机械制造工程学

机械制造工程学一、选择/填空/推断：1.切削三要素是切削速度、进给量和背吃刀量。2.外圆车刀是最基本、最典型的切削工具。其切削部分由前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。3.在切削加工中常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼。4.用于制作锯条和锉刀的刀具材料是碳素工具钢。用于制作丝锥和拉刀的刀具材料是合金工具钢。可用于制作各种刀具（铣刀、齿轮刀具）的刀具材料是高速钢。5.国产的硬质合金一般分为两类，一类是由WC和Co组成的钨钴类（YG类），主要加工铸铁和非铁金属。另一类是WC、TiC和Co组成的钨钛钴类，主要加工碳素钢、合金钢和淬硬钢。6.立方氮化硼（CBN）在高温（1200—1300°C）时也不会与铁族金属起反应。人造金刚石热稳定性差，不得超过700—800°C，不宜用来加工钢铁件。7.金属的切削过程实质是一种挤压过程。8.切削塑料金属材料时，刀具与工件接触的区域分为第一变形区（又叫塑性变形区）、其次变形区（又称摩擦变形区）和第三变形区（加工表面变形区）三个变形区。9.切削的四种类型是带状切削、挤裂切削、单元切削和崩碎切削。10.积屑瘤的产生会引起刀具实际角度的改变。11.刀具磨损的形式有前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损。12.切削用量的选择是首先选尽可能大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量最终选尽可能大的切削速度。13.工件在机床上装夹方法是用找正法装工件和用夹具装夹工件。14.机床夹具在机械加工过程中的作用是定位和夹紧。15.夹具的主要组成部分有定位元件、夹紧装置、对刀元件、导引元件、联结元件和联结表面、夹详细和其他装置。16.基准分为设计基准和工艺基准。其中工艺基准又分为定位基准、质量基准和装配基准。17.六点定位原理是指用六个定位支承点合理地限制了工件的六个自由度。18.分布的六个定位支承点限制了工件全部的六个自由度，称为工件的完全定位；少于六点的定位称为不完全定位。19.工件的定位支承数少于应限制的自由度数，即工件定位点不足的状况称为欠定位，工件的某一个自由度同时被一个以上的定位支承点重复限制称为过定位或重复定位。20.欠定位在实际生产中是肯定不允许的。21.工件以平面定位有固定支承、可调支承和自位支承。其中可调支承限制了工件的自由度。22.在生产中，有时为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采纳协助支承，但协助支承不限制工件的自由度。23.工件以圆孔定位有定位销、圆锥销和定位心轴。24.工件以外圆柱面定位有V形块、定位套筒、半圆孔定位座和外圆定心夹紧机构。25.当心轴水平放置时，由于基准发生位移而造成的加工误差为△jw=1/2（△D+△d），当心轴垂直放置说，此时定位误差为△jw=△D+△d+△。26.夹紧力的三要素是大小、方向和作用点。27.夹紧力方向的确定原则是夹紧力作用方向应垂直于主要定位基准面、夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小和夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小。28.夹紧力作用点的确定原则是夹紧力作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内、夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位和夹紧力作用点尽可能靠近加工面。29.由机床、夹具、刀具和工件组成的系统叫机械加工工艺系统，工艺系统的误差称为原始误差。30.我们把加工表面的法向称之为误差的敏感方向。31.主轴回转误差可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摇摆。32.车床导轨的精度要求主要有在水平面内的直线度、在垂直面内的直线度和前后导轨的平行度三个方面。33.由于毛坯存在圆度误差△毛=ap1+ap2，因而引起工件的圆度误差△工=y1-y2，且△毛愈大，△工也愈大，这种现象称为加工过程中的毛坯误差复映现象。34.系统性误差可分为常值系统性误差和变值系统性误差。其中常值系统性误差有铰刀直径大小的误差和测量仪器的一次对零误差等。35.加工余量不足，材料硬度不匀称，夹紧力时大时小等缘由引起的加工误差属于随机误差。36.工序是组成加工工艺过程的基本单元。工步是在加工表面不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下连续完成的那部分工序。37.零件形态精度的获得方法有轨迹法、成形法和展成法。38.零件尺寸精度的获得方法有试切法、定尺寸刀切法、调整法和自动限制法。39.精基准的选择原则有基准重合原则、统一基准原则、互为基准原则和自为基准原则；粗基准的选择原则有保证零件加工表面相对于不加工表面具有肯定位置精度的原则、合理安排加工余量的原则、便于装夹的原则和粗基准一般不得重复运用的原则。