机械制造学复习题及参考答案知识讲解.docx
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机械制造学复习题及参考答案知识讲解
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案
机械制造学
一、填空题
1.切削运动按其作用不同，分为和。
2.切削要素包括和。
3.切削层横截面要素是指切削层的横截面尺寸，包括、以
及三个要素。
4.任何刀具都由和组成。
5.用来确定刀具几何角度的参考系有和两类。
6.目前最常用的刀具材料是和。
7.切屑形态主要有、、和四种类型。
8.通常用、和作为衡量切屑变形程度的指标。
9.刀屑接触区分为粘结区和滑动区两部分，在粘结区内的摩擦为，而在滑动区内的摩擦为。
10.在切削条件中影响积屑瘤的主要因素是、、以及。
11.影响切削变形的主要因素有、、和。
12.切削力来自与。
13.测力仪是测量切削力的专用仪器，常用的测力仪有和两种。
14.影响切削力的主要因素是、和。
15.刀具磨损的形式分为和两类。
16.按照磨损部位的不同，正常磨损分为、和三种形式。
17.刀具的磨损过程分为、和三个阶段。
18.金属切削加工中，常用的切削液分为、和三大类。
19.切削用量的优化主要是指和的优化组合。
20.某车床型号为CA6140，其最大工件车削直径为mm。
21.为了实现加工过程中的各种运动，机床必须具备、和三个基本部分。
22.通常传动链中包括和两类传动机构。
23.为实现一个复合运动，必须油一条和一条或几条。
24.无心磨削有和两种。
25.砂轮磨料根据其颗粒大小分为和两类。
26.齿轮的切削加工方法按其成形原理可分为和两大类。
27.齿轮滚刀实际上就是一个；剃齿刀实质上就是一个高精度的。
28.滚刀安装时，安装角在数值上等于滚刀的。
29.麻花钻的刀柄是钻头的夹持部分，有和两种。
30.坐标镗床用于孔本身精度及位置精度要求都很高的加工。
31.毛坯主要有、、、和五种。
32.工艺基准根据其使用场合的不同，可以分为、、以
及四种。
33.在机械加工中，引起工艺系统热变形的热源主要来自和两个方面。
34.影响加工精度的误差因素按其性质分为和两类。
35.零件表面层的几何形状特征主要由、、以
及四个部分组成。
36.目前世界各国的CAPP系统主要用于零件，而且多应用于单件小批量生产类型。
37.选配法分为、和三种。
38.修配法可以分为、和三种。
39.工件的装夹方法有装夹法和装夹法两种。
40.按照夹具的通用特性分类，我国常用的夹具有、、、组合夹具和自动线夹具等五大类。
41.按照夹具夹紧动力源分类，可将夹具分为和两大类。
42.夹紧装置由、和三部分组成。
43.常用的夹紧机构有、和三大类。
44.车床常用通用夹具有、和三种。
45.铣床夹具按照使用范围，可分为、和三类。
46.T形槽系列组合夹具按其尺寸系列分为、和三种。
47.模块化夹具是一种柔性化夹具，通常由和其他模块元件组成。
48.外圆面的常用加工方法由、和。
49.根据工件的装夹状况，普通外圆磨削分为和两类。
50.平面铣削按铣刀切削方式不同，可以分为和两种。
51.曲面按照其几何特征，一般分为、和三种类型。
52.电火花加工中常用的工作液有、和等。
53.快速成形技术主要用于和。
54.某槽宽度尺寸为
，按照入体原则标注方法，可将尺寸表示为。
55.某孔直径为
，按照入体原则标注方法，可将尺寸表示为。
56.某轴直径为
，按照入体原则标注方法，可将尺寸表示为。
二、判断题（在括号内打“√”或“Х”）
1.一般切削加工中，主运动只有一个，进给运动也只有一个。
（）
2．由切削平面
、基面
和正交平面
组成的参考系是目前生产中最常用的刀具标注角度参考系。
（）
3．碳素工具钢刃磨时能获得锋利的刃口，有“锋钢”之称。
（）
