機械制造概念及簡答題

1、1緒論1- 1如何從廣義上理解“制造？狹義理解“制造”的含義是什么？制造可以理解為制造器也得生產(chǎn)活動。及制造業(yè)是一個輸入輸出系統(tǒng)，其輸入是生產(chǎn)要素，輸出是具有直接使用價值的產(chǎn)品，這是一個大制造概念，是對制造的廣義理解。制造應包括從市場分析、經(jīng)營決策、工程設計、加工裝配、質(zhì)量控制、銷售運輸、售后服務直至產(chǎn)品報廢處理的全過 程。制造也常常被理解為從原材料或半成品經(jīng)理加工和裝配后形成最終產(chǎn)品的具體操作過程，包括毛坯制作、零件加工、檢驗、裝配、包裝、運輸?shù)?，這是一個小制造的概念，是對制造的狹義理解。制造過程主要考慮企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)過程中的物料形態(tài)的轉(zhuǎn)變過程，即物質(zhì)流，而較少生產(chǎn)過程中 的信息流。1- 2什

2、么是批量法則？為何存在合理最小生產(chǎn)批量？當市場競爭以產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本為決定因素時，大批量的生產(chǎn)方式顯示了巨大的優(yōu)越性，與中小批量生產(chǎn)相比大批量生產(chǎn)可以取得明顯的經(jīng)濟效果，這就是所謂的批量法則。對于某一特定的產(chǎn)品，根據(jù)其生命周期、復雜程度和制造過程所需的設備等因素存在一個合理年產(chǎn)量的臨界值比較多種生產(chǎn)規(guī)模和設備投資方案，可確定出這個臨界值即最小年產(chǎn)量的合理數(shù)值，產(chǎn)品年產(chǎn)量高于這個數(shù)值，才能獲得較低生產(chǎn)成本產(chǎn)品才有競爭力。1- 3什么是成組技術？什么是 CIM ？將多種零件按其相似性分類成組，并以這些零件組為基礎組織生產(chǎn)，實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設計、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化CIM是信息

3、技術各生產(chǎn)技術的綜合應用，旨在提高制造企型業(yè)的生產(chǎn)率和影響能力。企業(yè)所有功能、信息、組織管理等方面都是集成起來的整體的各個方面。2機械制造過程基礎知識2- 1名詞解釋：切削用量、切削層參數(shù)、基面、切削平面、正交剖面；刀具前角、后角、主偏角、畐V偏角。切削用量：在切削加工過程中的切削速度、進給量和切削深度的總稱切削層參數(shù)：切削厚度和切削寬度的總稱基面：通過切削刃某選定點，垂直于合成切削速度向量Ve的平面切削平面：通過切削刃某選定點，與工件表面相切的平面正交剖面：垂直于切削刃在基面上的投影的平面刀具前角：前刀面與基面之間的夾角后角：后刀面與切削平面之間的夾角主偏角：主切削刃在基面上的投影與假定進給

4、方向之間的夾角副偏角：副切削刃在基面上的投影與假定進給反方向之間的夾角2- 2切削加工的成形運動有哪些？成形方法分為哪四種？車外圓、鉆孔、銃平面、磨削外圓、滾齒、插齒的成形方法及成形運動。1）主運動直接切除工件上的切削層，以形成工件新表面的基本運動；2）進給運動是指不斷的把切削層投入切削的運動；3）定位和調(diào)整運動使工件或刀具進入正確加工位置的運動成形方法分為：軌跡法、成形法、相切法、范成法2- 3 CM6132、CK6140|、C2150.6、3MZ319、Y7132A、Z3040 X 12 分別表示什么含義 ？CM6132 : C車床 M精密6落地及臥式車床 1單軸自動車床 32該車窗的最大

5、工件回轉(zhuǎn)直徑是320mmCK6140|:車身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑為400mm的臥式數(shù)字程序控制車床C2150.6 :最大棒料為50mm的六軸棒料自動車床3MZ319 :最大工件孔徑為 90mm的自動軸承內(nèi)圈溝超精機Y7132A :最大工件直徑為 320mm的經(jīng)過一次重大改進的齒輪磨齒機Z3040 X 12:最大鉆孔直徑為 40mm ,最大跨距為 1200的搖臂鉆床2- 4簡述常用刀具材料及其應用場合。車刀、絲錐、銼刀、麻花鉆、拉刀常用什么材料制造？常用的刀具材料有工具鋼（碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石和立方氮化硼高速鋼：具有很高的強度，韌性也高，可加工性好，熱處理變形小

