机械制造.docx

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机械制造

一．填空题

1、获得零件尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法。

2、加工细长轴时，又刀具热变形引起的工件误差属于变值系统性误差。

3、基准位移误差是定位基准相对于起始基准发生位移造成的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

4、工序尺寸的公差带一般取入体方向，而毛坯尺寸的公差带一般取双向分布。

5、为减少毛坯形状造成的误差复映，可用如下三种方法，分布是：

增大系统刚度，减少毛坯误差，多次加工。

6、安装是指定位和夹紧过程的总和。

7、钻削时，主运动是钻头的旋转运动，进给运动是钻头的轴向移动，铣削时，铣刀的旋转运动是主运动，工件的直线移动是进给移动。

8、主切削刃是指刀具前刀面与主后刀面的交线。

9、典型的切削种类有带状、挤裂、单元、崩碎四种。

10、总切削力可分解主切削力、径向力、轴向力三个分力。

11、切削热来源于切削层金属的弹、塑性变形和切屑与刀具间的摩擦。

12、刀具磨损一般经历初期，正常，急剧三个阶段

13、车削刚性较差的细长轴时，车刀主偏角应选用90°为宜，主要是为减少径向力的大小

14、圆周铣削的两种铣削方式中,逆铣时切入工件时切削厚度最小,切出时的切削厚度最大;顺铣切入工件时的切削厚度最大,切出时的切削厚度最小 。

15、切削用量三要素对切削温度的影响的顺序：

切削速度>进给量>背吃刀量。

16、卧式车床主参数是床身上工件最大回转直径。

17、工艺系统是指由：

机床、刀具、夹具、工件所构成的封闭系统。

18、机床夹具通常主要包括定位装置、夹紧装置、对刀和导向装置、夹具体和连接元件等部分组成。

19、定位基准精基准的选择原则是：

基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则。

所选用精基准，应保证工件装夹稳定可靠，夹具结构简单，操作方便。

20、工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位。

21、工艺基准按用途可分为：

调刀基准、定位基准、测量基准和装配基准。

22、工件以外圆表面定位时，常用的定位方式有：

定心定位和支承定位。

23、确定工序余量的方法有：

分析计算法、经验估计、查表法。

24、切削过程的三个变形区是指剪切面、切屑与前面接触区，后面与过渡表面接触区。

27、机床常用的技术性能指标包括：

机床的工艺范围、机床的技术参数。

28、钻套的种类包括固定钻套、可换钻套、特殊钻套。

29、零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度，几何形状精度，表面相互位置精度。

30、主轴回转误差的基本形式有径向圆跳动，纯轴向窜到和钝角度摆动。

33、生产中常用的切削液可以分为以下三类水溶液、乳化液和切削油。

34、达到装配精度的方法有：

完全互换法、选配法，修配法、调整法等四种。

35、机械加工中获得形状精度的方法有三种分别为轨迹法、成形法、展成法。

36、误差统计分析法中常用的有分布曲线法和点图法。

37、机床的运动分为表面形成运动和辅助运动。

38、车床的车身导轨误差共有三个项目。

分别是在垂直平面内的直线度、在水平面内的直线度和前后导轨的平行度（扭曲）。

39、选择定位粗基准要考虑使各加工面都有一定的和比较均匀的加工余量，保证加工面与非加工面的相互位置精度。

40、夹紧装置主要由力源装置、中间传力机构、夹紧元件三部分组成。

二、选择题。

1-1构成工序的要素之一是

（1）。

1同一台机床②同一套夹具③同一把刀具④同一个加工表面

1-2目前机械零件的主要制造方法是

（1）。

①材料成形法②材料去除法③材料累加法④材料复合法

1-3快速原型制造技术采用（3）方法生成零件。

①仿形②浇注③分层制造④晶粒生长

1-4进给运动通常是机床中（3）。

1切削运动中消耗功率最多的运动②切削运动中速度最高的运动

③不断地把切削层投入切削的运动④使工件或刀具进入正确加工位置的运动

1-6在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是

（1）。

①砂轮的回转运动②工件的回转运动③砂轮的直线运动④工件的直线运动

1-7在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动

（2）。

1均由工件来完成②均由刀具来完成

③分别由工件和刀具来完成④分别由刀具和工件来完成

1-8背吃刀量

是指主刀刃与工件切削表面接触长度（4）。

1在切削平面的法线方向上测量的值

②正交平面的法线方向上测量的值

③　在基面上的投影值

④在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值

1-9在背吃刀量

和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（3）。

1刀具前角②刀具后角③刀具主偏角④刀具副偏角

1-10垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（3）。

1切削深度②切削长度③切削厚度　④切削宽度

1-11锥度心轴限制（4）个自由度。