40.保证装配精度有互换装配法、分组装配法、修配装配法和调整装配法四种装配方法。二、简答题：1.刀具磨损过程的三个阶段及其特点？答：①初期磨损阶段，特点是磨损较快；②正常磨损阶段，特点是磨损比较缓慢匀称；③急剧磨损阶段，特点是磨损速度增加很快。2.什么叫装夹？装夹的两种方法？答：确定工件在机床上或夹具中占有精确加工位置的过程叫定位，在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作叫夹紧。装夹就是定位和夹紧过程的总和。装夹的方法有：①用找正法装夹工件；②用夹具装夹工件。3.夹具的作用？答：①保证稳定牢靠地达到各项加工精度要求；②缩短加工工时，提高劳动生产率；③降低生产成本；④减轻工人劳动强度；⑤可由较低技术等级的工人进行加工；⑥能扩大机床工艺范围。4.将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是什么？答：①保证零件加工质量；②有利于及早发觉毛坯缺陷并得到即使处理；③有利于合理利用机床设备；④为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果。5.机械加工工序先后依次支配遵循的原则？答：①先加工定位基准面，再加工其他表面；②先加工主要表面，后加工次要表面；③先支配粗加工工序，后支配精加工工序；④先加工平面，后加工孔。三、分析：1.依据六点定位原理，分析如图所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？解：（a）双顶尖部分定位，消退5个自由度，即：、、、、（b）部分定位，消退5个自由度，即：、、、、（c）部分定位，消退4个自由度，即：、、、（d）长销小平面组合，部分定位，消退5个自由度，即：、、、、（e）完全定位，消退6个自由度，即：、、、、、（f）部分定位，消退5个自由度，即：、、、、2.车刀的角度如何定义？图1车刀主要角度图2确定车刀角度的参考平面分析：①前角0在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角，前角表示前刀面的倾斜程度，有正、负和零值之分。正负规定如图示。②后角a0在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角，后角表示主后刀面的倾斜程度，一般为正值。③主偏角在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，住偏角一般为正值。④副偏角在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，副偏角一般为正值。⑤刃倾角在切削平面内测量的主住切削刃与基面之间的夹角。四、计算：1.如图所示一圆柱零件，在其上面加工一键槽，要求保证尺寸300-0.2采纳工作角度为900的V形块定位，试计算该尺寸的定位误差。解：由于工作基准和定位接触点在定位基准的同侧所以定位误差△D=△Y-△B其中△B=1/2TD△Y=TD/（2sina/2）=/2TD所以△D=△Y-△B=（/2-1/2）TD=0.2070.3=0.0621车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ200-0.1mm，若次工序尺寸按正态分布，均方差σ=0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，其偏移量e=0.03mm。试指出该批工件的常值系统误差及随机多大？并计算合格品率及不合格品率各是多少？解：由Φ200-0.1=19.95+0.05mm=19.95+e=19.98mm其正态分布如图示。常值系统误差△=0.03mmX1=△+1/2T=0.03+0.05=0.08mmX2=1/2T-△=0.05-0.03=0.02mmZ1=X1/σ=0.08/0.025=3.2Φ（Z1）=0.49931Z2=X2/σ=0.02/0.025=0.8Φ（Z2）=0.2881合格率为Φ（Z1）+Φ（Z2）=0.4993+0.2881=0.78741不合格率为1-0.78741=0.21259可修复率为0.5-0.2881=0.2119x0.50.81.02.02.52.83.03.2Ф0.19150.28810.34130.47720.49380.49740.49870.499313.如下图所示某套类零件以外圆在V型块上定位，在内孔上加工键槽保证尺寸，已知：；；外圆与内孔的同轴度误差为￠0.02；V型块的夹角为90°。试求H尺寸的定位误差△D（H）。并推断定位合理性(定位误差<1/2尺寸公差为合理)。解：(1)基准不重合误差：(2)基准位移误差：(3)设计基准不在与V型块接触的外圆定位面上为“+”，所以该定位方案定位误差为：得：△D(H)=0.1，因为定位误差≤1/2尺寸公差(0.2)，所以定位方案合理。4.某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。解：①推断封闭环A0=100-0.36②画尺寸链③计算封闭环基本尺寸10=50-A2→A2=40