机械制造工程学习题及答案 超级完整docx.docx

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第一章绪论

思考下列问题:

1．机械制造工业的发展历史和现状。

2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。

3．本课程的主要任务和要求。

第二章金属切削加工的基础知识

一、填空题

1.在加工中，刀具和工件之间的相对运动称为切削运动，按其功用可

分为主运动和进给运动。

其中主运动消耗功率最大。

2.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。

*3.刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件。

4.常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。

5.在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角，后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。

6.正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为0。

7.基准平面确定后，前刀面由前角和刃倾角两个角确定；后刀面

由后角和主偏角两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。

8.用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1.在切削加工中，进给运动只能有一个。

（×）

2.背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面。

（×）

3.其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。

（×）

4.其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加。

（√）

5.主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角。

（×）

*6.车削外圆时，若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。

（√）

7.对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。

（×）

*8.当主偏角为时，正交平面与假定工作平面重合。

（√）

9.切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。

（√）

10.粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。

（×）

三、名词解释

1.基面过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。

2.切削平面过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。

3.正交平面过切削刃上选定点并同时垂直于切削平面与基面的平面。

4.法平面过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。

5.自由切削刀具只有直线形主切削刃参加切削工作,而副切削刃不参加切削工作,称为自由切削。

6.直角切削刃倾角等于零的切削叫做直角切削。

四、简答题

1.试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义，并分析它们的异同点和用途。

2.为什么基面、切削平面必须定义在主切削刃上的选定点处？

3.试述刀具的标注角度与工作角度的区别，为什么横向切削时，进给量不能过大。

4.试分析图2-1所示钻孔时的切削层公称厚度、公称宽度及与进给量、背吃刀量的关系。

5.何谓直角切削和斜角切削？

各有何特点？

6.刀具切削部分材料必须具备那些性能？

为什么？

高的硬度、耐磨性、耐热性。

足够的强度韧性。

良好的导热性和工艺性图2-1

7.试按下列条件选择刀具材料或编号。

C⑴45钢锻件粗车；

A⑵HT200铸件精车；

B⑶低速精车合金钢蜗杆；

G⑷高速精车调质钢长轴；

D⑸中速车削淬硬钢轴；

F⑹加工冷硬铸铁。

A.YG3XB.W18Cr4VC.YT5D.YN10

E.YG8F.YG6XG.YT30

五、分析计算题

1.试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度、、、、（要求标出假定主运动方向、假定进给运动方向、基面和切削平面）

图2-2图2-3

2.绘制图2-3所示弯头车刀的正交平面参考系的标注角度（从外缘向中心车端面）：

，，，，。

3.设外圆车刀的，，，，求，，及。

4.如图2-4所示，镗孔时工件内孔直径为，镗刀的几何角度为，，，。

若镗刀在安装时刀尖比工件中心高，试检验镗刀的工作后角。

图2-4图2-5

5.如图2-5所示的车端面，试标出背吃刀量、进给量、公称厚度、公称宽度。

又若，，，试求切削面积。

第三章金属切削过程的基本规律

一、填空题

1.金属切削过程中常见的物理现象有积屑瘤、切削力、切削热和表面硬化。

2.根据切屑形成过程中变形程度的不同，可将切屑的基本形态分为四种类型，分别是带状切屑、节状切屑、单元切屑和崩碎切屑。

*3.第Ⅱ变形区发生在切屑底层金属，其变形特点是使金属流动缓慢，晶粒再度被拉长，沿着前刀面方向纤维化，切屑底边长度增加，切屑向外侧卷曲。

4.切削力的来源主要是切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、塑性变形所产生的抗力和刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力两方面。

5.刀具主偏角增加，背向力Fp减少，进给力Ff增加。

6.刀具正常磨损的主要形式有前刀面磨损、后刀面磨损和前、后刀面同时磨损。

7.刀具磨损的原因主要有磨料磨损、粘接磨损、扩散磨损和化学磨损。

8.切削液的作用是冷却作用、润滑作用、清洗作用和防锈作用。

常用种类有水溶液、乳化液和切削油。

9.刀具的几何参数包括前角、后角、斜角切削与刃倾角和主偏角和副偏角四个方面。

10.切削用量选择的顺序是：

先选背吃刀量、再选进给量、最后选切削速度。

11.粗加工时，限制进给量的主要因素是机床进给机构的强度、车刀刀杆强度和刚度、刀片强度以及装夹刚度；精加工时，限制进给量的主要因素是表面粗糙度。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1.积屑瘤在加工中没有好处，应设法避免。

