机械设计制造工艺流程知识考点梳理

机械设计制造工艺流程知识考点梳理姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.机械设计制造工艺流程中，以下哪个不属于工艺参数？

a.材料的热处理工艺参数

b.机床的主轴转速

c.工件的几何形状

d.加工余量

2.在机械加工中，以下哪个不属于加工精度指标？

a.形状精度

b.位置精度

c.耐磨性

d.表面粗糙度

3.机械加工过程中，以下哪个不属于加工缺陷？

a.裂纹

b.残留应力

c.尺寸超差

d.加工硬化

4.在机械设计制造中，以下哪个不属于材料的选择依据？

a.使用条件

b.成本

c.重量

d.耐腐蚀性

5.在机械加工中，以下哪个不属于金属切削原理？

a.车削

b.磨削

c.钻削

d.热处理

答案及解题思路：

1.答案：c.工件的几何形状

解题思路：工艺参数通常指的是影响加工过程和加工质量的关键参数，如材料的热处理工艺参数、机床的主轴转速和加工余量。工件的几何形状是工件本身的特性，不属于工艺参数。

2.答案：c.耐磨性

解题思路：加工精度指标通常包括形状精度、位置精度和表面粗糙度，这些指标直接关系到工件的功能和使用功能。耐磨性虽然重要，但它是材料本身的特性，不是加工过程中的精度指标。

3.答案：d.加工硬化

解题思路：加工缺陷通常指在加工过程中产生的缺陷，如裂纹、残留应力和尺寸超差。加工硬化是材料在加工过程中由于塑性变形而引起的硬度增加，不属于加工缺陷。

4.答案：c.重量

解题思路：材料的选择依据包括使用条件、成本和耐腐蚀性，这些都是评估材料功能的重要因素。重量虽然影响设计，但不是材料选择的主要依据。

5.答案：d.热处理

解题思路：金属切削原理主要研究的是切削过程中的基本原理，如车削、磨削和钻削，这些都是切削加工的基本方法。热处理是一种材料处理工艺，不属于金属切削原理。二、填空题1.机械设计制造工艺流程包括：①产品方案设计、②结构设计、③材料选择、④加工方法选择、⑤零件加工、⑥装配与调试、⑦检验与试验、⑧产品使用与维修。

2.机械加工工艺规程的编制包括：①明确加工要求、②分析加工对象的特性、③选择合理的加工方法、④制定工艺路线、⑤确定加工参数、⑥编写工艺文件、⑦编制加工图样。

3.金属切削力的大小主要取决于切削速度、切削深度、切削宽度、刀具材料。

4.加工精度包括：①形状精度、②位置精度、③尺寸精度。

5.机械加工工艺系统的组成包括：①加工设备、②加工工具、③加工材料、④夹具。

答案及解题思路：

1.答案：①产品方案设计、②结构设计、③材料选择、④加工方法选择、⑤零件加工、⑥装配与调试、⑦检验与试验、⑧产品使用与维修。

解题思路：根据机械设计制造工艺流程的实际步骤进行填空，从产品设计与方案出发，依次为材料选择、加工方法选择、零件加工等。

2.答案：①明确加工要求、②分析加工对象的特性、③选择合理的加工方法、④制定工艺路线、⑤确定加工参数、⑥编写工艺文件、⑦编制加工图样。

解题思路：按照机械加工工艺规程编制的标准流程，逐步完善加工过程，包括加工要求、分析、选择加工方法、制定工艺路线等。

3.答案：切削速度、切削深度、切削宽度、刀具材料。

解题思路：根据金属切削力的影响因素，分析切削速度、切削深度、切削宽度和刀具材料对切削力的影响。

4.答案：形状精度、位置精度、尺寸精度。

解题思路：加工精度是机械加工工艺的重要指标，包括形状精度、位置精度和尺寸精度三个方面。

5.答案：加工设备、加工工具、加工材料、夹具。

解题思路：机械加工工艺系统由加工设备、加工工具、加工材料和夹具组成，是保证加工质量的关键要素。三、判断题1.机械设计制造工艺流程中，工艺路线的编制是根据加工顺序和加工方法来确定的。（√）

