机械制造技术基础复习思考题.docx
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机械制造技术基础复习思考题
机械制造技术基础复习思考题
1、什么是制造技术？
制造技术是完成制造活动所需的一切手段的总和，是制造业的技术支柱。
2、机械制造业的发展经历了几个阶段？
①劳动密集型生产方式②设备密集型生产方式③信息密集型生产方式④知识密集型生产方式⑤智能密集型生产方式
3、何为机械加工系统？
机械加工系统是一个典型的制造系统，它由机床、夹具、刀具、被加工工具、操作人员及加工工艺等组成。
4、何为机械加工工序？
机械加工中的每一个工序由什么组成？
一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程称为工序。
它是组成工艺过程的基本单元。
机械加工的每一个工序可细分为安装、工位、工步、走刀等。
5、什么是工位、工步？
工位：
在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置使工件相对机床改变加工位置，每占据一个加工位置称为一个工位。
工步：
在一个工序内，加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的内容称为工步。
6、机械加工的方法有哪些？
机械加工的方法分为材料成形法（质量不变）、材料去除法（质量减少）和材料累加法（质量增加）三种。
7、切削运动可分为哪些运动？
铣削的主运动是什么？
磨削的主运动什么？
金属切削机床的基本运动，按切削时工件与刀具相对运动所起的作用来分，可分为主运动和进给运动。
使刀具与工件产生相对运动，以切除工件上多余的金属的基本运动叫主运动（切削加工中主运动只有一个）。
不断地将多余金属投入切削，以保证切削连续进行的运动叫进给运动（进给运动可以是一个或几个）。
铣削的主运动是刀具的旋转运动；磨削的主运动是刀具的旋转运动。
8、切削要素包括什么？
切削用量又是哪些参数的总称？
切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。
①切削用量是切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）的总称。
切削用量的大小，反映了单位时间内金属切削量的多少，它是衡量生产率的重要参数。
A.切削速度vc单位时间内工件与刀具之间相对移动的距离，即主运动的速度。
单位一般用m/min。
B.进给量f在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向移动的距离。
单位时间内工件在进给运动方向上的相对移动量称为进给速度（vf），单位是mm/s。
C.背吃刀量（切削深度）ap工件上待加工表面和已加工表面间的垂直距离。
②切削层几何参数
A.切削层公称厚度hd垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。
B.切削层公称宽度bD沿过渡表面度量的切削层尺寸。
C.切削层公称横截面积AD切削层在基面内的面积。
且
AD=hd·bD=f·ap
9、常见的力学加工、电物理加工方法有哪些？
力学加工：
超声波加工、喷射加工、喷水加工等。
电物理加工：
电火花成形加工、电火花线切割加工、电子束加工、离子束加工等。
10、“RPM”、“SLS”、“LOM”、“FDM”英文原句是什么？
中文含义是什么？
RPM:
"RapidPrototypeManufacturing"快速原型制造技术
SLS：
"SelectiveLaserSintering"选择性激光烧结技术
LOM:
"LaminatedObjectManufacturing"分层实体制造法
FDM:
"FusedDepositManufacturing"熔化堆积造型法
11、哪些工件表面的母线和导线可以互换？
而哪些工件表面的母线和导线不可以互换？
形成平面、直线成形表面和圆柱面的母线和导线可以互换，圆锥面、螺曲面的母线和导线是不可以互换的。
12、发生线的形成方法有哪些？
①成形法成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
②轨迹法轨迹法是利用刀具作一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法。
③展成法展成法（范成法）是利用工件和刀具作展成切削运动的加工方法。
④相切法相切法是利用刀具边旋转边作轨迹运动来对工件进行加工的方法。
13、相切法和展成法有何区别与联系？
展成法与相切法的区别在于刀尖的运动轨迹不同。
展成法的刀具旋转速度v1和刀具中心的移动速度v2之间彼此关联，满足刀具与工件的纯滚动特定关系，刀刃上的一个点在纯滚动中对工件（发生线）上的对应点进行切削，是一一对应关系；而相切法的刀具旋转速度v1和刀具中心的移动速度v2之间彼此独立，没有特定关系，相切法中刀具的旋转速度v1远远大于其中心的移动速度v2，刀刃上的一个点对工件（发生线）上多个不同的点进行切削，不是一一对应的关系。
展成法可以看成是相切法的一种特例。
14、机床“MG1432A”型号的含义什么？
M类别代号（磨床类）G通用特性（高精度）
1组别代号（外圆磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系）
32主参数（最大磨削直径320mm）
A重大改进顺序号（第一次重大改进）
15、试分别列举三种单刃刀具、多刃刀具和定尺寸刀具。
单刃刀具：
如车刀、刨刀、镗刀等
多刃刀具：
如钻头、铰刀、铣刀等
定尺寸刀具：
钻头、铰刀、拉刀等
16、“W18Cr4V”、“YG8”、“YT15”之含义分别是什么？
W18Cr4V平均含钨量18%，含铬4%，含钒1%的钨系高速钢
YG8平均含钴量8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金
YT15平均含碳化钛15%的钨钛钴类硬质合金
17、外圆车刀切削部分的结构要素如何定义?