（×）

2.刀具前角增加，切削变形也增加。

（×）

3.影响刀具耐用度的主要因素是切削温度。

（错）

4.切削厚度薄，则刀具后角应取大值。

（√）

5.切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最小的是背吃刀量。

（√）

6.刀具耐用度是指一把新刃磨的刀具，从开始切削至报废为止所经过的总切削时间。

（×）

7.车削外圆时，在负刃倾角的影响下，切屑流向待加工表面。

（×）

*8.当刀具主偏角一定时，若增大进给量，则切削变形通常是增大的。

（√）

三、选择题

1.纵车外圆时，不消耗功率但影响工件精度的切削分力是（B）。

A.进给力B.背向力C.主切削力D.总切削力

2.切削用量对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（B）。

A.B.C..D.

3.刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为。

（A）

A.流向已加工表面B.流向待加工表面

C.沿切削刃的法线方向流出

4.粗加工时，前角应取（B）的值；精加工时，前角应取（A）的值；加工材料塑性越大，前角应取（B）的值；加工脆性材料时，前角应取（A）的值；材料硬度、强度越高，前角应取（B）的值

A.相对较大B.相对较小C.任意取

四、名词解释

1.积屑瘤在切削塑性金属材料时，经常在前刀面上靠刃口处粘接一小块很硬的金属楔块，称为积屑瘤。

*2.加工硬化随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。

*3.工件材料的切削加工性对某种材料进行切削加工的难易程度。

4.刀具耐用度新刃磨的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准所经历的总切削时间称为刀具耐用度。

五、简答题

1.何谓积屑瘤？

积屑瘤在切削加工中有何利弊？

如何控制积屑瘤的形成？

2.车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括、、、）？

简述理由。

3.试说明被吃刀量和进给量对切削温度的影响，并与和对切削力的影响相比较，两者有何不同？

4.增大刀具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？

5.刀具磨损有几种形式？

各在什么条件下产生？

6.何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？

粗加工和精加工所选用的耐用度是否相同，为什么？

7.何谓工件材料切削加工性？

改善工件材料切削加工性的措施有那些？

8.切削液的主要作用是什么？

切削加工中常用的切削液有哪几类？

如何选用？

9.前角和后角的功用分别是什么？

选择前后、角的主要依据是什么？

10.为什么高速钢刀具随主偏角的减小，刀具耐用度会提高？

11.选择切削用量的原则是什么？

为什么说选择切削用量的次序是先选，再选，最后选？

六、分析计算题

用YT15硬质合金外圆车刀纵车的钢。

车刀的几何参数为、、，前刀面带卷屑槽，，车削时切削用量为。

⑴用指数经验公式计算三个切削分力并计算切削功率；

⑵用单位切削力和单位切削功率计算主切削力以及切削功率；

⑶分析、比较⑴和⑵所得结果。

第四章金属切削机床与刀具

1.某机床主传动系统如图4-1所示，试写出主运动传动链的传动路线表达式和图示齿轮啮合位置时的运动平衡式（算出主轴转速）。

2.试证明CA6140车床的机动

进给量。

3.车圆柱面和车螺纹时，各需

要几个独立运动？

4.成形车刀重磨时应刃磨哪个

刀面，要求是什么？

5.钻头横刃切削条件如何？

为

什么在切削时会产生很大的轴向力？

6.铣削有哪些主要特点？

可采用什么措施改进铣刀和铣削特性？

7.什么是顺铣和逆铣，顺铣有哪些特点？

对机床进给机构有哪些要求？

8.拉削加工有什么特点？

9.拉削方式（拉削图形）有几种？

各有什么优缺点？

10.滚刀常用的基本蜗杆造型有几种，制造方法是什么？

11.砂轮的特性由哪些因素决定？

12.什么叫砂轮硬度，如何选择砂轮硬度？

13.简述磨料粒度的表示方法。

14.齿轮常用加工方法有哪些？

试分析滚齿机的切削运动。

第五章机械加工工艺规程的制订

一、填空题

*1.在机械制造中，根据企业生产专业化程度不同，生产类型可分为三种，

即大量生产、成批生产和单件生产。

生产类型的划分除了与有关外，还应考虑。

*2.零件加工表面的技术要求有、、和。

3.常见毛坯种类有铸件、锻件、型材和冲压件，其中对于形状复杂的毛坯一般采用锻件。

*4.工件的定位方法有以平面定位、以孔定位、以外圆柱面定位三种。

5.工艺过程一般划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和

光整加工阶段四个加工阶段。

6.工艺尺寸链的两个特征是封闭性和关联性。

7.单件时间包括基本时间、辅助时间、布置工作时间、休息时间、生理需要时间。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1.工序是组成工艺过程的基本单元。

