机械制造工程学作业.docx

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机械制造工程学作业

绪论

思考下列问题:

1．机械制造工业的发展历史和现状。

2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。

3．本课程的主要任务和要求。

第1章金属切削加工的基础知识

一、简答题

1.试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义，并分析它们的异同点和用途。

2.为什么基面、切削平面必须定义在主切削刃上的选定点处？

3.试述刀具的标注角度与工作角度的区别，为什么横向切削时，进给量不能过大。

4.试分析图2-1所示钻孔时的切削层公称厚度、公称宽度及与进给量、背吃刀量的关系。

5.何谓直角切削和斜角切削？

各有何特点？

6.刀具切削部分材料必须具备那些性能？

为什么？

7.试按下列条件选择刀具材料或编号。

⑴45钢锻件粗车；

图2-1

⑵HT200铸件精车；

⑶低速精车合金钢蜗杆；

⑷高速精车调质钢长轴；

⑸中速车削淬硬钢轴；

⑹加工冷硬铸铁。

A.YG3XB.W18Cr4VC.YT5D.YN10

E.YG8F.YG6XG.YT30

二、分析计算题

1.试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度、、、、（要求标出假定主运动方向、假定进给运动方向、基面和切削平面）

图2-2图2-3

2.绘制图2-3所示弯头车刀的正交平面参考系的标注角度（从外缘向中心车端面）：

，，，，。

3.设外圆车刀的，，，，求，，及。

4.如图2-4所示，镗孔时工件内孔直径为，镗刀的几何角度为，，，。

若镗刀在安装时刀尖比工件中心高，试检验镗刀的工作后角。

图2-4图2-5

5.如图2-5所示的车端面，试标出背吃刀量、进给量、公称厚度、公称宽度。

又若，，，试求切削面积。

第2章金属切削过程的基本规律

一、简答题

1.何谓积屑瘤？

积屑瘤在切削加工中有何利弊？

如何控制积屑瘤的形成？

2.车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括、、、）？

简述理由。

3.试说明被吃刀量和进给量对切削温度的影响，并与和对切削力的影响相比较，两者有何不同？

4.增大刀具前角可以使切削温度降低的原因是什么？

是不是前角越大切削温度越低？

5.刀具磨损有几种形式？

各在什么条件下产生？

6.何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？

粗加工和精加工所选用的耐用度是否相同，为什么？

7.何谓工件材料切削加工性？

改善工件材料切削加工性的措施有那些？

8.切削液的主要作用是什么？

切削加工中常用的切削液有哪几类？

如何选用？

9.前角和后角的功用分别是什么？

选择前后、角的主要依据是什么？

10.为什么高速钢刀具随主偏角的减小，刀具耐用度会提高？

11.选择切削用量的原则是什么？

为什么说选择切削用量的次序是先选，再选，最后选？

二、分析计算题

用YT15硬质合金外圆车刀纵车的钢。

车刀的几何参数为、、，前刀面带卷屑槽，，车削时切削用量为。

⑴用指数经验公式计算三个切削分力并计算切削功率；

⑵用单位切削力和单位切削功率计算主切削力以及切削功率；

⑶分析、比较⑴和⑵所得结果。

第3章机床与刀具

1.某机床主传动系统如图4-1所示，试写出主运动传动链的传动路线表达式和图示齿轮啮合位置时的运动平衡式（算出主轴转速）。

2.试证明CA6140车床的机动

进给量。

3.车圆柱面和车螺纹时，各需

要几个独立运动？

4.成形车刀重磨时应刃磨哪个

刀面，要求是什么？

5.钻头横刃切削条件如何？

为

什么在切削时会产生很大的轴向力？

6.铣削有哪些主要特点？

可采用什么措施改进铣刀和铣削特性？

7.什么是顺铣和逆铣，顺铣有哪些特点？

对机床进给机构有哪些要求？

8.拉削加工有什么特点？

9.拉削方式（拉削图形）有几种？

各有什么优缺点？

10.滚刀常用的基本蜗杆造型有几种，制造方法是什么？

11.砂轮的特性由哪些因素决定？

12.什么叫砂轮硬度，如何选择砂轮硬度？

13.简述磨料粒度的表示方法。

14.齿轮常用加工方法有哪些？

试分析滚齿机的切削运动。

第4章机械加工精度

一、简答题

1．什么是误差敏感方向？

车床与镗床的误差敏感方向有何不同？

2．加工误差根据其统计规律可分为哪些类型？

有何特点？

3．提高加工精度的主要措施有哪些？

二、分析计算题

1．在车床上车削一批小轴，经测量实际尺寸大于要求的尺寸从而必须返修的小轴数占24％，小于要求的尺寸从而不能返修的小轴数占2％，若小轴的直径公差，整批工件的实际尺寸按正态分布，试确定该工序的均方差，并判断车刀的调整误差为多少？

