機(jī)械制造工藝第四版習(xí)題答案

1.切削用量三要素是哪三個(gè)？分別是如何定義的？答：（1）切削用量三要素是指切削速度vc、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度vf）和背吃刀置ap，其數(shù)值的大小反映了切削運(yùn)動(dòng)的快慢和刀具切入工件的深淺，是用于調(diào)整機(jī)床的工藝參數(shù)。（2）切削速度vc是切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)線速度（m/min）；進(jìn)給量f（進(jìn)給速度vf）是刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)于工件的位移量；背吃刀量ap是刀具切削刃與工件的接觸長(zhǎng)度在主運(yùn)動(dòng)方向和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向所組成的平面的法線方向上測(cè)量的值。2.刀具的基本幾何角度有哪些？各是如何定義的？并用圖表示出來(lái)。答：如圖所示：刀具的基本標(biāo)注角度有5個(gè)：（1）前角γo：通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)的主剖面內(nèi)，前刀面Aγ與基面Pr之間的夾角。前刀面高于基面時(shí)，前角為負(fù)；前刀面低于基面時(shí)，前角為正。（2）后角αo：通過(guò)切削刃上選定點(diǎn)的主剖面內(nèi)，后刀面Aα與切削平面面Ps之間的夾角。（3）刃傾角λs：即主切削刃S與基面Pr之間的夾角。當(dāng)?shù)都馕恢檬乔邢魅械淖罡咛帟r(shí)，刃傾角為正；反之，若刀尖處于切削刃上最低位置時(shí)，刃傾角取負(fù)值；當(dāng)主切削刃與基面平行時(shí)，刃傾角為0o。（4）主偏角κr：主切削刃S在基面Pr內(nèi)的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向vf之間的夾角。（5）副偏角κr’：副切削刃S′在基面Pr上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向vf反方向之間的夾角。3.常用的刀具材料有那幾類(lèi)？答：刀具材料的種類(lèi)比較多，有工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、超硬材料（金剛石和立方氮化硼）等；其中高速鋼和硬質(zhì)合金最常用。4.切屑有哪些類(lèi)型？各種類(lèi)型有什么特征？各種類(lèi)型切屑在什么情況下形成？答：主要有四種類(lèi)型：（1）帶狀切屑：這是最常見(jiàn)的一種切屑形態(tài)。其外觀呈綿延的長(zhǎng)帶狀，底層光滑，外表面呈毛茸狀，無(wú)明顯的裂紋。加工塑性金屬材料時(shí)，當(dāng)切削厚度較小，切削速度較高，刀具前角較大時(shí)，往往得到這類(lèi)切屑。（2）節(jié)狀切屑：又稱(chēng)為擠裂切屑。其外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面上有時(shí)有裂紋。在加工塑性金屬材料且切削速度較低、進(jìn)給量大以及刀具前角較小的情況下多半會(huì)出現(xiàn)這種切屑。（3）粒狀切屑：也稱(chēng)為單元切屑。在切削塑性材料時(shí)，如果整個(gè)剪切面上的應(yīng)力超過(guò)零件材料的強(qiáng)度極限時(shí)，裂紋擴(kuò)展到整個(gè)面上，則切屑被分成梯形狀的粒狀切屑。這種切屑比較少見(jiàn)，在產(chǎn)生節(jié)狀切屑的條件下，進(jìn)一步減小刀具前角，切削速度大幅度下降，并顯著增加進(jìn)給量可得到這種切屑。（4）崩碎切屑：崩碎切屑發(fā)生在加工鑄鐵等脆性材料時(shí)，其形狀不規(guī)則，加工表面凹凸不平。