机械制造基础思考题与练习题

机械制造基础思考题与练习题PAGE4PAGE5《机械制造技术》思考题与练习题第一章思考题与练习题1.1外圆车削加工时，工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。1.2何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？1.3刀具切削部分有哪些结构要素？试给这引起要素下定义。1.4为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？1.5刀具标注角度参考系有哪几种？它们是由哪些参考平面构成？试给这些参考平面下定义。1.6绘图表示切断车刀和端车面刀的Kr,Kr’,γ0，α0,λs,α0’和hD,bD和AD1.7确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？1.8切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？1.9纵车时进给运动怎样影响工作角度？1.10为什么要对主剖面，切深，进给剖面之间的角度进行换算，有何实用意义？1.11试判定车刀前角γ0，后角α0和刃倾角λs正负号的规则。1.12刀具切削部分材料应具备哪些性能？为什么？1.13普通高速钢有哪些牌号，它们主要的物理，机械性能如何，适合于作什么刀具？1.14常用的硬质合金有哪些牌号，它们的用途如何，如何选用？1.15刀具材料与被加工材料应如何匹配？怎样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料？1.16涂层刀具，陶瓷刀具，人造金刚石和立方氮化硼各有什么特点？适用场合如何？第二章思考题与练习题2.1阐明金属切削形成过程的实质？哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度？它们之间的相互关系如何？它们是否真实的反映了切削形成过程的物理本质？为什么？2.2切屑有哪些类型？各种类型有什么特征？各种类型切屑在什么情况下形成？2.3试论述影响切削变形的各种因素。2.4第一变形区和第二变形区的变形特点是什么？2.5试描述积屑瘤现象及成因。积屑瘤对切削过程有哪些影响？6)为什么在主轴箱中有两个换向机构？能否取消其中一个？溜板箱内的换向机构又有什么用处？7)说明M3M4和M5的功用？是否可取消其中之一？8)溜板箱中为什么要设置互锁结构部分？3.9分析CA6140型卧式车床的主轴箱结构部分：1)如何限制主轴的五个自由度？主轴前后轴承间隙怎样调整？主轴上作用的轴向力是如何传递给箱体的？2)动力由电动机到轴Ⅰ时，为什么要用卸荷带轮结构？说明扭矩时如何传递到轴Ⅰ的？3)片式摩擦离合器传递功率的大小与哪些因素有关？如何传递扭矩？怎样调整？离合器的轴向压力是如何平衡的？3.10可转位车刀有何特点？3.11金刚镗床和坐标镗床各有什么特点？各适用于什么场合？3.12标准高速钢麻花钻由哪几部分组成？切削部分包括哪些几何参数？3.13群钻的特点是什么？为什么能提高切削效率？3.14常用钻床有几类？其适用范围如何？3.15深孔加工有哪些特点？3.16镗削加工有何特点？常用的镗刀有哪几类类型？其结构和特点如何？3.17试分析钻孔、扩孔和铰孔三种加工方法的工艺特点，并说明这三种孔加工工艺之间的联系3.18无心外圆磨床为什么能把工件磨圆？为什么它的加工精度和生产率往往比普通外圆磨床高？3.19试分析卧式轴矩台平面磨床与立轴圆台平面磨床在磨削方法、加工质量、生产率等方面有何不同，各适用与什么情况？3.20砂轮的特性主要由哪些因素决定？如何选用砂轮？3.21分析比较应用范成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？3.22滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮时，如何确定滚齿刀刀架板转角度与方向？如板转角度有误差或方向不对将会产生什么后果？3.23在滚齿机上加工齿轮时，如果滚刀的刀齿相对于工件的轴向线不对称，将会产生什么后果？如何解决？3.24在滚齿机上加工一对斜齿轮时，当一个齿轮加工完成后，在加工另一个齿轮前应当进行哪些挂轮计算和机床调整工作？3.25对比滚齿机和插齿机的加工方法。说明它们各自的特点及主要应用范围。3.26齿轮滚刀的前角和后角是怎样形成的？