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机械制造技术基础》
思考题与习题
0.1什么是制造和制造技术？
0.2机械制造业在国民经济中有何地位？
为什么说机械制造业是国民经济的基础？
0.3如何理解制造系统的物料流、能量流和信息流？
0.4什么是机械制造工艺过程？
机械制造工艺过程主要包括哪些内容？
0.5什么是生产纲领，如何确定企业的生产纲领？
0.6什么是生产类型？
如何划分生产类型？
各生产类型各有什么工艺特点？
0.7企业组织产品的生产有几种模式？
各有什么特点？
0.8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？
并说明各类方法的应用范围和工艺特点。
1.1解释下列机床型号的含义：
X6132，CG6125B，Z3040，MG1432，Y3150E，T6112。
1.2机床的主要技术参数有哪些？
1.3各类机床中能加工外圆、孔及平面的机床有哪些？
它们的适用范围有何区别？
1.4列出CA6140型卧式车床最高和最低转速的传动路线表达式。
1.5何谓外联传动链？
何谓内联传动链？
其本质区别是什么？
1.6写出在CA6140型卧式车床上车削米制螺纹P=3mm,k=1的传动路线表达式。
1.7简述数控机床的特点、分类、及组成。
说明开环、闭环、半闭环伺服系统的区别及适用场合。
1.8简述刀具材料应具备的基本要求和刀具材料的种类。
1.9常用的高速钢刀具材料有哪几种?
适用的范围是什么?
硬质合金的牌号种类很多，它们各有何特点?
试述陶瓷、金刚石、立方氮化硼刀具材料的优缺点及适用的场合。
1.10刀具正交平面参考系中，各参考平面Pr、Ps、Po及刀具角度yo、a0、kr、入s是如何定义的？
Yo和入s、kr和ao、kr和入s分别确定了哪些刀具构成要素（切削部分）在空间的位置？
已知刀具角度丫o=30°、ao=10°、ao=8°、kr=45°、kr=15°、入s=—30°，请绘出刀具切削部分。
镗削内孔时，如果刀具安装（刀尖）低于机床主轴中心线，在不考虑合成运动的前提下，试分析刀具工作前、后角的变化情况．
外圆车削直径为80mm,长度180mm的45钢棒料，在机床CA6140上选用的切削用量为ap=4mm,f
=0.5mm/r,n=240r/min。
试①选刀具材料；②计算切削速度；③如果kr=45°，计算切削层公
称宽度bD、切削层公称厚度hD、切削层横截面积Ado
相对于硬质合金焊接式车刀、机夹重磨式车刀而言,试述可转位车刀的优点。
试述孔加工刀具的类型及其用途。
试述铳刀的类型及其用途。
简述拉刀的结构组成、拉削加工表面的形状。
螺纹刀具有哪些类型?
它们各适用于什么场合?
能加工哪些类型螺纹?
试述齿轮刀具的类型及其用途。
影响砂轮的特性因素有哪些？
什么是定位？
工件在机床上的定位方式有哪些？
各有什么特点？
适用于什么场合？
何谓六点定则？
何谓不完全定位、欠定位和过定位？
这三种情况是否都不允许,为什么？
定位时,工件朝一个方向的自由度消除后,是否还具有朝其反方向的自由度？
为什么？
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
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1.19
1.20
1.21
1.22
1.23
1.24
根据六点定则，分析题1.24图中所示各定位元件所限制的自由度。
题1.24图分析各定位元件所限制的自由度
1.25试分析题1.25图中定位元件限制哪些自由度？
是否合理？
如何改进?
题1.25图分析各定位元件所限制自由度的合理性
1.26根据题1.26图中所示的工件加工要求，试确定工件理论上应限制的自由度，并选择定位元件，指
出这些定位元件实际上限制了哪些自由度？
其中图a）过球心钻一小孔；图b）在圆盘中心钻一孔;
图c）在轴上铳一槽，保证尺寸H和L;图d）在套筒上钻孔，保证尺寸L。
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题1.26图确定应限制的自由度
1.27如何确定夹紧力的三个要素?
