器的最小單元，它是由整塊金屬或者其他材料制成的。套件——在一個(gè)零件的基礎(chǔ)上，裝上一個(gè)或若干零件構(gòu)成的，它是裝配的最小單元。組件——在一個(gè)零件的基礎(chǔ)上，裝上若干套件及零件而構(gòu)成的。部件——在一個(gè)零件的基礎(chǔ)上，裝上若干組件、套件和零件構(gòu)成的。部件在機(jī)器中能完成一定的、完整的功用?？傃b——把零件和部件裝配成最終產(chǎn)品的過程成為總裝。L零件是組成機(jī)器的最小單元裝配工藝規(guī)程的基本原則保證產(chǎn)品質(zhì)量，力求提高質(zhì)量，以延長產(chǎn)品使用壽命；滿足裝配周期的要求；盡量減少手工勞動(dòng)量，縮短裝配周期，提高裝配效率；盡量降低裝配成本；裝配組織形式分固定式和移動(dòng)式裝配精度與某一個(gè)零件有關(guān)---單件自保裝配精度與幾個(gè)零件有關(guān)---裝配尺寸鏈機(jī)器的質(zhì)量主要取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性、零件的加工質(zhì)量，以及零件的裝配精度，零件的精度又是影響機(jī)器裝配精度的最主要因素裝配尺寸鏈的建立原則一個(gè)封閉環(huán)環(huán)數(shù)最少形位公差及配合間隙可以合并到尺寸鏈形位公差及配合間隙也是組成環(huán)把機(jī)器分為獨(dú)立裝配單元，對(duì)裝配過程的好處？？？1.可以組織平行的裝配作業(yè)，各單元裝配互不妨礙，縮短裝配周期，或便于組織多廠協(xié)作生產(chǎn)。2.機(jī)器相關(guān)部件可預(yù)先進(jìn)行調(diào)整和試車，各部件以較完善的狀態(tài)進(jìn)入總裝，這樣既可以保證總機(jī)的裝配質(zhì)量，又可減少總裝的工作量。3.機(jī)器局部結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，整個(gè)機(jī)器只是局部變動(dòng)，使機(jī)器改裝方便，有利于產(chǎn)品的改進(jìn)和更新?lián)Q代。4.有利于機(jī)器的維護(hù)檢修，使重型機(jī)器的包裝、運(yùn)輸帶來便利6-2裝配工藝規(guī)程包括哪些主要內(nèi)容？經(jīng)過哪些步驟制定的？（P271-272）答：裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)容：分析產(chǎn)品圖樣，劃分裝配單元，確定裝配方法；擬定裝配順序，劃分裝配工序；計(jì)算裝配時(shí)間定額；確定各工序裝配技術(shù)要求、質(zhì)量檢查方法和檢驗(yàn)工具；確定裝配時(shí)零、部件的輸送方法及所需的設(shè)備和工具；選擇和設(shè)計(jì)裝配過程中所需的工具、夾具和專用設(shè)備。制定裝配工藝規(guī)程的步驟：(1)研究產(chǎn)品的裝配圖及驗(yàn)收技術(shù)條件；(2)確定裝配方法與組織形式；(3)劃分裝配單元，確定裝配順序；(4)劃分裝配工序；(5)編制裝配工藝文件。6-6保證裝配精度的方法有哪幾種?各適用于什么裝配場合?（P281-298）答：保證產(chǎn)品裝配精度的方法有：互換裝配法、選擇裝配法、修配裝配法和調(diào)整裝配法。互換裝配法——是在裝配過程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。根據(jù)互換程度不同，互換裝配法又可分為完全互換法和大數(shù)互換法。完全互換法常用于高精度的少環(huán)尺寸鏈或低精度多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產(chǎn)裝配中。大數(shù)互換法適用于大批大量生產(chǎn)，組成環(huán)較多、裝配精度要求又較高的場合。選擇裝配法——是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度的要求。選擇裝配法裝配方法常應(yīng)用于裝配精度要求高而組成環(huán)數(shù)又較少的成批或大批量生產(chǎn)中。選擇裝配法有三種形式：直接選配法不能用于生產(chǎn)節(jié)拍要求較嚴(yán)的大批大量流水作業(yè)中；分組裝配法應(yīng)用于在大批大量生產(chǎn)中對(duì)于組成環(huán)數(shù)少而裝配精度要求又高的部件；復(fù)合選配法應(yīng)用于配合件公差可以不等，裝配速度較快、質(zhì)量高、有一定生產(chǎn)節(jié)拍的要求的場合。修配裝配法——是將尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)加工精度制造，裝配時(shí)，通過改變尺寸鏈中某一預(yù)先確定的組成環(huán)尺寸的方法來保證裝配精度。裝配時(shí)進(jìn)行修配的零件叫修配件，該組成環(huán)稱為補(bǔ)償環(huán)（或者修配環(huán)），該組成環(huán)的修配是為補(bǔ)償其他組成環(huán)的累積誤差以保證裝配精度。常見的修配方法為三種：(1)單件修配法；(2)合并加工修配法；(3)自身加工修配法。采用這種方法，補(bǔ)償環(huán)滿足要求便于裝拆，零件形狀比較簡單，易于修配不應(yīng)為公共環(huán)，選不進(jìn)行表面處理的零件調(diào)整裝配法——在裝配時(shí)，用改變產(chǎn)品中可調(diào)整零件的相對(duì)位置或選用合適的調(diào)整件以達(dá)到裝配精度的方法稱為調(diào)整裝配法。常見的調(diào)整方法有固定調(diào)整法、可動(dòng)調(diào)整法、誤差抵消調(diào)整法三種。固定調(diào)整法多用于大批大量生產(chǎn)中；可動(dòng)調(diào)整法應(yīng)用于由于磨損、熱變形所引起的誤差的場合，應(yīng)用廣泛，誤差抵消調(diào)整法應(yīng)用于裝配精度要求很高的機(jī)械設(shè)備。6-7說明裝配尺寸鏈中的組成環(huán)、封閉環(huán)、協(xié)調(diào)環(huán)、補(bǔ)償環(huán)和公共環(huán)的含義,各有何特點(diǎn)?