3.27剃齿和磨齿各有什么特点？用于什么场合？第四章思考题与练习题4.1组合机床主要有哪些通用部件及专用部件组成？4.2组合机床有哪些特点?适用于什么场合？第五章思考题与练习题5.1什么是机械加工工艺过程？什么叫机械加工工艺规程？工艺规程在生产中起什么作用？5.2什么叫工序、工位和工步？5.3什么叫基准？粗基准和精基准选择原则有哪些？5.4零件加工表面加工方法的选择应遵循哪些原则？5.5在制订加工工艺规程中，为什么要划分加工阶段？5.6切削加工顺序安排的原则是哪些？5.7在机械加工工艺规程中通常有哪些热处理工序？它们起什么作用？如何安排？5.8什么叫工序集中？什么叫工序分散？什么情况下采用工序集中？什么情况下采用工序分散？5.9什么叫加工余量？影响加工余量的因素有哪些？5.10在粗、精加工中如何选择切削用量？5.11什么叫时间定额？单件时间定额包括哪些方面？举例说明各方面的含意。5.12什么叫工艺成本？工艺成本有哪些组成部分？如何对不同工艺方案进行技术经济分析？5.13如图5-34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）。在刨床上分别刨削六个表面，达到图样要求；粗刨导轨面A，分两次切削；精刨导轨面A；钻孔；铰孔；去毛刺。图5-34（习题13图）5.14如图5-35所示零件，毛坯为Φ35mm棒料，批量生产时其机械加工过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。图5-35（习题14图）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螺纹一边都车至Φ30mm，调头再调换车刀车削整批工件的Φ18mm外圆，又换一台车床车Φ20mm外圆，在铣床上铣两平面，转90?后，铣另外两平面，最后，车螺纹，倒角。5.15某机床厂年产C6136N型卧式车床350台，已知机床主轴的备品率为10%，废品率为4%。试计算该主轴零件的年生产纲领，并说明它属于哪一种生产类型，其工艺过程有何特点？5.16试指出图5-36中在结构工艺性方面存在的问题，并提出改进意见？图5-36（习题16图）5.17试选择图5-37所示各零件加工时的粗、精基准（标有▽符号的为加工面，其余的为非加工面），并简要说明理由。图5-37（习题17图）5.18某零件上有一孔mm，表面粗糙度为Ra0.8μm，孔长60mm。材料为45钢，热处理淬火42HRC,毛坯为锻件，其孔的加工工艺规程为：粗镗—精镗—热处理—磨削，试确定该孔加工中各工序的尺寸与公差。5.19在加工图5-38所示零件时，图样要求保证尺寸6±0.1mm，因这一尺寸不便于测量，只能通过度量尺寸L来间接保证，试求工序尺寸L及其公差。图5-38（习题19图）图5-39（习题20图）5.20加工主轴时，要保证键槽深度mm(如图5-39所示)，其工艺过程如下：（1）车外圆尺寸；（2）铣键槽至尺寸；（3）热处理；（4）磨外圆至尺寸。设磨外圆与车外圆的同轴度误差为Φ0.04mm，试用极值法计算铣键槽工序的尺寸？5.21．一零件材料为2Cr13，其内孔加工顺序为：（1）镗内孔至尺寸；（2）氰化，要求氰化层深度为；（3）磨内孔至尺寸，并保证氰化层深度为0.1～0.3mm；试求氰化工序中氰化层深度5.22如图5-40为被加工零件的简图，图b为工序图，在大批量生产的条件下，其部分工艺过程如下：工序Ⅰ铣端面至尺寸；工序Ⅱ钻孔并锪沉孔至尺寸；工序Ⅲ磨底平面至尺寸，磨削余量为0.5mm。磨削时和经济精度为a=0.1mm；试计算各工序尺寸A、B、C及其公差。图5-40（习题22图）5.23试判别图中各尺寸链中哪些是增环？哪些是减环？图5-41（习题23图）第六章思考题与习题6.1什么是机床夹具？它包括哪几部分？各部分起什么作用？6.2什么是定位？简述工件定位的基本原理。6.3为什么说夹紧不等于定位？6.4限制工件自由度与加工要求的关系如何？6.5何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差的数值一般应控制在零件公差的什么范围内？6.6对夹紧装置的基本要求有哪些？6.7何谓联动夹紧机构？设计联动夹紧机构时应注意哪些问题？试举例说明。6.8试述一面两孔组合时，需要解决的主要问题，定位元件设计及定位误差的计算。6.9根据六点定位原理，分析图6-52中所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。

