《機械制造學(xué)》作業(yè)(答案)

1、機械制造學(xué)作業(yè)（答案）第一章 金屬切削加工的基本知識1-1 試用圖表示普通車刀的標注角度、和。答：普通車刀的標注角度、和如下圖所示：1-2 怎樣劃分金屬切削變形區(qū)？在第一變形區(qū)里發(fā)生什么樣的變形？答：金屬切削過程可以劃分為第一變形區(qū)、第二變形區(qū)和第三變形區(qū)，其中第一變形區(qū)是由等剪切應(yīng)力曲線OA線和OM線圍成的區(qū)域；第二變形區(qū)是指刀屑接觸區(qū)，第三變形區(qū)是指刀工件接觸區(qū)。第一變形區(qū)內(nèi)的金屬沿滑移面產(chǎn)生剪切變形，并產(chǎn)生加工硬化。1-3 分析積屑瘤產(chǎn)生的原因及其對生產(chǎn)的影響。答：積屑瘤產(chǎn)生的原因：切屑底層材料在前刀面上粘結(jié)并不斷層積。積屑瘤對生產(chǎn)具有積極的影響，如保護刀具、增大前角以減少切削變形并降低

2、切削力、增大切削厚度，但也有消極的影響，將增大已加工表面的粗糙度。1-4 切削力產(chǎn)生的原因？車削時切削力如何分解？答：切削力來自變形與摩擦，用以克服加工過程中加工材料對變形的抗力、切屑對刀具前刀面的摩擦力、刀具后刀面對過渡表面和已加工表面之間的摩擦力。車削時，切削力分解為主切削力（切向力）、進給力（軸向力）和背向力（徑向力或吃刀力）。1-5 刀具磨損過程分幾個階段？各階段的特點是什么？答：刀具磨損過程分為正常磨損、非正常磨損兩個階段。在正常磨損階段，刀具主要是由于正常磨損而逐漸鈍化，按磨損部位的不同分為前刀面磨損、后刀面磨損和前后刀面同時磨損三種形式；在非正常磨損階段主要是刀具的脆性磨損（如崩

3、刃、碎斷、剝落、裂紋破損等）和塑性破損。1-6 什么是工件材料切削加工性？用什么指標來衡量工件材料切削加工性？答：工件材料切削加工性是指工件材料被切削加工的難易程度。常用的衡量材料切削加工性的指標是，其含義是：當(dāng)?shù)毒邏勖鼮門時，切削某種材料所允許的切削速度。越高，工件的切削加工性越好。1-7 前角和后角選擇的主要依據(jù)是什么？如何選擇？答：前角選擇的主要依據(jù)是工件材料。當(dāng)工件材料的強度、硬度較大時，選擇較小前角；當(dāng)材料的塑性較大時，選擇較大前角；加工脆性材料時，選擇較小前角。刀具后角選擇的主要依據(jù)是切削厚度hD的大小。hD增大，選擇較小后角；hD減小，選擇較大后角。1-8刃傾角的作用有那些？如何

4、選用？答：刃傾角的作用是控制切屑流出的方向、影響刀頭強度和切削刃的鋒利程度。粗加工時，選擇負刃傾角，以增加刀具的強度；斷續(xù)切削時，選擇負刃傾角，可以起到保護刀尖的作用；當(dāng)工件剛性較差時，不宜采用負刃傾角，以避免徑向切削力增大；精加工時，選擇正刃傾角，以避免切屑流向已加工表面，保證已加工表面不被切屑碰傷。第二章 金屬切削機床及刀具2-1 金屬切削機床如何分類？基本的分類方法是怎樣的？答：金屬切削機床主要按加工性質(zhì)和所用刀具進行分類?；镜姆诸惙椒ㄊ菍C床分為12大類，即車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨插床、拉床、超聲波及電加工機床、切斷機床、其他機床。2-2 按下圖所