解题思路：工艺路线的编制是机械设计制造工艺流程中非常关键的一步，它直接关系到零件的加工质量、效率和成本。工艺路线的编制主要依据加工顺序和加工方法，保证加工过程有序进行，达到预定的加工质量要求。

2.加工精度越高，加工效率越高。（×）

解题思路：加工精度与加工效率之间并非简单的正相关关系。虽然提高加工精度能够提升产品质量，但在实际生产中，过于追求高精度可能会增加加工难度，降低加工效率，甚至导致成本增加。

3.机床的主轴转速对加工表面质量没有影响。（×）

解题思路：机床的主轴转速对加工表面质量有重要影响。适当的主轴转速可以保证加工过程中切削力的平衡，降低切削热，从而提高加工表面质量。

4.加工硬化的产生可以提高零件的耐磨性。（√）

解题思路：加工硬化是指零件在加工过程中由于切削、热处理等因素导致表面硬度增大的现象。加工硬化可以提高零件的耐磨性，有利于延长零件的使用寿命。

5.材料的选择应根据零件的使用条件来确定。（√）

解题思路：材料的选择是机械设计制造工艺流程中的重要环节。零件的使用条件包括受力情况、工作环境等，应根据这些条件选择合适的材料，以保证零件的功能和寿命。四、简答题1.简述机械设计制造工艺流程的基本步骤。

