机械制造工艺学.docx

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机械制造工艺学

简答题

13．制定机械加工工艺规程的原则？

在一定的生产条件下，以最低的成本，按照计划规定的速度，可靠地加工出符合图纸要求的零件。

2.在工艺过程中，采用机械加工的方法，按照一定的顺序，逐步改变毛坯的形状、尺寸、性质及表面质量使之成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。

14.安排机械加工顺序应遵循的基本原则有：

1）基准先行；2）主次分开、划分加工阶段；3）先面后孔；4）次要表面加工穿插进行。

13.在加工表面、刀具、机床转速、进给量均不变的条件下所完成的那部分工艺过程，称为工步。

26．工艺过程是生产过程的重要组成部分，包括直接改变毛坯的形状、尺寸、位置和材料的性质，使之成为成品和半成品的过程。

27．机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工序组成的；工序又可分为安装、工位、工步、走刀几个组成部分。

安装：

如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。

工位：

在工件的一次安装中，通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。

工步：

加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变得情况下所完成的工位内容。

走刀：

切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步。

21、工艺顺序按排有哪些原则？

{1.先加工基准面，再加工其他表面；2.一半情况下，先加工表面，后加工孔；3.先加工主要表面，后加工次要表面；4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序}

2.精基准有哪些选择原则？

（1）基准重合原则应选用设计基准作为定位基准。

（2）基准统一原则应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。

（3）自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面本身作为定位基准。

（4）互为基准原则对相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。

（5）可靠、方便原则应选定位可靠、装夹方便的表面做基准。

2、何谓精基准？

选择精基准应遵循什么原则?

选择被加工工件的已加工面作为定位基准,这一基准称为定位精基准。

1）基准重合原则；2）基准统一原则；3）自为基准原则；4）互为基准；5）作为定位精基准的表面应定位准确,夹紧可靠,并使夹具的结构简单。

*20、粗基准选择原则？

精基准选择原则？

{粗基准：

1.保证相互位置要求的原则；2.保证加工表面加工余量合理分配的原则；3.便于工件装夹的原则；4.粗基准一般不得重复使用的原则精基准：

1.基准重合原则；2.统一基准原则；3.互为基准原则；4.自为基准原则；5.便于装夹原则}

6．简述制定工艺规程的步骤?

（8分）

1）分析零件图和产品装配图2）确定毛坯3）拟定工艺路线4）确定各工序尺寸及公差5）确定各工序的设备，刀夹量具和辅助工具6）确定切削用量和工艺定额7）确定各重要工序的技术要求和检验方法8）填写工艺文件。

切削用量是指

切削速度vc、进给量f（或进给速度vf）、背吃刀量ap三者的总称，也称为切削用量三要素。

它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。

它们的定义如下：

（一）切削速度vc切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。

计算公式如下vc=（πdwn）/1000（1-1）式中vc——切削速度（m/s）；dw——工件待加工表面直径（mm）；n——工件转速（r/s）。

在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具磨损最快。

（二）进给量f工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。

进给速度vf是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。

vf=fn（1-2）式中vf——进给速度（mm/s）；n——主轴转速（r/s）；f——进给量（mm）。

（三）背吃刀量ap通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。

根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：

ap=（dw—dm）/2（1-3）式中dw——工件待加工表面直径（mm）；dm——工件已加工表面直径（mm）。

9．加工工序的安排原则？

1）基面先行原则2）先粗后精原则3）先主后次原则4）先面后孔原则

.由一个或一组工人，在一个工作场地，对一个或多个零件，所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。

工序：

一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。

13、工序基准

用以确定本工序加工表面加工以后的尺寸,形状和位置所使用的基准.称为工序基准。

简言之,工序图上使用的基准,称为工序基准

工件定位：

采取一定的约束措施来限制自由度，通常可用约束点群来描述，而且一个自由度只需要一个约束点来限制。

六点定位原则：

采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现完全定位。

完全定位：

限制六个自由度。

不完全定位：

仅限制1~5个自由度。

过定位：

工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。

定位：

指确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程

1、造成定位误差的原因是什么？

举例说明？

专用夹具装夹工件，影响加工精度的因素有那些？

造成造成定位误差的原因，主要有两个，一是定位基准与工序基准不重合；二是定位基准与限位基准不重合。

冷作硬化的含义及其影响因素？

机械加工过程中，加工表面受切削力的作用而产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化，甚至破碎，表面层得到强化，其硬度和强度都有所提高，这种现象称为冷作硬化。