5、示傳動系統(tǒng)完成下列各題（圖中為齒輪式離合器）：寫出傳動路線表達式；分析主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)；計算主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速。解：1）傳動路線表達式：電動機1430r/min IIIIIIIVVI（主軸）2）主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)：（級）3）主軸的最高轉(zhuǎn)速：主軸的最低轉(zhuǎn)速：2-3 試說明按用途分類，車刀可分為哪幾種，各有何用途？答：按用途分類，車刀可分為外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、螺紋車刀、成形車刀六種。外圓車刀用于粗車和精車外回轉(zhuǎn)表面；端面車刀用于車削垂直于軸線的平面；內(nèi)孔車刀用于車削通孔和盲孔，以及切割凹槽、倒角；切斷刀用于切斷較小直徑的棒料，切窄槽，或切下已加工好的零件；螺紋車刀用于車削工件的內(nèi)、外螺紋；成

6、形車刀用于加工工件的成形回轉(zhuǎn)表面。2-4 為了實現(xiàn)磨削加工，M1432A型萬能外圓磨床需要哪些運動？答：為了實現(xiàn)磨削加工，M1432A型萬能外圓磨床需要外磨和內(nèi)磨砂輪的旋轉(zhuǎn)主運動、工件的旋轉(zhuǎn)進給運動、工件的縱向往復(fù)進給運動以及砂輪的橫向進給運動。2-5 何謂砂輪硬度？如何選擇砂輪硬度？答：砂輪的硬度是反映砂輪磨粒在磨削力作用下，從砂輪表面上脫落的難易程度。砂輪硬度主要根據(jù)加工工件材料的性質(zhì)和具體的磨削條件來加以選擇。2-5 鉆床可完成哪些工作？使用的刀具有哪些？答：鉆床可完成鉆孔、擴孔、鉸孔、刮平面、攻螺紋等工作。使用的刀具主要有麻花鉆、中心鉆、深孔鉆、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、锪鉆等。2-7 何謂

7、組合機床？何謂數(shù)控機床？它們各有哪些特點？組合機床是以系列化、標準化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專用部件組成的高效自動化專用機床。圖2-74所示為一立臥復(fù)合式三面鉆孔組合機床。其特點為既具有一般專用機床結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高、易保證精度的特點，又能適應(yīng)工件的變化，重新調(diào)整和重新組合，對工件采用多刀、多面及多任務(wù)位加工，特別適合于大批量生產(chǎn)中，對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。數(shù)控機床是一種以數(shù)字元元量作為指令信息，通過電子計算機或?qū)Ｓ秒娮舆壿嬘嬎阊b置控制的機床，由信息載體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體4部分組成。其特點為對加工工件具有較強的適應(yīng)性和通用性、能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的

8、加工質(zhì)量、具有較高的生產(chǎn)效率，能獲得良好的經(jīng)濟效益、能實現(xiàn)復(fù)雜的運動、改善工人的勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率、便于實現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。第三章 機械制造過程與工藝3-1 什么是生產(chǎn)過程、工藝過程、工藝規(guī)程？工藝規(guī)程在生產(chǎn)中有何作用？答：生產(chǎn)過程是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返乃袆趧舆^程。工藝過程指改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為半成品或成品的過程是生產(chǎn)過程的一部分。工藝規(guī)程是指將產(chǎn)品或零部件的制造工藝過程和操作方法按一定格式固定下來的技術(shù)文件，是生產(chǎn)中組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)、指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件、新建和擴建工廠的原始資料，也是進行技術(shù)交流、開展技術(shù)革新的技術(shù)語言和基本資料。3-2

9、什么是工序、安裝、工位、工步？答：工序指一個工人或一組工人，在一個工作地點，對同一個或同時對幾個工件進行加工，所連續(xù)完成的那部分工藝過程。安裝指將工件在機床或夾具中每定位、夾緊一次所完成的那一部分工序內(nèi)容。工位指工件相對于機床床身的每一個加工位置上的安裝內(nèi)容。工步指在加工表面、切削刀具、切削速度、進給量都不變的情況下，所完成的工位內(nèi)容。3-3 如何劃分生產(chǎn)類型？ 答：按照產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)和投入生產(chǎn)的批量，可將生產(chǎn)分為單件生產(chǎn)、批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。3-4 精基準、粗基準的選擇原則有哪些？答：粗基準選擇原則：選擇重要表面作為粗基準；選擇非加工表面作為粗基準；有多個表面需要一次加工時，應(yīng)選擇精