①2②3③4④5

1-12小锥度心轴限制（3）个自由度。

①2②3③4④5

1-13在球体上铣平面，要求保证尺寸H（习图2-1-13），必须限制

（1）个自由度。

①1②2③3④4

1-14在球体上铣平面，若采用习图2-1-14所示方法定位，则实际限制（3）个自由度。

①1②2③3④4

1-15过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（4）个自由度。

①2②3③4④5

1-16普通车床的主参数是（4）。

①车床最大轮廓尺寸②主轴与尾座之间最大距离③中心高④床身上工件最大回转直径

1-17大批大量生产中广泛采用

（2）。

1通用夹具②专用夹具③成组夹具④组合夹具

1-18通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（3）。

①切削平面②进给平面③基面④主剖面

1-19在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为

（1）。

①前角②后角③主偏角④刃倾角

1-20刃倾角是主切削刃与

（2）之间的夹角。

①切削平面②基面③主运动方向④进给方向

1-21车削加工时，车刀的工作前角

（1）车刀标注前角。

——（对应知识点2.6.4）

①大于②等于③小于④有时大于、有时小于

1-22用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为

（1）。

1YT30②YT5③YG3④YG8

1-3原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（4）。

①机床误差②夹具误差③刀具误差④工艺系统误差

1-4误差的敏感方向是（3）。

①主运动方向②进给运动方向③过刀尖的加工表面的法向④过刀尖的加工表面的切向

1-6精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的

（2）。

①1/10～1/5②1/5～1/3③1/3～1/2④1/2～1

1-7镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是

（1）。

①轴承孔的圆度误差②主轴轴径的圆度误差③轴径与轴承孔的间隙④切削力的大小

1-8在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能原因是

（2）。

1车床主轴径向跳动②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③刀尖与主轴轴线不等高

④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

1-9在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（4）。

1提高主轴回转精度②降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度③提高装夹稳定性

④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴

1-10为减小传动元件对传动精度的影响，应采用

（2）传动。

2升速②降速③等速④变速

1-11通常机床传动链的

（2）元件误差对加工误差影响最大。

①首端②末端③中间④两端

1-12工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（4）。

①之和②倒数之和③之和的倒数④倒数之和的倒数

1-15误差复映系数与工艺系统刚度成

（2）。

①正比②反比③指数关系④对数关系

1-16车削加工中，大部分切削热（4）。

①传给工件②传给刀具③传给机床④被切屑所带走

1-17磨削加工中，大部分磨削热

（1）。

1传给工件②传给刀具

③传给机床④被磨屑所带走

1-18为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（4）。

①加大截面积②减小长径比③采用开式结构④采用热对称结构

1-19工艺能力系数与零件公差

（1）。

1成正比②成反比③无关④关系不大

1-20外圆磨床上采用死顶尖是为了（3）。

1消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响②消除导轨不直度对加工精度的

③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响

④提高工艺系统刚度

1-1重要的轴类零件的毛坯通常应选择

（2）。

1铸件②锻件③棒料④管材

1-2普通机床床身的毛坯多采用

（1）。

①铸件②锻件③焊接件④冲压件

1-3基准重合原则是指使用被加工表面的

（1）基准作为精基准。

2设计②工序③测量④装配

1-4箱体类零件常采用

（2）作为统一精基准。

①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔

1-5经济加工精度是在（4）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工

1-6铜合金7级精度外圆表面加工通常采用（3）的加工路线。

①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨

1-7淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（4）。

1粗车—半精车—精车②粗车—半精车—精车—金刚石车

③粗车—半精车—粗磨④粗车—半精车—粗磨—精磨

1-8铸铁箱体上φ120H7孔常采用的加工路线是

（1）。

①粗镗—半精镗—精镗②粗镗—半精镗—铰

③粗镗—半精镗—粗磨④粗镗—半精镗—粗磨—精磨

1-9为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在

（1）进行。

①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前

1-10工序余量公差等于

（1）。

①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和

②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差

③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一

④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一

1-11直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（3）。

①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和

②增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和

③增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和

④增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和

1-12直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于（4）。

①各组成环中公差最大值②各组成环中公差的最小值

③各组成环公差之和④各组成环公差平方和的平方根

1-15工艺路线优化问题实质上是

（1）问题。

①寻找最短路径②寻找最长路径③寻找关键路径④工序排序

1-1装配系统图表示了

（1）。

1装配过程②装配系统组成

③装配系统布局④机器装配结构

1-2一个部件可以有

（1）基准零件。

①一个②两个③三个④多个

1-3汽车、拖拉机装配中广泛采用

（1）。

①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法

1-4高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（3）。

①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法

1-5机床主轴装配常采用

（1）。

①完全互换法②大数互换法③修配法④调节法

1-6装配尺寸链组成的最短路线原则又称（3）原则。

①尺寸链封闭②大数互换③一件一环④平均尺寸最小

1-7修选配法通常按

（1）确定零件公差。

2经济加工精度②零件加工可能达到的最高精度③封闭环④组成环平均精度

1-8装配的组织形式主要取决于（4）。

2产品重量②产品质量③　产品成本④生产规模

1-9牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。

这属于

（2）。

2选配法②修配法③调节法④试凑法

2-60一个大平面和两个圆柱销定位会引起（4）

1欠定位，2.完全定位3.不完全定位4.过定位

三、分析题

1.习题2-4-5所示为在车床上车孔示意图，试在图中标出刀具前角，后角、主偏角、副偏角和刃倾角

2.试分析习图2-4-9所示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？

如何改进？

（1）螺纹左端无倒角，右端无退刀槽，应增加倒角和退刀槽

（2）锥面与圆柱面连接处应加退刀槽

（3）右端圆柱面右端应加倒角，与大圆柱面右端连接处应加退刀槽

（4）两键槽宽带应一致，且方位也应一致

3.图示零件加工时应如何选择粗精基准，（标有符号为加工面，其余为非加工面）并简要地说明理由。

（图a、b要求保持壁厚均匀，图c、d所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。

）

（1）.图a中以不加工面作粗基准，以孔做精基准、这样可保证壁厚均匀,保证孔与外圆的同轴度。

（2）.图b中以不加工面小端外圆作粗基准，以孔做精基准，可保证壁厚均匀。

（3）.图c中以孔作粗基准，以小外圆为精基准，可简化夹具制造，保证孔加工余量均匀。

。

（4）.以轴承孔作粗基准，以底面作精基准，可保证轴承孔加工余量均匀。

4、在铣床上加工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1所示。

已知铣床工作台面与导轨的平行度误差为0.05/300，夹具定位V型块夹角α=90度，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺为20±0.05mm，试分析计算加工后键槽底面对工件轴线的平行度误差。

