机械制造技术基础答案解析2-5,70章

1、.TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc346883776第二章 PAGEREF _Toc346883776 h 1HYPERLINK l _Toc346883777第三章 PAGEREF _Toc346883777 h 9HYPERLINK l _Toc346883778第四章 PAGEREF _Toc346883778 h 10HYPERLINK l _Toc346883779第五章 PAGEREF _Toc346883779 h 12HYPERLINK l _Toc346883780第七章 PAGEREF _Toc346883780 h 14HYPERLINK l

2、 _Toc346883782第八章 PAGEREF _Toc346883782 h 21HYPERLINK l _Toc346883785第九章 PAGEREF _Toc346883785 h 25HYPERLINK l _Toc346883798第十章 PAGEREF _Toc346883798 h 36第二章2-1、什么叫主运动？什么叫进给运动？试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。答：主运动是由机床提供的刀具和工件之间最主要的相对运动,主运动是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工通常只有一个主运动。进给运动是使主运动能够依次地或连续地切除工件上多余的金

3、属,以便形成全部已加工表面的运动。进给运动可以只有一个如车削、钻削,也可以有几个如滚齿、磨削。进给运动速度一般很低,消耗的功率也较少。表2-1加工类型与运动类型加工类型运动类型主运动进给运动车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动钻削钻头的旋转运动钻头的垂直运动端面铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动龙门刨削刨刀的往复运动工件的间歇运动外圆磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动2-2、根据表2-2和表2-3,分析下列机床型号所代表的意义：MM7132、CG6125B、X62W、M2110、Z5125、T68。答：MM7132：M-类别代号：磨床类；M-通用特性：精密；7-组别代号：平面磨床组；1-系别代号

4、：卧轴矩台平面磨床系；32-主参数：最大磨削直径320mm。CG6125B：C-类别代号：车床类； G通用特性：高精度；6组别代号：落地及卧式车床组；1系别代号：卧式车床系；25主参数：床身上最大回转直径250mm； B重大改进顺序号。X62W：X类别代号：铣床类； 6组别代号：升降台铣床组；1系别代号：万能升降台铣床系；32主参数：工作台面宽度320mm；A重大改进顺序号。M2110：M-类别代号：磨床类；2组别代号：内圆磨床组；1系别代号：内圆磨床系；10主参数：最大磨削孔径100mm。Z5125：Z类别代号：钻床类；5组别代号：立式钻床组；1系别代号：方柱立式钻床系；25主参数：最大钻孔

5、直径25mm。T68：T类别代号：镗床类；6组别代号：卧式铣镗床组；8主参数：镗轴直径80mm。2-3、画出=10、s=6、0=6、=60、Kr=60、=15的外圆车刀切削部分投影图。答：图1典型外圆车刀切削部分结构图图2车刀正交平面参考系及其静止角度图3背平面、假定工作平面参考系及其静止角度图4车刀法平面参考系及其静止角度理解好上面的参考系及其静止角度,按照要求画出静止角度就可以了,注意各视图之间的联系,位置关系。2-6、切削力是怎样产生的？为什么要把切削力分解为三个互相垂直的分力？各分力对切削过程有什么影响？答：切削过程中,刀具切入工件,使切削层变为切屑所需要克服的阻力,称为切削力。刀具作

6、用在工件上的切削力,随着加工条件的不同,总切削力的方向和数值都是变化的。为了应用和测量的方便,常将总切削力分解三个互相垂直的分力。主切削力：总切削力F在主运动方向上的投影。是也称切向力或主切削力,它是计算工艺装置刀具、机床和夹具的强度、刚度以及校验机床功率所必须的数据。背向力：总切削力在垂直于工作平面方向上的分力。也称为径向力,它能使工件变形或产生切削振动,故对加工精度及及加工表面的质量影响较大。进给力：总切削力在进给运动方向上的正投影。也称为轴向力,它是设计机床走刀机构、计算进给功率所必须的数据。2-7、按下列条件选择刀具材料类型或牌号。1 45#钢锻件粗车；2 HT200铸铁件精车；3 低

7、速精车合金钢蜗杆；4 高速精车调质钢长轴；5 高速精密镗削铝合金缸套；6 中速车削高强度淬火钢轴；7 加工HRC65冷硬铸铁或淬硬钢；答：常用刀具材料:高速钢是一种加入了较多金属W、Cr、Mo 、V等碳化物的、含碳量也比较高的合金工具钢。硬质合金钢硬质合金是由高硬度的难熔金属碳化物如WC、TiC、TaC、NbC等和金属粘结剂如Co、Ni等用粉末冶金方法制成的一种刀具材料。YG类硬质合金主要用于加工铸铁,有色金属和非金属材料。粗加工时宜选用含钴量较多的牌号例如YG8,因其抗弯强度和冲击韧性较高；精加工宜选用含钴量较少的牌号例如YG3,因其耐磨性、耐热性较高。在加工淬火钢、高强度钢和高温合金时,以

8、及在低速下切削钢时,由于切削力很大,易造成崩刃,也不宜采用强度低、脆性大的YT类合金,而宜采用韧性较好的YG类合金。YN类硬质合金2-9、什么叫刀具的工件角度参考系？什么叫刀具的静态角度参考系？这二者有何区别？在什么条件下工作角度参考系与静态角度参考系重合？答：刀具静止参考系,是以假定主运动方向和假定进给运动方向为基准来建立的。主要区别：重合条件：通常的进给速度远小于主运动速度合成速度角2,所以在一般安装条件下,刀具的工作参考系与静止参考系差异甚小,可以用刀具的静态角度代替工作角度,也就是说在大多数场合下如普通车削、镗削、端铣、周铣等,不必考虑工作角度,即可以认为这两个参考系是重合的。则选较大

