機械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第2版)前五章課后習(xí)題答案

PAGEPAGE5《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》部分習(xí)題參考解答第一章緒論1-1什么是生產(chǎn)過程、工藝過程和工藝規(guī)程？答：生產(chǎn)過程——從原材料（或半成品）進廠，一直到把成品制造出來的各有關(guān)勞動過程的總稱為該工廠的過程。工藝過程——在生產(chǎn)過程中，凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對位置關(guān)系的過程。工藝規(guī)程——記錄在給定條件下最合理的工藝過程的相關(guān)內(nèi)容、并用來指導(dǎo)生產(chǎn)的文件。1-2什么是工序、工位、工步和走刀？試舉例說明。答：工序——一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工位——在工件的一次安裝中，工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置中所完成的那一部分工藝過程。工步——在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。走刀——在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切，每切削一次，就稱為一次走刀。比如車削一階梯軸，在車床上完成的車外圓、端面等為一個工序，其中，n,f,ap不變的為一工步，切削小直徑外圓表面因余量較大要分為幾次走刀。1-3什么是安裝？什么是裝夾？它們有什么區(qū)別？答：安裝——工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。裝夾——特指工件在機床夾具上的定位和夾緊的過程。安裝包括一次裝夾和裝夾之后所完成的切削加工的工藝過程；裝夾僅指定位和夾緊。1-4單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)各有哪些工藝特征？答：單件生產(chǎn)零件互換性較差、毛坯制造精度低、加工余量大；采用通用機床、通用夾具和刀具，找正裝夾，對工人技術(shù)水平要求較高；生產(chǎn)效率低。大量生產(chǎn)零件互換性好、毛坯精度高、加工余量??；采用高效專用機床、專用夾具和刀具，夾具定位裝夾，操作工人技術(shù)水平要求不高，生產(chǎn)效率高。成批生產(chǎn)的毛坯精度、互換性、所以夾具和刀具等介于上述兩者之間，機床采用通用機床或者數(shù)控機床，生產(chǎn)效率介于兩者之間。1-5試為某車床廠絲杠生產(chǎn)線確定生產(chǎn)類型，生產(chǎn)條件如下：加工零件：臥式車床絲杠（長為1617mm，直徑為40mm，絲杠精度等級為8級，材料為Y40Mn）；年產(chǎn)量：5000臺車床；備品率：5%；廢品率：0.5%。答：該絲杠加工屬于成批生產(chǎn)，不屬于大批量生產(chǎn)。年生產(chǎn)綱領(lǐng)為：1-6什么是工件的定位？什么是工件的夾緊？試舉例說明。答：工件的定位——使工件相對于機床占有一個正確的位置的過程。工件的夾緊——將定位以后的工件壓緊，使工件在加工過程中總能保持其正確位置。如在銑床上使用臺虎鉗裝夾一個矩形工件，應(yīng)該是先定位，后夾緊。1-7什么是工件的欠定位？什么是工件的過定位？試舉例說明。答：欠定位——工件定位時應(yīng)該限制的自由度沒有限制的現(xiàn)象。過定位——幾個定位元件同時限制一個自由度的現(xiàn)象。如：采用三爪卡盤夾持短軸，夾持過短（短銷）屬于欠定位；用三爪卡盤和尾座頂尖裝夾一個軸類工件，也屬于過定位。1-8試舉例說明什么是設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。答：設(shè)計基準(zhǔn)——設(shè)計圖樣上標(biāo)注設(shè)計尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn)；工藝基準(zhǔn)——工藝過程中所使用的基準(zhǔn)，包括工序、定位、測量和裝配基準(zhǔn)；工序基準(zhǔn)——在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準(zhǔn)；定位基準(zhǔn)——在加工中用作定位的基準(zhǔn)；測量基準(zhǔn)——工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準(zhǔn)；裝配基準(zhǔn)——裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)應(yīng)可能和設(shè)計基準(zhǔn)一致。（具體舉例略）。1-9有人說：“工件在夾具中裝夾，只要有6個定位支承點就是完全定位”，“凡是少于6個定位支承點，就是欠定位”，“凡是少于6個定位支承點，就不會出現(xiàn)過定位”，上面這些說法都對嗎？為什么？試舉例說明。答：上述說法都是不對的。工件在夾具中裝夾，6個定位支承點不能按要求布置，就不能限制6個自由度；少于6個定位支承點，不一定是欠定位，因為有些工件不需要限制6個自由度；如在平面磨床上用磁力吸盤裝夾工件，只限制3個自由度即可滿足加工要求。少于6個定位支承點，如果支承布局不合理，也可能出現(xiàn)過定位。1-10分析圖1-10所示工件（圖中工件用細(xì)雙點劃線繪制）的定位方式，并回答以下問題：（1）各定位件所限制的自由度；（2）判斷有無欠定位或過定位現(xiàn)象，為什么？圖中加工面用粗黑線標(biāo)出。圖1-10a、b、d、e為車削工序，圖1-10c為鉆孔工序，圖1-10f為鏜A孔工序，圖1-10g為鉆大頭孔工序，圖1-10h為銑兩端面工序。答：a)兩頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動5個自由度；三爪卡盤限制x移動、z移動2個自由度；x移動、z移動重復(fù)限制，過定位。b)長銷限制y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動4個自由度；臺肩左平面限制x移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動3個自由度；y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動重復(fù)限制，過定位。c)底平面限制z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動3個自由度，左邊短V型塊限制x移動、y移動2個自由度，右邊可移動V型塊限制了y移動；有過定位，定位方案可行。d)兩頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動5個自由度；雞心夾只傳動扭矩，不限制自由度，該定位方案可行。e)兩帶齒頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動5個自由度，并傳動轉(zhuǎn)矩，該定位方案可行。f)底平面（3個釘）限制z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動3個自由度，側(cè)面2個支承釘限制y移動、z轉(zhuǎn)動2個自由度，共限制5個自由度，加工d孔，欠定位，在yoz平面方向應(yīng)有一個釘，限制x移動。