在裝配關(guān)系中，對(duì)裝配精度有直接影響的零、部件的尺寸和位置關(guān)系，都是裝配尺寸鏈的組成環(huán)。裝配尺寸鏈的封閉環(huán)就是裝配所要保證的裝配精度或技術(shù)要求。裝配精度(封閉環(huán))是零部件裝配后才最后形成的尺寸或位置關(guān)系。顯然，當(dāng)各組成環(huán)都按上述原則確定其公差時(shí)，按式(5．2)計(jì)算公差累積值常不符合封閉環(huán)的要求。因此，常選一個(gè)組成環(huán)，其公差與分布需經(jīng)計(jì)算后最后確定，以便與其他組成環(huán)相協(xié)調(diào)，最后滿足封閉環(huán)的精度要求。這個(gè)事先選定的在尺寸鏈中起協(xié)調(diào)作用的組成環(huán)，稱為協(xié)調(diào)環(huán)。不能選取標(biāo)準(zhǔn)件或公共環(huán)為協(xié)調(diào)環(huán)，因?yàn)槠涔詈蜆O限偏差已是確定值?？蛇x取易加工的零件為協(xié)調(diào)環(huán)，而將難加工零件的尺寸公差從寬選?。灰部蛇x取難加工零件為協(xié)調(diào)環(huán)，而將易于加工的零件的尺寸公差從嚴(yán)選取。修配法是將尺寸鏈中各組成環(huán)按經(jīng)濟(jì)加工精度制造。裝配時(shí)，通過改變尺寸鏈中某一預(yù)先確定的組成環(huán)尺寸的方法來保證裝配精度。裝配時(shí)進(jìn)行修配的零件叫修配件，該組成環(huán)稱為修配環(huán)。由于這一組成環(huán)的修配是為補(bǔ)償其他組成環(huán)的累積誤差以保證裝配精度，故又稱補(bǔ)償環(huán)。公共環(huán)是在并聯(lián)尺寸鏈中出現(xiàn)的。由于這個(gè)環(huán)（或幾個(gè)環(huán)），使得兩個(gè)以上尺寸鏈而相互聯(lián)系起來形成并聯(lián)尺寸鏈這些環(huán)屬于不同尺寸鏈的共有環(huán)稱為公共環(huán)、公共環(huán)可以是各個(gè)尺寸鏈的組成環(huán)，也可以在一個(gè)尺寸鏈中是封閉環(huán)，而在另一個(gè)尺寸鏈則是組成環(huán)。6-10現(xiàn)有一軸、孔配合，配合間隙要求為0.04～0.26mm，已知軸的尺寸6-10現(xiàn)有一軸、孔配合，配合間隙要求為0.04～0.26mm，已知軸的尺寸為00.150mm，孔的尺寸為0.2050mm。若用完全互換法進(jìn)行裝配，能否保證裝配精度要求?用大數(shù)互換法裝配能否保證裝配精度要求?加工表面的幾何形貌（表面結(jié)構(gòu)）包括表面粗糙度、表面波紋度、紋理方向和表面缺陷等。由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，加工表面的物理力學(xué)性能的變化：1表面層因塑性變形引起的加工硬化（冷作硬化）；表面層因力或熱的作用產(chǎn)生的殘余應(yīng)力；表面層因切削熱或磨削熱的作用引起的金相組織變化；加工表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響：1，表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響2，表面質(zhì)量對(duì)耐疲勞性的影響3.表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響4，表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響影響切削殘留面積高度的因素主要包括刀尖圓角半徑，主偏角，副偏角及進(jìn)給量較少磨削燒傷的途徑：正確選擇砂輪合理選擇磨削用量改善冷卻條件選用開槽砂輪表面層的殘余應(yīng)力的原因冷態(tài)塑性變形在切削力的作用下，已加工面受后刀面的擠壓，使晶格扭曲，表層金屬比容積增大，體積膨脹，而內(nèi)層金屬又阻止其伸長。故加工后表面層殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(-)，里層為拉應(yīng)力(+)。熱態(tài)塑性變形在切削熱的作用下，已加工面產(chǎn)生熱膨脹，此時(shí)表層產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。加工后，表層已產(chǎn)生的熱塑性變形收縮受到內(nèi)層金屬的阻礙。故加工后表面層殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力(+)，里層為壓應(yīng)力(-)。局部金相組織變化不同的金相組織有不同的密度，如ρM=7.75g/cm3ρA=7.96g/cm3、ρP=7.78g/cm3、ρF=7.88g/cm3當(dāng)金相組織變化時(shí)，由于密度不同，體積會(huì)發(fā)生變化。如果表層金屬膨脹則殘余應(yīng)力為壓應(yīng)力(-)，反之，如果表層金屬體積縮小則產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力(+)。5-2為什么機(jī)器零件一般總是從表面層開始破壞的？加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能有哪些影響？答：（P231）(1)由于表面是零件材料的邊界，常常承受工作負(fù)荷所引起的最大應(yīng)力和外界介質(zhì)的侵蝕，表面上有著引起應(yīng)力集中而導(dǎo)致破壞的微小缺陷，所以這些表面直接與機(jī)器零件的使用性能有關(guān)。(2)加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性、零件配合質(zhì)量都有影響。5-3車削一鑄鐵零件的外圓表面，若進(jìn)給量f=0.40mm/r，車刀刀尖圓弧半徑re=3mm，試估算車削后的表面粗糙度。5-6為什么提高砂輪速度能減小磨削表面的粗糙度數(shù)值，而提高工件速度卻得到相反的結(jié)果？