（只考虑上述因素影响，忽略两轴颈与35mm外圆的同轴度误差）。

答案：

键槽底面对Φ35mm下母线之间的平行度误差由三项组成：

①铣床工作台面与导轨的平行度误差：

0.05/300。

②夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误差）：

0.01/150。

③工件轴线与交点A的连线的平行度误差。

为此，首先计算Φ20±0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：

Δ0=0.7xTd=0.7x0.1=0.07mm

可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

0.07/150

最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：

Δp=0.05/300+0.01/150+0.07/150=0.21/300

5.在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为Φ12±0.01。

现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X=11.99，均方根偏差为S=0.003。

试：

①画出销轴外径尺寸误差的分布曲线。

②计算该工序的工艺能力系数。

③估计该工序的废品率。

分析产生废品的原因，并提出解决方法。

答案：

1..分布图。

②.工艺能力系数：

Cp=0.2/（6x0.003）=1.1

③.废品率越50%。

④.产生废品是主要原因是存在较大的常值系统误差，可能是砂轮位置调整不当所致。

改进办法是重新调整砂轮位置。

6.在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为

mm。

若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为σ=0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03mm。

试计算不合格品率。

已知Q（2.3）=0.4993，Q（3）=0.49865，Q

（1）=0.3413，Q（0.8）=0.2881。

表

（x-|x）/σ--3.2--3--2--1--0.8。

F---0.4993—0.49865—0.4772—0.3413—0.2881。

解：

（1）求QA

ZA=XA/σ=（0.5T+Δ）/σ=（0.5x0.1+0.03）/0.025=3.2

查表QA=0.4993

（2）求QB

ZB=XB/σ=（0.5T-Δ）/σ=（0.5x0.1-0.03）/0.025=0.8

查表QA=0.2881

合格率Q合=QA+QB=0.4993+0.2881=78.74%

废品率Q废=1-78.74%=21.26%

画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.26%。

7.在两台相同的自动车床加工一批小轴外圆，要求保证直径Φ11±0.02mm，第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值|X1=11.005mm，均方差σ1=0.004mm。

第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且|X2=11.015mm，均方差σ2=0.0025mm。