（1）前刀面前刀面是切屑流过的表面。
该面直接作用在被切削的金属层上，当切屑流出时，它与切屑接触。
（2）后刀面后刀面是与工件上过渡表面相对的刀面。
（3）副后刀面该面是与工件上的已加工表面相对的刀面。
（4）主切削刃系前刀面与后刀面的交线。
（5）副刀削刃系前刀面与副后刀面的交线。
（6）刀尖系主切削刃与副切削刃的连接部分，它可以是曲线、直线或实际交点。
18、正交平面参考系由哪三个平面组成？
由该参考系标注的车刀刀具角度有哪些？
1）Pr（基面）——Ps（切削平面）——Po（正交平面）
基面Pr：
过切削刃选定点垂直于主运动方向的平面。
切削平面Ps：
过切削刃选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。
正交平面Po：
通过切削刃选定点并同时垂直于基面与切削平面的平面。
2）
（1）在正交平面内标注的角度
①前角γ0在正交平面内度量的前刀面与基面Pr之间的夹角。
②后角α0在正交平面内度量的后刀面与切削平面Ps之间的夹角。
③楔角β0在正交平面内度量的前刀面与后刀面之间的夹角。
β0=90°—（γ0+α0）
（2）在切削平面内标注的角度
刃倾角λs在切削平面内度量的主切削刃与基面Pr之间的夹角。
（3）在几面内标注的角度
①主偏角κr主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
②副偏角κ'r副切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
③刀尖角εr在基面内度量的主刃与副刃之间的夹角。
εr=180°—（κr+κ'r）
19、刀具前角和主偏角的选用原则是什么？
刃倾角的功用是什么？
（1）前角的选择原则
①工件材料的强度低、硬度低、塑性大，前角数值应取大些，以求减小切削变形，降低切削温度。
加工脆性材料时，应选取较小的前角，因变形小，刀屑接触面小。
②刀具材料的强度和韧性越好，应选用较大的前角。
如高速钢刀具可采用较大的前角。
③粗切时为增强刀刃强度前角应取小值。
工艺系统刚性差时，为减小切削力，前角应取大值。
（2）主偏角的选择原则
①粗加工、半精加工，硬质合金车刀，选较大主偏角（45°~90°）
②加工很硬的材料，如冷硬铸铁、淬硬钢，宜取较小主偏角（10°~30°），以改善刀刃负荷和改善传热。
③工艺系统刚性好，取较小主偏角（如45°）；车细长轴时刚性不足，宜取大的主偏角（90°~93°）。
④单件小批生产时，一般切削条件下车削可选择通用性好的主偏角等于90°或45°的车刀。
（3）刃倾角的功用
①影响切屑流出方向负刃倾角时，切屑会损伤已加工表面。
②影响切削刃的锋利性因实际前角变大，可进行精加工微量切削。
③影响刀刃强度负刃倾角时，刀尖是切削刃最低点，可使刀尖避免冲击。
④影响切削分力负刃倾角切削时，工艺系统的刚性好。
20、定位方案分析题（上课例题）、书本P.55图2-6-11、P.图2-6-15。
21、带状切屑形成的条件是什么？
崩碎切屑形成的条件是什么？
①当用较高的切削速度，较小的切削厚度，较大的刀具前角切削塑性金属材料时，往往形成带状切屑。
②切削铸铁、黄铜等脆性材料时，往往形成不规则的细小的颗粒状切屑，称为崩碎切屑。
22、切削刃作用部位的切削层可划分为哪几个变形区？
①第一变形区（剪切区）切削层金属在第一变形区内发生剪切滑移转变成为切屑。
②第二变形区（摩擦区）切削塑性金属材料时，由于切屑底面与刀具前刀面之间的挤压和剧烈摩擦，使切屑底层金属流速减缓，形成滞流层，当滞流层金属与前刀面之间的摩擦力超过切屑本身分子间结合力时，滞流层部分金属就粘附在刀具前刀面接近切削刃的地方，形成积屑瘤。
【积屑瘤的产生主要取决于切削条件。
一般在低速或高速切削时，或在良好的润滑条件下切削时，不易产生积屑瘤。
当采用中等切削速度、切削温度在300℃左右时，最易产生积屑瘤】