g)底平面限制z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動3個自由度，左面短銷限制x移動、y移動2個自由度，右面可移動短V型塊限制z轉(zhuǎn)動1個自由度，該定位方案合理可行。h)在z方向兩個短V型塊限制了x移動、y移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動4個自由度，x方向的短V型塊限制了z移動、z轉(zhuǎn)動2個自由度，該定位方案合理可行。習(xí)題1-10圖1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所限制的自由度。先選定位基面，然后在定位基面上標(biāo)出所限的自由度，其畫法如圖8所示。圖中粗黑線為加工面。答：a)在圓柱上鉆孔，需要限制除y轉(zhuǎn)動之外的5個自由度，可選外圓表面為定位基面，用兩短V型塊定位限制4個自由度（x移動、z移動、x轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動），在軸向設(shè)置一支承釘，限制y移動，即可滿足加工要求。b)車短圓柱套筒端面需限制除x轉(zhuǎn)動的5個自由度，可用外圓表面定位，三爪卡盤裝夾，長套筒限制y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動4個自由度，左端面擋塊限制x移動，即可滿足加工要求。c)在軸上銑槽需要限制除x轉(zhuǎn)動之外的5個自由度，用工件外圓表面定位，用兩短V型塊定位限制4個自由度（y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動），在軸向左側(cè)面或者右側(cè)面設(shè)置一支承釘，限制x移動，即可滿足加工要求。d)在階梯軸上鉆孔需要限制除x轉(zhuǎn)動之外的5個自由度，用工件小端外圓表面定位，用兩短V型塊定位限制4個自由度（y移動、z移動、y轉(zhuǎn)動、z轉(zhuǎn)動），在軸向左側(cè)面或者右側(cè)面設(shè)置一支承釘，限制x移動，即可滿足加工要求。e)在三角塊形工件上加工兩孔需要限制工件的6個自由度，可用底平面定位，限制z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動三個自由度，用左側(cè)面（yoz平面）兩支承釘定位限制x移動、z轉(zhuǎn)動2個自由度；用xoz左側(cè)或右側(cè)一個支承釘定位限制y移動。習(xí)題1-11圖《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》部分習(xí)題參考解答第二章金屬切削過程2-1什么是切削用量三要素？在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)有什么關(guān)系？答：切削用量三要素是指切削速度v、進給量f、背吃刀量ap（切削深度）。在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)的關(guān)系是：2-2確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要幾個基本角度？試畫圖標(biāo)出這些基本角度。答：確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要7個基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃傾角，這些基本角度如下圖所示（其中副前角、副后角不做要求）。2-3試述刀具標(biāo)注角度和工作角度的區(qū)別。為什么車刀作橫向切削時，進給量取值不能過大？答：刀具標(biāo)注角度是在靜態(tài)情況下在刀具標(biāo)注角度參考系中測得的角度；而刀具工作角度是在刀具工作角度參考系中（考慮了刀具安裝誤差和進給運動影響等因素）確定的刀具角度。車刀作橫向切削時，進給量取值過大會使切削速度、基面變化過大，導(dǎo)致刀具實際工作前角和工作后角變化過大，可能會使刀具工作后角變?yōu)樨?fù)值，不能正常切削加工（P23）。2-4刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能？答：（P24）(1)高的硬度和耐磨性；(2)足夠的強度和韌性；(3)高耐熱性；(4)良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能；(5)良好的工藝性。2-5常用的硬質(zhì)合金有哪幾類？如何選用？答：（P26）常用的硬質(zhì)合金有三類：P類（我國鎢鈷鈦類YT），主要用于切削鋼等長屑材料；K類（我國鎢鈷類YG），主要用于切削鑄鐵、有色金屬等材料；M類（我國通用類YW），可以加工鑄鐵、有色金屬和鋼及難加工材料。2-6怎樣劃分切削變形區(qū)？第一變形區(qū)有哪些變形特點？答：切削形成過程分為三個變形區(qū)。第一變形區(qū)切削層金屬與工件分離的剪切滑移區(qū)域，第二變形區(qū)前刀面與切屑底部的摩擦區(qū)域；第三變形區(qū)刀具后刀面與已加工表面的摩擦區(qū)域。第一變形區(qū)的變形特點主要是：金屬的晶粒在刀具前刀面推擠作用下沿滑移線剪切滑移，晶粒伸長，晶格位錯，剪切應(yīng)力達(dá)到了材料的屈服極限。2-7什么是積屑瘤？它對加工過程有什么影響？如何控制積屑瘤的產(chǎn)生？答：（P32-34）切削塑性材料又能形成帶狀切屑時在前刀面刀尖處粘附的三角形金屬硬塊是積屑瘤。它對加工過程的影響是：使刀具前角增大，切削厚度變化，加工表面粗糙度增大，刀具壽命降低；粗加工時影響不大，精加工必須防止。控制積屑瘤的措施是正確選用切削速度（避開易產(chǎn)出積屑瘤的切削速度范圍）、使用潤滑性能好的切削液、增大刀具前角、適當(dāng)提高工件材料硬度。2-8試述影響切削變形的主要因素及影響規(guī)律。答：（P34）影響切削變形的主要因素是：工件材料：強度越高，切削變形系數(shù)越??；刀具前角：增大刀具前角，切削變形系數(shù)減??；切削速度：切削速度越大，切削變形系數(shù)越??；切削層公稱厚度：厚度越大，切削變形系數(shù)越小。2-9常用的切屑形態(tài)有哪幾種？它們一般都在什么情況下生成？控制切屑形態(tài)有哪幾種方法？答：（P34-36）常用的切屑形態(tài)有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑。帶狀切屑：加工塑性金屬時，在切削厚度較小、切速較高、刀具前角較大的工況條件下常形成此類切屑。節(jié)狀切屑、粒狀切屑：在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時常產(chǎn)生此類切屑。崩碎切屑：加工脆性材料，切削厚度越大越易得到這類切屑?？刂魄行夹螒B(tài)的方法：采用斷屑槽、改變刀具角度（主偏角、前角和刃傾角）、調(diào)整切削用量（主要是f）。2-10在CA6140型車床上車削外圓，已知：工件材料為灰鑄鐵，其牌號為HT200；刀具材料為硬質(zhì)合金，其牌號為YG6；刀具幾何參數(shù)為：γo=10°，αo=αo’=8°，κr=45°，κr’=10°，λs=-10°（對三向切削分力的修正系數(shù)分別為），rε=0.5mm；切削用量為：ap=3mm，f=0.4mm/r，vc=8m/min。試求切削力Fc、Ff、Fp及切削功率。