1.28分析三种基本夹紧机构的优缺点
1.29
何谓定心夹紧？
定心夹紧机构有什么特点？
1.30
钻套有几种类型？
怎样选用？
钻模板有几种类型？
钻夹具有几种类型？
1.31
车床夹具设计有何特点？
车床夹具与主轴的联结方式有哪几种？
1.32
铣床夹具设计有何特点？
定位键起什么作用？
它有几种结构形式？
1.33
对刀装置由哪些部分组成？
塞尺的作用是什么？
1.34
镗套有几种类型？
怎样选用？
2.1.
切削过程的三个变形区各有何特点?
它们之间有什么关联?
2.2.
金属切削的变形过程有何特征，用什么参数来表示和比较?
2.3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么
2.4.试述工件材料、刀具前角和切削用量对切屑变形影响的规律。
并说明生产中如何利用这些规律来提高生产率？
2.5.车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析?
试说明这三个分力的作用
2.6.背吃刀量和进给量对切削力的影响有何不同?
为什么？
2.7.试述主偏角Kr对Fp、Ff和Fc的影响规律。
2.8.切削热是如何产生和传出的?
仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低?
2.9.切削温度的含义是什么?
它在刀具上是如何分布的?
它的分布和三个变形区有何联系
2.10.
背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?
为什么?
如何运用这一规律指导生产实践
2.11.
增大前角可以使切削温度降低的原因是什么?
是不是前角越大切削温度越低?
2.12.
常用的切削液有哪几种？
主要成分是什么？
各适用于何种场合？
2.13.
试比较磨削和单刃刀具切削的异同。
2.14.
简述磨削过程的特点。
2.15.
试说明9A、9dot和工件温升的增大对磨削加工质量的影响。
2.16.
刀具的正常磨损过程可分为几个阶段?
各阶段的特点是什么?
刀具使用时磨损应限制在哪一阶段
2.17.简述刀具磨损的各种原因。
高速钢刀具、硬质合金刀具在不同切削速度条件下，各产生什么原因
的磨损？
2.18.何谓刀具磨钝标准？
试述制订刀具磨钝标准的原则。
2.19.什么叫刀具耐用度和刀具寿命？
刀具耐用度和磨钝标准有什么关系？
磨钝标准确定后，刀具耐用度
是否就确定了？
为什么？
2.20.何谓最大生产率耐用度和经济耐用度？
粗加工和精加工所选用的刀具耐用度是否相同，为什么
2.21.讲述前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的功用及其合理值的选择原则。
2.22.选择切削用量的原则是什么？
从刀具耐用度出发时，按什么顺序选择切削用量？
从机床动力出发
时，按什么顺序选择切削用量？
为什么？
2.23.粗加工时进给量的选择受哪些因素限制？
当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法能增加进给
量，而同时保证表面粗糙度要求？
2.24.如果选完切削用量后，发现所需的功率超过机床功率时，应如何解决？
3.1什么叫工序、工步、安装、工位？
3.2如题3.2图所示零件，毛坯为©35mm棒料，批量生产时其机械加工过程如下所述：
在锯床上切断下
料，车一端面钻中心孔，调头，车另一端面钻中心孔，在另一台车床上将整批工件一端外圆都车至
©30mm及©20mm,调头再用车刀车削整批工件的©18外圆，又换一台车床，倒角，车螺纹。
最后
在铳床上铳两平面，转90°后，铳另外两平面。
试分析其工艺过程的组成。
题3.2图轴
3.3常用的零件毛坯有哪些形式？
各应用于什么场合？
3.4什么叫基准？
粗基准和精基准的选择原则有哪些？