③第三变形区（挤压区）切削塑性金属材料时，被切削金属由于受刀具切削刃钝圆半径的影响，在O点以上的金属变成切屑，O点以下的一薄层金属则受到刀具钝圆部分的挤压，再经过刀具磨损后面BC和弹性回跳接触面CD的摩擦使已加工表层金属发生剧烈的塑性变形，导致晶格扭曲、晶粒破碎，引起表层材料的加工硬化，并产生残余应力和细微裂纹，第三变形区主要影响已加工表面质量。
23、金属切削时产生的切削力的来源是什么？
切削合力可以分解为哪几个力？
机床主电机功率选用的原则是什么？
（1）切削力来源于两个方面，一是三个变形区内工件材料的弹、塑性变形产生的抗力；二是工件、切屑与刀具摩擦产生的阻力。
（2）主切削力Fc——是沿切削速度方向的分力，又称切向力。
进给抗力Ff——是F在进给运动方向上的分力，外圆车削中又叫轴向力。
切深抗力Fp——是F在切深方向上的分力，外圆车削中又叫径向力。
（3）PE≥PC/η
η——机床传动效率，一般取η=0.75~0.85；
PE——用于检验和选择机床电动机的依据；
PC——切削过程中消耗的总功率为各分力所消耗功率的总和，称为切削功率。
PC=FC·vc×10-3（KW）FC——主切削力（N）vc——切削速度（m/s）
24、切削用量对切削力产生什么影响？
切削用量中对切削力影响最大的是ap，其次是f。
从切削力和能量消耗的观点来看，用大f切削比用大的ap切削更为有利。
切削速度vc对切削力的影响主要通过vc对积屑瘤的影响而产生。
在产生积屑瘤的速度范围内，速度较低时，随着vc的增大，积屑瘤高度增加，刀具实际工作前角γoe增大，故切削力逐渐减小。
在速度较高时，随着vc的增大，积屑瘤逐渐减小，刀具实际工作前角γoe减小，切削力逐渐增大。
在无积屑瘤生成的低速和高速条件下，vc对切削力无大影响。
切削脆性金属材料时，不产生积屑瘤，塑性变形和摩擦也小，vc对Fc影响不大。
25、零件加工精度指什么？
机加工精度包括哪三个方面的精度？
它们之间的关系如何？
（1）机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。
符合程度越高，加工精度也就越高。
（2）机械加工精度包括尺寸精度，形状精度和位置精度三个方面。
（3）零件的尺寸精度、形状精度和位置精度之间是存在联系的。
通常形状误差应限制在位置公差内，而位置误差应限制在尺寸公差之内。
一般情况下可将零件表面的形状误差和位置误差控制在相应尺寸公差的1/2~1/3以内。
当尺寸精度要求高时，相应的位置精度和形状精度也要求高。
但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度有时不一定要求高，这要根据零件的具体功能要求来决定。
26、尺寸精度的获得方法有哪些？
①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法
27、对工件加工精度影响较大的机床误差有哪些？
①机床主轴回转误差②机床导轨导向误差③机床传动链传动误差
28、机床主轴回转轴线的误差运动有哪些形式？
它们对工件加工精度分别有何影响？
①轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的漂移运动。
它主要影响所加工工件的端面形状精度，而不影响圆柱面的形状精度，在加工螺纹时则影响螺距精度。
②径向跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线，但沿y轴和z轴方向有漂移运动，因此在不同横截面内，轴心的误差运动轨迹都是相同的。
主要影响所加工工件圆柱面的形状精度，而不影响其端面的形状精度。
③倾角摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一变化的倾斜角，但其交点位置固定不变的角向漂移运动。