9、的主偏角。=90的车刀适用于系统刚性较差、车端面、车外圆、多阶梯轴等场合。2-11、用P10硬质合金车刀,车削b为650N/mm2的40#钢外圆。切削用量为asp=4mm,f=0.6mm/r,v=110/min；刀具几何度为：0=10,s= 5,0=8,Kr=60,=1mm。按公式计算及查表方法确定切削为Fr、FP、Fc及切削时所消耗的功率。答：有下列公式及其参数表格:查课本表2-5查课本表2-6最终计算出：2-12、甲、乙二人每秒钟切下的金属体积完全相同,只是甲的吃刀深度比大1倍,而走刀量f比乙小1倍。试比较二人主切削力的大小,由此可得出什么有益的论？答：生产率:由于甲乙两人的与的乘积相同,

10、那么甲乙两人的主切削速度也相同.主切削力:通常情况下:2-14、切削用量中,哪个因素对刀具寿命影响最大？哪一个因素对刀具寿命影响最小？为什么？答：2-15、甲、乙、丙三人高速车削b=750N/mm2的碳钢。切削面积各为100.2,50.4,40.5,三人的经济耐用度Tc=60min,比较三人的生产率,解释生产率不同的原因。答：生产率:因为,所以,因此,即甲的生产率最高,乙的生产率次之,丙的生产率最低。2-16、刀具寿命一定时,从提高生产率出发,选择切削用量的顺序如何？从降低切削功率出发,选择切削用量的顺序又如何？为什么？答：生产率:从上面的公式中可以看出：切削速度对刀具寿命影响最大,其次是进给

11、量,背吃刀量的影响最小。而切削速度,进给量,背吃刀量对生产率的影响是相同的。所以,从提高生产率出发,首先选择较大的背吃刀量,其次选择合适的进给量,最后确定切削速度。切削功率：刀具寿命：通常情况下:所以,从降低切削功率出发,首先选择较小的切削速度其次,选择较大的进给量,最后确定背吃刀量。2-19、选择切削用量的原则是什么?从刀具寿命出发,按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发,按什么顺序选择切削用量?为什么?答：选择切削用量时,要综合考虑切削过程的质量、生产率和成本等问题。所谓合理的切削用量是指在充分利用刀具的切削性能和机床性能功率、扭矩以及保证工件加工质量的前提下,能获得高的生产率和低的加工成

12、本的切削用量。从刀具寿命出发:选择切削用量的原则是在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的前提下,首先选择尽可能大的背吃刀量,其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量,最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度。从机床动力和刚性的限制等条件出发:选取尽可能大的进给量；最后根据刀具寿命确定最佳的切削速度2-20、何谓砂轮硬度？它与磨粒的硬度是否是一回事？如何选择砂轮硬度？砂轮硬砂轮硬度选择不当：砂轮选得过硬,磨钝的磨粒不易脱落,砂轮易堵塞,磨削热增加,工件易烧伤,磨削效率低,影响工件表面质量；砂轮选得过软,磨粒还在锋利时就脱落,增加了砂轮损耗,易失去正确的几何形状,影响工件精度。第

13、三章3-2 什么是内联系传动链,它与外联系传动链有和不同,试举例说明。3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。答：传动链的传动路线如下：正转转速级数：2反转转速级数：13-4 CA6140车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中,哪些传动链的两端件之间具有严格的传动比？答：车螺纹运动：两端件主轴与刀架之间具有严格的传动比。3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。答：机床结构方面：磨床结构较车床简单、紧凑、传动链更优化；刀具方面：砂轮加工效果较车刀精

14、细、高效；加工过程方面：磨床操作方便,易于控制,主轴旋转平稳。由上可以看出：外圆磨削,操作方便、传动链短、主轴旋转平稳,刚度大、砂轮加工精度高；外圆车削,传动链长、主轴旋转平稳度不够好,刚度不大、车刀加工精度不高。因此,外圆磨削比外圆车削质量要高。3-11 为什么车床用丝杆和光杆分别担任车螺纹和车削进给的传动？如果只用其中的一个既车螺纹又传动进给,会产生什么问题？答：车螺纹时,要求主轴与刀架之间有严格的传动比,所以,只能用丝杆；车削进给时,不要求主轴与刀架之间有严格的传动比,用光杆更经济高效；若用丝杆既车螺纹又传动进给,对于车螺纹没有问题影响,对于传动进给有时不能满足快速进给要求,影响加工效率

15、,总体上还会影响丝杆使用寿命；若用光杆既车螺纹又传动进给,对于传动进给没有问题影响,对于车螺纹,由于不能保证主轴与刀架之间的严格传动比,无法正确加工。第四章4-2 什么是逆铣？什么是顺铣？试分析其工艺特点。在实际的平面铣削生产中,目前多采用哪种铣削方式？为什么？答：逆铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方向相反时称为逆铣；顺铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方向相同时称为顺铣。逆铣时,刀齿的切削厚度从零增加到最大值,切削力也由零逐渐增加到最大值,避免了刀齿因冲击而破损的可能。但刀齿开始切削时,由于切削厚度很小, 刀齿要在加工表面上滑行一小段距离,直到切削厚度足够大时,刀齿才能切入工件,此时, 刀齿后

16、刀面已在工件表面的冷硬层上挤压、滑行产生了严重磨损,因而刀具使用寿命大大降低,且使工件表面质量变差；此外,铣削过程中,还存在对工件上抬的垂向切削分力Fcn,它会影响到工件夹持的稳定性,使工件产生周期性振动,影响加工表面的粗糙度。顺铣时,刀齿切削厚度从最大开始,因而避免了挤压、滑行现象；同时,垂向铣削分力Fcn始终压向工件,不会使工件向上抬起,因而顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。 但由于顺铣时渐变的水平分力Fct与工件进给运动的方向相同,而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙。实际的平面铣削生产中,多采用顺铣。顺铣的最大缺点是进给丝杆与螺母间有间隙,多数铣床纵向工作台的丝杆螺母有消除间隙装置