解：根據(jù)已知條件，查教材p39表2-3，得到代入p39公式(2-20)，可得再根據(jù)p38公式(2-17)，可得切削功率2-11影響切削力的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：（P41-42）影響切削力的主要因素有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具磨損、切削液和刀具材料。工件材料的影響：工件材料強度、硬度越高，切削力越大；切削用量的影響：背吃刀量ap影響最大，幾乎成正比；f次之，v最小。刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削力減??；主偏角變化，影響Fp和Ff比例。刀具磨損增加會使切削力增大。潤滑性能好的切削液可減小切削力。2-12影響切削溫度的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：（P44-46）影響切削溫度的主要因素有切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料性能、刀具磨損和切削液。切削用量的影響：v最大，f次之，ap最??；刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削溫度減??；主偏角減小，會改善散熱條件；工件材料強度、硬度越高，產(chǎn)生的切削熱越多；刀具磨損變鈍，摩擦加劇，切削溫度上升；切削液可以明顯減少切削熱的影響。2-13試分析刀具磨損四種磨損機制的本質(zhì)與特征，它們各在什么條件下產(chǎn)生？答：（P47）刀具磨損四種磨損機制的本質(zhì)和特征：硬質(zhì)點劃痕：工件材料有硬質(zhì)點，造成機械磨損，有劃痕、劃傷。冷焊磨損：即粘接磨損，在高壓高溫作用下，刀具材料被粘接、撕裂，導(dǎo)致磨損。擴散磨損：在高溫下刀具材料中金屬原子擴散，導(dǎo)致材料軟化磨損。化學(xué)磨損：由于化學(xué)腐蝕、氧化作用產(chǎn)生的磨損。2-14什么是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)？制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮哪些因素？答：（P48）刀具磨損達(dá)到一定限度就不再使用，這個限度叫做刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮的因素有：磨損量便于測量檢驗，生產(chǎn)的具體情況（如加工精度要求、刀具調(diào)整的方便性、刀具的復(fù)雜程度、刀具材料和工件材料等）。2-15什么是刀具壽命和刀具總壽命？試分析切削用量三要素對刀具壽命的影響規(guī)律。答：（P49-52）刀具壽命——刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的總切削時間。刀具總壽命——刀具壽命乘以刃磨次數(shù)。切削用量三要素對刀具壽命的影響規(guī)律是：切削用量三要素任意參數(shù)增大，都會導(dǎo)致刀具壽命降低，其中v的影響最大，f次之，ap最小。2-16什么是最高生產(chǎn)率刀具壽命和最小成本刀具壽命？怎樣合理選擇刀具壽命？答：（P50）最高生產(chǎn)率刀具壽命——按單件時間最短的原則確定的刀具壽命；最小成本刀具壽命——按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命。一般情況下，應(yīng)采用最小成本刀具壽命，再生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)節(jié)拍不平衡時可選用最高生產(chǎn)率刀具壽命。2-17試述刀具破損的形式及防止破損的措施。答：（P51）刀具破損的形式有脆性破損（崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損）、塑性破損。防止破損的措施有：合理選擇刀具材料、合理選擇刀具幾何參數(shù)、保證刀具的刃磨質(zhì)量、合理選擇切削用量、提高工藝系統(tǒng)的剛度、對刀具狀態(tài)進行實時監(jiān)控。2-18試述前角的功用及選擇原則。答：（P57）前角的功用：前角增大可減小切削變形、降低切削力和切削溫度，但前角過大會削弱刀刃的強度。選擇原則：工件材料強度、硬度較低時選擇較大前角，否則較小前角；加工塑性材料，選擇較大的前角；刀具材料韌性好時選擇較大的前角；粗加工選擇較小的前角。2-19試述后角的功用及選擇原則。答：（P57-58）后角的功用：減小刀具后刀面與工件之間的摩擦，提高已加工表面質(zhì)量。選擇原則：切削厚度較小時，選取較大的后角；粗加工選取較小的后角；工件材料塑性較大時取較大的后角；工件材料強度硬度高時，取較小的后角。2-20在CA6140型車床上車削外圓。已知：工件毛坯直徑為mm，加工長度為400mm；加工后工件尺寸為mm，表面粗糙度為Ra3.2μm；工件材料為40Cr（σb=700MPa）；采用焊接式硬質(zhì)合金外圓車刀（牌號為YT15），刀桿截面尺寸為16mm25mm，刀具切削部分幾何參數(shù)為：γo=10°，αo=6°，κr=45°，κr’=10°，λs=0°，rε=0.5mm，γo1=-10°，bγ1=0.2mm。試為該工序確定切削用量（CA6140型車床縱向進給機構(gòu)允許的最大作用力為3500N）。解答：（參照P52-57例題2-2）2-21試論述切削用量的選擇原則。答：（P52）首先選取盡可能大的背吃刀量ap；其次根據(jù)機床進給機構(gòu)強度、刀桿剛度等限制條件（粗加工時域已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡可能大的進給量f；最后根據(jù)“切削用量手冊”查取或根據(jù)公式（2－29）計算確定切削速度vc。2-22什么是砂輪硬度？如何正確選擇砂輪硬度？答：（P60）砂輪硬度——磨粒在磨削力的作用下，從砂輪表面上脫離的難易程度。砂輪硬度越高，磨粒越不容易脫離。正確選擇砂輪硬度：(1)磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；(2)磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；(3)砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；(4)成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。2-23為什么磨削外圓時磨削力的三個分力中以Fp值最大，而車外圓時切削力的三個分力中Fc值為最大？答：因為砂輪上的磨粒為自然形成的負(fù)前角，磨粒較鈍，同時參與磨削的磨粒較多，磨削時單位磨削力較大，故造成外圓磨削時磨削力的三個分力中以徑向磨削力Fp值最大，而車削車刀為人工刃磨的前角，切削刃鋒利，故切向切削力最大。2-24粗磨一直徑為mm的外圓，工件材料為45鋼，其硬度為228～255HB，砂輪速度為50m/s，試確定所用的砂輪特性。答：根據(jù)已知條件，砂輪特性選擇應(yīng)為：磨粒為棕剛玉，粒度為F30—F60，陶瓷結(jié)合劑，砂輪硬度為中硬Q，砂輪組織為疏松9—12號，平形砂輪?！稒C械制造技術(shù)基礎(chǔ)》部分習(xí)題參考解答第三章機械制造中的加工方法及裝備3-1表面發(fā)生線的形成方法有哪幾種？答：（p69-70）表面發(fā)生線的形成方法有軌跡法、成形法、相切法、展成法。具體參見第二版教材p69圖3-2。3-2試以外圓磨床為例分析機床的哪些運動是主運動，哪些運動是進給運動？答：如圖3-20（p87），外圓磨削砂輪旋轉(zhuǎn)nc是主運動，工件旋轉(zhuǎn)nw、砂輪的橫向移動fr、工作臺往復(fù)運動fa均為進給運動。