（√）

2.粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。

（×）

3.轴类零件常用两中心孔作为定位基准，这是遵循了“自为基准”原则。

（对）

*4.退火和正火一般作为预备热处理，通常安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。

（√）

5.工序集中优于工序分散。

（×）

*6.工序尺寸公差的布置，一般采用“单向入体”原则，因此对于轴类外圆表面工序尺寸，应标成下偏差为零，对于孔类内孔表面的工序尺寸，应标成上偏差为零。

（错）

7.调质只能作为预备热处理。

（×）

三、选择题

1．在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量，使之成为所需零件的过程称为（d）。

A.生产过程B.工艺过程C.工艺规程D.机械加工工艺过程

2．编制机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（B）。

A.工步B.工序C.工位D.安装

3．零件在加工过程中使用的基准叫做（C）。

A.设计基准B.装配基准C.定位基准D.测量基准

4．自为基准是指以加工面本身作为精基准，多用于精加工或光整加工工序中，这是由于（C）。

A.符合基准统一原则B.符合基准重合原则

C.能保证加工面余量小而均匀D.能保证加工面形状和位置精度

5．工件定位中由于（A）基准和（D）基准不重合而产生的加工误差，称为基准不重合误差。

A.设计B.工艺C.测量D.定位E.装配

6．基准不重合误差的大小与（B）有关。

A.本道工序要保证的尺寸大小和技术要求

B.本道工序的设计基准与定位基准之间的位置误差

C.定位元件和定位基准本身的制造误差

*7．试指出下列零件在加工中的热处理工序应安排在工艺过程的哪个阶段。

⑴车床主轴（45钢）的调制工序；（b）

⑵车床主轴（45钢）各主轴颈的高频淬火（G54）；（C）

⑶车床尾架铸件的人工时效处理。

（A）

A.粗加工前B.粗加工后，半精加工前

C.半精加工后，精加工前D.精加工后，光整加工前

*8．工序尺寸的公差一般采用（A）分布，其公差值可按经济精度查表；毛坯尺寸的公差是采用（C）分布，其公差值可按毛坯制造方法查表。

A.单向B.双向C.双向对称

9．在机械加工中，完成一个工件的一道工序所需的时间，称为（C）。

A.基本时间B.劳动时间C.单件时间D.服务时间

10．在生产中批量越大，则准备与终结时间摊到每个工件上的时间（A）。

A.越少B.越多C.与生产批量无关

四、名词解释

1．生产过程把原材料转变为成品的全过程。

2．工艺过程生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程。

3．工序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所连续完成的那一部分工艺过程。

4．安装机械加工过程中，为了保证加工精度，必须使工件在机床中占有正确的加工位置，并使之固定、夹牢，这个定位、夹紧的过程即为工件的安装。

5．生产纲领企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

6．零件结构工艺性所设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。

7．基准一般把零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。

*8．经济精度在正常加工条件下，即采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级工人，不延长加工时间等，该加工方法所能保证的加工精度。

9．工序公称余量前后工序的基本尺寸之差。

五、简答题

1．如图5-1所示零件，单件小批生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成{包括工序、工步、走刀、安装}。

工艺过程：

①在刨床上分别刨削六个表面，达到图样要求；

②粗刨导轨面A，分两次切削；

③刨两越程槽；

④精刨导轨面A；

⑤钻孔；

⑥扩孔；

⑦饺孔；

⑧去毛刺。

图5-1

2．图5-2所示零件，毛坯为棒料，批量生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。

（要求同题1）

机械加工工艺过程：

①在锯床上下料；②车一端面钻中心孔；③调头，车另一端面钻中心孔；④将整批工件靠螺纹一边都车至；⑤调头车削整批工件的外圆；⑥车外圆；⑦在铣床上铣两平面，转后铣另外两平面；⑧车螺纹、倒角。