影响冷作硬化的因素有：

1）刀具的影响2）切削用量的影响3）工件材料的影响

16、试分析影响切削加工表面冷作硬化的因素？

{切削用量的影响刀具几何形状的影响加工材料性能的影响}

7.在确定夹紧力的作用点时，应遵循的原则是：

1）应落在定位元件支承的范围内，

2）应落在工件刚性较好的部位，3）应尽量靠近工件加工表面。

3、如何正确地确定夹紧力？

正确确定夹紧力，主要是正确确定夹紧力的方向，作用点和大小。

4、何谓误差复映?

何谓误差复映系数?

误差复映系数与哪些因素有关?

把工件加工前的误差Δ前，以类似的形状反映到加工后的工件上去的这一规律，称为误差复映规律。

工件加工前的误差与加工后的误差之比，称为误差复映系数。

误差复映系数定量的反映了毛坯误差经加工后的减少的程度，主要与工艺系统刚度和径向切削力系数这两个因素有关，它与工艺系统刚度成反比，与径向切削力系数成正比。

误差敏感方向：

对加工精度影响最大的那个方向

8、何谓“误差复映”现象？

何谓误差复映系数？

减少误差复映有哪些措施？

{由于工艺系统误差变形的变化，是毛

坯误差部分反映到工件上措施：

增大走刀次数，增大工艺系统刚度，减小进给量，提高毛坯精度}

}7何谓毛坯误差复映规律？

如何利用误差复映规律来测试机床刚度？

如何减少毛坯误差对加工精度的影响？

答案：

毛坯误差按递减规律传给工件称误差复映规律。

测试机床刚度时可用一带三个凸出台阶的轴，分别测量三个凸台的直径，在一次走刀中切去台阶，再分别测量三点的受力和尺寸，求得3点的误差复映系数ε，根据k=C/ε，解联立方程即令可求出机床刚度。

首先尽量提高毛坯的精度，减少加工余量；增加走刀次数；提高工艺系统的刚度。

10．什么是表面强化工艺，常用方法有哪些？

表面强化处理是通过冷压使表面层发生冷态塑性变形，提高硬度，并产生残余压应力的加工方法，常见的表面强化方法有：

喷丸强化，滚压加工，液体磨料强化。

积屑瘤现象：

由于刀具前刀面与切屑接触面上的摩擦，当切屑速度不高且形成连续切屑时，加工钢料或其他塑性材料，常常在刀刃处粘着一块剖面呈三角状的硬块，其硬度是工件材料硬度的2~3倍，称为积屑瘤

2、积屑瘤的作用

优点：

积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。

缺点：

积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程，

（1）部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上，

（2）而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变，（3）同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。

所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。

鉴于积屑瘤的优缺点，我们在粗加工时应设法形成积屑瘤，而在精加工时则要避免积屑瘤的产生。

<1>精加工（不希望产生积屑瘤）

1）积屑瘤会改变切削深度，不能保证加工尺寸精度；

2）积屑瘤使前角变大，由于积屑瘤粘附在刀具前面上，加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，变形小，但积屑瘤消失时，切削力又变大，容易引起振动。

<2>粗加工

1）硬质合金材料的刀具：

在积屑瘤比较不稳定的情况下，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒破落，反而使刀具磨损加剧。

影响积屑瘤的主要因素

由于积屑瘤是在很大的压力、强烈摩擦和剧烈的金属变形的条件下产生的。

因而，切削条件也必然通过这些作用而影响积屑瘤的产生、长大与消失。

1、工件材料。

当工件材料的硬度低、塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数（大于1）和接触区长度比较大。

在这种条件下，易产生积屑瘤。

当工件塑性小、硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。

切削脆性材料是产生积屑瘤的可能更小。

2、刀具前角。

刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。

据有关资料介绍，刀具前角γ0≥40时，积屑瘤产生的可能就小。

3、切削速度。

切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。

当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。

以中碳钢为例，切削速度Vc<2m/min时，不产生积屑瘤。

当Vc>2m/min～30m/min时，积屑瘤从生产到生长到最大。

也即是说，切削温度为300℃左右时，切屑与刀具间的摩擦系数最大，积屑瘤达到最高高度。

随着切削速度相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。

高速切削时（Vc>120m/min），由于切削温度很高（800℃以上），切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消灭。