4．立方氮化硼的硬度仅次于金刚石的硬度，其化学惰性比金刚石好得多。
（）
5．金属切削过程中，第二变形区指的是刀－工件接触区。
（）
6．切屑形成过程是指切削层金属在刀具切削刃和前刀面作用下，经受挤压而产生剪切滑移变形的过程。
（）
7．四种其切屑类型中，单元切屑的切屑过程最常见，而崩碎切屑只出现在脆性材料切削过程中。
（）
8．切削塑性材料时，在有积屑瘤的切削速度范围内，切削速度通过积屑瘤来影响切削变形。
（）
9．计算刀具强度的主要依据是主切削力。
（）
10．刀具几何参数中，前角
对切削力的影响最大。
（）
11．在切削加工中，切削变形与摩擦所消耗的能量几乎全部转换为热能。
（）
12．刀具在急剧磨损阶段到来之前就应更换新刀或新刃。
（）
13．实际生产中，在使刀具寿命降低较少而又不影响生产率的前提下，应尽量选取较大的切削深度和较小的切削速度。
（）
14．一般磨削加工常用乳化液作为切削液，而不使用水溶液作为切削液。
（）
15．在精密机床上加工工件时，可以使用含硫的切削液。
（）
16．加工很硬的材料时，为提高刀具寿命，应选择较小的主偏角。
（）
17．刃倾角
大于零时，切屑流向待加工表面。
（）
18．精加工时，宜选用正的刃倾角，可避免切屑流向已加工表面，保证已加工表面不被切屑碰伤。
（）
19．从刀具寿命出发选择切削用量参数时，首先选择大的进给量
，其次选择大的背吃刀量
，最后再根据已定的刀具耐用度T确定合理的切削速度
。
（）
20．精加工时，合理的进给量
应是工艺系统所能承受的最大进给量。
（）
21．加工铝合金、铜合金的切削速度
低于加工钢的
。
（）
22．断续切削时，为减小冲击和热应力，应适当降低切削速度
。
（）
23．车床上使用的刀具主要是各种车刀，还可采用钻头和铰刀。
（）
24．弯头车刀用于车削外圆、端面或倒角，一般主、副偏角均为45°。
（ ）
25.采用内孔车刀,可以车削盲孔、切割凹槽和倒角。
（）
26．硬质合金可转位车刀的刀片可以是多边形，但不可以是圆形。
（）
27．磨粒粒度对生产率和表面粗糙度有很大影响，一般粗加工要求磨粒粒度号大，精加工要求磨粒粒度号小。
（）
28．砂轮磨粒在砂轮体积中所占比例越大，砂轮的组织越紧密，气孔越小。
（）
29．渐开线齿轮基圆越大，渐开线越弯曲。
（）
30．龙门铣床可以加工各类大型、重型工件上的平面和沟槽，但不可以进行斜面和内孔的加工。
（）
31．T形槽可以通过刨削的方式加工。
（）
32．一道工序只有一个工步。
（）
33．粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。
（）
34．对于结构简单的产品，可以采用工序集中的原则。
（）
35．对于刚性较差且精度高的精密工件，工序应适当分散。
（）
36．一般来说，零件的加工精度越高，加工成本越高，生产率也越高。
（）
37．零件表面层的加工硬化越严重，零件的耐疲劳性越好。
（）
38．工件以平面支承定位时，其基准位移误差
为零。
（）
39．盖板式钻模结构简单，一般多用于加工大型工件上的小孔。
（）
40．与无心磨削相比，中心磨削的尺寸精度较好。
（）
41．无心磨削不能改变工件原有的位置误差。
（）
42．拉削只可加工工件内表面，不可以加工工件外表面。
（）
43．镗孔可以在镗床上进行，也可以在车床或铣床上进行。
（）
44．超精密加工一般是指工件尺寸公差为10
－0.1
，表面粗糙度值
0.1
以下的加工方法。
（）
三、名词解释
1．磨削烧伤
2．误差复映
3．超精加工
4．成组技术
5．机械加工工艺规程
6．时间定额
7．机械加工精度
8．接触刚度
四、计算题
1.图4-1所示为一螺纹进给传动链，已知工件螺纹导程L＝4mm，机床丝杠的导程P＝12mm，a、b齿轮的齿数总和为64，c、d齿轮的齿数总和为72，试确定交换齿轮变速机构的换置公式
。
图4-1