6、且具有較好的耐熱性。目前常用于制造各種復雜的刀具如鉆頭、絲錐、拉刀、成形刀具、齒輪刀具硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱性都很高，允許的切削速度遠高于高速鋼，加工效率高且能切削諸如淬火鋼等硬材料。絕大多數(shù)車刀、端銃刀和深孔鉆都采用硬質(zhì)合金制造。陶瓷材料比硬質(zhì)合金材料具有更高的硬度和耐熱性，耐磨性和化學惰性好。摩擦系數(shù)小，抗粘結和擴散磨損能力強。2-5簡述逆銃和順銃的區(qū)別，工程中常用哪種銃削？為什么？順銃，：工件的進給運動方向跟銃刀的旋轉(zhuǎn)方向相同逆銃，:工件的進給運動方向跟銃刀的旋轉(zhuǎn)方向相反實際生產(chǎn)中多用逆銃，因為順銃情況下銃刀的切削力會使工件向前竄動，竄動是由于工作臺的進給絲杠螺紋間有間隙

7、，且間隙在運動的前方，順銃時受前向突然增大的切削力，使工作臺和工件向前跳動2- 6什么是完全定位、不完全定位、過定位、欠定位？完全定位：工件定位時六個自由度完全被限制，稱為完全定位不完全定位：工件定位時自由度中有1個或1個以上自由度未被限制，稱為不完全限制過定位：如果工件的某一個自由度被定位元件重復限制，稱為過定位欠定位：按照工藝要求應該限制的自由度未被限制的定位，稱為欠定位3切削與磨削原理3 .切削與磨削原理3- 1.金屬切削過程的三個變形區(qū)有何特點？第1變形區(qū)：剪切滑移面內(nèi)的剪切滑移變形。第2變形區(qū)：發(fā)生在切屑底層的擠壓，摩擦變形。第3變形區(qū)：發(fā)生在靠近切削刃鈍圓及后刀面處的擠壓摩擦變形。

8、3- 2.影響切削變形的因素有哪些？（1）工件材料：工件材料強度和硬度越大，切削變形越小。（2）刀具幾何參數(shù)：刀具幾何參數(shù)中影響最大的是前角。前角越大，切削變形越小。（3）切削用量：無積屑瘤的情況，切削速度越高，變形越小，進給量越大變形越小。有積屑瘤情況，切削速度通過前角來影響變形系數(shù)，背吃刀量對變形系數(shù)基本無影響。3- 3 .影響切削力的因素有哪些？（1）工件材料的影響：材料的物理力學性能，加工硬化程度，化學成分，熱處理狀態(tài)以及切削前的加工狀態(tài)都對切削力的大小產(chǎn)生影響。材料的強度、硬度、沖擊韌度、塑性和加工硬化程度越大，則切削力越大。（2）刀具幾何參數(shù)的影響：加工塑性材料時，前角越大，切削力

9、越小。加工脆性材料時，前角對切削力的影響不顯著。主偏角對切削力的影響較小，但對背鄉(xiāng)力和進給力影響較大。刀尖圓弧半徑增大相當于主偏角減小時對切削力的影響。刃傾角在很大范圍內(nèi)（-4040）對切削力沒什么影響，但對進給力和背向力影響較大。隨著刃傾角的增大，背向力減小，進給力增大。（3）切削用量的影響：背吃刀量增大，切削力成正比增加，背向力和進給力近似成正比增加。進給量增大，切削力也增大，但不成正比。在積屑瘤增長階段，隨著切削速度的提高，切削力減小，積屑瘤減小階段，隨著切削速度的提高，切削力增大。無積屑瘤階段，隨著切削速度的提高，切削力減小。（4）刀具材料的影響：一般按立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂層刀

10、具、硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具的順序。切削力依次增大。（5）切削液的影響：切削液的潤滑作用越好，切削力降低越顯著。（6）刀具后刀面磨損的影響：刀具后刀面磨損帶中間部分的平均寬度以VB表示。磨損面上后角為0。VB越大，摩擦越強烈，因此切削力也越大。VB對背向力的影響最為顯著。3- 4.切削熱對切削過程有何影響？影響切削溫度的因素有哪些？切削溫度影響工件材料的性能，前刀面上的系數(shù)和切削力的大小，影響刀具磨損和刀具使用壽命，影響積屑瘤的產(chǎn)生和加工表面質(zhì)量，也影響工藝系統(tǒng)煩人熱變形和加工精度。（1）切削用量的影響：切削速度影響最大，進給量次之，背吃刀量最小。（2）刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削熱減小

11、。主偏角減小，切削溫度降低。（3）工件材料的影響：材料的強度、硬度越大，產(chǎn)生的切削熱越多。熱導率越大，切削溫度下降越快。（4）刀具磨損的影響：后刀面的磨損量增大，切削溫度升高，磨損量達到一定值后，對切削溫度的影響加劇，切削速度越高，刀具磨損對切削溫度的影響越顯著。（5）切削液的影響：切削液能降低切削溫度，切削液的熱導率、比熱容和流量越大，切削溫度越低。切削液本身溫度越低，其冷卻效果越顯著。3-5.積屑瘤是怎樣形成的？它對切削過程有何影響？如何避免產(chǎn)生積屑瘤？在中等切削速度，而又能想成連續(xù)帶狀切屑的情況下，加工塑性材料時，工件、切屑的一部分金屬冷悍在刀具的刀尖和前刀面上代替刀具進行切削的三角狀硬