图5-2

3．某厂年产4105型柴油机1000台，已知连杆的备用率为，机械加工废品率为，试计算连杆的生产纲领，说明其生产类型及主要工艺特点。

4．试指出图5-3中结构工艺性方面存在的问题，并提出改进意见。

图5-3

5．图5-4所示为在两顶尖间加工小轴小端外圆及台肩面2的工序图，试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。

图5-4

6．试分析说明图5-5中各零件加工主要表面时定位基准（粗、精）应如何选择？

图5-5

7．为保证工件上两个主要表面的相互位置精度（如图5-6中A、B面平行度要求）。

若各工序之间无相关误差，并仅从比较各种定位方式入手，在拟订工艺方案，选择定位基准时，一般可以采取下列的定位方式：

①基准重合加工；②基准统一加工（分两次安装）；③不同基准加工；④互为基准加工；⑤同一次安装加工。

试按照获得相互位置精度最有利的条件，顺序写出五种定位方式的先后次序，并简要说明理由。

图5-6

8．在成批生产的条件下，加工图5-7所示零件，其工艺路线如下：

①粗、精刨底面；②粗、精刨顶面；③在卧式镗床上镗孔。

i粗镗、半精镗、精镗孔；ii将工作台准确地移动后粗镗、半精镗、精镗孔。

试分析上述工艺路线有何不合理之处，并提出改进方案。

9．试说明划分加工阶段的理由。

10．试拟订图5-8所示零件的机械加工工艺路线（包括工序号、工序内容、加工方法、定位基准及加工设备）。

已知毛坯材料为灰铸铁（孔未铸出），成批生产。

图5-7

11．试拟订图5-9所示零件的机械加工工艺路线（要求同题10）。

已知毛坯材料为灰铸铁，中批生产。

12．何谓工艺成本？

工艺成本由哪些具体部分组成？

图5-8

图5-9

六、分析计算题

1．若在立钻上用浮动夹头铰削的内孔，铰削前为精镗。

设精镗的尺寸公差为，精镗的粗糙度，精镗的表面破坏层深度，试确定铰孔的余量及镗孔的尺寸。

2．某零件上有一孔，表面粗糙度，孔长，材料为45钢，热处理淬火为HRC42，毛坯为锻件。

设孔的加工工艺过程是：

①粗镗；②半精镗；③热处理；④磨孔。

试求各工序尺寸及其偏差。

3．单件加工如图5-10所示工件（材料为45钢），若底平面已加工好，现欲加工上平面，其尺寸为，表面粗糙度为，若平面的加工工艺过程是：

粗铣精铣粗磨精磨，试求各工序尺寸及其偏差。

图5-10

4．加工如图5-11所示工件时，图纸要求保证尺寸，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸来间接保证，试求工序尺寸及其上下偏差。

图5-11图5-12

5．图5-12所示为活塞零件图（图中只标注了有关尺寸），若活塞销孔已加工好，现欲精车活塞顶面，在试切调刀时，需测量尺寸，

试求工序尺寸及其上下偏差。

6．加工图5-13所示零件，为保证切槽深度的设计尺寸的要求，切槽时以端面1为测量基准，控制孔深。

试求工序尺寸及其上下偏差。

图5-13

7．图5-14所示为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，现许在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸及，求试切调刀时的度量尺寸、及其上下偏差。