2．加工如图4－2所示零件，要求保证尺寸6
0.1mm。
但该尺寸不便测量，要通过测量尺寸L来间接保证。
试采用列竖式的方法计算测量尺寸L及其上、下偏差。
图4－2
3．如图4-3所示小轴的部分工艺过程为：
车外圆至
mm，铣键槽深度为
，热处理，磨外圆至
mm。
试采用公式计算的方法，求出保证键槽深度为
mm的铣槽深度
。
图4-3
4．如图4-4所示，一圆盘形工件在V形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方法假定有三种，其相应的工序尺寸为A、B、C，试对这三种不同的尺寸标注方法分别进行定位误差的计算。
图4-4
5．按图4－5所示传动系统完成下列各题（图中
为齿轮式离合器）：
①写出传动路线表达式；
②分析主轴的转速级数；
③计算主轴的最高、最低转速。
图4－5
五、分析题
1．试分析图5－1所示的夹紧方案是否合理？
如不合理，应如何改进？
图5－1
2．判断图5－2中a、b结构的合理性，并简单说明理由。
a）b）
图5－2
3．判断图5－3中a、b结构的合理性，并简单说明理由。
a）b）
图5－3
4．车阶梯轴外圆，采用如图5-4所示的定位方案。
①分别指出各定位元件所限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。
图5－4
5．图5-5所示拨杆零件的加工中，钻φ22H9孔时应选择哪个面作为粗基准？
为什么？
图5－5
六、简答题
1．夹具的柔性化主要表现在哪些方面？
2．试述特种加工与传统切削加工的不同点。
3．“三束加工”指哪些加工方法？
各有哪些应用？
4．何谓工艺过程？
工艺过程包含哪些内容？
5．试分析积屑瘤产生的原因及其对生产的影响。
6．什么是工件材料切削加工性？
用什么指标来衡量工件材料切削加工性？
7．为了实现磨削加工，M1432A型万能外圆磨床需要哪些运动？
8．简述划分加工阶段的原因
参考答案
一、填空题
1.主运动进给运动
2.切削用量切削层横截面要素
3.切削层公称宽度切削层公称厚度切削层公称横截面
4.切削部分夹持部分
5.刀具标注角度参考系刀具工作角度参考系
6.高速钢硬质合金
7.带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑
8.变形系数相对滑移系数剪切角
9.内摩擦外摩擦
10.工件材料切削速度刀具前角切削液
11.工件材料刀具前角切削速度切削厚度
12.变形摩擦
13.电阻式测力仪压电式测力仪
14.工件材料切削用量刀具几何参数
15.刀正常磨损非正常磨损
16.前刀面磨损后刀面磨损前后刀面同时磨损
17.初期磨损阶段正常磨损阶段急剧磨损阶段
18.水溶液乳化液切削油
19.切削速度进给量
20.400
21.执行件运动源传动装置
22.定比传动机构换置机构
23.外联系传动链内联系传动链
24.纵磨法横磨法
25.磨粒磨粉
26.成形法范成法（或展成法）
27.蜗杆螺旋齿轮
28.螺旋升角
29.直柄锥柄
30.孔系
31.铸件锻件焊接件冲压件型材
32.工序基准定位基准测量基准装配基准
33.内部热源外部热源
34.系统误差随即误差
35.表面粗糙度表面波度表面加工纹理伤痕
36.回转体
37.直接选配法分组选配法复合选配法
38.单件修配法合并加工修配法自身加工修配法
39.找正夹具
40.通用夹具专用夹具可调夹具
41.手动夹具机动夹具
42.动力源装置传力机构夹紧元件
43.斜楔夹紧机构螺旋夹紧机构偏心夹紧机构
44.三爪自定心卡盘四爪单动卡盘拨动顶尖
45.通用铣夹具专用铣夹具组合夹具
46.小型中型大型
47.基础件
48.车削磨削光整加工
49.中心磨削无心磨削
50.周铣端铣
51.回转曲面直线曲面立体曲面
52.煤油皂化液去离子水
53.原模制造零件仿制
54.
55.
。
56.
