机械制造技术基础习题.docx

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机械制造技术基础习题

《机械制造技术基础》习题

第一章绪论

1-1什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？

1-2什么是工序、工位、工步和走刀？

试举例说明。

1-3什么是安装？

什么是装夹？

它们有什么区别？

1-4单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征？

1-5试为某车床厂丝杠生产线确定生产类型，生产条件如下：

加工零件：

卧式车床丝杠（长为1617mm,直径为40mm,丝杠精度等级为8级，材料为Y40Mn）；年产量：

5000台车床；备品率：

5%；废品率：

0.5%。

1-6什么是工件的定位？

什么是工件的夹紧？

试举例说明。

1-7什么是工件的欠定位？

什么是工件的过定位？

试举例说明。

1-8试举例说明什么是设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

1-9有人说：

“工件在夹具中装夹，只要有6个定位支承点，就是欠定位”，“凡是少于6个定位支承点，就不会出现过定位”，上面这些说法都对吗？

为什么？

试举例说明。

1-10分析图1-8所示定位方式，并回答以下问题：

（1）各定位件所限制的自由度；

（2）判断有无欠定位或过定位现象，为什么？

图1-8习题1-10图

第二章切削过程及其控制

2-1什么是切削用两三要素？

在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？

2-2确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？

试画图标出这些基本角度。

2-3试述刀具标注角度和工作角度的区别。

为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？

2-4刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？

2-5常用的硬质合金有哪几类？

如何选用？

2-6怎样划分切削变形区？

第一变形区有哪些变形特点？

2-7什么是积削瘤？

它对加工过程有什么影响？

如何控制积削瘤的产生？

2-8试述影响切削变形的主要因素及影响规律。

2-9常用的切屑形态有哪几种？

它们一般都在什么情况下生成？

怎样对切屑形态进行控制？

2-10切削力为什么要分解为三个分力？

各分力的大小对加工过程有什么影响？

2-11在CA6140型车床上车削外圆，已知：

工件材料为灰铸铁，其牌号为HT200;刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：

，

（

对三向切削分力的修正系数分别为

），

；切削用量为：

。

试求切削力Fc、Ff、Fp及切削功率。

2-12影响切削力的主要因素有哪些？

试论述其影响规律。

2-13影响切削温度的主要因素有哪些？

试论述其影响规律。

2-14试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条件下产生？

2-15什么是刀具的磨钝标准？

制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？

2-16什么是刀具寿命和刀具总寿命？

试分析切削用量三要素对刀具寿命的影响规律。

2-17什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命？

怎样合理选择刀具寿命？

2-18试述刀具破损的形式及防止破损的措施。

2-19试述前角的功用及选择原则。

2-20试述后角的功用及选择原则。

2-21在CA6140型车床上车削外圆，已知：

工件毛坯直径为

，加工长度为400mm；加工后工件尺寸为

，表面粗糙度为Ra3.2

；工件材料为40Cr（

）；采用焊接式硬质合金外圆车刀（牌号为YT15），刀杆截面尺寸为16mm

25mm,刀具切削部分几何参数为：

。

市委该工序确定切削用量（CA6140型车床纵向进给机构允许的最大作用力为3500N）。

2-22试论述切削用量的选择原则。

2-23什么是砂轮硬度？

如何正确选择砂轮硬度？

2-24磨削外圆时磨削力的三个分力中以Fp为最大，车外圆时切削力的三个分力中以Fc为最大，为什么？

2-25试用单颗磨粒的最大切削厚度公式，分析磨削工艺参数对磨削过程的影响。

第三章机械制造中的加工方法及装备

3-1表面发生线的形成方法有哪几种？

试简述其形成原理。

3-2试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？

3-3机床有哪些基本组成部分？

试分析其主要功用。

3-4什么是外联系传动链？

什么是内联系传动链？

各有何特点？

3-5试分析提高车削生产率的途径和方法。

3-6车刀有哪几种？

试简述各种车刀的结构特征及加工范围。

3-7试述CK6140型车床主传动链的传动路线。

3-8CK6140型车床中主轴在主轴箱中是如何支承的?

