机械制造技术基础习题2

机械制造技术基础习题38277087

第一章绪论

i-i什么是生产过程、工艺过程与工艺规程？

1-2什么是工序、工位、工步与走刀？试举例说明。

1-3什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？

1-4单件生产、成批生产、大量生产各有什么工艺特征？

1-5试为某车床厂丝杠生产线确定生产类型，生产条件如下：加工零件：卧式

车床丝杠（长为1617mm，直径为40mm,丝杠精度等级为8级，材料为

Y40Mn）；年产量：50（）（）台车床；备品率：5%；废品率：（）.5%。

1-6什么是工件的定位？什么是工件的夹紧？试举例说明。

1-7什么是工件的欠定位？什么是工件的过定位？试举例说明。

1-8试举例说明什么是设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准

与装配基准。

1-9有人说：“工件在夹具中装夹，只要有6个定位支承点，就是欠定位”，“凡

是少于6个定位支承点，就不可能出现过定位”，上面这些说法都对吗？为

什么？试举例说明。

1-10分析图1-8所示定位方式，并回答下列问题：（1）各定位件所限制的自由

度；（2）推断有无欠定位或者过定位现象，为什么？

d)

图1-8习题1-10图

第二章切削过程及其操纵

2-1什么是切削用两三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？

2-2确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些

基本角度。

2-3试述刀具标注角度与工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取

值不能过大？

2-4刀具切削部分的材料务必具备什么基本性能？

高硬度，高耐摩性，高强度与韧性（热稳固性），热物理性热冲击性，工艺性。

25常用的硬质合金有哪儿类？如何选用？

YG筲钻类碳化铛，与钻构成。YG3,YG6,YG8

抗弯强度与冲击韧性比较好，不易崩刃，很适宜切削切屑呈崩碎状的铸铁等脆性材料。

YT筲钛钻类碳化铝，碳化钛构成。YT5,YT15,YT30

加入碳化钛后提高硬度，耐热性，抗粘接性，抗氧化性。抗弯强度与冲击韧性差要紧用于

切削通常切削呈带状的普通碳钢与合金钢等塑性材料。

YW钧钛铝（银）钻类

加人碳化铝，碳化锯提高韧性与耐热性，使其具备良好的综合切削性能。要紧用于不锈钢,

耐热钢，高铳钢的加工。也适用于碳钢与铸铁。因此称之通用型硬质合金。YW1,YW2

综合上面的特点，硬质合金中的碳化物体的硬度与熔点比粘接剂高得多，假如碳化物比例

高颗粒越细，硬度高，耐磨性好，抗弯及冲击能力降低。

2-6如何划分切削变形区？第一变形区有什么变形特点？

见机械制造基础第115/16页

延滑移线的剪切变形与随之产生的加工硬化。

2-7什么是积屑瘤？它对加工过程有什么影响？如何操纵积削瘤的产生？

120页

切削速度不高，能形成连续切屑的情况下，加工钢材等阳性材料时，常常在前刀面切刀处粘着一块呈三角

状状的硬块。它的硬度很高通常为工件材料的2到3倍。在处于稳固状态时，能够代替刀刃进行切削。这

块在前刀面上的金属称之积屑瘤。

2-8试述影响切削变形的要紧因素及影响规律。

2-9常用的切屑形态有哪几种？它们通常都在什么情况下生成？如何对切屑形

态进行操纵？

带状切腐：连续不断不带状，内表面光滑，外表面毛茸。塑性材料加工时，切削厚度较高，刀具前角大时，

往往得到这样的切屑。形成带状切屑过程较平稳，切屑力波动小，以加工表面粗糙度值小。

挤裂切屑：外衣呈现锯齿形，内表面有的时候〃裂纹.大多出现在切削速度低，切削厚度较大，刀具前角

较小的时候。

单元切屑：在挤裂切屑的剪切面上,裂纹扩展到整个面上，则切屑被分割成梯形状的单元切屑。

以上三种切屑为切削塑性材料时的切屑.其中带状切屑过程最平稳，单元切隅时候切削波动力最大.