。
二、判断题（在括号内打“T”或“F”）
1.Х
2.√
3.Х
4.√
5.Х
6.√
7.Х
8.√
9.√
10.√
11.√
12.√
13.√
14.Х
15.Х
16.√
17.√
18.√
19.Х
20.Х
21.Х
22.√
23.√
24.√
25.√
26.Х
27.Х
28.√
29.Х
30.Х
31.√
32.Х
33.√
34.Х
35.√
36.Х
37.Х
38.√
39.√
40.Х
41.√
42.Х
43.√
44.Х
三、名词解释
1．答：
在磨削加工中，产生的磨削热使工件表面产生剧烈的温升，出现金相组织的转变，使得表面层金属的硬度和强度下降，产生残余应力甚至引起显微裂纹，这种现象称为磨削烧伤。
）
2．答：
误差复映是指在加工后的工件上出现与毛坯形状相似的误差的现象。
工艺系统刚度越高，加工后复映到被加工表面上的误差越小。
3．答：
超精加工是指利用细粒度油石，在较低的压力和良好的冷却润滑条件下，以快而短促的往复运动，对低速旋转的工件进行振动研磨的一种微量磨削加工方法。
4．答：
成组技术是指将多种零件按其几何形状、尺寸、材料、工艺等方面的相似形分类成零件组（族），并根据各组零件的工艺要求配备相应的机床与工艺装备，采用适当的布置形式，组织成组加工。
5．答：
机械加工工艺规程是将产品或零部件的制造工艺过程和操作方法按一定格式固定下来的技术文件，是在具体生产条件下，本着最合理、最经济的原则编制而成的，经审批后用来指导生产的法规性文件。
6．答：
时间定额是指在一定生产条件下，规定每个工人完成单件合格产品或某项工作所必需的时间。
时间定额是安排生产计划、核算生产成本的重要依据，也是设计、扩建工厂或车间时计算设备和工人数量的依据。
7．答：
机械加工精度是指零件在加工后的几何参数（尺寸大小、几何形状、表面间的相互位置）的实际值与理论值相符合的程度。
机械加工精度包括零件的尺寸精度、形状精度和位置精度。
8．答：
接触刚度是指互相接触的两表面抵抗变形的能力。
提高接触刚度是提高工艺系统刚度的关键。
四、计算题
1.解：
（1）确定传动链的两端件：
主轴－刀架。
（2）计算位移：
主轴旋转1转，刀架移动一个工件螺纹导程L。
（3）根据计算位移以及传动路线中各传动副的传动比，列出运动平衡式：
（4）代入工件螺纹导程和机床丝杆的导程数值，结合两对啮合齿轮的齿数总和，得到：
即交换齿轮的齿数为
a=b=32，c=24，d=48
2．解：
（1）根据题意，可知尺寸6
0.1mm为封闭环。
（2）作出尺寸链图，并判别各环的增减性。
L
尺寸链图
（3）明确尺寸链中的封闭环及各组成环的增减性后，列出计算竖式。
基本尺寸
26
0.05
-0.05
-36
0.06
0
6
0.1
-0.1
（4）根据竖式，得到封闭环基本尺寸及其上下偏差的计算方程：
＋26＋（－36）＝6
＋0.05＋0.06＝0.1
＋（-0.05）＋0＝-0.1
求得：
mm。
3．解：
1）因零件为一小轴，在建立尺寸链时，考虑轴半径上的尺寸变化即可。
尺寸链如下图所示，最下方直线表示轴的中心线。
其中R1=
，R2=
，L0=
。
2）由于尺寸L0由H和R2间接保证，所以L0为封闭环。
3）封闭环L0的基本尺寸及上下偏差的计算公式如下：
L0=H＋R2－R1
ESL0=ESH＋ESR2－EIR1
EIL0=EIH＋EIR2－ESR1
代入数据：
4＝H＋15－15.25
0.2＝ESH＋0.018－（-0.05）
0＝EIH＋0.0075－0
求得：
H=4.25ESH=0.132EIH=-0.0075
所以：
H=
=
（1分）
4．解：
三种情况均采用
形块定心定位，基准位移误差均为：
（1）工序尺寸为A时，工序基准与定位基准重合，
故：
（2）工序尺寸为B时，工序基准是外圆上母线，与定位基准不重合，
与
同时存在且方向相同，
。
故：
（3）工序尺寸为C时，工序基准是外圆下母线，与定位基准不重合，
与
同时存在且方向相反，
。
故：
5．解：
1）传动路线表达式如下：
电动机
1430r/min
—
—
—
—
—
—
－
－
－