三爪卡盘是怎样装到车床主轴上去的？

3-9CK6140型车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？

3-10CK6140型车床主轴箱Ⅰ轴上带的拉力作用在哪些零件上？

3-11CK6140型车床主轴前轴承的径向间隙是如何调整的？

3-12试分析比较中心磨和无心磨外圆的工艺特点和应用范围。

3-13试分析比较精整、光整加工外圆表面各种加工方法的工艺特点和应用范围。

3-14试分析比较钻头、扩孔钻和铰刀的结构特点和几何角度。

3-15用钻头钻孔，为什么钻出来的孔径一般都比钻头的直径大？

3-16镗孔有哪几种方式？

各有何特点？

3-17珩磨加工为什么可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度？

3-18拉削速度并不高，但拉削却是一种高生产率的加工方法，原因何在？

3-19对于相同直径、相同精度等级的轴和孔，为什么孔的加工比较困难？

3-20什么是逆铣？

什么是顺铣？

试分析逆铣和顺铣、对称铣和不对称铣的工艺特征。

3-21试分析比较铣平面、刨平面、车平面的工艺特征和应用范围。

3-22数控机床有哪几个基本组成部分？

各有何功用？

3-23数控机床和加工中心的主传动系统与普通机床相比有哪些特点？

3-24试述JCS-018型加工中心主轴组件的构造及功能。

3-25试分析JCS-018型加工中心自动换刀装置的优缺点。

3-26试述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的加工原理、工艺特点和应用范围。

3-27试简述快速原型与制造技术的基本原理及适用场合。

3-28试分述快速原型与制造技术中光刻法、叠层法、烧结法、熔积法的加工原理、工艺特点和应用范围。

3-29大批量生产某轴，已知材料为20CrMnTi，轴全长234mm,最大直径

，试为该轴

段外圆表面选择加工方案。

该表面长度为34mm，需渗碳淬火（表面硬度58—64HRC），表面粗糙度Ra要求为0.8

，轴心线与相邻

外圆表面端面的垂直度公差要求为0.02mm。

3-30成批生产某箱体，已知其材料为HT300,箱体的外形尺寸（长×宽×高）为：

690mm×520mm×355mm，试为该箱体前壁

160K6mm通孔选择加工方案。

该孔长度为95mm，表面粗糙度Ra要求为0.4

m，圆度公差要求为0.006mm。

第四章机械加工质量及其控制

4-1什么是主轴回转精度？

为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床床头箱中中的顶尖则是随工件一起回转的？

4-2在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动）,试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。

4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？

4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为

60mm、长度为150mm的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。

4-5在车床上精车一批直径为

60mm、长为1200mm的长轴外圆。

已知：

工件材料为45钢；切削用量为：

m/min,

=0.4mm,f=0.2mm/r;刀具材料为YT15。

在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后，试计算由刀具尺寸磨损引起的加工误差值。

4-6成批生产图4-57所示零件，设A、B两尺寸已加工好，今以底面定位镗E孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。

4-7按图4-58所示定位方案插键槽。

已知：

外圆直径

内孔直径

，两者同轴度公差为t,E面至外圆中心的尺寸为

。

要求保证尺寸B、C及槽对孔中心线的对称度e。

试计算工序尺寸B及键槽宽C对孔中心线对称度要求e的定位误差。

4-8在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别产生了如图4-59所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的主要原因。

4-9在外圆磨床上磨削图4-60所示轴类工件的外圆

，若机床几何精度良好，试分析磨外圆后A-A截面的形状误差，要求画出A-A截面的形状，并提出减小上述误差的措施。

4-10已知某车床的部件刚度分别为：

主轴=5000N/mm；

刀架=23330N/mm，

尾座=34500N/mm。

今在该车床上采用前、后顶尖定位车一直径为

的光轴，其径向力Fp=3000N，假设刀具和工件的刚度都很大，试求：

1）车刀位于主轴箱端处工艺系统的变形量；2）车刀处在距主轴箱1/4工件长度处工艺系统的变形量；3）车刀处在工件中点处工艺系统的变形量；4）车刀处在距主轴箱3/4工件长度处工艺系统变形量；5）车刀处在尾架处工艺系统的变形量。