答：（P224）砂輪速度越高，單位時(shí)間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)就越多，工件材料來不及變形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，單位時(shí)間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)減少，塑性變形增加，表面粗糙度值將增大。5-7為什么在切削加工中一般都會(huì)產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象？答：（P240）機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長，進(jìn)一步變形受到阻礙，這些都會(huì)使表面層金屬的硬度增加，統(tǒng)稱為冷作硬化（或稱為強(qiáng)化）。磨削燒傷：對(duì)于已淬火的鋼件，很高的磨削溫度往往會(huì)使表層金屬的金相組織產(chǎn)生變化，使表層金屬硬度下降，使工件表面呈現(xiàn)氧化膜顏色磨削燒傷包括回火燒傷、淬火燒傷、退火5-11什么是回火燒傷、淬火燒傷和退火燒傷？答：（P243）磨削淬火鋼時(shí)，在工件表面形成的瞬時(shí)高溫將使表層金屬產(chǎn)生以下三種金相組織變化：1)如果磨削區(qū)的溫度未超過淬火鋼的相變溫度(碳鋼的相變溫度為720℃，但已超過馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度(中碳鋼為300℃，工件表面金屬的馬氏體將轉(zhuǎn)化為硬度較低的回火組織(索氏體或托氏體)，這稱為回火燒傷。2)如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，再加上冷卻液的急冷作用，表層金屬會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體織織，硬度比原來的回火馬氏體高；在它的下層，因冷卻較慢，出現(xiàn)了硬度比原來的回火馬氏體低的回火組織(索氏體或托氏體)，這稱為淬火燒傷。3)如果磨削區(qū)溫度超過了相變溫度，而磨削過程又沒有冷卻液，組織，表層金屬的硬度將急劇下降，這稱為退火燒傷。1-6什么是機(jī)械加工工藝過程？什么是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)?機(jī)械加工工藝過程：對(duì)零件采用各種加工方法，以改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀‘尺寸’表面粗糙度和力學(xué)性能，成為合格零件的生產(chǎn)過程。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，必須具備一定的條件，即要有一個(gè)系統(tǒng)來支持。通常，一個(gè)系統(tǒng)是由物質(zhì)分系統(tǒng)、能量分系統(tǒng)和信息分系統(tǒng)所組成。機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變成機(jī)械產(chǎn)品的全部勞動(dòng)過程 1-7什么是工序、安裝、工位、工步和走刀？1.工序：一個(gè)(或一組)工人在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)(或同時(shí)對(duì)JL個(gè))工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。2.安裝：如果在一個(gè)工序中需要對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分工序內(nèi)容稱為一個(gè)安裝。3.工位：在工件的一次安裝中，通過分度(或移位)裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工置，則把每一個(gè)加工位置上的安裝內(nèi)容稱為工位。4.工步：加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的工位內(nèi)容，稱為一個(gè)工步。5.走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)稱為年生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)類型可分為大量生產(chǎn)、成批成產(chǎn)和單件生產(chǎn)。裝夾為定位和夾緊。定位是指確定工件在機(jī)床（工作臺(tái)）上或夾具中占有正確位置的過程夾緊是指工件在定位后將其固定，使其在加工過程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不變的操作夾具的裝夾類型：1：夾具中裝夾，易于保證加工精度要求，操作簡單方便，效率高，應(yīng)用于成批、大批和大量生產(chǎn)中2：直接找正裝夾，找正效率低、精度高。應(yīng)用場合：小批量或精度要求很高的生產(chǎn)。3：劃線找正裝夾，特點(diǎn)：不用專門設(shè)備，通用性好，但生產(chǎn)率及精度低。應(yīng)用場合：單件、中小批生產(chǎn)的復(fù)雜鑄件或鑄件精度低時(shí)1-8某機(jī)床廠年產(chǎn)CA6140車床2000臺(tái)，已知機(jī)床主軸的備品率為14%，機(jī)械加工廢品率為4％，試計(jì)算機(jī)床主軸的年生產(chǎn)綱領(lǐng)并說明屬于何種生產(chǎn)類型，工藝過程有何特點(diǎn)？若一年工作日為282天，試計(jì)算每月（按26天計(jì)算）的生產(chǎn)批量。（1）機(jī)床主軸的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N=Qn(1+%+%)=20001(1+14%+4%)=2360臺(tái)機(jī)床主軸屬于中型機(jī)械，查表屬于大批生產(chǎn)的生產(chǎn)類型。（2）工藝過程特點(diǎn)a)采用模鍛制造毛坯，毛坯精度高，加工余量小。