12、塊。形成：在道具、切屑接觸區(qū)間內(nèi)，由于粘結作用，使得切屑底層晶格纖維化的程度很高，幾乎和前刀面平行。滯留層金屬因受剪切作用而產(chǎn)生加工 硬化，其抗剪切強度隨之增高。這樣剪切滑移發(fā)生在滯留層內(nèi)部某一表面，而使滯留層與前刀面接觸處的金屬停留在前刀面上，越積越大形成積屑 瘤。積屑瘤對切削過程影響有利有弊：1）增大切削厚度，增大了去除量，但是其生產(chǎn)過程的周期性，有可能引起振動；2）頂部周期性脫落，使表面粗糙度增大；3）積屑瘤硬度較高，粘附在前刀面上，相對穩(wěn)定時，代替刀刃進行切削，減少刀具磨損；但不穩(wěn)定時，有可能造成刀具粘結磨損。措施：1）提高切削速度，使切削溫度高于積屑瘤存在的溫度2）降低切削速度，使切

13、削溫度降低，粘結現(xiàn)象不易發(fā)生3）選擇適宜的切血液。減少刀屑摩擦與粘結4）增大刀具前角，減少刀屑接觸去壓力5）對于塑性材料，適當熱處理改善切削加工性3-6刀具磨損有那幾種形式？各產(chǎn)生在什么切削條件下？前刀面磨損：切削塑性材料時，如果刀具材料耐熱、耐磨性較差，切削速度和切削厚度較大，則在前刀面上形成月牙洼磨損。后刀面磨損：后刀面與工件表面接觸壓力很大，存在著彈性和塑性變形。邊界磨損：主要是由于工件在邊界上的加工硬化層、硬質(zhì)點和刀具在邊界處較大的應力梯度和溫度梯度造成的。3-7刀具磨損的原因有哪些？刀具磨損一般分為哪幾個階段？原因：磨料磨損、粘結磨損、擴散磨損、化學磨損一般分為三個階段：初期磨損階段

14、、正常磨損階段、急劇磨損階段3-8刀具前角，主、副后角、主、副偏角、刃傾角的功用是什么？如何合理選擇？前角：增大前角可減小切削變形，從而減小切削力，切削熱和切削功率還可以抑制積屑瘤的產(chǎn)生，減少振動，改善加工質(zhì)量。（在刀具材料抗彎強度和韌性較低，或工件材料的強度、硬度較高，或切削用量較大的粗加工，或在斷續(xù)切削中刀具承受沖擊載荷等條件下，為確保刀具強度，宜 選用較小的前角，甚至可采用負前角；工件材料，或工藝系統(tǒng)剛度差而易引起的切削振動，或機床功率不足時，宜選用較大的前角，以減少切 削力；對于成形刀具和刃形受前角影響的其他刀具，以及某些自動化加工中不宜頻繁更換的刀具為保證其工作的穩(wěn)定性和使用壽命，前

15、角應取 較小值或取0度前角。）后角：增大后角，可以增加切削刃的鋒利性，減輕后刀面與已加工表面的摩擦，從而降低切削力和切削溫度，改善已加工表面質(zhì)量。（當需要調(diào)高刀具強度時，應適當減小后角；當需優(yōu)先考慮加工尺寸要求時，宜減少后角以減小NB值）主偏角：減少主偏角可能提高刀具使用壽命，當背吃刀量和進給量不變時，減少主偏角會使切削厚度減少，切削寬度增加，從而使單位長度切削刃所承受的載荷減輕，同時刀尖圓弧半徑增大，提高刀尖強度，而切削寬度和刀尖圓弧半徑的增大有利于散熱。（系統(tǒng)剛性好，不易產(chǎn)生變形和振動，則主偏角可取小值；若系統(tǒng)剛性差則宜取大值）副偏角：主要作用是最終形成已加工表面。畐鵬角越小切削刃痕的理論

16、殘留面積的高度也越小，可以有效地減小已加工表面的粗糙度值。同時還加強了刀尖強度，改善了散熱條件。刃傾角：功用1）硬性切削刃的鋒利性 2）影響刀頭強度和散熱條件3）影響切削力的大小和方向4）影響切屑流出方向（在微量精加工中可采用較大正刃傾角）3- 9簡述磨屑的形成過程。大致分為三個階段：第 1階段為彈性變形階段；第2階段塑性變形階段；第三階段形成磨屑階段。4機械加工質(zhì)量4- 1名詞解釋：機械加工質(zhì)量、誤差復映。機械加工質(zhì)量：機械加工質(zhì)量通常包括機械加工后表面幾何方面的的質(zhì)量和材料性能方面的質(zhì)量。包括以下三個方面：1 ）機械加工精度；2）機械加工表面粗糙度；3）機械加工表面變質(zhì)層誤差復映：由于工藝