3.5试选择题3.5图所示支架和法兰盘零件加工时定位的粗基准和精基准。
题3.5图支架和法兰盘
3.6什么是经济加工精度？
零件加工表面加工方法的选择应遵循哪些原则？
3.7在制订加工工艺规程中，为什么要划分加工阶段？
3.8机械加工顺序安排的原则有哪些？
如何安排热处理工序？
3.9什么叫毛坯余量？
什么叫加工余量？
加工余量和工序尺寸及公差有何关系？
影响加工余量的因素有哪些？
3.10某箱体零件材料为HT200,欲加工箱体上80H7的孔。
试确定其表面加工方案，并计算各工序的
工序尺寸及公差，绘制岀加工余量和加工尺寸分布图。
3.11在单件小批生产及大批量生产中分别应如何选择机床、夹具和量具？
3.12在粗加工、半精加工中分别应如何选择切削用量？
3.13缩短单件时间的途径有哪些？
举例说明缩减基本时间Tb的方法有哪些？
3.14什么是生产成本、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？
3.15轴承座零件如题3.15图所示，除B面外，其他尺寸均已加工完毕。
现工序以表面A定位加工B
面，试计算工序尺寸及其偏差。
题3.15图轴承座零件加工示意
题3.16图轴套零件加工示意
3.17铳削加工一轴类零件的键槽时，如题图3.17所示，要求保证键槽深度为400.16mm,其工艺过程
为：
①车外圆至*28.50n.1mm；②铳键槽保证尺寸H；③热处理；④磨外圆至©28蔦02：
mm,考虑
题3.17图铣键槽
31.&0.14mm；②氰化，要
3.18设一套筒零件，材料为2Cr13，其内孔加工顺序为：
①车内孔至尺寸
氰化工序的工艺氰化层深度尺寸t的范围
3.19某零件规定的外圆直径为*3200.05mm，渗碳深度为0.5〜0.8mm。
现为使此零件能和其它零件同
炉渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8〜1.0mm。
试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其偏差。
3.20轴套零件如题图3.20a所示，现部分加工工序如下：
⑤精车小端外圆、端面、肩面（题图
3.20b）;⑥钻孔（题图3.20c）;⑦热处理；⑧磨孔及底面（题图3.20d）;⑨磨小端外圆及肩面（题
图3.20e）。
试求：
工序尺寸A、B及其偏差。
题3.20图轴套加工
②车小端面保证尺寸53.48（^.1mm；③精磨大端面，尺寸为L。
试求精磨工序的尺寸及其偏差。
题3.21图阶梯轴加工
3.22何谓成组技术？
制定成组加工工艺与普通零件加工工艺方法有何区别?
3.23试为题3.23图的零件进行分类编码。
题3.23图连接底板零件简图
3.24简述派生法CAPP系统的工作原理。
3.25装配精度包括哪些内容？
装配精度与零件精度有何关系？
3.26保证装配精度的方法有哪几种？
各有何特点？
3.27轴在箱体上的装配关系如图3.27所示（左右两套筒零件尺寸相同），要求带轮与套筒之间保留有
0.5〜0.8mm的间隙。
试按装配尺寸链最短路线原则绘制岀与轴向间隙有关的装配尺寸链简图，且分别用极值法和概率法确定有关零件尺寸的上下偏差。
题3.27图轴在箱体上的装配关系
3.28主轴局部装配关系如题3.28图所示，要求保证轴向间隙为0.05〜0.42mm。
已知齿轮厚32.5mm,
弹性挡圈厚2.50012mm（标准件），试分别按极值法和概率法确定有关零件尺寸的上下偏差
题3.28图主轴局部装配关系
题3.29图镗夹具装配
3.30车床主轴上一双联齿轮的装配关系如题3.30图所示。
为保证齿轮的正常工作，要求其轴向间隙为
0.05〜0.08mm。
试按固定调整法重新确定有关零件的尺寸，并计算调整垫片的组数及各组垫片的尺
寸及偏差。
3.31装配组织形式有哪两种？
各适合于什么场合?