完成计算后，画出加工后工件的纵向截面形状。

4-11按图4-61a的装夹方式在外圆磨床上磨削薄壁套筒A，卸下工件后发现工件成鞍形，如图4-61b所示，试分析产生该形状误差的原因。

4-12在卧式铣床上按图4-62所示装夹方式用铣刀A铣键槽，经测量发现，工件右端处的槽深大于中间的槽深，且都比未铣键槽前调整的深度浅。

试分析产生这一现象的原因。

4-13什么是误差复映？

误差复映系数的大小与哪些因素有关？

4-14在车床上车一短而粗的轴类工件。

已知：

工艺系统刚度

系统=20000N/mm，毛坯偏心e=2mm,毛坯最小背吃刀量

。

问第一次走刀后，加工表面的偏心误差是多大？

至少需要切几次才能使加工表面的偏心误差控制在0.01mm以内？

4-15为什么提高工艺系统刚度首先要从提高薄弱环节的刚度入手？

试举一实例说明。

4-16如果卧式车床床身铸件顶部和底部残留有压应力，床身中间残留有拉应力，试用简图画出粗刨床身底面后床身底面的纵向截面形状，并分析其原因。

4-17图4-63所示板状框架铸件，壁3薄，壁1和壁2厚，用直径为D的立铣刀铣断壁3后，毛坯中的内应力要重新分布，问断口尺寸D将会发生什么样的变化？

为什么？

4-18在转塔车床上加工一批套筒的内孔和外圆，问内外圆同轴度误差服从什么分布？

4-19用调整法车削一批小轴的外圆，如果车刀的热变形影响显著，使画出这批工件尺寸误差分布曲线的形状，并简述其理由。

4-20车一批外圆尺寸要求为

的轴。

已知：

外圆尺寸按正态分布，均方根偏差

，分布曲线中心比公差带中心大0.03mm。

试计算加工这批轴的合格品率及不合格品率。

4-21在自动车床上加工一批轴件，要求外径尺寸为

mm，已知均方根偏差

，试求此机床的工序能力等级？

4-22为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏？

4-23试以磨削为例，说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。

4-24加工后，零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力？

4-25什么是回火烧伤？

什么是淬火烧伤？

什么是退火烧伤？

为什么磨削加工容易产生烧伤？

4-26在外圆磨床上磨削光轴外圆时，加工表面产生了明显的振痕，有人认为是因电动机转子不平衡引起的，有人认为是因砂轮不平衡引起的，怎样判别哪一种说法是正确的？

4-27什么是再生型切削颤振？

为什么说在金属切削过程中，除了极少数情况外，刀具总是部分地或完全地在带有振纹的表面上进行切削的？

4-28为什么在机床加工中发生自激振动前总需有偶然性干扰作前导？

机床加工中一旦有偶然性干扰出现就一定会有自激振动产生吗？

第五章工艺规程设计

5-1什么是工艺过程？

什么是工艺规程？

5-2试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。

5-3拟定工艺路线需完成哪些工作？

5-4试简述粗、精基准的选择原则，问什么粗基准通常只允许用一次？

5-5加工图5-69所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有

符号的为加工面，其余为非加工面）？

图a、b、c所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；图d所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。

5-6为什么机械加工过程一般都要划分为几个阶段进行？

5-7试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？

5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？

5-9试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？

5-10图5-70所示尺寸链中（图中Ao、Bo、Co、Do是封闭环），那些组成环是增环？

那些组成环是减环？

5-11试分析比较用极限法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异同。

5-12图5-71a为一轴套零件图，图5-71b为车削工序简图，图5-71c给出了钻孔工序三种不同定位方案的工序简图，要求保证图图5-71a所规定的位置尺寸（10