17、,即使没有消除间隙的装置,则当水平分力Fct较小时,工作台进给可以采用丝杆驱动。同时,顺铣避免了逆铣过程中的挤压、滑行问题,还能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。4-3 为什么顺铣时,如工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置,将会产生工作台窜动？答：由于顺铣时渐变的水平分力Fct与工件进给运动的方向相同,而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙,若工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置,当水平分力Fct 变得足够大,间隙由最大变为零的过程中,工作台就会突然向前窜动,整过过程表现为振动。4-4 试分析比较铣平面、刨平面、车平面、拉平面、磨平面的工艺特征和应用范围。答：铣平面：1工艺特征：平面铣削分粗铣和精

18、铣。精铣后的表面粗糙度可达Ra3.20.63m,尺寸公差可达IT8IT6,直线度可达0.080.12mm/m。2应用范围：可加工各种不同形状的平面、沟槽等。刨平面：1工艺特征：平面刨削分粗刨和精刨,精刨后的表面粗糙度可达Ra3.21.6m,两平面间的尺寸公差等级可达IT8IT7,直线度可达0.040.12/1000mm。在龙门刨床上采用宽刀精刨,其表面粗糙度可达Ra0.80.4m,直线度不超过0.02mm/m。2应用范围：刨削一般适于单件小批生产及修理工作中加工平面,可加工水平面、垂直面、直槽、V形槽、T形槽和燕尾槽等。车平面：1工艺特征：容易保证回转体的端面与其内圆表面、外圆表面的垂直度要求

19、,且工艺简单,效率较高。2应用范围：平面车削一般用于加工回转体的端面。拉平面：1工艺特征：拉削加工精度为IT9IT6,直线度可达0.080.12mm/m。2应用范围：在大批大量生产中加工面积不大而要求较高的零件平面时,可采用拉削加工方式。磨平面：1工艺特征：磨削后的表面粗糙度可达Ra1.250.16m,尺寸公差可达IT6IT5,平面度可达0.010.03mm/m。2应用范围：主要用于中、小型零件高精度表面及淬火钢等硬度较高的材料表面的加工。4-7 试述下列零件上平面的加工方案：1 单件小批生产中,机座铸铁的底面：500mm300mm,Ra3.2m。2 成批生产中,铣床工作台铸铁台面：1250m

20、m300mm,Ra1.6m。3 大批量生产中,发动机连杆45调质钢, 217255 HBS侧面：25mm10mm,Ra3.2m。答：粗铣-精铣平面铣削加工；粗刨-精刨平面刨削加工；粗拉-精拉平面拉削加工或粗铣-精铣平面铣削加工第五章5-1试分析比较钻头、扩孔钻和铰刀的结构特点。答：标准麻花钻由四部分组成：柄部、颈部、导向部分、切削部分；扩孔钻：与麻花钻相比,扩孔钻的齿数较多一般34齿,切削刃未从外圆延至中心；铰刀：由柄部、颈部和工作部分组成,铰刀有612刀齿。5-4镗床上镗孔和车床上镗孔有何不同,分别用于什么场合？答：在镗床上镗孔时,通常镗刀随镗刀杆一起被镗床主轴驱动作旋转主运动,工作台带动工

21、件作纵向进给运动,此外,工作台还有横向进给运动,主轴箱还有垂向运动,可用此调整工件孔系各个孔的位置。镗床主要用于加工工件上已经有了铸造的孔或加工过的孔或孔系,常用于加工尺寸较大及精度较高的场合,特别适宜于加工分布在不同表面上、孔距尺寸精度和位置精度要求十分严格的孔系,镗床主要适用于批量较小的加工。在车床上镗孔,夹紧在车床卡盘上的工件被主轴带动进行主运动旋转,镗刀杆随车床床鞍一起沿纵向作进给运动,通过对刀架横向位置的调整来设定背吃刀量。车床镗孔是一种用刀具将内孔或者内部轮廓尺寸扩大的工序。镗孔加工一般都是半精加工或者精加工,一般使用单刃的切削镗刀。5-6拉削速度并不高,但拉削却是一种高生产率的加

22、工方法,原因何在？拉孔为什么无需精确的预加工？拉削能否保持孔与外圆的同轴度要求？答：在拉削长度内,拉刀的同时工作齿数多,并且一把或一组拉刀可连续完成粗切、半精切、精切及挤压修光和校准加工,故生产率极高。拉刀的齿升量被设计成从大到小的阶梯式递减方式,即对应于粗加工,齿升量较大,而对应于半精加工和精加工,齿升量较小,工件加工表面的形状和尺寸是由拉刀最后几颗校准刀齿来保证,所以,无需精确的预加工。工件以被加工孔自身定位拉刀前导部就是工件的定位元件,拉孔不易保证孔与其他表面的相互位置精度；对于那些内外圆表面具有同轴度要求的回转体零件的加工,往往都是先拉孔,然后以孔为定位基准加工其他表面。5-8下列零件

23、上的孔,用何种加工方案比较合理：1 单件小批生产中,铸铁齿轮上的孔,20H7,Ra1.6m。2 大批量生产中,铸铁齿轮上的孔,50H7,Ra0.8m。3 变速箱体铸铁上传动轴的轴承孔,62J7,Ra0.8m。4 高速钢三面刃铣刀上的孔,27H6,Ra0.2m。答：1 粗镗-半精镗-精镗粗扩-精扩-铰2 扩-拉3 粗镗扩-半精镗-精镗-浮动镗刀精镗4 钻孔-扩-粗铰-精铰-珩磨第七章7-1定位、夹紧的定义是什么？定位与夹紧有何区别？答： 定位是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。而夹紧是对工件施加一定的外力,使工件在加工过程中保持定位后的正确位置且不发生变动的过程。定位是确保工件加工的