所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削，或采用低速（Vc<5m/min）切削，以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。

4、切削厚度。

切塑性材料时，切削力、切屑与前刀面接触区长度都将随切削厚度的增加而增大，将增加生成积屑瘤的可能性。

所以，在精加工时除选取较大的刀具前角，在避免积屑瘤的产生切削速度范围内切削外，应采用减小进给量或刀具主偏角来减小切削厚度。

3.加工阶段可以划分为哪几个阶段？

1）粗加工阶段——其主要任务是切除大部分加工余量，应着重考虑如何获得高的生产率。

2）半精加工阶段——完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作好准备。

3）精加工阶段——使各主要表面达到图纸规定的质量要求。

4）光整加工阶段——对于质量要求很高的表面，需进行光整加工，主要用以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。

22、如何划分加工阶段？

划分加工阶段有哪些好处？

{加工阶段划分：

1.粗加工阶段·半精加工阶段·精加工阶段·精密光整加工阶段可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。

另外，在粗加工阶段发现毛坯有缺陷时就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。

此外还可以合理的使用设备，低精度机床用于粗加工精密机床专门用于精加工，以保持精密机床的精度水平；合理的安排人力资源，高技术工人专门从事精密超精密加工，这对保证产品质量，提高工艺水平来说都是十分重要的。

4.划分加工阶段的原因是：

1）保证加工质量；2）合理使用设备；3）及时发现毛坯缺陷；4）便于安排热处理；5）保护精加工表面少受磕碰损伤。

5．简述尺寸链中增环、减环判断方法？

（4分）

一是根据定义，另一是顺着尺寸链的一个方向，向着尺寸线的终端画箭头，则与封闭环同向的组成环为减环，反之则为增环。

5.在零件的加工过程中或机器的装配过程中间接获得的（或间接保证的）环，称为封闭换。

。

19、1、下图A-1所示轴套零件，在车床上已加工好外圆，内圆及各端面，现须在钻床上以B面定位，加工Φ10mm孔，并保证设计尺寸

，求试切对刀时的工序尺寸

及上下偏差。

解：

1.画尺寸链图，如图d-1所示；

2．判断环的性质，25±0.1是间接保证的设计尺寸，应为封闭环，尺寸

为减环，尺寸

为增环。

3．计算尺寸链

这是一个四环直线尺寸链的中间计算问题，取尺寸

为协调环，令

。

1）工序尺寸

的基本尺寸，由公式

2）工序尺寸

的上、下偏差，由公式：

；则：

=0.1-0+（-0.1）=0

=-0.1-（-0.05）+0=-0.05；故：

4）验算，由公式：

≤

，则：

≤

=0.2

20、在一孔内插键槽，其加工顺序为：

（1）镗内孔至

毫米

（2）插键槽至尺寸A；（3）热处理；（4）磨内孔

，并保证尺寸

；试确定工艺过程中的工序尺寸A及其偏差。

（题图）

解1）画尺寸链图，如图所示。

2）判断环的性质，

是间接保证的设计尺寸，应为封闭环；A1、

为增环；

为减环。

3）计算尺寸链

A1的基本尺寸:

A1=AΣ+A2-A3=45.8mm；

A1的上下偏差:

BSA1=BSAΣ-BSA3+BXA2=+0.3-0.025+0=+0.275mm；

BXA1=BXAΣ-BXA3+BSA2=0-0+0.05=+0.05mm；

故

4）验算由公式:

，0.025+0.05+0.025=0.3≤TΣ=0.3，符合题意。

例6工艺过程:

加工底面→以底面为基准,加工A1→A2→A3,A0为间接形成,故为封闭环。

已知：

A1=280

，A2=80

A0=100±0.15

求:

镗孔工序尺寸A3=？

计算题例6附图例6尺寸链

解：

1定增减环：

从任一环起顺序标箭头，与A0同向（A1）为减，反向（A2，A3）为增。

2利用竖式计算如下：

∴A3=300

例7已知:

A1=A3=15,A2=750+0.4~0,孔中尺寸=720+0.6~0

求:

A1,A2的上下偏差.