3-3機床有哪些基本組成部分？試分析其主要功用。答：（p70-71）基本組成部分動力源、運動執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)、支承系統(tǒng)。動力源為機床運動提供動力；運動執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生主運動和進給運動；傳動機構(gòu)建立從動力源到執(zhí)行機構(gòu)之間的聯(lián)系；控制和伺服系統(tǒng)發(fā)出指令控制機床運動；支承系統(tǒng)為上述部分提供安裝的基礎(chǔ)和支承結(jié)構(gòu)。3-4什么是外聯(lián)系傳動鏈？什么是內(nèi)聯(lián)系傳動鏈？各有何特點？答：外聯(lián)系傳動鏈：機床動力源和運動執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動聯(lián)系。如銑床、鉆床傳動鏈；內(nèi)聯(lián)系傳動鏈：執(zhí)行件和執(zhí)行件之間的傳動聯(lián)系。如車螺紋、滾齒的傳動鏈。外聯(lián)系傳動鏈兩端沒有嚴(yán)格的傳動關(guān)系，而內(nèi)聯(lián)系傳動鏈兩端有嚴(yán)格的傳動關(guān)系或相對運動要求。3-5試分析提高車削生產(chǎn)率的途徑和方法。答：（p76）提高切削速度；采用強力切削，提高f、ap；采用多刀加工的方法。3-6車刀有哪幾種？試簡述各種車刀的結(jié)構(gòu)特征及加工范圍。答：（p77）外圓車刀（左、右偏刀、彎頭車刀、直頭車刀等），內(nèi)、外螺紋車刀，切斷刀或切槽刀，內(nèi)孔車刀（通孔、盲孔車刀、）端面車刀、成形車刀等。顧名思義，外圓車刀主要是切削外圓表面；螺紋車刀用于切削各種螺紋；切斷或切槽車刀用于切斷或切槽；內(nèi)孔車刀用于車削內(nèi)孔；端面車刀切斷面；成形車刀用于加工成形表面。3-7試述CA6140型臥式車床主傳動鏈的傳動路線。答：（p82）CA6140型臥式車床主傳動鏈的傳動路線：3-8CA6140型臥式車床中主軸在主軸箱中是如何支承的?三爪自定心卡盤是怎樣裝到車床主軸上去的？答：（p83-84）3-9CA6140型臥式車床是怎樣通過雙向多片摩擦離合器實現(xiàn)主軸正傳、反轉(zhuǎn)和制動的？答：如教材圖3-17和3-18所示，操縱手柄向上，通過連桿、扇形齒塊和齒條帶動滑套8向右滑移，撥動擺桿10使拉桿向左，壓緊左邊正向旋轉(zhuǎn)摩擦片，主軸實現(xiàn)正轉(zhuǎn)；若操縱手柄向下，通過連桿、扇形齒塊和齒條帶動滑套8向左滑移，撥動擺桿10使拉桿向右，壓緊右邊反向旋轉(zhuǎn)摩擦片，主軸反轉(zhuǎn)。制動時操縱手柄處于中位，滑套8處于擺桿10的中間，此時杠桿7帶動制動帶8壓緊制動輪，實現(xiàn)主軸制動。3-10CA6140型臥式車床主軸箱Ⅰ軸上帶的拉力作用在哪些零件上？答：（p84卸荷帶輪）如圖3-14，CA6140型臥式車床主軸箱Ⅰ軸上皮帶輪上的拉力通過法蘭3直接傳給箱體4。3-11CA6140型臥式車床主軸前軸承的徑向間隙是如何調(diào)整的？答：（p81,83）通過如圖3-14上的22、21、20三個零件調(diào)整前軸承間隙。3-12試分析外圓表面車?yán)鞣椒ǖ墓ぷ髟砗凸に囂攸c。答：（p86）將車削和拉削組合在一起的加工方法。加工時，工件高速旋轉(zhuǎn)，拉刀慢速旋轉(zhuǎn)拉削運動。工藝特點：多齒拉刀，刀具壽命長，生產(chǎn)效率高，柔性較好，但拉刀制造難度大。適于大批量生產(chǎn)加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求較高的零件。3-13試分析比較中心磨和無心磨外圓的工藝特點和應(yīng)用范圍。答：（p87-88）中心磨：磨削精度較高、可以磨削各種復(fù)雜零件和表面；但需要裝夾工件。無心磨：工件無需裝夾，磨削效率較高，可以磨削外圓等回轉(zhuǎn)體表面，但形狀不能太復(fù)雜。3-14試分析快速點磨法工作原理和工藝特點。答：（p89）快速點磨法工作原理：如圖3-24（p89），砂輪安裝時有一小傾角α，砂輪與工件點接觸，磨削速度很高，加工質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、砂輪壽命長。適于汽車工業(yè)磨削曲軸、凸輪軸和齒輪軸。3-15試分析比較光整加工外圓表面各種加工方法的工藝特點和應(yīng)用范圍。答：（見教材p91-92）3-16試分析比較鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的結(jié)構(gòu)特點和幾何角度。答：（p93-96）鉆頭：僅2刃，鉆芯很細(xì)，剛性差，切削部分有橫刃(負(fù)前角)，切削余量大。擴孔鉆：有3～8刃，鉆芯較粗，剛性較好，無橫刃，切削用量較小。鉸刀：刀刃更多，鉆芯更粗，剛性好，切削余量小，故加工精度高。3-17用鉆頭鉆孔，為什么鉆出來的孔徑一般都比鉆頭的直徑大？答：（p93）鉆頭剛性差，切削部分有橫刃，軸向力較大，切削時易引偏，故鉆削孔徑一般都比鉆頭的直徑大。3-18鏜孔有哪幾種方式？各有何特點？答：（p97-98）三種方式，詳見教材圖3-37,圖3-38,圖3-39。3-19珩磨加工為什么可以獲得較高的尺寸精度、形狀精度和較小的表面粗糙度？答：（p100-101）3-20拉削速度并不高，但拉削卻是一種高生產(chǎn)率的加工方法，原因何在？答：（p102-103）3-21對于相同直徑、相同精度等級的軸和孔，為什么孔的公差值總比軸的公差值規(guī)定得大？答：因為孔比外圓表面難加工。孔是內(nèi)表面，加工時刀具尺寸受限制、刀具剛性較差、散熱和排屑都處于不利狀態(tài)，因此，同樣的加工精度，對于孔來說，要用的加工工序就多于外圓表面的加工，加工時間費用較多，故通?？椎墓钜?guī)定的比外圓表面要大一些。外圓加工方法：車削、磨削、研磨、超精加工；孔的加工方法：鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、磨孔、研磨、珩磨、拉削等；孔的加工方法較多。3-22什么是逆銑？什么是順銑？試分析逆銑和順銑、對稱銑和不對稱銑的工藝特征。答：（p105-106）3-23試分析比較銑平面、刨平面、車平面的工藝特征和應(yīng)用范圍。答：可以歸納如下：銑平面刨平面車平面工藝特征多刀齒、間斷切屑，速度快、生產(chǎn)效率高單刀齒連續(xù)切削，往復(fù)運動，效率較低車床上加工，與外圓表面垂直度好應(yīng)用范圍適于箱體表面等大平面、斜面、臺階面等適用于導(dǎo)軌表面，長條形的平面、臺階面等適用于軸類零件的端面的加工3-24數(shù)控機床有哪幾個基本組成部分？各有何功用？答：（p111）數(shù)控機床一般由信息輸入、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體4個部分組成。通過信息輸入部分輸入加工指令，數(shù)控裝置相當(dāng)人的大腦指揮系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)控制機床的運動，機床本體用來支承運動機構(gòu)、安裝工件。3-25數(shù)控機床和加工中心的主傳動系統(tǒng)與普通機床相比有哪些特點？答：（p114-115）與普通機床相比，數(shù)控機床和加工中心的主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，由于數(shù)控機床采用的交流或者直流電動機具有無級調(diào)速、換向等功能，采用的機械變速傳動也很簡單，所以數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小。