10、度要求最高，或者加工余量最小的表面作為粗基準；在同一尺寸方向通常只允許使用一次；選作粗基準的表面應(yīng)平整光潔，有一定面積，無飛邊、澆口、冒口，以保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠。精基準選擇原則：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；準確可靠原則。3-5 加工如圖31所示零件，要求保證尺寸60.1mm。但該尺寸不便測量，要通過測量尺寸L來間接保證。試求測量尺寸L及其上、下偏差。解：根據(jù)題意作出尺寸鏈圖，并列出豎式：基本尺寸260.05-0.05-360.06060.1-0.1L圖3-20 尺寸鏈圖解得 mm。圖31 題3-5圖3-6 加工套筒零件，其軸向尺寸及有關(guān)工序簡圖如圖32所示，試求

11、工序尺寸和及其極限偏差。圖32 題36圖解：對于工序1，解：根據(jù)題意作出尺寸鏈圖，并列出豎式：基本尺寸500-0.1-220.20圖3-20 尺寸鏈圖解得 mm。對于工序2，解：根據(jù)題意作出尺寸鏈圖，并列出豎式： 基本尺寸500-0.1-250-0.3解得 mm。3-7 機械加工表面質(zhì)量包括哪些內(nèi)容？答：機械加工表面質(zhì)量包含表面層的幾何形狀特征和表面層的物理力學(xué)性能兩方面的內(nèi)容。其中，表面層的幾何形狀特征主要由表面粗糙度、表面波度、表面加工紋理、傷痕組成；表面層的物理力學(xué)性能包括表面層的加工冷作硬化、表面層的金相組織變化、表面層的殘余應(yīng)力。3-8 常用的裝配方法有哪幾種？ 答：常用的裝配方法有

12、互換法、選配法、修配法、調(diào)整法四種。第四章 機床常用夾具4-1 機床夾具通常由哪些部分組成？每個組成部分起何作用？答：機床夾具通常由定位元件、夾緊裝置、連接元件、對刀或?qū)蛟?、夾具體和其他裝置或元件組成。 定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置；夾緊裝置的作用是將工件壓緊夾牢，并保證工件在加工過程中正確位置保持不變；連接元件用于確定夾具對機床主軸、工作臺或?qū)к壍南嗷ノ恢?；對刀或?qū)蛟淖饔檬潜ＷC工件加工表面與刀具之間的正確位置；其他裝置或元件是根據(jù)加工需要，用來實現(xiàn)分度、靠模、上下料、工件頂出以及平衡等。4-2 什么叫定位基準？舉例加以說明。答：定位基準是在加工中用作定位的基準。下圖所

13、示的軸承座用底面A和側(cè)面B來定位，表面A和B就是軸承座的定位基準。4-3 試舉例說明什么叫工件在夾具中的 “不完全定位”？答：不完全定位是指根據(jù)工件的要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。如下圖所示，并不需要限制x方向的平移和繞x方向的旋轉(zhuǎn)兩個自由度，只需由三爪卡盤夾持限制其余四個自由度即可。4-4 針對圖4-1工件鉆孔工序的要求，試確定：（1）定位方法和定位元件。（2）分析各定位元件限制著哪幾個自由度？圖41 題44圖答：（1）采用工件底面、上平面、垂直于上平面并與工件左（右）側(cè)相切的一個平面定位；定位元件為一塊寬支承板和兩塊窄支承板。（2）與工件上平面接觸的窄支承

14、板限制上下方向的移動自由度和水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)自由度；側(cè)面的窄支承板限制左右方向的移動自由度；寬支承板限制垂直于紙面的移動自由度和其余兩個旋轉(zhuǎn)自由度。4-5 什么叫定位誤差？定位誤差由哪些因素引起？定位誤差的數(shù)值一般應(yīng)控制在零件加工公差的什么范圍之內(nèi)？答：定位誤差指工序基準在工序尺寸方向上的最大位置變動量，稱為定位誤差，用表示。定位誤差產(chǎn)生的原因有定位基準位移誤差、定位基準與工序基準不重合產(chǎn)生的基準不重合誤差兩個方面。一般限定定位誤差不超過工件加工誤差的1/51/3，即（1/51/3）。4-6 在圖42所示工件上欲銑削一缺口，保證尺寸mm，試確定工件的定位方案，并分析定位方案的定位誤差。圖42 題