3.32划分装配单元对机器装配有何意义？
4.1轴类零件有何功用？
其结构特点是什么？
4.2轴类零件常选什么材料？
在加工的各个阶段应安排哪些热处理工序？
4.3细长轴车削有何特点？
细长轴车削应采取哪些工艺措施？
4.4无心磨削的特点是什么？
4.5高精度磨削、超精加工、研磨、滚压各有什么特点？
4.6试分析主轴加工工艺过程中如何体现基准重合、基准统一、互为基准的原则?
4.7如何安排主轴机械加工的顺序？
4.8编制题4.8图所示挂轮架轴的机械加工工艺过程。
零件材料：
45钢，小批生产。
技术要求：
©25土04和方头处淬火40〜45HRC，未注倒角1X45°。
题4.8图挂轮架轴
4.9套类零件有何功用？
其结构特点是什么？
主要技术要求有哪些?
4.10内孔的一般加工方法有哪些？
各有什么特点？
4.11深孔加工有何特点？
深孔加工时应采取哪些工艺措施？
4.12内孔的精密加工方法有哪些？
各有什么特点？
4.13保证套筒类零件的相互位置精度有哪些方法？
4.14防止薄壁套筒零件变形的工艺措施有哪些？
4.15编制题4.15图所示轴套的机械加工工艺过程。
零件材料：
45钢，小批生产。
技术要求：
淬火
45〜50HRC，未注倒角1X45°。
创上n—
I丄！
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题4.15图轴套
箱体零件的结构特点及主要技术要求有哪些？
它们对保证箱体的作用和机器的性能有何影响?
平面加工有哪些方法？
举例说明各加工方法的特点和适用范围。
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20
4.21
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4.29
4.30
箱体加工的精基准有几种方案？
比较它们的优缺点和适用场合。
箱体加工的粗基准选择时主要应考虑什么问题？
生产批量不同时工件如何安装？
安排箱体加工顺序时，一般应遵循哪些主要原则？
箱体孔系的加工方法有哪些？
适用于什么场合？
某厂加工箱体孔系的粗、精加工工序如题4.22图所示，试分析这两道工序的特点。
题4.22图箱体孔系的粗、精镗加工示意
a）粗镗b）精镗
对齿轮传动精度有哪些技术要求？
齿轮常用什么材料制造？
使用什么热处理方法？
比较滚齿与插齿的工艺特点及适用范围
试比较滚齿、插齿和剃齿的加工质量。
齿轮加工如何选择定位基准？
在不同的生产条件下，齿坯加工方案应如何选择？
齿轮的典型加工工艺过程有几个阶段？
齿形加工方案主要取决于哪些因素?
48HRC，精度等级766HL
题4.30图双联齿轮
5.1试举例说明加工精度、加工误差、公差的概念？
它们之间有什么区别？
5.2车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削轴类零件的加工误差有什么影响？
影响程度
各有何不同？
5.3试分析滚动轴承的外环内滚道及内环外滚道的形状误差（题5.3图）所引起主轴回转轴线的运动误
差，它对被加工零件精度有什么影响？
题5.3图轴承滚道误差的影响
5.4试分析在车床上加工时产生下述误差的原因：
l）在车床上镗孔时，弓I起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。
2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔时，引起内孔与外圆不同轴度、端面与外圆的不垂直度。
5.5在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现题5.5图所示误差是什么原因？
分别采用什么办法来
减少或消除?