24、正确位置,保证工件有好的定位方案和定位精度,定位后不能直接加工。而夹紧是保证工件的定位位置不变,定位在前,夹紧在后。保证加工精度和安全生产。一般夹紧面和定位面是重合的,否则会引起工件变形和定位不准.允许加一定的辅助支承供夹紧使用,但不能破坏定位基准7-2 机床夹具由哪几个部分组成？各部分的作用是什么？ 解：机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导向装置、夹具体和其他装置或元件组成。作用： 定位元件 定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。2 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件夹紧夹牢,保证工件在加工过程中位置不变。3 对刀及导向装置 对刀及导向装置的作用是迅速确定刀具与工件间的相对位置,防止加

25、工过程中刀具的偏斜。4 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件,通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。5 其他装置或元件 按照工序的加工要求,有些夹具上还设置有如用作分度的分度元件、动力装置的操纵系统、自动上下料装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。7-3 什么叫六点定位原理？什么叫完全定位？答：在机械加工中,用六个适当分布的定位支承点来分别限制工件的六个自由度,从而使工件在夹具中有唯一确定的正确位置,称为六点定位原理。在工件实际装夹中,六个自由度被六个支承点完全限制的定位方式即为完全定位。7-4 什么叫欠定位？为什么不能采用欠定位？试举例说明。答：欠定位是由于工艺设计或者夹具设计上的疏忽,造

26、成对必须加以限制的自由度没有得到限制的不良结果,欠定位不能保证工件的加工精度。所以欠定位是在任何情况下都不被允许的。例如,书上P195的图7-13中,若去除侧挡销,则工件绕着Z轴转动的自由度没有被限制,无法满足加工要求。7-5 辅助支承的作用是什么？辅助支承统与可调支承在功能和结构上的区别是什么？解：辅助支承在夹具中仅起支承作用,用于增加工件的支承刚性和稳定性,以防止在切削时因切削力的作用使工件发生变形,影响加工精度。区别： 功能：可调支承的可调性完全是为了弥补粗基准面的制造误差而设计的,常用于毛坯表面的定位。而辅助支承在夹具中仅起支承作用,不起定位作用,亦不限制工件的自由度。结构：7-6试分

27、析题7-6图中的定位元件所限制的自由度,判断有无欠定位或过定位,并对方案中不合理处提出改进意见。题7-6图答：aV型块1限制了工件,自由度即沿X方向的移动,沿Y方向的移动；y xV型块2限制了工件自由度即绕X轴的转动,绕Y轴的转动；y xzzzzV型块3限制了工件自由度即沿Z方向的移动,绕Z轴的转动； 定位方式属于完全定位,无过定位。b支承平面限制了,即沿Z方向的移动,绕X轴转动,绕Y轴转动三个自由度；V形块1和2限制即沿X方向的移动,沿Y方向的移动两个自由度。定位方式属于不完全定位,无过定位,无不合理处。c平面限制了,即沿Z方向的移动,绕X轴转动,绕Y轴转动三个自由度；短定位销限制了,即沿X

28、方向的移动,沿Y方向的移动两个自由度；固定V型块限制了,即绕Z轴的转动和沿X方向的移动两个自由度。属于过定位。改进：将固定V型块改为活动V型块或换成削边销,只限定绕Z轴的转动。7-7试分析题7-7图所列加工零件所必须限制的自由度；选择定位基准和定位元件,并在图中示意画出。题图7-7a在小轴上铣槽,要求保证尺寸H和L；题7-7b图在支座零件上加工两孔,保证尺寸A和H。题7-7图答：定位基准选外圆柱面和侧面。用两个短V型块,确定四个自由度,再在零件右端加一支承钉,限制一个自由度,不完全定位。bH的设计基准为底面,在零件底面加两个支承板限制工件三个自由度；A的设计基准为大孔,大孔处加一个削边销限制1

29、个自由度,最后在外圆弧处加一短V型块,限制两个自由度,完全定位。7-8 如图7-122所示,齿轮坯的内孔和外圆均已加工合格。现在插床上用调整法加工内键槽,要求保证尺寸。忽略内孔与外圆同轴度公差,试计算该定位方案能否满足加工要求？若不能满足,应如何改进？解：由于工序定位基准不重合将产生基准不重合误差基准位移误差 因为 因此该定位方案不能满足加工要求。 改进措施: 提高齿轮坯外圆的制造精度,增大V形块的夹角、或者把键槽转成水平方向等都可以减小定位误差。7-9 工件装夹如图7-123所示。现欲在的圆柱工件上铣一平面,保证尺寸。已知的V型块所确定的标准工件的中心距安装面为,塞尺厚度。试求：当保证对刀误

30、差为h公差0.05mm的三分之一时,夹具上安装对刀块的高度H为多少？工件的定位误差为多少？解：1对刀基本尺寸为,且,上下偏差分别为,则,夹具上对刀块高度H为：jb=H=0.003*2=0.006mmjy=d=jb+jy=0.006+0.02=0.026mm7-10在图7-124所示套筒零件上铣键槽,要求保证尺寸及对称度。现有三种定位方案,分别如图7-124b、c、d所示。试计算三种不同定位方案的定位误差,并从中选择最优方案已知内孔与外圆的同轴度公差不大于0.02mm。答：b图中,尺寸H的定位误差,有,对称度的定位误差,又有,故此方案能满足加工要求。c图中,尺寸H的定位误差,有而由于铣键槽时,心

31、轴为水平放置,故：故,该定位方案不能满足加工要求。对称度的定位误差故,该定位方案不能满足加工要求。d图中,尺寸H的定位误差,有,而,对称度的定位误差故,该定位方案不能满足加工要求。综上所述,应选择b方案为最优方案。7-11分析题7-11图所示的夹紧力方向和作用点,并判断其合理性及如何改进。题7-11图 答：a夹紧力应指向主要定位支承,不合理,不能保证平行度。夹紧力的作用点应该位于上斜面。b夹紧力应指向主要定位支承,不合理,不能保证垂直度。夹紧力的方向为箭头指向左,作用点在右端面。c不合理,夹紧力的方向指向左,作用点在右边轮廓线d不合理,夹紧力方向正确但作用点不应该离加工位置太远,改进如图。7-