机械设计制造工艺流程的基本步骤包括：

需求分析：确定设计要求，明确设计目的和功能。

设计方案：根据需求分析，设计机械结构、零部件及其连接方式。

绘制图纸：根据设计方案，绘制详细的技术图纸。

材料选择：根据机械功能要求，选择合适的材料。

制定工艺方案：确定加工、装配、检验等工艺流程。

加工制造：按照工艺方案进行零件加工、装配和调试。

检验与试验：对加工完成的机械进行检验和试验，保证其功能满足要求。

成品入库：合格的机械产品入库储存。

2.简述机械加工工艺规程的编制内容。

机械加工工艺规程的编制内容包括：

工艺分析：分析零件的加工要求、结构特点、材料功能等。

零件加工路线：确定零件加工顺序、加工方法、加工设备和加工精度。

零件加工方法：选择合适的加工方法，如车削、铣削、磨削等。

工具与量具：确定加工所需的刀具、夹具、量具等。

工艺参数：确定加工过程中的切削速度、进给量、切削深度等参数。

加工顺序：确定零件加工的顺序，保证加工质量。

加工检验：制定加工过程中的检验标准和方法。

3.简述金属切削力的组成及其影响因素。

金属切削力主要包括以下几部分：

主切削力：切削过程中，刀具与工件接触部分的摩擦力。

切削抗力：切削过程中，工件材料抵抗切削作用的力。

切削扭矩：切削过程中，刀具与工件接触部分产生的扭矩。

影响金属切削力的因素有：

切削速度：切削速度越高，切削力越大。

进给量：进给量越大，切削力越大。

切削深度：切削深度越大，切削力越大。

刀具几何角度：刀具几何角度影响切削力的分布。

工件材料：工件材料硬度越高，切削力越大。

4.简述加工精度的分类及其定义。

加工精度分为以下几类：

形状精度：零件形状的几何精度，如圆度、圆柱度等。

位置精度：零件表面之间相互位置关系的精度，如平行度、垂直度等。

表面质量：零件表面的粗糙度、波纹度等。

5.简述机械加工工艺系统的组成及其作用。

机械加工工艺系统主要由以下几部分组成：

刀具：切削工件并实现加工要求的工具。

工件：被加工的零件。

装夹：将工件固定在机床上的装置。

机床：进行切削加工的设备。

润滑冷却：降低切削温度、减少磨损、提高加工效率。

各部分的作用：

刀具：实现切削加工，形成零件表面。

工件：被加工对象，形成最终产品。

装夹：保证工件在加工过程中的位置和姿态。

机床：提供切削所需的动力和运动。

润滑冷却：降低切削温度、减少磨损、提高加工效率。

答案及解题思路：

1.答案：见上述解答内容。

解题思路：按照机械设计制造工艺流程的基本步骤进行解答，阐述每个步骤的具体内容。

2.答案：见上述解答内容。

解题思路：根据机械加工工艺规程的编制内容，依次阐述各个部分的作用和内容。

3.答案：见上述解答内容。

解题思路：介绍金属切削力的组成，并分析影响金属切削力的因素。

4.答案：见上述解答内容。

解题思路：介绍加工精度的分类，并定义各类精度。

5.答案：见上述解答内容。

解题思路：介绍机械加工工艺系统的组成，并阐述各部分的作用。五、论述题1.论述工艺参数对加工精度的影响。

解题思路：

工艺参数如切削深度、切削速度、进给量、冷却润滑液等对加工精度有直接影响。可以从以下几个方面论述：

切削力、切削热和切削温度的变化对工件材料性质的影响；

冷却润滑液的使用对加工精度的作用；

不同工艺参数组合对加工误差的贡献。

答案：

工艺参数对加工精度的影响主要表现在以下几个方面：

切削力：切削力的大小直接影响切削变形，进而影响加工精度。增大切削力会导致加工表面粗糙度和形状误差增加。

切削速度：切削速度过高会增加切削热量，导致工件变形和加工误差。切削速度过低会导致加工表面质量下降。

进给量：进给量影响切削层厚度，进而影响加工精度。过大或过小的进给量都会导致加工误差增加。

冷却润滑液：合理使用冷却润滑液可以降低切削温度，减小工件热变形，提高加工精度。

2.论述加工硬化的产生及其对零件功能的影响。

解题思路：

加工硬化是由于切削过程中的塑性变形而产生的。可以从以下几个方面论述：

加工硬化的产生机制；

加工硬化对零件硬度和耐磨性的影响；

防止加工硬化的措施。

答案：

加工硬化是指切削过程中，由于塑性变形产生的表面硬度提高现象。其对零件功能的影响

增加零件表面的硬度：加工硬化使工件表面硬度提高，有利于提高耐磨性。

影响零件的加工功能：加工硬化使工件表面变硬，增加加工难度，影响加工质量。

影响零件的精度：加工硬化导致的工件变形会降低加工精度。

3.论述材料选择在机械设计制造中的重要性。

解题思路：

材料选择直接影响机械产品的功能、寿命和成本。可以从以下几个方面论述：

不同材料在功能上的差异；

材料选择对机械产品制造工艺的影响；

材料选择对机械产品使用和维护的影响。

答案：

材料选择在机械设计制造中的重要性体现在以下方面：