图6-52（习题9图）6.10有一批图6-53所示零件，圆孔和平面均已加工合格，今在铣床上铣削宽度为的槽子。要求保证槽底到底面的距离为；槽侧面到A面的距离为a+Ta，且与A面平行，图示定位方案是否合理？有无改进之处？试分析之。图6-53（习题10图）6.11有一批如图6-54所示工件，采用钻模夹具钻削工件上Φ5mm和Φ8mm两孔，除保证图纸尺寸要求外，还须保证两孔的连心线通过mm的轴线，其偏移量公差为0.08mm。现可采用如图b、c、d三种方案，若定位误差大于加工允差的1/2，试问这三种定位方案是否可行α=90o）？图6-54（习题11图）6.12有一批套类零件如图6-55(1)在可涨心轴上定位（图6-55b）；(2)在处于垂直位置的刚性心轴上具有间隙的定位（图6-55c）,定位心轴直径。6.13夹紧装置如图6-56所示，若切削力F=800N，液压系统压力p=2×106Pa（为简化计算，忽略加力杆与孔壁的摩擦，按效η=0.95计算），试求液压缸的直径应为多大，才能将工件压紧。夹紧安全系数K=2；夹紧杆与工件间的摩擦系数μ=0.1。6.14图6-57所示的阶梯形工件，B面和C面已加工合格。今采用图a和图b两种定位方案加工A面，要求A面对B面的平行度不大于20’（用角度误差表示）。已知L=100mm，B面与C面之间的高度。试分析这两种定位方案的定位误差，并比较它们的优劣。图6-55（习题12图）图6-56（习题13图）图6-57（习题14图）第七章思考题与练习题7.1举例说明加工精度、加工误差的概念以及两者的区别与联系7.2说明原始误差、工艺系统静误差、工艺系统误差的概念以及加工误差与原始误差7.3在车削前，工人经常在刀架上装镗刀修整三爪卡盘三个卡爪的工作面或花盘的端面其目的是什么？能否提高主轴的回转精度（径向跳动和轴向串动）？7.4何谓工艺系统的刚度，柔度？它们有何特点？工艺系统刚度对加工精度有何影响？怎样提高工艺系统的刚度？7.5为什么机床部件的加载和卸载过程的静钢度曲线既不重合，又不封闭，且机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小？7.6何谓误差复映规律？误差复映系数的含义是什么？它与哪些因素有关？减小误差复映有哪些工艺措施？7.7工艺系统受哪些热源作用？在各种热源作用下，工艺系统各主要组成部分会产生何种热变形？有何规律性？对加工精度有何影响？采取何种措施可减少它们的影响？7.8分析工件产生残余应力的主要原因及经常出现的场合。7.9加工误差按其性质可分为哪几类？他们各有何特点和规律？各采用何种方法分析与计算？试举例说明。7.10试述分布曲线法和点图法的特点，应用及各自解决的主要问题是什么？7.11实际分布曲线符合正态分布时能说明什么问题？又6σ<δ而出现废品，其原因何在？如何能消除这种废品？7.12举例说明下列保证和提高加工精度常用方法的原理及应用场合：误差补偿法；误差转移法；误差分组法；误差平均法。7.13在车床上加工圆盘件的端面时，有时会出现圆锥面（中凸或中凹）或端面凸轮似的形状（螺旋面），试从机床几何误差的影响分析造成图7.37所示的端面几何形状误差的原因是什么？7.14在卧式镗床上对箱体零件镗孔，试分析采用：1刚性主轴镗杆2浮动镗杆（指与主轴连接的方式）和镗模夹具时影响镗杆回转精度的主要因素有哪些？7.15磨削一批工件的外圆图纸要求保证尺寸mm。加工中，车间温度T0=20oC,工件的温度TX＝46oC工人不等工件冷却下来就直接在机床上测量试问此时外径的尺寸应控制在怎样的范围内才能使其冷却后保证达到图纸要求的尺寸而不出废品？7.16热的锻件放在较湿的地上试推想在粗车外圆后可能产生怎样的加工误差？为什么？7.17加工外圆，内孔与平面时，机床传动链误差对加工精度有否影响？在怎样的加工场合下，才须着重考虑机床传动链误差对加工精度的影响？传动元件的误差传递系数其物理意义是什么？7.18在大型立车上加工盘型零件的端面及外圆时，因刀架较重，试推想由于刀架自重可能产生怎样的加工误差？7.19如图7.39在外圆磨床上加工，当N1=2N2，若只考虑主轴回转误差的影响，试分析在图中给定的两种情况下，磨削后工件外圆应是什么形状？为什么？7.20在内圆磨床上磨削盲孔时（图7.40），试分析只考虑内圆磨头受力变形的条件下，工件内孔将产生什么样的加工误差？