2．在车床上加工一长度为，直径为，材料为45钢的光轴。

已知机床各部件的刚度分别为，，。

加工时的切削力，。

如图6-1所示，试计算在一次走刀后的轴向形状误差。

图6-1

3．加工一批工件的外圆，图纸要求尺寸为，若加工尺寸按正态分布，加工后发现有8％的工件为废品，且其中一半废品的尺寸小于零件的下偏差，试确定该工序能达到的加工精度？

4．在三台车床上分别用两顶尖安装工件，如图6-2所示，各加工一批细长轴，加工后经测量发现1号车床产品出现腰鼓形，2号车床产品出现鞍形，3号车床产品出现锥形，试分析产生上述各种形状误差的主要原因。

图6-2

5．在卧式铣床上铣削键槽，如图6-3所示，经测量发现，靠工件两端深度大于中间，且中间的深度比调整的深度尺寸小，试分析产生这一误差的原因，及如何设法克服减小这种误差。

图6-3

第5章机械加工表面质量

一、简答题

1．表面质量的含义包含那些主要内容？

2．产生磨削烧伤的原因有那些？

如何避免磨削烧伤？

3．引起表面残余应力的原因有那些？

4．减少或消除内应力的措施有那些？

5．切削加工时可以采用哪些措施减小加工表面粗糙度？

6．什么是表面冷作硬化？

如何控制？

二、计算分析题

1．车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量，车刀刀尖的圆弧半径，求能达到的加工表面粗糙度值。

2．采用粒度号为30号的砂轮磨削钢件和采用粒度号为60号的砂轮磨削钢件，哪一种情况表面粗糙度值更小？

3．机械加工对零件表面物理力学性能有什么影响？

它们对产品质量有和影响？

4．如图7-1所示，壁厚不均匀铸件，在其薄壁处用宽度为C的单片铣刀铣开后铸件将如何变形？

图7-1

第6章机械加工工艺规程的制订

一、简答题

1．如图5-1所示零件，单件小批生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成{包括工序、工步、走刀、安装}。

工艺过程：

①在刨床上分别刨削六个表面，达到图样要求；

②粗刨导轨面A，分两次切削；

③刨两越程槽；

④精刨导轨面A；

⑤钻孔；

⑥扩孔；

⑦铰孔；

⑧去毛刺。

图5-1

2．图5-2所示零件，毛坯为棒料，批量生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。

（要求同题1）

机械加工工艺过程：

①在锯床上下料；②车一端面钻中心孔；③调头，车另一端面钻中心孔；④将整批工件靠螺纹一边都车至；⑤调头车削整批工件的外圆；⑥车外圆；⑦在铣床上铣两平面，转后铣另外两平面；⑧车螺纹、倒角。

图5-2

3．某厂年产4105型柴油机1000台，已知连杆的备用率为，机械加工废品率为，试计算连杆的生产纲领，说明其生产类型及主要工艺特点。

4．试指出图5-3中结构工艺性方面存在的问题，并提出改进意见。

图5-3

5．图5-4所示为在两顶尖间加工小轴小端外圆及台肩面2的工序图，试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。