8．图5-15所示为箱体零件（图中只标注了有关尺寸），试分析计算：

⑴若孔、分别都以面为基准镗孔时，试标注两镗孔工序的工序尺寸；

⑵检验孔距时，因不便于测量，故选测量尺寸，试求工序尺寸及其上下偏差；

⑶若实测尺寸超差了，能否直接判断该零件为废品？

图5-14图5-15

9．图5-16所示衬套，材料为20钢，内孔表面要求磨削后保证渗碳层深度，试求：

⑴磨削前精镗工序的工序尺寸及偏差；

⑵精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差；

图5-16图5-17

10．图5-17所示叶片泵传动轴的工艺过程如下：

①粗车外圆至；②精车外圆至；③划键槽线；④铣键槽深度至尺寸；⑤渗碳深度，淬火；⑥磨外圆至尺寸，要求保证渗碳层深度。

试求：

⑴计算铣键槽时的槽深尺寸及其偏差；

⑵渗碳时应控制的工艺渗碳层深度及其偏差。

11．图5-18（a）所示为轴套零件简图（图中只标注了有关的轴向尺寸），按工厂资料，其工艺过程的部分工序如图5-18（b）所示：

工序Ⅴ，精车小端外圆、端面及台肩；工序Ⅵ，钻孔；工序Ⅶ，热处理；工序Ⅷ，磨孔及底面；工序Ⅸ，磨小端外圆及肩面。

试求工序尺寸、及其偏差。

图5-18

12．某零件的加工路线如图5-19所示：

工序Ⅰ，粗车小端外圆、轴肩及端面；工序Ⅱ，车大端外圆及端面；工序Ⅲ，精车小端外圆、轴肩及端面。

试校核工序Ⅲ精车小端外圆的余量是否合适？

若余量不够应如何改进？

图5-19

13．图5-20（a）所示箱体简图中已标注了有关的尺寸，按工厂资料，该零件加工的部分工序草图如图5-20（b）所示（工件以底面及其上两销孔定位）。

试求精镗时的工序尺寸及其上下偏差。

图5-20

14．图5-21（a）所示为某零件简图，其部分工序如图5-21（b）、（c）、（d）所示。

试校核工序图上所标注的工序尺寸及偏差是否正确？

如不正确应如何改正？

图5-21

第六章机械加工精度

一、填空题

1．零件的机械加工是在由机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统内完成的。

2．主轴回转误差的三种基本形式是径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动。

*3．工艺系统热变形的热源大致可分为内部热源和外部热源，内部热源包

括切削热和摩擦热；外部热源包括周围环境温度通过空气对流和热源通过辐射传到工艺系统的热量。

4．加工误差按其统计规律可分为系统误差和随机误差两大类，

其中系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差两种。

二、选择题

1．车床主轴的纯轴向窜动对（BCD）的形状精度有影响。

A.车削内外圆B.车削端平面C.车内外螺纹D.切槽

2．造成车床主轴抬高和倾斜的主要原因是（A）。

A.切削力B.夹紧力

C.主轴箱和床身温度上升D.刀具温度高

3．车削模数蜗杆时造成螺距误差的原因是（C）。

A.配换齿轮B.刀具变形C.工件变形D.夹具变形

三、名词解释

1．加工误差零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离量。

2．尺寸精度机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度。

*3．误差复映在待加工表面有什么样的误差，加工表面也必然出现同样性质的误差。

*4．误差补偿加工中随时测量工件的实际尺寸，随时给刀具补偿的方法。

四、简答题

1．什么是误差敏感方向？

车床与镗床的误差敏感方向有何不同？

2．加工误差根据其统计规律可分为哪些类型？

有何特点？

3．提高加工精度的主要措施有哪些？

五、分析计算题

1．在车床上车削一批小轴，经测量实际尺寸大于要求的尺寸从而必须返修的小轴数占24％，小于要求的尺寸从而不能返修的小轴数占2％，若小轴的直径公差，整批工件的实际尺寸按正态分布，试确定该工序的均方差，并判断车刀的调整误差为多少？

2．在车床上加工一长度为，直径为，材料为45钢的光轴。

已知机床各部件的刚度分别为，，。

加工时的切削力，。

如图6-1所示，试计算在一次走刀后的轴向形状误差。

图图6-1

3．加工一批工件的外圆，图纸要求尺寸为，若加工尺寸按正态分布，加工后发现有8％的工件为废品，且其中一半废品的尺寸小于零件的下偏差，试确定该工序能达到的加工精度？

4．在三台车床上分别用两顶尖安装工件，如图6-2所示，各加工一批细长轴，加工后经测量发现1号车床产品出现腰鼓形，2号车床产品出现鞍形，3号车床产品出现锥形，试分析产生上述各种形状误差的主要原因。

图6-2

5．在卧式铣床上铣削键槽，如图6-3所示，经测量发现，靠工件两端深度大于中间，且中间的深度比调整的深度尺寸小，试分析产生这一误差的原因，及如何设法克服减小这种误差。

图6-3

第七章机械加工表面质量

一、填空题

*1．在切削加工中，如果工件表层金属以塑性变形为主，则表层金属产

生残余压应力；如果以热塑性变形为主，则表层金属产生残余拉应力；如果以局部高温和相变为主，则加工后表面层常产生残余压应力。

2．经过机械加工后的零件表面存在着宏观裂纹、伤痕、腐蚀现象等缺陷。

3．切削加工中影响表面粗糙度的因素有进给量、主偏角、副偏角。

4．机械加