－
（主轴）
2）主轴的转速级数：
（级）
3）主轴的最高转速：
主轴的最低转速：
五、分析题
1．答：
图a）所示夹紧方案中，夹紧力作用点没有落在定位元件的支承面内，不合理。
需将夹紧元件左移，使夹紧力落在支承钉的作应范围内。
图b）所示夹紧方案中，夹紧力的作应点设在工件刚性较差处，不合理。
需将夹紧元件移动位置，使压板压在工件两边顶部的凸台位置。
图c）所示夹紧方案中，夹紧力的方向偏离了定位元件的支承面，产生了使工件翻转的力矩，破坏了工件的定位，不合理（2分）。
需将夹紧力作应点移至与定位元件支承面内。
2．答：
b）图合理。
因为b）图中的结构留有退刀槽，可使螺纹清根，操作相对容易，可避免打刀。
3．答：
b）图合理。
因为在轴套上预先加工好注油孔，可消除装配时注油孔部位的机械加工工作量。
4．答：
①前顶尖限制：
X，Y，Z的移动自由度；
后顶尖限制：
X，Y的转动自由度；
三爪卡盘限制：
X，Y的移动自由度。
②有过定位。
③改进：
去掉三爪卡盘；或者去掉前顶尖。
5．答：
应选择φ40mm外圆面作为粗基准。
因为图中要求φ22H9孔与φ40mm外圆面同轴，而φ40mm外圆面为不加工面，遵循粗基准选择的保证相互位置要求的原则，在钻φ22H9孔时，应选择φ40mm外圆面作为粗基准。
六、简答题
1．答：
夹具柔性化主要表现在以下两个方面：
（1）结构的柔性化
结构的柔性化，指广泛采用标准元件的槽系和孔系组合夹具。
（2）夹具设计过程柔性化
夹具设计过程柔性化，指利用计算机技术和人工智能，把工程师设计夹具的过程描述为一个软件系统。
2．答：
特种加工与传统切削加工的不同点主要体现在：
（1）主要依靠机械能以外的能量（电能、化学能、声能、热能等）去除材料，多数属于“熔溶加工”的范畴。
（2）工具硬度可以低于被加工材料的硬度，即“以柔克刚”。
（3）加工过程中，工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
（4）主运动的速度一般都较低。
（5）理论上，某些方法可能成为“纳米加工”的重要手段。
（6）加工后的表面边缘无毛刺残留，微观形貌“圆滑”。
3．答：
“三束加工”指激光束、电子束、离子束。
激光束加工技术应用于打孔、切割、电子器件的微调、焊接、热处理、激光存储、激光制导等各个领域。
电子束加工应用于高速打孔、型面和特殊面加工、蚀刻、焊接、热处理、光刻等领域。
离子束加工应用于刻蚀加工、镀膜加工、离子注入等领域。
4．答：
指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。
工艺过程是生产过程的一部分，可分为毛坯制造、机械加工、热处理、装配等过程。
5．答：
积屑瘤产生的原因：
切屑底层材料在前刀面上粘结并不断层积。
积屑瘤对生产具有积极的影响，如保护刀具、增大前角以减少切削变形并降低切削力、增大切削厚度；积屑瘤对生产也有消极的影响，将增大已加工表面的粗糙度。
6．答：
工件材料切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。
常用的衡量材料切削加工性的指标是
，其含义是：
当刀具寿命为T时，切削某种材料所允许的切削速度。
越高，工件的切削加工性越好。
7．答：
为了实现磨削加工，M1432A型万能外圆磨床需要外磨和内磨砂轮的旋转主运动、工件的旋转进给运动、工件的纵向往复进给运动以及砂轮的横向进给运动。
8．答：
之所以要划分加工阶段，是因为通过划分加工阶段可以达到以下目的：
（1）保证零件加工质量。
使粗加工阶段造成的误差逐渐予以纠正。
（2）有利于合理使用设备。
发挥机床各自特点，提高生产效率，延长精密机床的寿命。
（3）便于及时发现毛坯缺陷。
及时发现缺陷，可以避免后续加工而造成的浪费。
（4）避免损伤已加工表面。
保护精加工表面在加工过程中少受伤或不受伤。
（5）便于安排必要的热处理工序。
使冷、热工序配合更好，避免因热处理带来的变形。
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