减小前角，降低切削速度，加大切削厚度，就能够变成单元切屑,

崩碎切屑：形状不规则，加工表面凹凸不平。破裂前变形很小，脆断要紧是材料所受应力超过其抗拉极限

要紧发生在切削脆性材料，切屑厚度大时。切削力波动大，已加工表面粗糙，切削力集中在切削刃邻近，

容易损坏。提高切削速度，减小切削厚度，适当增加前角，适宜使切屑成针状或者片状。

2-10切削力为什么要分解为三个分力？各分力的大小对加工过程有什么影峋？

2-11在CA6140型车床上车削外圆，已知：工件材料为灰铸铁，其牌号为HT200;

刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：Zo=10°,

4=&=8。氏=45。,%；=10。,4=-10。（♦对三向切削分力的修正系数分

别为七%=1.0,七〃=1.5,原6=0.75）,〃=0.5〃〃〃；切削用量为：

ap=3mm,f=0.4〃〃〃/r,vc=80〃?/min。试求切削力Fc、Ff>FP及切削功率。

刀具材料与被加工材料之间的摩擦系数，影响到摩擦力的变化，直接影响着切削力的变化。在同样的切削

条件下，陶瓷切削力最小，硬质合金次之，高速刚钢切削力最大，

2-13影响切削温度的要紧因素有什么？试论述其影响规律。

1切削用量

(I)切削速度

强烈摩擦生热，来不及向切屑内部传导，积存在切屑底层，切削温度显著提升。

(2)进给量

不显著，切得多，单位体积带得越多，温度升高没有速度显著。

(3)背吃刀量

最小，切削刃参加工作长度增加，散热条件改善，切削温度升高不明显。

2刀具几个参数

(I)前角

(2)主偏角

3刀具磨损

4工件材料

5切削液

<1)硬度与强度

(2)导热系数

(3)铸铁等脆性材料，切削变形小，与前刀面摩擦小，切削热小，切削温度低。

2-14试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条件下产生？

2-15什么是刀具的磨钝标准？制定刀具磨钝标准要考虑什么因素？

2-16什么是刀具寿命与刀具总寿命？试分析切削用量三要素对刀具寿命的影响

规律。

2-17什么是最高生产率刀具寿命与最小成本刀具寿命？如何合理选择刀具寿

命？

2-18试述刀具破旧的形式及防止破旧的措施。

2-19试述前角的功用及选择原则。

2-20试述后角的功用及选择原则。

2-21在CA6140型车床上车削外圆,已知：工件毛坯直径为。70帆,〃，加工长度

为400mm；加工后工件尺寸为。60。。必〃”，表面粗糙度为Ra3.2〃〃；工件材

料为40Cr（b〃=7（X）MR/）；使用焊接式硬质合金外圆车刀（牌号为YT15）,

刀杆裁面尺寸为16mmx25mm,刀具切削部分几何参数为：

c

yu=10',4=6°,%.=45,2=10,Ax=O,ri：=0.5/77w,yOI=-10,Z>zl=0.2/ww

o市委该工序确定切削用量（CA6140型车床纵向进给机构同意的最大作用

力为3500N）。

2-22试论述切削用量的选择原则。

2-23什么是砂轮硬度？如何正确选择砂轮硬度？

2-24磨削外圆时磨削力的三个分力中以Fp为最大，车外圆时切削力的三个分力

中以Fc为最大，为什么？

2-25试用单颗磨粒的最大切削厚度公式，分析磨削工艺参数对磨削过程的影响。

第三章机械制造中的加工方法及装备

3-1表面发生线的形成方法有哪几种？试简述其形成原理。

3-2试以外圆磨床为例分析机床的什么运动是主运动，什么运动是进给运动？

3-3机床有什么基本构成部分？试分析其要紧功用。

3-4什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？

3-5试分析提高车削生产率的途径与方法。

3-6车刀有哪几种？试简述各类车刀的结构特征及加工范围。

3-7试述CK6140型车床主传动链的传动路线。

3-8CK6140型车床中主轴在主轴箱中是如何支承的?三爪卡盘是如何装到车床主

轴上去的？

3-9CK6140型车床是如何通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转与制动

的？

3-10CK6140型车床主轴箱I轴上带的拉力作用在什么零件上？

3-11CK6140型车床主轴前轴承的径向间隙是如何调整的？

3-12试分析比较中心磨与无心磨外圆的工艺特点与应用范围。

3-13试分析比较精整、光整加工外圆表面各类加工方法的工艺特点与应用范围。

3-14试分析比较钻头、扩孔钻与钱刀的结构特点与几何角度。

3-15用钻头钻孔，为什么钻出来的孔径通常都比钻头的直径大？

3-16镇孔有哪几种方式？各有何特点？

3-17拓磨加工为什么能够获得较高的精度与较小的表面粗糙度？

3-18拉削速度并不高，但拉削却是一种高生产率的加工方法，原因何在？

3-19关于相同直径、相同精度等级的轴与孔，为什么孔的加工比较困难？

3-20什么是逆铳？什么是顺铳？试分析逆铳与顺铳、对称铳与不对称铳的工艺

特征。

3-21试分析比较铳平面、刨平面、车平面的工艺特征与应用范围。

3-22数控机床有哪几个基本构成部分？各有何功用？

3-23数控机床与加工中心的主传动系统与普通机床相比有什么特点？

3-24试述JCS-018型加工中心主轴组件的构造及功能。

3-25试分析JCS-018型加工中心自动换刀装置的优缺点。

3-26试述电火花加工、电解加工、激光加工与超声波加工的加工原理、工艺特

点与应用范围。

3-27试简述快速原型与制造技术的基本原理及适用场合。

328试分述快速原型与制造技术中光刻法、舂层法、烧结法、熔积法的加工原

理、工艺特点与应用范围。

3-29大批量生产某轴，已知材料为20CrMnTi,轴全长234mm，最大直径074〃〃〃，

试为该轴。45k6〃?机段外圆表面选择加工方案。该表面长度为34mm,需渗

碳淬火（表面硬度58—64HRC）,表面粗糙度Ra要求为0.8“〃，轴心线与

相邻060〃〃〃外圆表面端而的垂直度公差要求为0.02mmo

3-30成批生产某箱体，已知其材料为HT300,箱体的外形尺寸（长X宽X高）为:

690mmX520mmX355mm,试为该箱体前壁016（）K6mm通孔选择加工方

案。该孔长度为95mm,表面粗糙度Ra要求为0.4〃m,圆度公差要求为

0.006mmo

第四章机械加工质量及其操纵

4-1什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而

车床床头箱中中的顶尖则是随工件一起回转的？

4-2在镇床上馍孔时(刀具作旋转主运动，工件作进给运动)，试分析加工表面产

生椭圆形误差的原因。

4-3为4么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度

要求？

4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm,在垂直面内的直线

度误差为0.025/l(X)()mm,欲在此车床」二车削直径为060mm、长度为150mm

的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。

4-5在车床上精车一批直径为"60mm、长为1200mm的长轴外圆。已知:工件

材料为45钢；切削用量为：=120m/min,a；,=0.4mm,f=0.2mm/r;刀具材

料为YT15。在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后，试计算由刀

具尺寸磨损引起的加工误差值。

4-6成批生产图4-57所示零件，设A、B两尺寸已加工好，今以底面定位镣E

孔，试求此馍孔工序由于基准不重合引起的定位误差。

4-7按图4-58所示定位方案插键槽。已知：外圆直径四%，内孔直径四两

者同轴度公差为I,E面至外圆中心的尺寸为4：7；/2。要求保证尺寸B、C

及槽对孔中心线的对称度e。试计算工序尺寸B及键槽宽C对孔中心线对称

度要求e的定位误差。

图457习题4-6图图4-58习题4-7图

4-8在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别

产生了如图4-59所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的要紧原因。

图（59习题4・8图

4-9在外圆磨床上磨削图4-60所示轴类工件的外圆。，若机床几何精度良好，试

分析庭外圆后A-A截面的形状误差，要求画出A-A截面的形状，并提出减

小上述误差的措施。

图4.60习题4~9图

4-10已知某车床的部件刚度分别为:k^=5000N/mm；女刀架=23330N/mm,

k尾座=34500N/mm。今在该车床上使用前、后顶尖定位车一直径为。50'：二〃

的光轴，其径向力Fp=3000N,假设刀具与工件的刚度都很大，试求：1）车

刀位于主轴箱端处工艺系统的变形量；2）车刀处在距主轴箱1/4工件长度

处工艺系统的变形量；3）车刀处在工件中点处工艺系统的变形量；4）车刀

处在距主轴箱3/4工件长度处工艺系统变形量；5）车刀处在尾架处工艺系

统的变形量。完成计算后，画出加工后工件的纵向截而形状。

4-11按图4-6la的装夹方式在外圆磨床上磨削薄壁套筒A,卸下工件后发现工件

成鞍形，如图4-6lb所示，试分析产生该形状误差的原因。

用461习婷4*11图

4-12在卧式铳床上按图4-62所示装夹方式用铳刀A铳键槽，经测量发现，工件

右端处的槽深大于中间的槽深，且都比未铳键槽前调整的深度浅。试分析产

生这一现象的原因。

图J62习题J12型

4-13什么是误差复映？误差复映系数的大小与什么因素有关？

4-14在车床上车一短而粗的轴类工件。已知：工艺系统刚度&系统=20000N/mm,

毛坯偏心e=2mm,毛坯最小背吃刀量

ap=\mm,c=cFpfK,=15OO7V/mm。问第一次走刀后，加匚表面的偏

心误差是多大？至少需要切几次才能使加工表面的偏心误差操纵在0.01mm

以内？

4-15为什么提高工艺系统刚度首先要从提高薄弱环节的刚度入手？试举一实例

说明。

4-16假如卧式车床床身铸件顶部与底部残留有压应力，床身中间残留有拉应力，

试用简图画出粗刨床身底面后床身底面的纵向截面形状，并分析其原因。

4-17图4-63所示板状框架铸件，壁3薄，壁1与壁2厚，用直径为D的立诜刀