32、12 指出图7-126所示各定位、夹紧方案及机构设计中不正确的地方,并提出改进意见。解：图a夹紧力的作用点未落在支承元件上,破坏了工件的定位。改进方法是使夹紧力的作用点落在支承元件上。图b夹紧力会使工件产生变形,影响加工精度。改进方法是在夹紧力作用的地方加辅助支承,以提高零件的刚度。图c图中的定位方案未欠定位,不能满足定位要求。改进方案为增加两个支承钉。图d同图a一样夹紧力的作用点未落在支承元件上,破坏了工件的定位。改进方案为右边的夹紧元件下调对准左面的支承钉。图e该定位方案使工件上表面定位产生过定位,工件的夹紧力作用点不确定。改进方案是在盖板上增加一个自位支承。图f同图e一样,工件的夹紧力作

33、用点不确定。改进方案是在是将两个支承安装在一个自位支承上,如P198页图7-20-b所示。第八章8-1 试述影响加工精度的主要因素。答：加工精度主要包含了三个方面：尺寸精度、形状精度、位置精度。而影响加工精度的主要因素包括：定位误差,安装误差,对刀误差,因机床精度、刀具精度、工艺系统弹性变形和热变形以及残余应力等原因引起的过程误差。8-2 何谓调整误差？在单件小批生产或大批大量生产中各会产生哪些方面的调整误差,他们对零件的加工精度会产生怎样的影响？答：切削加工时,要获得规定的尺寸就必须对机床、刀具和夹具进行调整。无论哪种调整方法,想获得绝对准确的规定尺寸是不可能的,这就产生了调整误差。在单件小

34、批生产中,普遍用试切法调整；而在成批、大量生产中,则常用调整法。显然,试切法不可避免会产生误差,而调整法中,对刀有误差,挡块、电器行程开关行程控制阀等的精度和灵敏度都影响调整的准确性。8-3 试述主轴回转精度对加工精度的影响。答：主轴回转精度直接影响工件的圆度、圆柱度和端面对轴线的垂直度等多项精度。主轴的回转误差主要表现在以下几方面：1径向圆跳动,又称径向飘移,是指主轴瞬时回转中心线相对平均回转中心线所做的公转运动。车外圆时,该误差将影响工件圆柱面的形状精度,如圆度误差。2轴向窜动,又称轴向飘移,是指瞬时回转中心线相对于平均回转中心线在轴线方向上的周期性移动。轴向窜动将不影响加工圆柱面的形状精

35、度,但会影响端面与内、外圆的垂直精度。加工螺纹时还会使螺纹导程产生周期性误差。3角度摆动误差,又称角度飘移,是指主轴瞬时回转中心线相对于平均回转中心线在角度方向上的周期性偏移。它主要影响工件的形状精度,车削外圆时产生锥度误差。在实际的工作中,主轴回转中心线的误差运动是上述三种基本形式的合成,所以它既影响工件圆柱面的形状精度,也影响端面的形状精度,同时还影响端面与内、外圆的位置精度。8-4 试举例说明在加工过程中,工艺系统受力变形和磨损怎样影响零件的加工精度,各应采取什么措施来克服这些影响？答：由机床、夹具、工件和刀具所组成的工艺系统在外力作用下主要是切削力会产生弹性变形。这种变形会使切削过程中

36、发生振动,从而严重恶化加工精度和表面质量,还会限制加工的生产率。而在机床的使用过程中,由于各摩擦部分的磨损,机床的精度会逐渐下降,从而影响加工精度。刀具的径向磨损量NB不仅会影响工件尺寸精度,还影响工件的形状精度。将工艺系统抵抗外力变形的能力称为工艺系统的刚度,并将它定义为：。要克服这些影响,就可以通过提高机床的刚度、刀具的刚度以及工件的刚度实现。具体的说,就是提高配合零件的接触刚度；提高机床零件本身的刚度；增加连接件的刚度；减少零件间的配合间隙等等。8-5 车削细长轴时,工人经常在车削一刀后,将后顶尖松一下在车下一刀,试分析其原因何在？答：轴在切削热的作用下,会产生热伸长,将后顶尖松一下可以

37、为工件在轴向提供伸缩的余地,避免长轴发生挠曲。8-6在卧式铣床上铣键槽,如图8-45所示,经测量发现靠工件两端比中间的深度尺寸大,且都比调整尺寸深度小分,析产生这一现象的原因。答：产生这一现象的原因是由于工件的刚度不足引起的。工件装夹在两固定顶尖之间加工,相似于一根梁自由支承在两个支点上,若垂直铣削分力为Fcn对于光轴最大的挠曲变形发生在中间位置,此处弹性变形为：Ygj=Fcnl3/48EI对于圆钢工件的刚度为：Jgj=48EI/l3受工件刚度的影响在铣刀的整个行程中,铣刀所切下的切削层厚度将不等,在工件的中点挠曲度最大的地方最薄,两端的切削层最厚,故键槽深度两端比中间的深度尺寸大,且均小于调

38、整尺寸。8-7 车床床身导轨在垂直平面及水平面内的直线度对车削轴类零件的加工误差有何影响？影响程度有何不同？答：1车床导轨在水平面内有直线度误差,则车外圆时工件会产生半径误差R,即；2若车床导轨在垂直面内有直线度误差,车外圆时,引起的工件半径误差。垂直面内的直线度误差对工件的尺寸精度影响不大,可忽视；而在水平面内的直线度误差,对工件尺寸精度的影响甚大,不能忽视。8-8 在车床上加工一批光轴的外圆,加工后经测量发现工件有下列几何误差图8-46,试分别说明产生上述误差的各种可能因素。解： a由于机床主轴有角度摆动b机床的刚度不是一个常值,是车刀所处位置的函数。受此影响,即使工件系统所受的力为恒值,