因此在不同横截面内，轴心的误差运动轨迹是相似的。
角向漂移运动主要影响所加工工件圆柱面的形状精度，同时对端面的形状精度也有影响。
29、机床主轴采用滑动轴承时，对于刀具回转类机床（如镗床等），主轴上的哪些要素的误差对主轴的回转精度影响较大？
而对于工件回转类机床（如车床等），主轴上的哪些要素的误差对主轴的回转精度影响较大？
（1）刀具回转类机床（如镗床等），由于切削力方向随主轴的回转而回转，主轴颈在切削力作用下总是以某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触。
因此，对主轴回转精度影响较大的是轴承孔的圆度。
轴承内孔表面如有沿圆周的波度，同样会使主轴产生高频径向圆跳动。
（2）工件回转类机床（如车床、磨床等），切削力的方向大体上是不变的，主轴在切削力作用下，主轴颈以不同部位和轴承孔的某一固定部位相接触。
因此影响主轴回转精度的，主要是主轴轴颈的圆度和波度，而轴承孔的形状误差影响较小。
主轴轴颈表面如有沿圆周的波度，主轴回转时将产生高频的径向跳动，精密加工时应予考虑。
30、机床导轨的导向误差有哪些？
它们分别对加工精度有何影响？
①导轨在水平面内弯曲这恰好是在误差敏感方向上，故将1:
1地反映到工件表面上去。
②导轨在垂直面内弯曲由此造成的半径误差△R≈
，△z在误差的非敏感方向上。
△R的数值很小，可以忽略。
③导轨扭曲如果前、后导轨在垂直面内有平行度误差，若在两不同截面间前、后导轨高度差为δ（原始误差），使床鞍在此间移动时偏斜造成其上的刀具在水平面发生位移△y，则工件半径误差由图示几何关系可知△R=△y≈
。
一般车床H/B≈2/3，外圆磨床H≈B，因此导致扭曲量δ引起的加工误差不可忽略。
④导轨与主轴回转轴线的平行度当主轴回转轴心线与床身导轨在水平面内不平行时，加工表面将产生锥度；如二者在垂直面内不平行时，加工表面将形成双曲线体。
31、如何减小传动链误差？
①尽可能缩短传动链（减少传动元件数量）
②传动比i小，特别是传动链末端传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就越小。
因此，采用降速传动（i<1）,是保证传动精度的重要原则。
③合理规定各传动元件的制造精度和装配精度。
传动链中速度越低的传动元件（如滚齿机的分度蜗轮），其制造和装配精度应越高。
④采用校正装置校正装置的实质是在原传动链中人为地加入一误差，其大小与传动链本身的误差数值相等而方向相反，从而使之相互抵消。
32、试举例说明原理误差对加工工件精度的影响？
加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。
1）用滚刀切削渐开线齿轮
用滚刀切削渐开线齿轮时，就有两种误差，一是为了滚刀制造方便，采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆而产生的刀刃齿廓近似造形误差，二是由于滚刀刀齿有限，实际上加工出的齿形是一条由微小折线段组成的曲线，和理论上光滑渐开线有差异，因而产生加工原理误差。
2）用模数铣刀加工渐开线齿轮
用模数铣刀加工渐开线齿轮时，理论上同一模数不同齿数的齿轮应有相对应的模数铣刀，而实际上，是用一把模数铣刀加工同一模数一定范围齿数的齿轮，因而必然造成齿形误差。
采用模数铣刀铣齿一般多用于单件小批生产中。
模数铣刀又分为模数盘铣刀和模数指状铣刀两类。
前者用于中小模数齿轮加工，后者用于大模数齿轮加工。
33、工艺系统受力会变形，试问工艺系统常受哪些力的作用？
切削力、夹紧力、惯性力、传动力和重力等
34、工艺系统刚度与各个组成环节刚度之间的关系式是什么？
k——工艺系统刚度Kjc——机床刚度Kjj——夹具刚度
Kdj——刀具刚度Kgj——工件刚度
35、何为误差复映规律？
如何减小工件的复映误差？
毛坯上的哪些误差在粗加工后仍然会有同类的加工误差存在？