3-26試述JCS—018型加工中心主軸組件的構(gòu)造及其功能。答：（p118）3-27試分析JCS—018型加工中心自動換刀裝置的優(yōu)缺點。答：（p125）刀具庫可安裝16把刀具，自動換刀裝置采用換刀機械手，換刀動作是：抓住——拔出——旋轉(zhuǎn)180o——插入——退出。特點是動作簡單、耗時較短；但有可能抓不緊，造成滑脫。3-28滾切直齒圓柱齒輪時需要哪些基本運動？答：（p131-132）主運動：滾刀的旋轉(zhuǎn)運動nc，進給運動：工件的旋轉(zhuǎn)運動nw，軸向進給運動f。3-29插削直齒圓柱齒輪時需要哪些基本運動？答：（p132-133）主運動：插齒刀直線往復(fù)運動vc，進給運動：插刀旋轉(zhuǎn)nc，工件旋轉(zhuǎn)nw，圓周進給運動，徑向進給運動fr，讓刀運動。3-30插齒時為什么需要插齒刀（或被切齒輪）作讓刀運動？答：（p133）3-31試分析比較滾齒、插齒的工藝特點和應(yīng)用范圍。答：（p134）滾齒加工齒距累計誤差較小，生產(chǎn)效率較高；插齒加工齒形誤差較小，加工齒面粗糙度較小。滾齒適于直齒、斜齒和蝸輪等加工；插齒適于內(nèi)齒輪、齒條、扇形齒、多聯(lián)齒輪塊的加工。3-32為什么剃齒前齒輪與加工方法采用滾齒加工比采用插齒加工更為合理？答：（p35-136）3-33試述剃齒的加工原理、工藝特點和應(yīng)用范圍。答：（p35-136）展成法加工，利用一對交錯斜齒輪嚙合時沿齒向存在相對滑動的原理進行加工。生產(chǎn)效率高，適于大批量生產(chǎn)加工中等模數(shù)、7～6級精度、未經(jīng)淬火的齒輪加工。3-34磨齒有哪些方法？各有和特點？各應(yīng)用在什么場合？答：（p137-138）成形法磨齒；展成法磨齒（單片錐形砂輪磨齒、雙片蝶形砂輪磨齒、蝸桿砂輪磨齒）。成形法磨齒加工精度不高，目前生產(chǎn)上少用。單片錐形砂輪磨齒生產(chǎn)效率較高，可采用較大的切削用量；單件小批生產(chǎn)用；雙片蝶形砂輪磨齒不能采用較大的切削用量，砂輪剛性差，磨削效率較低，單件小批生產(chǎn)用；蝸桿砂輪磨齒生產(chǎn)效率高，砂輪修整要求較高，大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。3-35試述電火花加工、電解加工、激光加工和超聲波加工的加工原理、工藝特點和應(yīng)用范圍。答：加工原理工藝特點應(yīng)用范圍電火花加工成型加工脈沖性電火花放電產(chǎn)生高溫去除多余金屬無切削力，對機床要求不高，可加工各種高強高硬材料模具成型加工電火花線切割同上同上切割各種導(dǎo)電材料電解加工在電解液中電化學(xué)陽極溶解加工工件無切削力，可加工各種高強高硬材料，加工效率較高加工模具和復(fù)雜型腔激光加工激光高密度能量使金屬溶化、汽化去除無切削力，無工具磨損，可加工各種高強高硬材料打孔、切割或焊接和熱處理超聲波加工超聲振動驅(qū)動懸浮磨料撞擊工件表面進行加工機床結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；加工效率不高。適于加工各種脆性材料3-36試簡述快速原型與制造技術(shù)的基本原理及適用場合。答：（p143）快速原型與制造技術(shù)的基本原理是將零件模型分層、計算機數(shù)控特殊的成型機，使用特殊的材料，逐層制造、疊加成型。適用場合：主要制造零件的原型，用于設(shè)計評估和樣件展示，也可以用于制造模具，進行批量生產(chǎn)。試分述快速原型與制造技術(shù)中光刻法、分層實體制造法、激光選區(qū)燒結(jié)法、熔積法的加工原理、工藝特點和應(yīng)用范圍。答：（p143-145）總結(jié)歸納如下表：立體光刻法分層實體制造法激光選區(qū)燒結(jié)法熔積法加工原理強光照射光敏樹脂，逐點掃描固化，疊加成形激光切割箔材，熱壓粘接,疊加成形激光燒結(jié)粉末材料，熔解粘接，疊加成形噴頭熔解細(xì)絲材料，擠出粘接，疊加成形工藝特點誤差可控0.1%,材料利用率高誤差可控0.25-0.5,材料利用率較低誤差可控0.25-0.8誤差可控0.4之內(nèi)應(yīng)用范圍零件原型制造、快速模具、生物醫(yī)學(xué)組織材料、三維地圖、模型等3-38大批量生產(chǎn)某軸，已知材料為20CrMnTi，軸全長234mm，最大直徑mm，試為該軸段外圓表面選擇加工方案。該表面長度為34mm，表面硬度58～64HRC），表面粗糙度Ra要求為0.8，軸心線與相鄰?fù)鈭A表面端面的垂直度公差為0.02mm。答：該外圓表面加工方案為：粗車、精車、表面淬火、粗磨、精磨。3-39成批生產(chǎn)某箱體，已知其材料為HT300，箱體的外形尺寸（長×寬×高）為：690mm×520mm×355mm，試為該箱體前壁160K6通孔選擇加工方案。該孔長度為95mm，表面粗糙度Ra要求為0.4m，圓度公差要求為0.006mm。答：鑄造毛坯預(yù)留底孔，該孔加工方案為粗鏜、半精鏜、粗磨、精磨、珩磨?！稒C械制造技術(shù)基礎(chǔ)》部分習(xí)題參考解答第四章機械加工質(zhì)量及其控制4-1什么是主軸回轉(zhuǎn)精度？為什么外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)，而車床主軸箱中的頂尖則是隨工件一起回轉(zhuǎn)的？解：主軸回轉(zhuǎn)精度——主軸實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的差值表示主軸回轉(zhuǎn)精度，它分為主軸徑向圓跳動、軸向圓跳動和角度擺動。車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因為車床加工精度比磨床要求低，隨工件回轉(zhuǎn)可減小摩擦力；外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因為磨床加工精度要求高，頂尖不轉(zhuǎn)可消除主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差。4-2在鏜床上鏜孔時（刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，工件作進給運動），試分析加工表面產(chǎn)生橢圓形誤差的原因。答：在鏜床上鏜孔時，由于切削力F的作用方向隨主軸的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)，在F作用下，主軸總是以支承軸頸某一部位與軸承內(nèi)表面接觸，軸承內(nèi)表面圓度誤差將反映為主軸徑向圓跳動，軸承內(nèi)表面若為橢圓則鏜削的工件表面就會產(chǎn)生橢圓誤差。4-3為什么臥式車床床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求？答：導(dǎo)軌在水平面方向是誤差敏感方向，導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向，故水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求。4-4某車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為0.015/1000mm，在垂直面內(nèi)的直線度誤差為0.025/1000mm，欲在此車床上車削直徑為φ60mm、長度為150mm的工件，試計算被加工工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱度誤差。