）mm的要求。

试分别计算工序尺寸A1、A2与A3的尺寸及公差。

为表达清洗期间，图中只标出了与计算工序尺寸A1、A2、A3有关的轴向尺寸。

5-13图5-72为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸

和键槽深t=

。

其工艺过程为;1）车外圆至

；2）铣键槽槽深至尺寸H；3）热处理；4）磨外圆至尺寸

。

试求工序尺寸H及其极限偏差。

5-14加工图5-73a所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸

和

mm。

图5-73b,c是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A1、A2、A3及其极限偏差。

5-15图5-74是终磨十字轴端面的工序草图。

图a是磨端面A工位，它以O1O1轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度

、以O2O2轴外圆支承在长V形块上限制自由度

、

、

、

，要求保证工序尺寸C。

图b是磨端面B工位，要求保证图示工序尺寸。

已知轴径d=

试求工序尺寸C及其极限偏差。

5-16什么是生产成本、工艺成本？

什么是可变费用、不变费用？

在市场经济条件下，如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案？

5-17试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义。

5-18应用JLBM-1分类编码系统为图5-75所示零件进行编码，并将其转换为零件特征举证。

5-19试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。

5-20在认真分析图5-76所示车床尾座装配关系的机床上绘制车床尾座部件的装配工艺系统图，标准件编号自定。

5-21什么是完全互换装配法？

什么是统计互换装配法？

试分析其异同，各适用于什么场合？

5-22由于轴孔配合，若轴径尺寸为

，孔径尺寸为

，设轴径与孔径的尺寸均按正态分布，且尺寸分布中心与公差带中心重合，试用完全互换法和统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极偏差。

5-23图5-77所示减速器某轴结构的尺寸分别为：

A1=40mm、A2=36mm、A3=4mm；要求装配后齿轮端部间隙A0保持在0.10～0.25mm范围内，如选用完全互换法装配，试确定A1、A2、A3的极限偏差。

5-24图5-78所示为车床横刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证横刀架座在床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.1～0.3mm范围内，如选用修配法装配，试确定图示修配环A与其它有关尺寸的基本尺寸和极限偏差。

5-25图5-79所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有A0=0.3～0.5mm的间隙。

已知：

A1=

（标准件），A2=

（标准件）,

。

如采用固定调整法装配，试确定固定调整环B的分组数和分组尺寸。

第六章机床夹具设计

6-1机床夹具有哪几部分组成？

各有何作用？

6-2为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明。

6-3图6-53所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2和固定短V形块3。

试分析图6-53所示定位方案的合理性并提出改进方法。

6-4试分析图6-54种各定位元件所限制的自由度数。

6-5图6-55所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸

，试分别计算图6-55b、c两种定位方案的定位误差。

6-6图6-56所示活塞以底面和止口定位（活塞的周向位置靠拨活塞销孔定位），镗活塞销孔，要求保证活塞销孔轴线相对于活塞轴线的对称度为0.01mm,已知止口与短销配合尺寸为

H7/f6mm,试计算此工序针对对称度要求的定位误差。

6-7按图6-57所示定位方式铣轴平面，要求保证尺寸A。

已知：

轴径d=

mm,B=

。

试求此工序的定位误差。

6-8图6-58所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸

。

已知：

。

若不计内孔与外圆同轴度误差的影响试求此工序的定位误差。

6-9按图6-59所示方式定位加工孔

，要求孔对外圆的同轴度公差为

。

已知：

。

试分析计算此定位方案的定位误差。

6-10已知切削力F，若不计小轴1、2的摩擦损耗，试计算图6-60所示夹紧装置作用在斜楔左端的作用力FQ。

6-11图6-61所示气动夹紧机构，夹紧工件所需夹紧力FJ=2000N，已知：

气压

，各相关表面的摩擦系数

，铰链轴

处摩擦损耗按5%计算。

问需选用多大缸径的气缸才能将工件夹紧？

6-12试分析比较可调支承、自位支承和辅助支承的作用和应用范围。

6-13钻床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？

车床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？

6-14铣刀相对于铣床夹具的位置是根据什么确定的？

试校核图6-49所示铣床夹具所标尺寸（

）mm的正确性。