铳断壁3后，毛坯中的内应力要重新分布，问断口尺寸D将会发生什么样

的变化？为什么？

ffl4-634-17ffi

4-18在转塔车床上加工一批套筒的内孔与外圆，问内外圆同轴度误差服从什么

分布？

4-19用调整法车削一批小轴的外圆，假如车刀的热变形影响显著，使画出这批

工件尺寸误差分布曲线的形状，并简述其理由。

4-20车一批外圆尺寸要求为。2O°o〃也〃的轴。已知：外圆尺寸按正态分布，均方

根偏差0.025〃〃〃，分布曲线中心比公差带中心大0.03mm。试计算加工

这批轴的合格品率及不合格品率。

4-21在自动车床上加工一批轴件，要求外径尺寸为。(20±0.1)mm,已知均方根

偏差b=0.02mm,试求此机床的工序能力等级？

4-22为什么机器零件通常都是从表面层开始破坏？

4-23试以磨削为例，说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。

424加工后，零件表面层为什么会产生加工硬化与残余应力？

4-25什么是回火烧伤？什么是淬火烧伤？什么是退火烧伤？为什么磨削加工容

易产生烧伤？

4-26在外圆磨床上磨削光轴外圆时，加工表面产生了明显的振痕，有人认为是

因电动机转子不平衡引起的，有人认为是因砂轮不平衡引起的，如何判别哪

一种说法是正确的？

4-27什么是再生型切削颤振？为什么说在金属切削过程中，除了极少数情况外,

刀具总是部分地或者完全地在带有振纹的表面上进行切削的？

4-28为什么在机床加工中发生自激振动前总需有偶然性干扰作前导？机床加工

中一旦有偶然性干扰出现就一定会有自激振动产生吗？

第五章工艺规程设计

5-1什么是工艺过程？什么是工艺规程？

5-2试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。

5-3拟定工艺路线需完成什么工作？

5-4试简述粗、精基准的选择原则，问什么粗基准通常只同意用一次？

5-5加工图5-69所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有J符号的为加工面,

其余为非加工面）？图2、b、c所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂

直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；图d所示零件毛坯孔已铸出，

要求孔加工余量尽可能均匀。

5-6为什么机械加工过程通常都要划分为几个阶段进行？

5-7试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什

么场合？

5-8什么是加_£余量、_L序余量与总余量？

5-9试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时务必考虑本工

序装夹误差与上工序制造公差的影响？

5-10图5-70所示尺寸链中（图中Ao、Bo、Co、Do是封闭环），那些构成环是

增环？那些构成环是减环？

5-11试分析比较用极限法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异

同。

5-12图5-71a为一轴套零件图，图5-71b为车削工序简图，图5・71c给出了钻孔

工序三种不一致定位方案的工序简图，要求保证图图5-71a所规定的位置尺

寸（10±。」）mm的要求。试分别计算工序尺寸Al、A2与A3的尺寸及公

差。为表达清洗期间，图中只标出了与计算工序尺寸Al、A2、A3有关的

轴向尺寸。

图5・71习题5・12图

5-13图5-72为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸四8：°.008〃"〃与键槽深

匚4*6如〃。其工艺过程为⑴车外圆至。28go加〃.2）铳键槽槽深至尺寸H；

人CQ+0。24

3）热处理；4）磨外圆至尺寸O^+o侬”""。试求工序尺寸H及其极限偏差。

5-14加工图5-73a所示零件有关端面，要求保记轴向尺寸知‘。」〃〃&⑤如〃⑺与

5。mm。图5-73b,c是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸Al、