试求：

（1）指出那台机床的工序精度高？

（2）计算并比较哪台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进的办法。

注表：

（x-|x）/σ—1—1.5—2—2.5—3

F—0.3431—0.4332—0.4772—0.4983—0.5

解：

（1）σ2<σ1，第二台机床工序精度高。

（2）机床1：

3σ1=3x0.004=0.012

11.005-3σ1≦尺寸分布≦11.005+3σ1

废品率为0

机床2：

3σ2=3x0.0025=0.0075

11.015-3σ2≦尺寸分布≦11.015+3σ2>11.02，

即有可修废品产生。

（x-|x）/σ2=（11.02-11.015）/0.0025=2

查表得F

（2）=0.4772，

废品率为：

0.5-0.4772=0.0228=2.28%。

机床1废品率为0，机床2废品率为2.28%，可调整刀具使|x2=11，消除废品。

9.图5-4-4所示轴承座零件，Φmm孔已加工好，现欲测量尺寸75±0.05。

由于该尺寸不好直接测量，故改测尺寸H。

试确定尺寸H的大小及偏差。

尺寸75±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸75±0.05是间接得到的，

10.根据下列加工示意图的定位方案，分别说明各定位元件限制工件的哪些自由度。

（1）三爪卡盘和中心架

限制自由度为Y轴移动、转动，Z轴移动、转动。

即三爪1：

YZ移动，中心架2：

YZ转动。

（2）平面、圆销和活动削边销。

限制自由度为XYZ轴移动、转动。

即，平面：

X移动YZ转动，圆销：

YZ移动，削边销：

X转动。

（3）定位板、圆销和活动定位件

限制自由度为XYZ移动、转动。

即，定位板：

Z移XY转，圆销：

XY移，活动定位件：

Z转。

（4）划线找正

限制自由度为XY转动，Z移动。

即，定位支承：

XY转Z移

12.已知车床车削工件外圆时的k系=15000N/mm，毛坯偏心e=2mm，毛坯最小背吃刀量ap2=1mm，C=CyfyHBSn=1500N/mm，问：

（1）毛坯最大背吃刀量ap1=？

（2）第一次走刀后，反映在工件上的残余偏心误差△x1多大？

（3）第二次走刀后的△x2多大？

（4）若其它条件不变，让k系=10000N/mm，求△x1、△x2各为多大？

并说明k系对残余偏心的影响规律。

（a）e=（ap1-ap2）/2=（ap1-1）/2=2，最大背吃刀量ap1=5mm。

（b）ε=c/k系=1500/20000=0.075，第一次走刀后，反映在工作上的残余偏心误差

△x1=0.075x2=0.015mm

（c）第二次走刀后的△x2=0.075x0.15=0.01125mm

（d）第三次走刀后：

0.001125x0.075=0.00084375

（e）若其它条件不变，让k系=10000N/mm，

ε=c/k系=1500/10000=0.15，

△x1=0.15x2=0.3mm，△x2=0.15x0.3=0.045mm

0.045x0.15=0.00675，

（f）k系对残余偏心的影响规律是k系越大，对残余偏心纠正能力越大。

13.如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已加工完毕。

试求：

当以B面定位钻直径为Φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。

（要求画出尺寸链图，指出封闭环，增环和减环）

书本219页-5-26

14.车刀按图a方式安装加工时如有强烈震动发生，此时若将刀具反装（图b）、或采用前后刀架同时车削（图c）、或设法将刀具沿工件旋转方向转过某一角度装夹在刀架上（图d），加工中的振动就可能会减弱或消失，试分析其原因。

（a）强烈震动的原因：

工艺系统刚度差。

（b）升高刀具位置和改变工件转向，可以削弱自激振动。

（c）采用对刀切削，使径向切削力相互抵消，工艺系统刚度明显提高。

（d）增大实际工作前角，降低切削时产生的切削力，从而减少震动。

16.在某车床上加工一根长1630mm的丝杆，要求加工成8级精度，其螺距累积误差具体要求为：

在25mm长度不大于18μm，在100mm长度不大于25μm，在300mm长度上不大于35μm；在全长上不大于80μm。

在精车螺纹时，若机床丝杠的温度比室温高2°C，工件丝杠的温度比室温高7°C，从工件热变形的角度分析，精车后丝杠能否满足预定的加工要求？

1.从工件热变形物理公式可知：

ΔL=αLΔT=12xx1632x（7-2）=0.09792mm>80μm

2.精车后丝杆不能满足预定的加工要求。

（书本练习6-16）17.图示齿轮轴截面图，要求保证轴径Φmm和键槽深t=

mm。

其工艺过程为：

（1）车外圆至Φmm；

（2）铣键槽槽深至尺寸H;（3）热处理：

（4）磨外圆至尺寸Φmm。

试求工序尺寸H及其极限偏差。

（要求画出尺寸链图，指出封闭环，增环和减环）。

（1）建立工艺尺寸链，t为封闭环

封闭环—t—4—0.16—0

0.16=+0.012+ESH-（-0.05），ESH=+0.098

0=0.004+EIH-0，EIH=-0.004

H=mm

8.习图5-4-2所示（a）为一轴套零件，尺寸

mm和

mm已加工好，（b）（c）（d）为钻孔加工时三种定位方案的简图。

试计算三种定位方案的工序尺寸A1、A2和A3。

答案：

（1）图b：

基准重合，定位误差ΔDW=0，A1=10±0.1mm；

（2）图c：

尺寸A2，10±0.1和

构成一个尺寸链（见习解图5X4-2c），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A2和

是组成环，且A2为增环，

为减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：

10=A2-8，→A2=18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：

0.1=ESA2-（-0.05），→ESA2=0.05mm

-0.1=EIA2-0，→EIA2=0.1mm。

故：

A2=mm

（3）图d：

尺寸A3，10±0.1，

和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A3，

和

是组成环，且

为增环，A3和

为减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：

10=38－（A3+8），→A3=28mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：

0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3=-0.05mm;