解：根據(jù)p152關(guān)于機床導(dǎo)軌誤差的分析，可知在機床導(dǎo)軌水平面是誤差敏感方向，導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向。水平面內(nèi)：mm；垂直面內(nèi)：mm，非常小可忽略不計。所以，該工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱度誤差mm。4-5在車床上精車一批直徑為φ60mm、長為1200mm的長軸外圓。已知：工件材料為45鋼；切削用量為：vc=120m/min，ap=0.4mm,f=0.2mm/r;刀具材料為YT15。在刀具位置不重新調(diào)整的情況下加工50個工件后，試計算由刀具尺寸磨損引起的加工誤差值。解：根據(jù)p154公式(4-2)，根據(jù)題意，切削50個工件的切削長度：查p155表4-1得，YT15刀具切45鋼時，NB0=8μm，KNB=8μm/km；則=0.46mm工件直徑增大至：60+2×0.46=60.92mm，直徑誤差0.92mm。4-6成批生產(chǎn)圖4-69圖所示零件，設(shè)A、B兩尺寸已加工至規(guī)定尺寸，今以底面定位鏜E孔，試求此鏜孔工序由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。習(xí)題4-6圖解：假定孔E的中心至定位面距離為F±TF/2，則F和A、B、C組成一直線尺寸鏈，F(xiàn)為封閉環(huán)，A、C為增環(huán)，B為減環(huán)。F=A–B+C封閉環(huán)公差，這是基準(zhǔn)不重合誤差，假定定位基準(zhǔn)制造誤差為0，則定位誤差為：4-7按圖4-70所示方式定位在立式銑床上銑槽，其主要技術(shù)要求為：（1）槽寬mm。（2）槽距尺寸mm。（3）槽底位置尺寸為mm。（4）槽兩側(cè)面對外圓軸線的對稱度公差mm。已知：外圓尺寸mm與內(nèi)孔尺寸mm均已加工至規(guī)定尺寸，內(nèi)外圓的徑向圓跳動公差值為0.02mm。試分析計算該工序的定位誤差。習(xí)題4-7圖解：(1)在工件軸向mm，定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，無定位誤差。(2)在工件徑向：mm定位誤差分析：定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，并有內(nèi)外圓的徑向跳動公差T(c)=0.02；mm工件用內(nèi)孔和心軸定位，并處于水平心軸位置，按p158公式(4-4)則定位誤差為：其中TD=0.021mm，定位心軸mm，Td=0.013mm；mm，代入上式可得mm所以，徑向定位誤差為：mm(3)鍵槽對稱度e=0.01mm的影響分析：外圓軸線是鍵槽對稱度的基準(zhǔn)軸線，故對稱度對h方向尺寸定位誤差沒有影響。習(xí)題4-8圖a)所示為銑鍵槽工序的加工要求，已知軸徑尺寸mm，試分別計算習(xí)題4-8圖b)、c)兩種定位方案的定位誤差。習(xí)題4-8圖解：圖b)定位誤差分析：在y方向：沒有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差，考慮定位元件無制造誤差，則在y方向定位誤差為0。在x方向：工件外圓公差mm對鍵槽加工有影響，mm，由于對稱度要求為0.2，x向定位誤差小于對稱度要求，故該方案符合要求。圖c)定位誤差分析：按教材p160圖4-15b)的分析結(jié)果公式(4-7)，定位誤差為mm4-9習(xí)題4-9圖所示齒輪坯在V形塊上定位插齒槽，要求保證工序尺寸。已知：。若不計內(nèi)孔與外圓同軸度誤差的影響試求此工序的定位誤差。解：如習(xí)題4-9圖所示，外圓公差Td=0.1mm；內(nèi)孔公差：TD=0.025mm。由外圓公差引起的工件中心的變化量可按教材p160公式(4-17)計算：mm考慮外圓和內(nèi)孔無同軸度誤差，所以孔的公差變化引起的定位誤差為：mm所以，該工序尺寸H的定位誤差為：mm。4-10按習(xí)題4-10圖所示方式定位加工孔，要求孔對外圓的同軸度公差為。已知：。試分析計算此定位方案的定位誤差。習(xí)題4-9圖習(xí)題4-10圖解：如習(xí)題4-10圖所示，，只考慮V型塊定位時，定位誤差按教材p160公式(4-17)計算：mm當(dāng)尺寸b變化時，在x方向產(chǎn)生的誤差為：mm兩部分作用幾何和為實際的定位誤差，mm4-11習(xí)題4-11圖所示工件以大外圓表面及端面M作定位表面，在小外圓上銑鍵槽，要保證尺寸H、L。已知：，大、小外圓的同軸度誤差，試分析計算該工序的定位誤差。習(xí)題4-11圖解：該題與4-9題類似，不過要考慮在直徑方向同軸度的影響。Td1=0.12mm；Td2=0.16mm。外圓d2產(chǎn)生的定位誤差按教材p160公式(4-17)計算：mm外圓d1產(chǎn)生的定位誤差為：mm；同軸度產(chǎn)生的定位誤差為：mm；所以，該工序工位誤差為：mm。4-12習(xí)題4-12圖所示工件采用V形塊（夾角）定位，加工兩個直徑為φ10mm的小孔。已知：外圓直徑尺寸mm，內(nèi)孔尺寸mm，內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差t=0.05mm，內(nèi)孔中心線是工序尺寸R的工序基準(zhǔn)，。試分析計算加工O1孔的定位誤差。習(xí)題4-12圖解：根據(jù)題意，Td=0.1mm，TD=0.2mm。定位誤差分為幾個部分。外圓引起的定位誤差按教材p160公式(4-17)計算：mm同軸度引起的定位誤差為：mm?？紤]到R和β沒有誤差，所以O(shè)1的定位誤差與O相同；定位誤差為mm。4-13在三臺車床上分別加工三批工件的外圓表面，加工后經(jīng)測量，三批工件分別產(chǎn)生了如習(xí)題4-13圖所示的形狀誤差，試分析產(chǎn)生上述形狀誤差的主要原因。習(xí)題4-13圖解：產(chǎn)生圖a)的原因主要是：工件剛性差，而機床剛性很好；產(chǎn)生圖b)的原因主要是：工件剛性好，但機床主軸、尾座剛性均較差；產(chǎn)生圖c)的原因主要是：工件和機床主軸剛性都很好，但機床尾座剛性較差。刀具磨損有一定的影響，但磨不了這么快；磨損影響在切削多個工件才能反映出來。4-14在外圓磨床上磨削習(xí)題4-14圖所示軸類工件的外圓，若機床幾何精度良好，試分析磨外圓后A-A截面的形狀誤差，要求畫出A-A截面的形狀，并提出減小上述誤差的措施。習(xí)題4-14圖解：若工件剛性差，機床剛度好，A-A截面尺寸會增大；若工件剛性好，機床主軸、尾座剛性差，則A-A截面尺寸也會變大；若上述兩種情況都發(fā)生，則A-A截面尺寸還是會直徑增大，形狀誤差不明顯。改進措施是增大機床主軸、尾座的剛度，增加工件的剛度。4-15知某車床的部件剛度分別為：k主軸=5000N/mm；k刀架=23330N/mm，k尾座=34500N/mm。今在該車床上采用前、后頂尖定位車一直徑為mm的光軸，其徑向力Fp=3000N，假設(shè)刀具和工件的剛度都很大，試求：1）車刀位于主軸箱端處工藝系統(tǒng)的變形量；2）車刀處在距主軸箱1/4工件長度處工藝系統(tǒng)的變形量；3）車刀處在工件中點處工藝系統(tǒng)的變形量；4）車刀處在距主軸箱3/4工件長度處工藝系統(tǒng)變形量；5）車刀處在尾架處工藝系統(tǒng)的變形量。完成計算后，再徒手畫出該軸加工后的縱向截面的狀。解：4-16按習(xí)題4-16a)圖的裝夾方式在外圓磨床上磨削薄壁套筒A，卸下工件后發(fā)現(xiàn)工件呈鞍形，如習(xí)題4-16b)圖所示，試分析產(chǎn)生該形狀誤差的原因。