（1）当车削具有圆度误差△m=ap1－ap2的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工件加工后产生相应的圆度误差△g＝y1－y2，这种现象叫做“误差复映”。
（2）①减少C或增大k都能使ε减小。
②增加走刀次数可大大减小工件的复映误差。
总的误差复映系数ε总=ε1ε2…εn<<1。
（3）当工件毛坯有形状误差（如圆度、圆柱度、直线度等）或相互位置误差（如偏心、径向圆跳动等）时，加工后仍然会有同类的加工误差出现。
36、什么是系统性误差？
可分成哪几类？
什么是随机误差？
采用什么方法来分析并找出其规律？
（1）系统性误差顺序加工一批工件时，大小、方向保持不变或按一定的规律变化的误差。
前者为常值系统性误差，如一次调整情况下的调整误差，机床、夹具、刀具的制造误差；后者为变值系统性误差，如刀具的磨损误差，工艺系统热平衡前的热变形误差等。
（2）随机性误差（偶然性误差）顺序加工一批工件时，大小、法向不同且无规则地变化的误差。
如由于工件材质不均匀、加工余量不均匀、残余应力等引起的误差。
（3）①分布图分析法②点图分析法
37、正态分布曲线中σ的大小对曲线形状有何影响？
从工艺上看又说明了什么？
σ是决定分布曲线形状和分散范围的唯一参数。
σ减小时，曲线形状陡峭，分散范围小，表明加工尺寸变动小，加工精度高；σ增大，曲线形状平坦，分散范围大，表明加工尺寸变动大，加工精度低。
38、能使所选用的加工方法满足加工精度要求的条件是什么？
6σ≤T；△≡0
39、加工工艺过程设计应解决哪些问题？
加工工艺过程设计应解决好定位基准的选择、工艺路线的拟定、工序尺寸及公差的确定、加工工序设计等问题。
40、粗基准的选用原则是什么？
①保证相互位置要求原则②保证加工表面加工余量合理分配原则③粗基准不重复使用原则④便于工件装夹原则
41、选择加工方法时应考虑哪些因素？
①工件材料的性质②工件的形状和尺寸③生产类型④现有生产条件
42、加工阶段可以划分哪几个阶段？
①粗加工阶段主要是切除各表面上的大部分余量。
②半精加工阶段主要任务是使主要表面消除粗加工留下来的误差，为精加工作好准备（达到一定的加工精度，保证一定的精加工余量），并完成次要表面加工。
③精加工阶段保证各主要表面达到图样规定的技术要求。
（必须保证位置尺寸）
④光整加工阶段进一步提高尺寸精度和降低表面粗糙度数值（达到IT6级以上和Ra<0.32μm），提高表面层的物理力学性能。
这个阶段一般不能用于提高形状精度和位置精度。
⑤超精密加工阶段按照超稳定、超微量切除等原则，实现加工尺寸误差和形状误差在0.1μm以下的加工阶段。
43、机械加工工序如何安排？
①基面先行②先粗后精③先主后次④先面后孔
44、热处理工序如何安排？
①预备热处理预备热处理的目的是改善材料的切削加工性，消除残余应力和为最终热处理作好组织准备，如正火、退火、调质和时效处理等。
一般安排在粗加工前、后和需要消除应力时。
放在粗加工前，可改善粗加工时材料的加工性能，并可减少车间之间的运输工作量；放在粗加工后，有利于粗加工后的残余应力的消除。
②最终热处理最终热处理的目的是达到零件设计的力学性能。
如调质、淬火、渗碳淬火和氮化等都属最终热处理。
它应安排在精加工前后。
变形较大的热处理如渗碳淬火应安排在精加工磨削前进行，以便在精加工磨削时纠正热处理变形。
调质处理对一些性能要求不高的零件也常作为最终热处理，也应安排在精加工前进行。
变形较小的热处理如氮化等，应安排在精加工后。
45、检验工序如何安排？
①粗加工结束后②关键工序前后③零件转换车间前后④零件全部加工结束后
46、工艺尺寸链的计算、装配尺寸链的计算、零件机械加工工艺结构和装配工艺结构题（课堂上已给出）。
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