17、系統(tǒng)的受力變形，工件加工前的誤差以類似的形狀反映到加工后的工件上去，造成加工后誤差，這種現(xiàn)象稱為誤差復映4- 2機床幾何誤差包括哪些方面？各種形式對于車外圓和車端面產(chǎn)生什么影響？機床的幾何誤差包括回轉(zhuǎn)運動精度（包括徑向跳動（圓度誤差）、軸向竄動（平面度誤差、垂直度誤差）、角度擺動（圓度和圓柱度誤差）、直線運動精度、成形運動間位置關系精度、成形運動間速度關系精度4- 3什么是工序能力系數(shù)？工序能力系數(shù)Cp用來表示工序能力的大。小當加工誤差接近正態(tài)分布時工序能力系數(shù)按下式計算：Cp=T/6 t4- 4簡述減小磨削表面粗糙度的措施。1）采用粒度號大的砂輪；2）提高砂輪速度或降低工件速度；3 ）使用直

18、徑較大的砂輪；4）加大砂輪寬度 B ; 5）減小徑向進給量；6）提高砂輪的修整質(zhì)量5機械加工工藝過程設計5- 1名詞解釋：加工經(jīng)濟精度、加工階段、時間定額。加工經(jīng)濟精度：在正常加工條件下所能達到的加工精度和表面粗糙度。加工經(jīng)濟精度是一個范圍而不是一個值。加工階段：為了保證零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，通常安排工藝路線時，將其劃分為幾個階段。對于一般精度零件，可劃分成粗加工、半精加工和精加工三個階段。對于精度要求高和特別高的零件，還需安排精密加工和超精密加工階段。時間定額：是指在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算確定設備數(shù)量、

19、人員編制及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù)，是工藝規(guī)程的重要組成部分。5- 2粗、精基準的選擇原則有哪些？精基準的選擇原則：“基準重合原則、“基準統(tǒng)一原則、“互為基準原則、“自為基準原則、便于夾裝原則。粗基準選擇原則：保證相互位置要求原則、余量均與分配原則、便于工件夾裝原則、粗基準在一個定位方向上只允許使用一次原則。5- 3加工工序的安排原則？先基準面后其他先粗后精先主后次先面后孔6機器的裝配工藝6- 1什么是裝配系統(tǒng)圖？裝配系統(tǒng)圖表明裝配過程由基準零件開始，沿水平線自左向右進行裝配，一般將零件畫在上方，把套件、組件、部件畫在下方，其排列的順序就是裝配順序。圖中的每一方框表示一個零件、套件、組件或部件。

20、每個方框分為三個部分，上方為名稱，下左方為編號，下右方位編號。6- 2裝配方法有哪些？各適合什么場合？互換裝配法：是指在裝配過程中，零件互換后仍能達到裝配精度要求的裝配方法。產(chǎn)品采用互換裝配方法時，裝配精度主要取決于工件的加工精度?；Q法的實質(zhì)就是通過控制零件的加工誤差來保證產(chǎn)品的裝配精度。根據(jù)互換程度的不同互換法分為完全互換法（常用于少環(huán)尺寸鏈或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批量生產(chǎn)）和大數(shù)互換法（在尺寸鏈環(huán)數(shù)較多，封閉環(huán)精度要求又要求較高時，使用概率法計算更合理）選擇裝配法；是指將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟可行的程度，使零件可以比較經(jīng)濟的加工，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度要求的方法。這種方法可以分為直接選擇裝配法（不宜用于生產(chǎn)節(jié)拍要求較嚴的大批量生產(chǎn)中）、分組裝配法（適用于成批或大量生產(chǎn)中裝配精度要求較高、尺寸鏈組成環(huán)很少的情況）和復合選配法等三種形式。修配裝配法：單件或成批生產(chǎn)中那些精度要求高、組成環(huán)數(shù)目又較多的部件適合于用修配法裝配。常見的有以下三種：單件修配法、合件加工修配法、自身加工修配法。調(diào)整裝配法：6- 3簡述大數(shù)互換法的原理（計算步驟、特點） 。大數(shù)互換法的是實質(zhì)是放寬尺寸鏈個組成環(huán)的公差，以利于零件的經(jīng)濟加工。大數(shù)互換法是以概率論為理論依據(jù)，在正常生產(chǎn)條件下加工零件時，零件獲得極限尺寸的可能性是較小的，大多數(shù)零件加工的尺寸處于公差帶范圍的中間部