零件材料越是硬脆，刀具前角越小，切削厚度越大時(shí)，越易產(chǎn)生這類(lèi)切屑。5.積屑瘤是如何形成的？它對(duì)切削過(guò)程產(chǎn)生哪些影響？如何抑制積屑瘤？答：（1）當(dāng)采用中速或低速切削塑性金屬材料且能形成帶狀切屑的情況下，往往會(huì)在刀具前刀面上粘結(jié)一些工件材料而形成一個(gè)楔形硬塊，它的硬度通常為工件材料硬度的2～3.5倍，這一楔塊被稱(chēng)為積屑瘤。（2）積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響：①增大刀具前角當(dāng)積屑瘤黏附在前刀面上時(shí)，可使刀具的實(shí)際前角增大，有利于減小切削變形和切削力。當(dāng)積屑瘤達(dá)到最大高度時(shí)，刀具實(shí)際前角γ實(shí)可至30o左右。②增大切削厚度積屑瘤的前端伸出切削刃外高度Hb，導(dǎo)致切削層厚度增大了ΔhD，造成工件過(guò)切，影響了尺寸精度。③影響刀具的耐用度積屑瘤包圍著切削刃，并覆蓋了刀具的部分前刀面，它可以代替切削刃進(jìn)行切削，刀具的磨損減輕，提高了刀具耐用度。④影響加工表面的粗糙度由于積屑瘤的形狀不規(guī)則，因此切削刃上各點(diǎn)積屑瘤的伸出量各不相同，即各點(diǎn)的過(guò)切量不相等，從而使得表面粗糙度顯著增大；同時(shí)，由于積屑瘤周期性地再生和脫落，導(dǎo)致切削力大小的變化和振動(dòng)的產(chǎn)生，也會(huì)增大表面粗糙度；此外，脫落的積屑瘤碎片還有可能黏附在工件已加工表面上，使已加工表面粗糙不平。因此，精加工時(shí)要避免積屑瘤產(chǎn)生。（3）抑制積屑瘤的措施：①切削速度切削速度是通過(guò)切削溫度影響積屑瘤的。以45鋼為例，在切削速度小于3m/min和大于60m/min范圍內(nèi)，摩擦系數(shù)都較小，故不易形成積屑瘤。在切削速度為20m/min左右時(shí)，切削溫度約300℃，產(chǎn)生的積屑瘤高度達(dá)到最大值。②進(jìn)給量進(jìn)給量增大，增加了刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度，從而具備形成積屑瘤的基礎(chǔ)。若適當(dāng)降低進(jìn)給量的值，則可削弱積屑瘤的生成基礎(chǔ)。③刀具前角前角增大，切削力減少，切削溫度下降，減少了積屑瘤生成基礎(chǔ)。實(shí)踐表明，前角增大到35o時(shí)，一般不產(chǎn)生積屑瘤。提高刀具刃磨質(zhì)量，使摩擦系數(shù)減少，可達(dá)到抑制積屑瘤的作用。④切削液采用潤(rùn)滑良好的切削液可減少或降低積屑瘤的生成。⑤工件材料對(duì)工件材料進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度和硬度，降低其塑性，也可達(dá)到抑制積屑瘤的目的。6.切削力和切削溫度的含義分別是什么？各有哪些影響因素？答：（1）切削力是工件材料抵抗刀具切削所產(chǎn)生的阻力。其影響因素是①工件材料：硬度或強(qiáng)度愈高，其變形抗力也愈大，切削力也愈大。塑性和韌性越大的材料，切削力也越大。②刀具角度：增大刀具前角可以使切削輕快，切削力小。為了防止工件的彎曲和振動(dòng)，在切削細(xì)長(zhǎng)軸類(lèi)零件時(shí)，刀具常選用較大的主偏角。③切削用量：切削用量中對(duì)切削力影響較大的是背吃刀量ap與進(jìn)給量f。ap與f增大，都會(huì)使切削層面積增大，從而使變形抗力和摩擦力增大。此外，切削液、刀具磨損等因素對(duì)切削力也有不同程度的影響。（2）在金屬切削過(guò)程中所消耗的變形功和摩擦功，絕大部分都轉(zhuǎn)化成了熱能，因而產(chǎn)生了大量的切削熱。其影響因素是：①切削用量:切削速度vc對(duì)切削熱的影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量ap最小。②刀具角度:增大前角，可減少切屑變形，產(chǎn)生的切削熱少，切削溫度低。