题5.5图车削轴外圆时的误差
5.6试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆（题5.6图）时，影响直径误差的因素中，导轨在垂
直面内和水平面内弯曲，哪个影响大？
与卧式车床比较有什么不同？
为什么？
题5.6图转塔车床导轨误差的影响
5.7
5.7
在磨削锥孔时，用检验锥度的塞规着色检验，发现只在塞规中部接触或在塞规的两端接触（题
图）。
试分析造成误差的各种因素。
题5.7图塞规接触情况的原因分析
5.8如果被加工齿轮分度圆直径D=100mm，滚齿机滚切传动链中最后一个交换齿轮的分度圆直径
d=200mm，分度蜗杆副的降速比为1:
96，若此交换齿轮的齿距累积误差上△F=0.12mm，试求由此
引起的工件的齿距偏差是多少？
5.9设已知一工艺系统的误差复映系数为0.25，工件在本工序前有圆柱度（椭圆度）0.45mm。
若本
工序形状精度规定公差0.01mm，问至少进给几次方能使形状精度合格？
5.10在车床上加工丝杠，工件总长为2650mm，螺纹部分的长度L=2000mm，工件材料和母丝杠材料都
是45钢，加工时室温为200C，加工后工件温升到450C，母丝杠温升至30°C。
试求工件全长上由于热
变形引起的螺距累积误差。
5.11横磨一刚度很大的工件时（题5.11图），设横向磨削力FP=100N，主轴箱刚度
Ktj=50000N/mm，尾座刚度
Kwz=40000N/mm，加工工件尺寸如图所示，试分析加工后工件的形
状，并计算形状误差。
-
题5.11图横磨工件
5.12
5.12
试说明磨削外圆时使用死顶尖的目的是什么？
哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差（题
图）？
题5.12图外圆磨削产生误差的原因
5.13在车床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的内、夕卜圆柱表面时，加工内孔表面的进给次数往往多于外圆表面，试分析其原因。
5.14在车床上加工一长度为800mm、直径为60mm的45钢光轴。
现已知机床各部件的刚度分别为
Ktj=90000N/mm、Kwz=50000N/mm、Kdj=40000N/mm，加工时的切削力FC=600N，
FP=0.4FC。
试分析计算一次进给后工件的轴向形状误差（工件装夹在两顶尖之间）。
5.15在卧式铣床上铣削键槽（题5.15图），经测量发现靠工件两端的深度大于中间，且都比调整的深度尺寸小。
试分析这一现象的原因。
5.16什么是强迫振动和自激振动？
各有什么特点？
机械加工中引起两种振动的主要原因是什么？
如何消
除和控制机械加工中的振动？
5.17提高加工精度的主要措施有哪些？
举例说明。
5.18减小表面粗糙度值的工艺措施有哪些？
提高表面层物理力学性能的工艺措施有哪些？
5.19加工误差按照统计规律可分为哪几类？
各有什么特点？
采取什么工艺措施可减少或控制其影响？
5.20什么是正态分布曲线？
它的特征参数是什么？
特征参数反映了分布曲线的哪些特征？
5.21分布图分析法和点图分析法在生产中有何应用？
5.22在无心磨床上磨削一批光轴的外圆，要求保证尺寸为25°0.021mm，加工后测量，尺寸按正态规
律分布，b=0.003mm,x=24.995mm。
试绘制分布曲线图，求出废品率，分析误差的性质、产生
废品的原因及提出相应的改进措施。
6.1
简述先进制造技术的概念与涉及的主要内容。
6.2
简述特种加工的涵义、特点及其常用的方法。
6.3
什么是超精密加工？
实现超精密加工的主要技术条件有哪些？
6.4
什么是微机械？
微机械加工主要方法有哪些？
6.5
简述快速原型技术涵义及其常用的方法。
6.6
简述数控技术的涵义与发展趋势。
6.7
试述工业机器人的结构组成、分类以及在生产中的应用。
6.8
简述FMS的组成与分类。
6.9
什么是CIMS?
简述其功能模块与作用。
6.10
简述智能制造的涵义。
6.11
试述精益生产的特征。
6.12
实现并行工程的条件有哪些？
6.12
敏捷制造与CIMS、网络化制造有和不同？
6.12
ERP与MRPU有何不同？
6.12
简述数字化技术的涵义。
6.13何为反求工程技术？
计算机实物反求的过程有哪些？
6.14计算机仿真和虚拟设计有何不同？
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