不同材料在功能上的差异：材料选择直接影响机械产品的承载能力、耐磨性、耐腐蚀性等。

材料选择对机械产品制造工艺的影响：不同材料的加工功能和加工难度不同，影响制造工艺的选择和加工成本。

材料选择对机械产品使用和维护的影响：合适的材料可以提高机械产品的使用寿命，降低维护成本。

4.论述加工精度与加工效率的关系。

解题思路：

加工精度和加工效率是机械加工中的两个重要指标，它们既有矛盾又有统一。可以从以下几个方面论述：

加工精度对加工效率的影响；

加工效率对加工精度的影响；

如何平衡加工精度和加工效率。

答案：

加工精度与加工效率的关系

加工精度对加工效率的影响：提高加工精度通常需要降低加工速度，从而降低加工效率。

加工效率对加工精度的影响：提高加工效率通常需要增加切削参数，可能降低加工精度。

平衡加工精度和加工效率：在保证加工精度的前提下，优化加工工艺，提高加工效率。

5.论述机械加工工艺系统稳定性的重要性。

解题思路：

机械加工工艺系统稳定性直接关系到产品质量和加工效率。可以从以下几个方面论述：

工艺系统稳定性对加工精度的保证；

工艺系统稳定性对加工效率的影响；

提高工艺系统稳定性的措施。

答案：

机械加工工艺系统稳定性的重要性

保证加工精度：稳定的工艺系统可以减少加工过程中的误差，保证加工精度。

提高加工效率：稳定的工艺系统可以减少设备故障和维护时间，提高加工效率。

提高产品质量：稳定的工艺系统有助于提高产品质量，减少废品率。六、计算题1.计算加工一个轴类零件时，加工余量为多少？

题目描述：假设一个轴类零件的最终尺寸为直径φ60mm，材料为45号钢，热处理后硬度为HB260，加工前毛坯直径φ65mm，热处理前硬度为HB180。请计算加工该轴类零件的加工余量。

答案：加工余量=最终尺寸毛坯尺寸=φ60mmφ65mm=5mm

解题思路：加工余量是指从毛坯尺寸到最终尺寸之间的差值，计算时直接从最终尺寸中减去毛坯尺寸。

2.计算磨削一个外圆面时，磨削速度为多少？

题目描述：一个外圆面的加工要求为直径φ50mm，工件转速为1000r/min，磨削头转速为15000r/min，磨削宽度为5mm。请计算磨削速度。

答案：磨削速度=磨削头转速×磨削宽度=15000r/min×5mm=75000mm/min

解题思路：磨削速度是指磨削头每分钟移动的距离，计算时将磨削头转速乘以磨削宽度。

3.计算钻孔时，钻孔深度为多少？

题目描述：钻孔要求孔径为φ20mm，孔深为100mm，钻孔时切削速度为120m/min，每转进给量为0.5mm，钻孔转速为500r/min。请计算钻孔深度。

答案：钻孔深度=孔深(切削速度×时间)=100mm(120m/min×(100mm/500r/min)/1000)=100mm0.24mm=99.76mm

解题思路：钻孔深度是指从工件表面到孔底的距离，计算时需要减去切削过程中的切削深度。

4.计算加工一个平面时，加工余量为多少？

题目描述：平面加工的最终尺寸为宽200mm，长300mm，材料为铝合金，加工前毛坯尺寸为宽210mm，长320mm。请计算加工余量。

答案：加工余量（宽）=最终尺寸（宽）毛坯尺寸（宽）=200mm210mm=10mm

解题思路：平面加工余量计算与轴类零件类似，直接从最终尺寸中减去毛坯尺寸。

5.计算加工一个内孔时，加工余量为多少？

题目描述：内孔加工要求孔径为φ40mm，加工前毛坯孔径为φ45mm，材料为不锈钢，热处理后硬度为HB350，加工前硬度为HB300。请计算加工余量。

答案：加工余量=最终孔径毛坯孔径=φ40mmφ45mm=5mm

解题思路：内孔加工余量计算与轴类零件类似，直接从最终尺寸中减去毛坯尺寸。

答案及解题思路：

答案已在各题目描述中给出。

解题思路简要阐述了如何根据题目描述和公式计算加工余量、磨削速度、钻孔深度等参数。在计算过程中，需要注意单位的转换和公式的正确应用。七、分析题1.分析某零件的加工工艺路线是否合理，并提出改进意见。

零件名称：齿轮

原工艺路线：车削→磨削→热处理→装配

改进意见：

检查工艺路线中的每一步骤是否必要，如热处理步骤是否可以提前或合并。

分析加工设备的使用效率，考虑是否可以优化设备使用顺序。

评估加工过程中的质量控制点，保证加工精度。

2.分析某零件加工过程中出现的加工缺陷，并分析产生的原因及解决方法。

零件名称：轴类零件

加工缺陷：表面出现划痕

原因分析：

刀具磨损或损坏。

工作台面不平稳。

加工速度或进给量设置不当。

解决方法：

更换或磨削刀具。

检查并调整工作台面。

调整加工参数至合适范围。

3.分析某材料在加工过程中的加工功能及注意事项。

材料名称：45号钢

加工功能：

硬度高，耐磨性好。

热处理敏感性高，需严格控制热处理工艺。

注意事项：

需进行充分的预热