但當(dāng)前角過(guò)大（＞15o）時(shí)，會(huì)使刀具的散熱條件變差，反而不利于切削溫度的降低。減小主偏角，主切削刃參加切削的長(zhǎng)度增加，散熱條件變好，可降低切削溫度。其他幾何角度對(duì)切削溫度影響很小。③工件材料:材料的強(qiáng)度、硬度越高，加工硬化能力越強(qiáng)，則總切削力越大，產(chǎn)生的切削熱越多，切削溫度就越高。熱導(dǎo)率越小，則由于散熱條件差而導(dǎo)致溫度升高。④其他因素:刀具產(chǎn)生磨損后，會(huì)引起切削溫度增加。干切削也會(huì)引起切削溫度劇增，澆注切削液，利用切削液的潤(rùn)滑冷卻作用來(lái)降低切削溫度。7.刀具磨損的主要原因是什么？刀具材料不同，其磨損原因是否相同？為什么？答：（1）刀具磨損的原因：磨粒磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、氧化磨損、相變磨損。（2）刀具材料不同，其磨損原因不同。因?yàn)椋焊鞣N刀具材料在各種切削速度的條件下，都可能發(fā)生磨粒磨損；粘結(jié)磨損和擴(kuò)散磨損主要取決于刀具材料和工件材料分子之間的親和作用；氧化磨損和相變磨損主要發(fā)生在高速鋼刀具。8.改善材料切削加工性的主要措施有哪些？答：（1）調(diào)整工件材料的化學(xué)成分:這是改善材料切削加工性的根本措施。在鋼中加入一些元素，如S、P、Pb、Ca等，可得到切削加工性較好的“易切鋼”。（2）采用適當(dāng)?shù)臒崽幚矸椒?對(duì)高碳鋼進(jìn)行球化退火可以降低硬度，對(duì)低碳鋼進(jìn)行正火可以降低塑性，都能夠改善切削加工性;鑄鐵件在切削加工前進(jìn)行退火可降低表層硬度，特別是白口鑄鐵，在高溫下長(zhǎng)時(shí)間退火，變成可鍛鑄鐵，能使切削加工較易進(jìn)行。（3）選擇加工性好的毛坯:低碳鋼冷拉后，塑性大大降低，加工性好；鍛造毛坯余量不均勻，且有硬皮，加工性差，如能改為熱軋毛坯，則加工性好得多。（4）其他方面:合理選擇刀具材料、幾何角度，合理選擇切削用量和切削液等。9.選用切削液時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：（1）刀具材料:高速鋼刀具耐熱性差，粗加工時(shí)選用冷卻效果好切削液；精加工時(shí)選用潤(rùn)滑性能較好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液。硬質(zhì)合金刀具一般不使用切削液。（2）工件材料：加工鋼材等塑性金屬材料，需加切削液；加工鑄鐵等脆性材料，一般不用切削液。精加工鑄鐵及銅、鋁等有色金屬及其合金時(shí)，可用10%～20%的乳化液，加工鑄鐵時(shí)還可用煤油。加工難加工材料時(shí)，通常要選用極壓切削油或極壓乳化液。（3）加工方法：半封閉狀態(tài)下的切削，一般選用極壓乳化液或極壓切削油。磨削加工常選用乳化液。10.刀具的基本幾何角度如何選擇？答：（1）前角:需由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。在刀具強(qiáng)度許可條件下，盡量選用大的前角。（2）粗加工時(shí)，取較小值；精加工時(shí)，取得稍大些。加工塑性和韌性大的金屬材料時(shí)，應(yīng)取較大值；加工脆性金屬時(shí)，選較小的后角。用硬質(zhì)合金刀具切削淬硬鋼和高硅鑄鐵等高強(qiáng)度、高硬度材料時(shí)，應(yīng)選用較大的后角。高速鋼刀具的后角可比同類(lèi)型的硬質(zhì)合金刀具稍大一些。（3）若工藝系統(tǒng)剛性足夠，則選較小的主偏角；否則，應(yīng)選較大的主偏角；車(chē)細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，常取κr≥90o。加工工件材料的強(qiáng)度、硬度很高時(shí)，取較小的主偏角；加工一般材料時(shí)，可取的大一些。加工階梯軸時(shí)，常取κr＝90o。