解:

1列尺寸链,定封闭环与增减环∵720是间接得到的，∴应为封闭环。

计算题例7附图

注意：

若T0=0.4出现T0＜T1+T2+T3的情况,则须压缩其它各环的公差。

重新分配公差。

例8已知A0=0+0.7~0.2A1=122,A2=28,A3=A5=5,A4=140

求:

各组成环上下差。

解:

1）列出尺寸链,确定增减环。

A1、A2为增，A3、A4、A5为减。

2）确定各环公差

TM=T0/（n-1）=（0.7-0.2）/（6-1）=0.1

3）调整公差大小:

A1、A2加工较难，取T1=0.2,T2=0.1；A3、A5加工较易，取T3=T5=0.05,留T4协调。

T4=T0-T1-T2-T3-T5=0.5-0.2-0.1-0.05-0.05

=0.1

4）定公差带位置

留A4协调，其它各环按入体法则（公差带进入实体）标注。

∴A1=122+0.2~0,A2=28+0.1~0,

计算题例8附图

A3=A5=50~-0.05,A4解尺寸链标。

1整体式箱体时应采用的粗基准是：

（）

a.顶面；b.主轴承孔；c.底面；d.侧面。

2中批量生产中用以确定机加工余量的方法是：

（）

a.查表法；b.计算法；c.经验估算法

3车床主轴产生轴向窜动，其原因可能是：

（）

a.主轴承端面跳动量大；b.主轴轴肩端面跳动量大；c.两者都有较大的端面跳动量；d.主轴后端紧固螺母松动。

4用三爪卡盘夹持镗削工件短孔，产生了倒锥，其原因可能是：

（）

a.刀具磨损b.工件热变形c.机床导轨误差d.床头箱因连接螺栓松动，使轴线与导轨不平行。

5滚齿与插齿相比，滚齿的（）

a.运动精度高;b.齿形精度高;c.基节精度高;d.生产率高；e.齿面粗糙度值低。

6使用三点式自位支承所限制的自由度数目是：

（）

a.三个自由度；b.二个自由度；c.一个自由度；d.0个自由度

7机床主轴承内环滚道有形状误差，对加工精度影响较大的是：

（）

a.外圆磨床；b.平面磨床；c.卧式镗床；d.车床

8车床上加工大刚度轴外圆产生中凹的原因可能是：

（）

a.机床刚度差；b.刀具热变形；c.工件热变形；d.刀具磨损；e.工件刚度差

9当装配尺寸链组成环多，装配精度高于IT6大批量生产时，达到装配精度的方法宜选用：

（）

a.完全互换法；b.大数互换法；c.选配法；d.修配法；e.调节法。

10铣削箱体剖分面时，必须限制的自由度是：

（）

a.6个；b.5个；c.4个；d.3个

11材料为20CnMnTi，6～7级精度的齿轮渗碳淬火后，齿形精加工的方法是：

（）

a.剃齿；b.滚齿；c.珩齿；d.磨齿

12选配法适用的条件是：

（）

a.形位公差精度要求高；b.装配精度要求高；c.组成环数多；d.相关件2～3件。

13滚齿时影响齿轮运动精度的机床误差主要有：

（）

a.分齿传动挂轮误差；b.刀架进给误差；c.分度蜗轮误差；d.分度蜗杆误差。

14车削一长轴外圆，其产生锥度误差原因可能是：

（）

a.工件热变形；b.刀具热变形；c.刀具磨损；d.机床水平面导轨与主轴轴线不平行；e.机床垂直面导轨与主轴不平行。

15大批量生产中用以确定机加工余量的方法是：

（）

a.查表法；b.计算法；c.经验估算法。

16车床的静刚度应该用：

（）

a.床头箱处的刚度；b.尾架处的刚度；c.工件中点位置的刚度作为机床的平均刚度。

17保证装配精度的修配法适用于：

（）

a.大批量生产；b.单件小批生产；c.组成环数多；d.组成环数少；e.装配精度要求高。

18比较只有少数工序不同的工艺方案的经济性应比较：

（）

a.全年工艺成本；b.单件工艺成本；c.投资回收期的长短。

19研磨和珩磨加工计算工序余量时只需考虑：

（）

a.上工序尺寸公差；b.上工序表面粗糙度；c.本工序安装误差；d.本工序需单独考虑的形位公差；e.上工序金属破坏层。

20减轻磨削烧伤的措施有：

（）

a.提高砂轮转速；b.提高工件转速；c.提高纵向移动速度；d.降低纵向移动速度；

e.减少切削深度。

21展成法加工锥齿轮时，我国除加工等高齿的机床外，都是按（）设计的机床。

a.平面轮原理；b.平顶轮原理。

22加工精度误差分析时分布曲线法和点图法中能平行指导生产过程的是：

（）

a.分布曲线法；b.点图法。

23除非连续切削之外，振幅随切削用量的改变而改变者属于：

（）

a.强迫振动，b.自激振动。

选择题答案：

1:

b;2:

a;3:

c,d;4:

c,d;5:

a,d:

6:

c;7:

a,b,d;8:

a,c;9:

e;10:

d;11:

c;12:

b,d;13:

a,c,d;14:

b,c,d;15:

b;16:

c;17:

b,c,e;18:

b;19:

a,b;20:

b,c,e;21:

b;22:

b；.23：

b。

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）

1.加工套类零件的定位基准是（D）。

A.端面B.外圆C.内孔D.外圆或内孔

2.磨刀、调刀、切屑、加油属于单位时间哪部分。

（C）A.基本B.辅助C.服务D.休息

3.车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高，常采用（B）来保证。

A.基准重合B.互为基准C.自为基础D.基准统一

4.平键连接中，传递转矩是依靠键与键槽的（C）。

A.上、下平面B.两端面C.两侧面D.两侧面与底面

5.常用的光整加工的方法中只能减少表面粗糙度的是（C）。

A.研磨B.高光洁度磨削C.超精加工D.珩磨

6.轴类零件加工时最常用的定位基准是（C）。

A.端面B.外圆面C.中心孔D.端面和外圆面

7.轴类零件定位用的顶尖孔是属于（A）。

A.精基准B.粗基准C.互为基准D.自为基准

8.定位消除的自由度少于六个，但满足加工精度要求的定位称为（B）。

A.完全定位B.不完全定位C.过定位D.欠定位

9.试指出下列刀具中，哪些刀具的制造误差不会直接影响加工精度（B）。

A.齿轮滚刀B.外圆车刀C.成形铣刀D.键槽铣刀

10.车削时，车刀刀尖运动轨迹若平行于工件轴线，则不为（C）。

A.车外圆B.车螺纹C.车圆锥面D.车孔三.向选择题

1.单件生产的基本特点B。

A．产品品种单一B.每种产品仅生产一个或数个C.经常重复生产

D.各工作地的加工对象一般不变

2.在车床上加工某零件，先加工其一端，再调头加工另一端，这应是D

A.两个工序B.两个工步C.两个工位D.两次装夹

3.选择精基准时，采用D原则，可以使加工面加工余量小而均匀。

A.基准重合B.基准统一C.互为基准D.自为基准

4.选择精基准时，采用C原则，可以较容易地获得两加工表面之间的相互位置精度。

A.基准重合B.基准统一C.互为基准D.自为基准

5.工序集中的优点是减少C的辅助时间。

A.测量工件B.调整刀具C.安装工件

6.D是一种定位不足而影响加工精度的现象。

A.完全定位B.不完全定位C.过定位D.欠定位

7.制定工艺规程的最基本的原始资料是C

A.装配图B.工序图C.零件图

8.零件机加工顺序的安排，一般是A

。

A.先基准表面，后其它表面B.先次要表面，后主要表面

C.先精加工，后粗加工D.先孔，后平面

9．尺寸链其组成环不变，某一减环的增大，使封闭环B

A.增大B.减小C.保持不变D.可大可小

10．在同一台钻床上对工件上的孔进行钻一扩一铰，应划分为B

A.三次走刀B.三个工步C.三个工位D.一个复合工步

11．形状复杂的零件毛坯（如壳体）易选用

AA.铸件B.锻件C.型材D.焊件

12.粗基准选择时，若要保证某重要表面余量均匀，则应选择

BA.余量小的表面B.该重要表面C.半精加工之后D.任意

13.零件氮化处理前必须安排的热处理是

BA.正火B.调质C.表面淬火D.渗碳淬火

14.为消除一般机床主轴箱体铸件的内应力，应采用

CA.正火B.调质C.时效D.表面热处理

15．轴类零件的半精加工应安排在

C之后。

6A.淬火B.回火C.调质

16．轴类零件外圆表面粗加工，半精加工的主要方法是

DA拉削B磨削C铣削D车削

17.对不经淬火直径较小孔的精加工，应采用C

。

A.磨削B.镗