图5-4

6．试分析说明图5-5中各零件加工主要表面时定位基准（粗、精）应如何选择？

图5-5

7．为保证工件上两个主要表面的相互位置精度（如图5-6中A、B面平行度要求）。

若各工序之间无相关误差，并仅从比较各种定位方式入手，在拟订工艺方案，选择定位基准时，一般可以采取下列的定位方式：

①基准重合加工；②基准统一加工（分两次安装）；③不同基准加工；④互为基准加工；⑤同一次安装加工。

试按照获得相互位置精度最有利的条件，顺序写出五种定位方式的先后次序，并简要说明理由。

图5-6

8．在成批生产的条件下，加工图5-7所示零件，其工艺路线如下：

①粗、精刨底面；②粗、精刨顶面；③在卧式镗床上镗孔。

i粗镗、半精镗、精镗孔；ii将工作台准确地移动后粗镗、半精镗、精镗孔。

试分析上述工艺路线有何不合理之处，并提出改进方案。

9．试说明划分加工阶段的理由。

10．试拟订图5-8所示零件的机械加工工艺路线（包括工序号、工序内容、加工方法、定位基准及加工设备）。

已知毛坯材料为灰铸铁（孔未铸出），成批生产。

图5-7

图5-8

11．试拟订图5-9所示零件的机械加工工艺路线（要求同题10）。

已知毛坯材料为灰铸铁，中批生产。

12．何谓工艺成本？

工艺成本由哪些具体部分组成？

图5-9

二、分析计算题

1．若在立钻上用浮动夹头铰削的内孔，铰削前为精镗。

设精镗的尺寸公差为，精镗的粗糙度，精镗的表面破坏层深度，试确定铰孔的余量及镗孔的尺寸。

2．某零件上有一孔，表面粗糙度，孔长，材料为45钢，热处理淬火为HRC42，毛坯为锻件。

设孔的加工工艺过程是：

①粗镗；②半精镗；③热处理；④磨孔。

试求各工序尺寸及其偏差。

3．单件加工如图5-10所示工件（材料为45钢），若底平面已加工好，现欲加工上平面，其尺寸为，表面粗糙度为，若平面的加工工艺过程是：

粗铣精铣粗磨精磨，试求各工序尺寸及其偏差。

图5-10

4．加工如图5-11所示工件时，图纸要求保证尺寸，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸来间接保证，试求工序尺寸及其上下偏差。

图5-11图5-12

5．图5-12所示为活塞零件图（图中只标注了有关尺寸），若活塞销孔已加工好，现欲精车活塞顶面，在试切调刀时，需测量尺寸，

试求工序尺寸及其上下偏差。

6．加工图5-13所示零件，为保证切槽深度的设计尺寸的要求，切槽时以端面1为测量基准，控制孔深。

试求工序尺寸及其上下偏差。

7．图5-14所示为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，现许在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸及，求试切调刀时的度量尺寸、及其上下偏差。

图5-13

8．图5-15所示为箱体零件（图中只标注了有关尺寸），试分析计算：

⑴若孔、分别都以面为基准镗孔时，试标注两镗孔工序的工序尺寸；

⑵检验孔距时，因不便于测量，故选测量尺寸，试求工序尺寸及其上下偏差；

⑶若实测尺寸超差了，能否直接判断该零件为废品？

图5-14图5-15

9．图5-16所示衬套，材料为20钢，内孔表面要求磨削后保证渗碳层深度，试求：

⑴磨削前精镗工序的工序尺寸及偏差；

⑵精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差；

图5-16图5-17

10．图5-17所示叶片泵传动轴的工艺过程如下：

①粗车外圆至；②精车外圆至；③划键槽线；④铣键槽深度至尺寸；⑤渗碳深度，淬火；⑥磨外圆至尺寸，要求保证渗碳层深度。

试求：

⑴计算铣键槽时的槽深尺寸及其偏差；

⑵渗碳时应控制的工艺渗碳层深度及其偏差。

11．图5-18（a）所示为轴套零件简图（图中只标注了有关的轴向尺寸），按工厂资料，其工艺过程的部分工序如图5-18（b）所示：

工序Ⅴ，精车小端外圆、端面及台肩；工序Ⅵ，钻孔；工序Ⅶ，热处理；工序Ⅷ，磨孔及底面；工序Ⅸ，磨小端外圆及肩面。

试求工序尺寸、及其偏差。

图5-18

12．某零件的加工路线如图5-19所示：

工序Ⅰ，粗车小端外圆、轴肩及端面；工序Ⅱ，车大端外圆及端面；工序Ⅲ，精车小端外圆、轴肩及端面。

试校核工序Ⅲ精车小端外圆的余量是否合适？

若余量不够应如何改进？

图5-19

13．图5-20（a）所示箱体简图中已标注了有关的尺寸，按工厂资料