習(xí)題4-16圖解：產(chǎn)生上述圖b)形狀誤差的主要原因是：磨床主軸和尾座剛度不足，當(dāng)砂輪移動到主軸或者尾座處時，出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，所以造成在工件兩端直徑增大。4-17在臥式銑床上按習(xí)題4-17圖所示裝夾方式用銑刀A銑鍵槽，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，工件右端處的槽深大于中間的槽深，試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。習(xí)題4-17圖答：如習(xí)題4-17圖，產(chǎn)生誤差的主要原因是銑床主軸剛性不足，當(dāng)銑刀移向主軸時，出現(xiàn)主軸讓刀現(xiàn)象，故造成工件中部槽變淺，而右邊一開始進刀深度是夠得，當(dāng)銑刀移向主軸時，主軸讓刀，槽深變淺。改進措施是增大銑床主軸的剛性。4-18何謂誤差復(fù)映？誤差復(fù)映系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？解：在切削加工時，待加工表面有什么樣的誤差已加工表面必然出現(xiàn)同樣性質(zhì)的誤差就是誤差復(fù)映現(xiàn)象。由上述公式可以看出，誤差復(fù)映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度、和進給量f切削速度vc等有關(guān)。4-19在車床上車一短粗軸圓柱表面。已知：工藝系統(tǒng)剛度k系統(tǒng)=20000N/mm，毛坯待加工面相對頂尖孔中心偏心誤差為2mm，毛坯最小背吃刀量apmin=1mm，N/mm。問第一次走刀后，加工表面相對頂尖孔中心的偏心誤差是多大？至少需要切幾次切削才能使加工表面相對頂尖孔中心的偏心誤差控制在0.01mm以內(nèi)？解：已知：C=1500N/mm，k系=20000N/mm，mm；根據(jù)p168公式(4-16)和公式(4-17)，可以導(dǎo)出：mm；由于系統(tǒng)剛度不變，第2次加工：mm第3次加工：mm答：需要3次走刀才能將偏心誤差控制在0.01mm以內(nèi)。4-20為什么提高工藝系統(tǒng)剛度首先要從提高薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手才有效？試舉一實例說明。答：由于薄弱環(huán)節(jié)是影響機床剛度的主要因素之一，所以從提高薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手才有較好的效果。機床的薄弱環(huán)節(jié)如機床導(dǎo)軌中的楔鐵就是如此。4-21如果臥式車床床身鑄件頂部和底部殘留有壓應(yīng)力，床身中間殘留有拉應(yīng)力，試用簡圖畫出粗刨床身頂面后床身頂面的縱向截面形狀，并分析其原因。4-22習(xí)題4-22圖所示板狀框架鑄件，壁3薄，壁1和壁2厚，用直徑為D的立銑刀銑斷壁3后，毛坯中的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，問斷口尺寸D將會變大還是變??？為什么？習(xí)題4-22圖解：未切口時，殘余內(nèi)應(yīng)力的分布是1、2受拉，3受壓；當(dāng)切口后，壓力取消，1、2拉力釋放，內(nèi)應(yīng)力重新平衡，故切口將會變寬。4-23在轉(zhuǎn)塔車床上加工一批套筒的內(nèi)孔和外圓，問內(nèi)外圓同軸度誤差服從什么分布？答：加工零件的批量較大時，內(nèi)外圓同軸度誤差一般服從正態(tài)分布。4-24用調(diào)整法車削一批小軸的外圓，如果車刀的熱變形影響顯著，使畫出這批工件尺寸誤差分布曲線的形狀，并簡述其理由。習(xí)題4-24插圖答：調(diào)整法加工小軸外圓，當(dāng)加工工件批量較大時，尺寸分布應(yīng)為正態(tài)分布。如果車刀出現(xiàn)熱變形，屬于系統(tǒng)誤差，則發(fā)生變化，如上圖所示，但分布曲線的形狀不發(fā)生變化。4-25車一批外圓尺寸要求為mm的軸。已知：外圓尺寸按正態(tài)分布，均方根偏差mm，分布曲線中心比公差帶中心大0.03mm。試計算加工這批軸的合格品率及不合格品率。習(xí)題4-25插圖解：分析如上圖所示，參照p184例題4-4的方法。，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)，合格品率為：不合格品率為：1-P=21.259%其中：0.5-φ(0.8)=21.19%是可以修復(fù)的；0.5-φ(3.2)=0.069%是不能修復(fù)的。4-26在自動車床上加工一批軸件，要求外徑尺寸為mm，已知均方根偏差，試求此機床的工序能力等級？解：工件公差為T=0.2，根據(jù)p186公式(4-28)，根據(jù)p186表4-6，該工序能力等級為1級，工藝能力足夠，允許有一定的異常波動。4-27為什么機器零件一般都是從表面層開始破壞？答：機器零件失效的形式為疲勞破壞、滑動磨損和滾動磨損?；瑒幽p和滾動磨損是從表層開始，疲勞破壞也是從表層開始。表層的殘余應(yīng)力和冷作硬化使零件表面出現(xiàn)微小裂紋和缺陷，在載荷、摩擦作用下，這些微小裂紋和缺陷會逐漸擴展，導(dǎo)致機器零件失效破壞。4-28試以磨削為例，說明磨削用量對磨削表面粗糙度的影響。答：在磨削過程中，適當(dāng)減小砂輪磨粒的粒度，減小進給量和磨削深度，提高磨削速度，改善冷卻效果，減少磨削熱的影響，可以減少磨削加工表面粗糙度。4-29加工后，零件表面層為什么會產(chǎn)生加工硬化和殘余應(yīng)力？答：機械加工以后零件表層產(chǎn)生加工硬化的原因是切削過程中塑性變形引起的，塑性變形導(dǎo)致表層金屬位錯、晶格扭曲，故產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象；加工殘余應(yīng)力是由于加工過程中不均勻受熱、不均勻冷卻及金相組織變化造成的。工件表面加工硬化和殘余應(yīng)力是機械加工之后不可避免的現(xiàn)象，可以通過熱處理方式消除，也可以通過特殊的加工工藝減小冷作硬化的程度、控制殘余應(yīng)力的方向。4-30什么是回火燒傷？什么是淬火燒傷？什么是退火燒傷？為什么磨削加工容易產(chǎn)生燒傷？解：回火燒傷——磨削區(qū)溫度超過馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鸾M織的燒傷。淬火燒傷——磨削區(qū)溫度超過相變溫度，加之冷卻液急冷，表層二次淬火的燒傷。退火燒傷——磨削區(qū)溫度超過相變溫度，冷卻液沒有進入，表層產(chǎn)生退火的燒傷。磨削加工產(chǎn)生燒傷的主要原因是磨削速度高，砂輪是非金屬材料，導(dǎo)熱性不好，加之冷卻液很難進入磨削區(qū)域，磨削溫度高，散熱不好，故易產(chǎn)生磨削燒傷。4-31在外圓磨床上磨削光軸外圓時，加工表面產(chǎn)生了明顯的振痕，有人認(rèn)為是因電動機轉(zhuǎn)子不平衡引起的，有人認(rèn)為是因砂輪不平衡引起的，怎樣判別哪一種說法是正確的？4-32什么是再生型切削顫振？為什么說在金屬切削過程中，除了極少數(shù)情況外，刀具總是部分地或完全地在帶有振紋的表面上進行切削的？4-33從提高機床切削系統(tǒng)的穩(wěn)定性和防振減振考慮，試分析比較習(xí)題4-33圖所列兩種不同車床尾座結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，為什么？