b)采用專用機(jī)械加工設(shè)備流水線生產(chǎn)c)采用專用工裝d)采用詳細(xì)的工藝規(guī)程，用工序卡、操作卡及調(diào)整卡管理生產(chǎn)。（3）生產(chǎn)批量nNA/F=2360*26/282=217.589臺(tái)1-10何謂六點(diǎn)定位原理？何謂完全定位和不完全定位？何謂欠定位和過定位？試舉例說明之。六點(diǎn)定位原理：采用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)來限制工件的6個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱之為六點(diǎn)定位原理。完全定位：限制了6個(gè)自由度。不完全定位：僅限制了1—5個(gè)自由度。欠定位：在加工時(shí)根據(jù)被加工面的尺寸、形狀和位置要求，應(yīng)限制的自由度未被限制，即約束點(diǎn)不足，這樣的情況稱為欠定位。過定位：工件定位時(shí)，一個(gè)自由度同時(shí)被兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束點(diǎn)(夾具定位元件)所限制，稱為過定位，或重復(fù)定位，也稱之為定位干涉。1-13何謂基準(zhǔn)？基準(zhǔn)分哪幾種？各種基準(zhǔn)之間有何關(guān)系？答：基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)，線或面?；鶞?zhǔn)的分類：從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面看基準(zhǔn)，可把基準(zhǔn)分為兩大類，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)圖上標(biāo)注尺寸的起始位置稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。零件在加工工藝過程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)又可進(jìn)一步分為：工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)，測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)之間的關(guān)系：在設(shè)計(jì)工序基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)首先考慮用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)；工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與定位基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件。不得隨意變更。機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用：1，根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備2，機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度，工人的操作、質(zhì)量檢查等的依據(jù)3，新建或擴(kuò)建車間依據(jù)為機(jī)械加工工藝規(guī)程常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等。設(shè)計(jì)機(jī)械工藝規(guī)程遵循的原則1，可靠地保證零件圖上所有的技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)2，必須能滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求3在滿足技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求的前提下，一般要求工藝成本最低4，盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，確保生產(chǎn)安全選用毛面為基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，選已加工的面為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇原則：1保證相互位置要求2，保證加工面加工余量合理分配3，便于工件裝夾4，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用精基準(zhǔn)的選擇原則1，基準(zhǔn)重合原則（盡可能選擇被加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)）2，統(tǒng)一基準(zhǔn)原則*（當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。）3，互為基準(zhǔn)原則（某些位置精度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法來達(dá)到位置度要求。） 4，自為基準(zhǔn)原則（為減少表面粗糙度、減少加工余量和保持加工余量均勻的工序，常以加工面本身作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。床身導(dǎo)軌面磨削加工）5，便于裝夾原則（所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便）加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度工藝順序的安排原則：1，先加個(gè)基準(zhǔn)面，再加工其他面2，一般情況下，先加工平面，后加工空3，先加工主要表面，后加工次要表面