39、沿着工件轴线方向,机床的变形也是变化的。受此影响,加工工件将产生形状误差,被加工成马鞍形。 c受工件刚度的影响,在刀具的整个工作行程中,车刀所切下的切削层厚度将不相等,在工件中点处,即挠曲最大的地方最薄,而两端切削层厚度最厚。 d加工时工件装夹在卡盘上并用后顶尖支承,这种装夹方式属静不定系统,若工件时光轴,加工后的形状如图。8-9 试分析在车床上加工时产生下列误差的原因：1在车床上镗孔时,引起被加工孔的圆度和圆柱度误差。2在车床三爪自定心卡盘上镗孔时,引起内孔与外圆的同轴度误差。答：1当刀杆的旋伸长度不变时,刀尖因镗杆变形而产生的位移在孔的全长上是相等的,孔的轴向剖面的直径一致,孔与主轴同轴,

40、但由于主轴的刚度在各个方向上不等,孔的横剖面形状有圆度误差。当进给运动由镗杆实现时,加工过程中,镗杆上镗刀主切削刃据主轴端面的距离逐渐增加,镗刀受镗杆和主轴弹性变形的综合影响,产生圆度和圆柱度误差。三爪自定心卡盘能找准工件的回转轴线,但不能保证它找正的工件的回转中心与车床主轴的回转轴线同轴,因而不能保证内孔和外圆的同8-10 何谓误差复映规律？误差复映系数的含义是什么？减小误差复映有哪些主要工艺措施？答：误差复映规律是指在车床加工中,偏心毛坯加工后所得到的表面仍然是偏心的,即毛坯误差被复映下来了,只不过误差减小了的现象。误差复映系数是衡量加工后工件精度提高的程度,值越小,表示加工后零件的精度越

41、高。由于式可知,则减小误差复映的主要工艺措施：增大工艺系统的刚度。8-11 已知工艺系统的误差复映系数为0.25,工件毛坯的圆柱度误差为0.45mm,如本工序形状精度公差为0.01mm,问至少要走刀几次才能使形状精度合格？解：已知：=0.25 b=0.45mm 1= b=0.450.25=0.1125mm 0.01mm2=1=0.11250.25=0.0281mm 0.01mm3=2=0.02810.25=0.007315mm 0.01mm 至少要走刀3次才能使形状精度合格。8-12 采用砂轮粒度为30#的砂轮磨削钢件外圆,其表面粗糙度值Ra为1.6m,在相同条件下,采用粒度为60#的砂轮可使

42、Ra降低为0.2m,这是为什么？答：粒度是指磨料颗粒平均尺寸的大小程度,用粒度号来表示。粒度号越大,表示颗粒越细。在其他条件都相同的情况下砂轮的粒度号越大,则砂轮工作表面单位面积上的磨粒数越多,因而在工件表面上的刀痕也越密而细,所以粗糙度值越小。但如果粗粒度的砂轮经过精细休整,在磨粒上车出微刃后,也能加工出粗糙度值小的表面。8-13 加工误差按其统计性质可分为哪几类？各有何特点和规律？答：加工误差可分为系统性误差和随机性误差。系统性误差是在顺次加工一批工件时,大小和方向保持不变或按一定规律变化的误差,如机床和刀具的热变形,刀具的磨损,机床、刀具、量具、夹具的制造误差和调整误差等；而随即误差是在

43、顺次加工的一批工件中,大小和方向是不规律变化的误差,如系统的微小振动、毛坯误差的复映、夹紧误差、内应力等引起的误差等。8-14 为什么表面层金相组织的变化会引起残余应力？答：当表面层的金属组织转变时,从原来密度比较大的奥氏体转变为密度比较小的马氏体,因此表面层的金属体积要膨胀,但受到内层金属的阻碍,从而在表面层产生压缩应力,在内层产生拉伸应力。8-15机械加工后工件表面层物理机械性能为什么会发生变化？这些变化对产品质量有何影响？答：机械加工过程中,在切削热和切削力的作用下,工件的表层材料产生严重的塑性变形,表层的物理、机械、化学性能与内部组织相比较会发生下属方面的变化：提高了表面硬度,产生了加

44、工硬化。表层和深层之间具有残余拉应力或压应力。表层的金相组织也发生了变化。加工硬化对耐磨性的影响： 一定程度的加工硬化能减少摩擦表面接触部位的弹性和塑性变形,使耐磨性有所提高,但表面硬化过度时,会引起表层金属的脆性增大,磨损加剧甚至产生微裂纹、表层剥落,耐磨性下降。加工硬化对疲劳强度的影响：零件表层有一定程度的加工硬化可以阻碍疲劳裂纹的产生和已有裂纹的扩展,因此可以提高零件的疲劳强度。但是加工硬化程度过高时,表层的塑性会降低,反而容易产生微裂纹而降低疲劳强度。因此加工硬化程度应控制在一定范围之内。表层残余压应力对疲劳强度的影响：残余压应力可以抵消部分工作载荷引起的拉应力,延缓疲劳裂纹的产生和扩

45、展,因而提高了零件的疲劳强度；残余拉应力则容易使已加工表面产生微裂纹而降低疲劳强度。8-16 试述影响表面粗糙度值的因素。答：1切削加工表面粗糙度的影响因素：残留面积影响工件表面理论粗糙度的因素有主偏角、副偏角、刀尖圆角半径以及进给量f等；金属材料塑性变形及其他物理因素积屑瘤、鳞刺、切削力的波动、刀具磨损和振动等；切削液的选用；材料的塑性和金相组织对表面粗糙度的影响最大,塑性越大,表面越粗糙,晶粒组织越大,加工后的表面也粗糙。2磨削加工表面粗糙度的影响因素：砂轮的粒度；砂轮的硬度；砂轮的修整；磨削速度；磨削径向进给量与光磨次数；工件圆周进给速度与轴向进给量；工件材料；切削液。8-17 什么是加