7.21在卧式车床上加工一光轴，已知光轴长度L=800mm，加工直径，该车床因使用年限较久，前后导规磨损不均匀，前棱形导规磨损较大，且中间最明显，形成导轨扭曲，见图7.41，经测量，前后导轨在垂直面内的平行度（扭曲值）为0.015/1000mm，试求所加工的工件的几何形状的误差值，并绘出加工光轴的形状。7.22在车床的两顶尖间加工短而粗的光轴外圆时（工件的刚度对于机床刚度大得多），若已知FY=1000N，K床头=50000N/mm，K尾架=50000N/mm，试求于机床刚度不均引起的加工表面的形状误差为多少？并画出光轴加工后的形状？提示：机床的变形量可由下式求得：。7.23在立式车床上高速车削盘形零件的内孔。如果工件毛坯的回转不平衡，质量较大，那么在只考虑此不平衡质量和工件夹持系统的刚度影响的条件下，试分析加工后工件内孔将产生怎样的加工误差。7.24在车床上车削一外径D=80mm，内径d=70mm，宽度b=20mm的圆环，试比较采用三爪卡盘或四爪卡盘直接夹持工件外圆车内孔时，在夹紧力P=2940N作用下，工件因夹紧变形加工后内孔产生多大的圆度误差？7.25如图7.24所示之铸件，若只考虑毛坯残余应力的影响，试分析当端铣刀铣去上部连接部分后，此工作将产生怎样的变形？又如图所示之铸件，当采用宽度为B的三面刃铣刀将毛坯中部铣开时，试分析开口宽度尺寸的变化。7.26、在卧式镗床上采用浮动镗刀镗孔时，是否会出现误差复映现象？为什么？7.27在车床两顶尖间加工工件（图7.43），若工件刚度极大，机床刚度不足且K头架>K尾座，分析图示两种情况加工后工件的形状误差。7.28在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若整批工件有如图7.44示几何形状误差，试分别说明可能产生上述误差的各种原因。7.29一批圆柱销外圆的设计尺寸为，加工后测量发现外圆尺寸按正态规律分布，其均方根偏差为0.003mm，曲线顶峰位置偏离公差带中心，向右偏离0.005mm。试绘出分布曲线图，并求出合格。第八章思考题与练习题8.1表面质量的含义包括哪些主要内容？为什么机械零件的表面质量与加工精度具有同等重要的意义？8.2影响加工工件表面粗糙度的因素有哪些？车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.5mm/r，车刀刀尖的圆弧半径为r=4mm，问能达到的加工表面粗糙度的数值为多少？8.3磨削加工时，影响加工表面粗糙度的主要因素有哪些？8.4什么是冷作硬化现象？其产生的主要原因是什么？实验表明：切削速度增大，冷硬现象减小，进给量增大，冷硬现象增大：刀具刃口圆弧半径增大，后刀面磨损增大，冷硬现象增大；前角增大，冷硬现象减小。在同样切削条件下，切削T10钢硬化深度为h与硬化程度N均较车削T12A为大，而铜件，铝件比钢件小，试讨论如何解释上述实验结果。8.5什么是磨削烧伤？为什么磨削加工常产生烧伤？为什么磨削高合金钢较普通碳钢更易产生烧伤？磨削烧伤对零件的使用性能有何影响？试举例说明减少烧伤及裂纹的办法有哪些？8.6为什么在机械加工时，工件表面层会产生残余应力？磨削加工工件表面层中残余应力产生的原因与切削加工是否相同？8.7磨削淬火钢时，加工表面层的硬度可能升高或下降，试分析其可能的原因，并说明表面层的应力符号？8.8何谓强迫振动？何谓自激振动？如何区分两种振动？机械加工中引起两种振动的主要原因是什么？8.9超精加工，珩磨，研磨等光整加工方法与细密磨削相比较，其工作原理有何不同？为什么把它们作为终加工工序？它们都应用在何种场合？8.10在平面磨床上磨削一块厚度为10mm，宽度为50mm，长为30mm的20钢工件，磨削时表面温度高达900c，试估算加工表面层和非加工表面层残余应力数值？是压应力还是拉应力？8.11刨削一块钢板，在切削力作用下，被加工表面层产生塑性变形，其密度从7.87×103kg/m3降至7.75×1038.12在外圆磨床上磨削一根淬火钢轴时，工件表面温度高达950Co，因使用冷却液而产生回火。表面层金属由马氏体转变为珠光体，其密度从7.75×103kg/m3增至7.78×1038.13把一台质量M=500kg的旋转机械，用刚度K=106N/m3的弹簧支承着，若此机械有me=0.2Nm的不平衡时，当机械的转速n=1200r/min时，若该系统的阻尼比为0.1，试求强迫振动的振幅为多少？第九章思考题与练习题9.1什么叫装配？装配的基本内容有哪些？9.2装配的组织形式有几种？有何特点？9.3弄清装配精度的概念及其与加工精度的关系。9.4