（4）通常在不產(chǎn)生摩擦和振動(dòng)條件下，應(yīng)選取較小的副偏角。（5）刃傾角λs的選擇主要根據(jù)刀具強(qiáng)度、流屑方向和加工條件而定。11.切削用量選取一般按什么順序？為什么？答：（1）合理選擇切削用量，粗加工時(shí)應(yīng)該首先選擇一個(gè)盡量大的背吃刀量ap，其次選擇一個(gè)大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)已確定的ap和f，并在刀具耐用度和機(jī)床功率允許條件下選擇一個(gè)合理的切削速度vc。半精加工和精加工時(shí)，背吃刀量ap一般根據(jù)加工余量來(lái)選擇，進(jìn)給量f根據(jù)表面粗糙度要求合理選取，切削速度vc一般較大。（2）因?yàn)榇旨庸さ那邢饔昧?，以提高生產(chǎn)效率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工的切削用量選擇，應(yīng)以保證加工質(zhì)量為前提，并兼顧切削效率經(jīng)濟(jì)性和加工成本。12.什么是生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程和工藝規(guī)程？答：（1）由原材料變?yōu)槌善返倪^(guò)程稱(chēng)為生產(chǎn)過(guò)程。（2）工藝過(guò)程是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置及性質(zhì)，使之變?yōu)榘氤善坊虺善返倪^(guò)程。（3）為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，把根據(jù)具體生產(chǎn)條件擬定的較合理的工藝過(guò)程，用圖表（或文字）的形式寫(xiě)成文件，就是工藝規(guī)程。13.什么是工序、安裝、工步、走刀和工位？答：（1）由一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)或一臺(tái)機(jī)床上，對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程稱(chēng)為工序。（2）安裝是指工件（或裝配單元）通過(guò)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過(guò)程。（3）相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置稱(chēng)為工位。（4）指在一個(gè)工序中，當(dāng)工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的切削速度與進(jìn)給量均保持不變時(shí)所完成的那部分工序內(nèi)容，稱(chēng)為工步。（5）在一個(gè)工步內(nèi)，被加工表面需切去的金屬層厚度大，則可分為幾次來(lái)切削，每切削一次為一個(gè)走刀。14.生產(chǎn)類(lèi)型是根據(jù)什么劃分的？常用的有哪幾種生產(chǎn)類(lèi)型？答：根據(jù)產(chǎn)品的大小和特征、生產(chǎn)綱領(lǐng)、批量及其投入生產(chǎn)的連續(xù)性，可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)及大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類(lèi)型。15.砂輪的特性包括哪幾個(gè)方面？應(yīng)如何選擇砂輪？答：（1）砂輪的工作特性主要包括磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織5個(gè)方面。（2）磨料的選擇：磨削抗拉強(qiáng)度較高的材料，宜選用韌性較大的剛玉類(lèi)磨料，磨削抗拉強(qiáng)度較低的材料時(shí)，宜選用脆性較大而硬度較高的碳化物類(lèi)磨料。