46、工硬化？影响加工硬化的因素有哪些？ 答：机械加工过程中,在切削力和切削热的作用下,工件表面层材料产生严重的塑性变形,使得工件表面层硬度常常高于基体材料的硬度,这一现象成为加工表面硬化。影响加工硬化的主要因素：刀具、切削用量、工件材料等8-18 什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？答：回火烧伤。如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度,但已超过马氏体的转变温度,工件表层的回火马氏体组织将转变成硬度较低的回火组织,这种磨削烧伤称为回火烧伤。淬火烧伤。如果磨削区的温度超过了相变温度,再加上切削液的急冷作用,材料表层会产生二次淬火,即表层出现二次淬火马氏体组织,其硬度比原来的回火马氏体组织高,但它的下层

47、,因冷却速度慢,出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织,这种磨削烧伤称为淬火烧伤。退火烧伤。如果磨削区的温度超过了相变温度,而磨削区域又无切削液的进入,冷却条件不好,或不用切削液进行干磨时,表层材料将产生退火组织,表面硬度急剧下降,这种烧伤称为退火烧伤。8-19 在两台自动车床上加工同一批小轴零件的外圆,要求保证直径为mm。在第一台车床加工的工件尺寸接近正态分布,平均值,标准差。在第二台车床加工的工件尺寸也接近正态分布,且,标准差。试分析：1哪台机床本身的精度比较高？2计算比较两台机床加工的不合格品情况,分析减少不合格品的措施。答: 1由题意,两机床有：故第一台机床本省精度比较高,这是因为小

48、,则y大,分散范围小,表示工件愈集中,加工精度愈高。2 第一台机床： 故合格率99.73%；第二台机床：故合格率圆柱面和圆锥面均有粗糙度要求,无越程槽,不便于加工。改进方案：在锥面和圆柱面相交部位增开越程槽。图d内孔的直径不同,均有粗糙度要求,中间细,两端粗不便于加工。改进方案：将内孔的直径改为中间大,两端小。图e轴上的退刀槽宽度不一样,切槽时需要更换刀具；键槽的宽度也不相同,加工时也需要更换不同的刀具；加工起来费时。改进方案：将退刀槽宽度改为一致,键槽宽改为相同的宽度。图f中央凸台未与外边缘对齐,加工时需要调整刀具且加工困难。改进方案：将中央凸台的尺寸设计的和边缘一样高。图g孔设计不合理,孔

49、底部无锥面部分,加工困难。改进方案：将孔改为通孔。图h螺纹孔一边为通孔,另一边为盲孔,加工时需反转零件,加工不便。改进方案：将盲孔改为通孔,以便于一次加工成型。9-4 试为图9-46所示三个零件选择粗、精基准。其中图a是齿轮,m=2,Z=37,毛坯为热轧棒料；图b是液压缸,毛坯为铸铁件,孔已铸出；图c是飞轮,毛坯为铸件。均为批量生产。答：1图a中,精基准选择齿轮的中心孔,粗基准选择两待加工表面中的一个。2图b中,精基准选择端面,粗基准选择不加工的外圆面。3图c中,以两不同直径的内孔互为精基准,用不加工的端面作为粗基准。9-5 题9-5图所示零件除12H7孔外,其余表面均已加工好,试选择加工12

50、H7孔时使用的定位基准。题9-5图答：应选A面、30H7mm孔、10H7mm定位基准。 根据基准重合的原则,设计尺寸400.2的设计基准为A面,因此应选择A面作定位基准；设计尺寸350.2的设计基准为30H7mm,因此应选择30H7mm作定位基准。 工件定位基准为一面两孔,相应的夹具定位元件可采用一面两销。 A面可限制工件、；30H7mm可限制工件、；10H7mm可限制工件。9-6 试提出图9-48所示成批生产零件的机械加工工艺过程从工序到工步,并指出各工序的定位基准。答：第一步：铣削端面；翻转工件铣削另一平面；基准分别为端面,互为基准；工步为：粗铣半精铣精铣第二步 钻20H7的中心孔,然后再

51、钻三个均布10H7的孔；基准均为外圆中心线；工步为：钻20H7扩孔粗铰精铰10H7：钻孔粗精铰第三步 插键槽,去毛刺；基准为20H7孔的外圆；基准为端面。9-7 如题9-7图所示的毛坯,在铸造时内孔2与外圆1有偏心。如果要求获得：1与外圆有较高同轴度的内孔,应如何选择粗基准？2内孔2的加工余量均匀,应如何选择粗基准？ 题9-7图答：1应以不加工外圆面1为粗基准。可保证加工表面2与不加工表面1间的同轴度位置要求,使外圆与内孔同轴、壁厚均匀；2为了保证内孔2的加工余量均匀,则选择内铸孔2表面本身为粗基准。9-8 题9-8图所示为一锻造或铸造的轴坯,通常是孔的加工余量较大,外圆的加工余量较小。试选择

52、粗、粗基准。题9-8 图答：粗基准-外圆精基准-孔9-9 何谓工序集中工序分散？工序集中和工序分散各有什么优缺点？目前的发展趋势是那一种？答：1工序集中是指在每道工序中所安排的加工内容多,则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成,这样工艺路线短,工序少。工序集中的优点是在一次装夹中,可以完成多个表面的加工,这样可以减少工件的安装误差,较好的保证这些表面之间的位置精度同时可以减少装夹的次数和辅助时间有利于缩短生产周期。可以减少机床的数量,并相应的减少操作工人,节省车间面积简化生产计划和生产组织工作。缺点是机床结构和调整复杂,精度虽然高,但是成本也高。2工序分散是指在每道工序中所安排的加工内容少