圖中x1為小剛度主軸方位，x2為大剛度主軸方位。習(xí)題4-33圖《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》部分習(xí)題參考解答第五章工藝規(guī)程設(shè)計5-1什么是工藝過程？什么是工藝規(guī)程？答：工藝過程——零件進行加工的過程叫工藝過程；工藝規(guī)程——記錄合理工藝過程有關(guān)內(nèi)容的文件叫工藝規(guī)程，工藝規(guī)程是依據(jù)科學(xué)理論、總結(jié)技術(shù)人員的實踐經(jīng)驗制定出來的。5-2試簡述工藝規(guī)程的設(shè)計原則、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計步驟。5-3擬定工藝路線需完成哪些工作？5-4試簡述粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，為什么同一尺長方向上粗基準(zhǔn)通常只允許用一次？答：粗、精基準(zhǔn)的選擇原則詳見教材P212-214。粗基準(zhǔn)通常只允許用一次的原因是：粗基準(zhǔn)一般是毛面，第一次作為基準(zhǔn)加工的表面，第二次再作基準(zhǔn)勢必會產(chǎn)生不必要的誤差。5-5加工習(xí)題5-5圖所示零件，其粗、精基準(zhǔn)應(yīng)如何選擇（標(biāo)有符號的為加工面，其余為非加工面）？習(xí)題5-5圖a)、b)、c)所示零件要求內(nèi)外圓同軸，端面與孔軸線垂直，非加工面與加工面間盡可能保持壁厚均勻；習(xí)題5-5圖d)所示零件毛坯孔已鑄出，要求孔加工余量盡可能均勻。習(xí)題5-5圖解：按題目要求，粗、精基準(zhǔn)選擇如下圖所示。5-6為什么機械加工過程一般都要劃分為若干階段進行？答：機械加工過程一般要劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。其目的是保證零件加工質(zhì)量，有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理，有利于合理使用機床設(shè)備。5-7試簡述按工序集中原則、工序分散原則組織工藝過程的工藝特征，各用于什么場合？5-8什么是加工余量、工序余量和總余量？答：加工余量——毛坯上留作加工用的材料層；工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；總余量——某一表面毛坯與零件設(shè)計尺寸之間的差值。5-9試分析影響工序余量的因素，為什么在計算本工序加工余量時必須考慮本工序裝夾誤差和上工序制造公差的影響？5-10習(xí)題5-10圖所示尺寸鏈中（圖中A0、B0、C0、D0是封閉環(huán)），哪些組成環(huán)是增環(huán)？那些組成環(huán)是減環(huán)？習(xí)題5-10圖解：如圖a)，A0是封閉環(huán)，A1,A2,A4,A5,A7,A8是增環(huán)，其余均為減環(huán)。如圖b)，可以分解為兩個尺寸鏈，藍(lán)色，A0是封閉環(huán)，A1是增環(huán)，A2，A3是減環(huán)。粉色：B0是封閉環(huán)，B1，B2，B3是增環(huán)，B4是減環(huán)。如圖c)，可以分解為兩個尺寸鏈，藍(lán)色，C0是封閉環(huán)，C1是增環(huán)，C2是減環(huán)；粉色：D0是封閉環(huán)，D1，D2是增環(huán)，D3是減環(huán)。5-11試分析比較用極值法解尺寸鏈計算公式與用統(tǒng)計法解尺寸鏈計算公式的異同。答：極值法尺寸鏈計算公式：考慮誤差的最大、最小值，計算結(jié)果保證100%合格。優(yōu)點是計算方法簡單，直觀。所以，在已知封閉環(huán)公差時，求得的組成環(huán)公差較小。缺點對組成環(huán)公差要求嚴(yán)，制造困難，加工成本較高。而用統(tǒng)計法尺寸鏈計算公式：考慮誤差的實際分布情況，按照概率統(tǒng)計原理進行求解，其計算結(jié)果可以保證設(shè)定的合格率（99.73%）。優(yōu)點是當(dāng)已知封閉環(huán)公差時，求得的組成環(huán)公差較大，降低了加工精度要求，生產(chǎn)成本較低。缺點是有少量不合格品。（注意此題改動較大，先前答案有誤?。?-12習(xí)題5-12圖a為一軸套零件圖，習(xí)題5-12圖b為車削工序簡圖，習(xí)題5-12圖c給出了鉆孔工序三種不同定位方案的工序簡圖，要求保證習(xí)題5-12圖a所規(guī)定的位置尺寸（10±0.1）mm的要求。試分別計算工序尺寸A1、A2與A3的尺寸及公差。為表達(dá)清晰起見，圖中只標(biāo)出了與計算工序尺寸A1、A2、A3有關(guān)的軸向尺寸。習(xí)題5-12圖解：方案一：定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，A1=10±0.1mm方案二：尺寸鏈如左：封閉環(huán)為A0，A2為增環(huán)，A4為減環(huán)。A2=8+10=18；T0=0.2，T4=0.05T2=T0-T4=0.15由于ES0=ES2-EI4；所以ES2=ES0+EI4=0.05由于EI0=EI2-ES4；所以EI2=EI0+ES4=-0.1所以，mm方案三：尺寸鏈如左：封閉環(huán)為A0，A5為增環(huán)，A3，A4為減環(huán)。A3=38-8-10=20由于T0=∑Ti；T3=T0-T4-T5=0.2-0.05-0.1=0.05由于ES0=ES5-EI4-EI3；所以EI3=ES5-EI4-ES0=0-(-0.05)-0.1=0.05；由于EI0=EI5-ES4-ES3；所以ES3=EI5-ES4-EI0=-0.1-0-(-0.1)=0；所以，mm5-13習(xí)題5-13圖為齒輪軸截面圖，要求保證軸徑尺寸和鍵槽深。其工藝過程為：1)車外圓至；2）銑鍵槽槽深至尺寸H；3）熱處理；4）磨外圓至尺寸。試求工序尺寸H及其極限偏差。習(xí)題5-13圖解：如下圖所示，實際尺寸鏈如a)圖，求解尺寸鏈如b)圖所示，其中,t為封閉環(huán)，求解H。A2和H為增環(huán)，A1為減環(huán)。；由于可以得到，習(xí)題5-13圖尺寸鏈由于，所以，H=4.25由于，所以由于，所以所以：mm，驗證：TH=0.1025-14加工習(xí)題5-14圖所示零件有關(guān)端面，要求保證軸向尺寸和mm。習(xí)題5-14圖b，c是加工上述有關(guān)端面的工序草圖，試求工序尺寸A1、A2、A3及其極限偏差。習(xí)題5-14圖解：如下圖所示，。A2和A4,A5兩尺寸有關(guān)，,；其中A4為封閉環(huán)，則A2=30，T2=0.4-0.3=0.1，ES2=0.4+(-0.3)=0.1，EI2=0，所以：m。A3和A5、A1兩尺寸有關(guān)，其中A5為封閉環(huán)，則A3=25，T3=0.3-0.1=0.2ES3=-0.1+0.3=0.2，EI3=0-0=0,所以：5-15習(xí)題5-15圖是終磨十字軸端面的工序草圖。圖a是磨端面A工位，它以O(shè)1O1軸外圓面靠在平面支承上，限制自由度、以O(shè)2O2軸外圓支承在長V形塊上限制自由度和x,y轉(zhuǎn)動，要求保證工序尺寸C。圖b是磨端面B工位，要求保證圖示工序尺寸。已知軸徑，試求工序尺寸C及其極限偏差。習(xí)題5-15圖解：如上圖尺寸鏈，A1為b)圖加工的O1O1的軸徑的一半，；A2為對稱度對尺寸C的影響，取一半，；A3為b)圖加工得到的外形高度的一半，；由于對稱度為加工要求保證的位置公差，工序尺