A2、A3及其极限偏差。

图5-72习题5,3图S5-73习题544图

5-15图5-74是终磨十字轴端面的工序草图。图a是磨端面A工位，它以0101

轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度』、以0202轴外圆支承在长V形

—♦—♦

块上限制自由度（、（、）‘、y,要求保证工序尺寸c。图b是磨端面B工

位，要求保证图示工序尺寸。已知轴径＜1=四4.9820.02M,试求工序尺寸c及

其极限偏差。

图5-74习题5-15图

5-16什么是生产成本、工艺成本？什么是可变费用、不变费用？在市场经疥条

件下，如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案？

5-17试分析成组工艺的科学内涵与推广应用成组工艺的重要意义。

5-18应用JLBM-1分类编码系统为图5-75所示零件进行编码，并将其转换为零

件特征举证。

图5-75习题5/8图

5-19试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。

5-20在认真分析图5-76所示车床尾座装配关系的机床上绘制车床尾座部件的装

配工艺系统图，标准件编号自定。

5-21什么是完全互换装配法？什么是统计互换装配法？试分析其异同，各适用

于什么场合？

5-22由于轴孔配合，若轴径尺寸为四0'。」。〃〃。孔径尺寸为姆01”)〃〃〃，设轴径

与孔径的尺寸均按正态分布，且尺寸分布中心与公差带中心重合，试用完全

互换法与统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极偏差。

5-23图5-77所示减速器某轴结构的尺寸分别为：AI=40mm>A2=36mm>

A3=4mni；耍求装配后齿轮端部间隙AO保持在0.10〜0.25iiini范围内,如

选用完全互换法装配，试确定Al、A2、A3的极限偏差。

5-24图5-78所示为车床横刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证横刀架座

在床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.1〜0.3mm

范围内，如选用修配法装配，试确定图示修配环A与其它有关尺寸的基本

尺寸与极限偏差。

5-25图5-79所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有A0R.3〜0.5mm¥）间

隙。已知：Al=42,o.25〃〃〃（标准件），A2J58：o8〃"〃，43=4O%5〃"〃（标准

004509005

件），4=23o〃〃〃M5=250『"〃〃,A6=38J,B=5mm。如使用固定调整

法装配，试确定固定调整环B的分组数与分组尺寸。

B-B

图5・76习题5・20图

t—顶尖2—尾座体3—套筒4—定位块5—注油塞6—丝杠7—螺母8一挡油部9后温

10一手轮】1一螺帽12—垫图13一半圆键14一偏心轴15一销子16—手柄

17—挡销18—挡钉19一拉杆20一底座21—杠杆22一支架23一支承

打24一压块25—压板26—校链支架27—夹紫块28—螺杆博一婵

簧垫圈30一手柄31一半圆键32一调整螺套33一紧定螺杆

34-弹簧35—导向杆

图5-79习题5・25图

第六章机床夹具设计

6-1机床夹具有哪几部分构成？各有何作用？

（I）定位元件：确定工件在夹具中的位置。

（2）夹紧装置：夹紧工件

（3）对刀，导引元件或者者装置：确定刀具相关于夹具定位元件的位置

<4）连接元件：用未确定夹具本身在工作分或者机床主轴_L的位宜

（5）其他装置或者元件：用T分度的分度元件，用于自动上下料的上下料装置。

（6）夹具体：将夹具与夹具上的各类装置连接成的一个有机整体。

定位元件，夹紧装置与夹具体是夹具的基本构成部分。

6-2为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明。

6-3图6-53所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2与

固定短V形块3o