53、,把零件的加工内容分散到很多工序里完成,则工艺路线长,工序多。工序分散的优点是机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构简单,调整比较容易,能快速的更换、生产不同的产品。对工人的技术水平要求低。由于数控机床的应用的越来越多,工序集中的程度相应的提高。故目前发展趋势是向工艺集中发展。9-10 试述机械加工过程中安排热处理工序的目的及其安排顺序。答：按照其目的,热处理可分为预备热处理和最终热处理。在零件机械加工过程的预备热处理阶段,在粗加工前通常安排退火或正火,以消除毛坯制造时产生的内应力,改善工件材料力学性能和切削加工性能。调质处理常安排在粗加工后,半精加工前进行,用于获得较好的综合力学性能,有利于消

54、除粗加工中产生的内应力。安排多次时效处理,是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。最终热处理包括：淬火、渗碳淬火一般安排在半精加工和精加工之间,用于提高零件的硬度和耐磨性。渗氮后的零件再进行精磨或研磨,用于提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性。表面处理一般安排在工艺路线最后,可以提高零件的抗腐蚀和耐磨性,并使表面美观。9-11 什么是加工余量？影响加工余量的因素有哪些？确定余量的方法有哪几种？抛光、研磨等光整加工的余量应如何确定？解：加工过程中,从某一表面上切除的金属层厚度称为加工余量。影响加工余量的因素有：1上工序的尺寸公差、形状公差和位置公差2上工序加工表面的粗糙度和表面缺陷层的

55、深度 3本工序的装夹误差确定余量的方法：经验法、查表法、分析计算法。对于抛光、研磨等光整加工工序,加工过程中只有表面粗糙度发生变化,其他量不变,因此,其双面余量为9-12 CAPP从原理上讲有哪几种类型？答：从原理上讲CAPP有检索式、派生式、创成式、综合式四种。检索式CAPP系统常应用于生产批量较大,零件品种变化不大且相似程度高的场合。派生式CAPP是建立在成组技术基础的CAPP系统,其基本原理是利用零件的相似性即相似的零件有相识的工艺过程。因此,一个新零件的工艺规程可以通过检索系统中已有的相似零件的工艺规程并加以筛选和编辑而成。创成式CAPP系统也叫生成式CAPP。创成式CAPP中不存在标

56、准工艺规程,但是他有一个收集有大量信息的数据库和储存工艺推理规则的规则库。当输入零件有关信息后,系统可以模仿工艺人员的抉择过程,应用各种工艺规程抉择规则,在没有人工干预的条件下,从无到有自动生成族零件的工艺规程。综合式CAPP系统是将派生式、创成式与人工智能结合在一起综合而成的CAPP系统。这种系统既有派生式CAPP的可靠成熟、结构简单、便于使用和维护的优点,又有创成式CAPP能够存储、积累、应用工艺专家知识的优点。9-13 什么是时间定额？单件时间定额包括哪些方面？举例说明各方面的含义。答：时间定额是在一定条件下,规定完成一道工序所需的时间消耗量。单件时间定额：基本时间是直接改变工件的尺寸、

57、形状相对位置、表面状态和材料性质等工艺过程所消耗的时间,对机械加工来说,就是切削时间。辅助时间是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作如装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等所消耗的时间。布置工作地时间是指为使加工正常进行,工人用于照管工作地如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等所消耗的时间。休息与生理需要时间是指工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。9-14 数控加工工艺有何特点？解：1工艺内容明确具体。2工艺设计严密。3注重加工的适应性。9-15 用调整法大批生产床头箱,如图9-51所示。镗孔时平面A、B已加工完毕,且以平面A定位。与保证设计尺寸20

58、50.1mm,是确定工序尺寸H。解：尺寸链如下图所示：A1为增环,A2为减环,A0为封闭环。A0=A1A2A2= A1-A0=355-205=150mm；ESA0=ESA1EIA2；EIA2= ESA1ES0=+0.05mm0.1mm=-0.05mm；EIA0= EIA1ESA2；ESA2= EIA1EIA0=-0.05mm-0.1mm=0.05mm；校核：经校核封闭环公差等于各组成环公差之和,尺寸链正确。故,H=1500.05mm9-16 如图9-52所示工件成批生产时用端面B定位加工表面A调整法,以保证尺寸,试标注铣削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。答：尺寸链如图所示,可知封闭环为,且判断

59、出和为增环,为减环,故有,则,则,则又有：校核：经校核封闭环公差等于各组成环公差之和,尺寸链正确。故,A116题尺寸链A116题尺寸链A3A0A29-17解：尺寸链如下图所示其中为封闭环,为减环,为增环A4=70+2060=30mmES A4=+0.12mmEI A4 =+0.02mm校核：经校核封闭环公差等于各组成环公差之和,尺寸链正确。9-18 加工如图9-54所示轴及其键槽,图纸要求轴径300-0。033mm,键槽深度为260-0.2mm,有关加工过程如下：半径车外圆至30.60-0.1mm；铣键槽至A1；热处理；磨外圆至图样尺寸,加工完毕。求工序尺寸A2。解：A2和A3 为增环,A1为

60、减环,A0为封闭环。尺寸链如图所示：图中A2即为所求尺寸A0=A2+A3 /2-A1/2 ；A2= A0- A3 /2+ A1/2=26mm-15mm+15.3mm=26.3mm；ESA0=ESA2+ESA3 /2-EIA1/2 ；0= ESA2+0-0.05； ESA2=-0.05mmEIA0=EIA2+EIA3 /2-ESA1/2 ；-0.2= EIA2+-0；EIA2=-0.1835mm；验算 T0=0.2mmT0=T2+T1/2+T3/2=0.1335mm+0.05mm+0.0165mm=0.2mm经校核封闭环公差等于各组成环公差之和,尺寸链正确。故,mm9-19 如图9-55所示为盘