15、46圖答：工件左端面及下部均采用支承板定位，并在垂直于這兩塊支承板的方向再采用一支承板，與工件母線接觸實現(xiàn)完全定位。由于是平面支承定位，因此該定位方案的基準位移誤差為0，即0；由于定位基準為左端面，而工序基準為工件右端面，因此，存在基準不重合誤差，0.15mm。定位誤差0.15mm。4-7 試分析圖43所示的夾緊方案是否合理？如不合理，應(yīng)如何改進？圖43 題48圖答：圖a）所示夾緊方案中，夾緊力作用點沒有落在定位元件的支承面內(nèi)，不合理。需將夾緊元件左移，使夾緊力落在支承釘?shù)淖鲬?yīng)范圍內(nèi)。圖b）所示夾緊方案中，夾緊力的作應(yīng)點沒有工件剛性較差處，不合理。需將夾緊元件移動位置，使夾緊力落在工件凸臺這一

16、剛性較好的位置。圖c）所示夾緊方案中，夾緊力的方向偏離了定位元件的支承面，產(chǎn)生了使工件翻轉(zhuǎn)的力矩，破壞了工件的定位。需將夾緊力作應(yīng)點移至與定位元件支承面內(nèi)。第五章 典型表面加工與特種加工工藝5-1 外圓加工有哪些方法？如何選用？答：外圓面常用的加工方法有車削、磨削和光整加工。選擇外圓的加工方法時，除了考慮滿足圖紙技術(shù)要求外，還應(yīng)考慮零件的材料、熱處理要求、零件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)、現(xiàn)場設(shè)備、操作者技術(shù)水平等因素。一般來說，外圓加工的主要方法是車削和磨削；對于精度要求高、表面粗糙度值小的工件外圓，還需要經(jīng)過研磨、超精加工等才能達到要求；對某些精度要求不高但需光亮的表面，可通過滾壓或拋光獲得。5-2

17、加工如圖51所示的軸套內(nèi)孔A，請按表51所列的不同要求，選擇加工方法及加工順序（數(shù)量：50件）表51套筒內(nèi)孔加工的不同要求內(nèi)孔A的加工要求材料熱處理尺寸精度表面粗糙度40H81.645調(diào)質(zhì)10H81.645調(diào)質(zhì)100H81.645淬火40H60.845/40H81.6ZL104（鋁合金）/答：對于第一種要求，可以采用鉆擴鉸的加工方案實現(xiàn)。對于第二種要求，可以采用鉆鉸的加工方案實現(xiàn)。對于第三種要求，可以采用粗鏜半精鏜淬火精鏜的加工方案實現(xiàn)。對于第四種要求，可以采用鉆粗鏜半精鏜粗磨精磨的加工方案實現(xiàn)。對于第五種要求，可以采用鉆擴鉸的加工方案實現(xiàn)5-3 平面銑削有哪些方法？各適應(yīng)于什么場合？答：平面

18、銑削按加工質(zhì)量可分為粗銑和精銑。粗銑的精度為IT14- IT12，表面粗糙度值為50-12.5；精銑的精度為IT9- IT7，表面粗糙度值為3.2-1.6。按銑刀的切削方式不同，可分為周銑和端銑。周銑適用于在中小批量生產(chǎn)中銑削狹長的平面、鍵槽及某些曲面。端銑適用于大批量生產(chǎn)中銑削寬大平面。5-4 特種加工的特點是什么？有哪些工藝方法？答：特種加工的特點為：主要依靠機械能以外的能量（電能、化學(xué)能、聲能、熱能等）去除材料，多數(shù)屬于“熔溶加工”的范疇；工具硬度可以低于被加工材料的硬度，即“以柔克剛”；加工過程中，工具和工件之間不存在顯著的機械切削力；主運動的速度一般都較低；理論上，某些方法可能成為“納米加工”的重要手段；加工后的表面邊緣無毛刺殘留，微觀形貌“圓滑”。 工藝方法有電火花加工、線切割加工、電化學(xué)加工、高能束加工、超聲波加工、快速成形技術(shù)等。5-5