粒度的選擇：①加工精度要求高時(shí)，選用較細(xì)粒度。因粒度細(xì)，同時(shí)參加切削的磨粒數(shù)多，工件表面上殘留的切痕較小，表面質(zhì)量就越高。②當(dāng)磨具和工件接觸面積較大，或磨削深度較大時(shí)，應(yīng)選用粗粒度磨具。因?yàn)榱６却值哪ゾ吆凸ぜg的摩擦小，發(fā)熱也較小。例如磨平面，用砂輪端面磨削時(shí)比用圓周面磨削，磨具粒度要粗些。③粗磨時(shí)粒度應(yīng)比精磨時(shí)粗，以提高生產(chǎn)效率。④切斷和磨溝工序，應(yīng)選用粗粒度、組織疏松、硬度較高的砂輪。⑤磨削軟金屬或韌性金屬時(shí)，砂輪表面易被切屑堵塞，所以應(yīng)選用粒度粗的砂輪。磨削硬度高的材料，應(yīng)選較粗粒度。⑥成形磨削時(shí)，為了較好地保持砂輪形狀，宜選用較細(xì)粒度。⑦高速磨削時(shí)，為了提高磨削效率，粒度要比普通磨削時(shí)偏細(xì)1～2個(gè)粒度號(hào)，因粒度細(xì)，單位工作面積上的磨粒增多，每顆磨粒受力相應(yīng)減小，不易鈍化。結(jié)合劑的選擇：陶瓷結(jié)合劑最常用；樹(shù)脂結(jié)合劑適用于磨削力比較大的場(chǎng)合；橡膠結(jié)合劑多用于精磨和摩擦力較大的場(chǎng)合。硬度的選擇：保證磨具在磨削過(guò)程中有適當(dāng)?shù)淖凿J性，避免磨具過(guò)大的磨損，保證磨削時(shí)不產(chǎn)生過(guò)高的磨削溫度。組織的選擇：①磨硬度低而韌性大的材料時(shí)，磨具易被磨屑堵塞，須選用組織疏松些的磨具。②成形磨削和精密磨削時(shí)，應(yīng)選緊密些的組織，以保證砂輪型面的成形性和獲得較高的精度。③在高速重負(fù)荷磨鋼坯時(shí)，為了保證磨具有足夠強(qiáng)度和較長(zhǎng)的壽命，一般采用最緊密的組織。④磨鋼球時(shí)，為保證鋼球的幾何形狀，宜選用組織緊密的砂輪。16.磨削為什么么能達(dá)到較高的精度和較小的表面粗糙度值？答：磨粒上鋒利的切削刃，能夠切下一層很薄的金屬，切削厚度可以小到數(shù)微米；殘留面積的高度小，有利于形成光潔的表面；磨床有較高的精度和剛度，并有實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給的機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)微量切削，因此磨削能夠獲得很高的加工精度和低的表面粗糙度。17.簡(jiǎn)述外圓車(chē)削的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用條件。答：（1）由于在一次裝夾中可以車(chē)出回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件上較多的表面，因此，較容易保證各加工表面的相互位置精度，如軸類(lèi)零件各段軸頸間的同軸度，盤(pán)類(lèi)零件外圓與端面間的垂直度及與內(nèi)孔的同軸度等。（2）車(chē)刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、刃磨容易，裝夾方便，故加工成本低；因此車(chē)削是一般外圓表面最常用的加工方法。（3）車(chē)削應(yīng)用范圍廣，除了經(jīng)常用于車(chē)外圓、端面、孔、切槽和切斷等加工外，還用來(lái)車(chē)螺紋、錐面和成形表面。加工的材料范圍較廣，可車(chē)削黑色金屬、有色金屬和某些非金屬材料，特別是適合于有色金屬零件的精加工。18.外圓表面磨削方式有哪些？各自特點(diǎn)及應(yīng)用范圍是什么？答：（1）外圓磨削有縱磨法、橫磨法、混合磨法和深磨法4種。（2）縱磨法由于砂輪的大部分磨粒擔(dān)負(fù)磨光作用，且背吃刀量小，切削力小，磨削溫度低，故工件尺寸精度高，表面粗糙度低；適宜加工細(xì)長(zhǎng)工件；由于效率低，在單件、小批量生產(chǎn)或精磨時(shí)采用這種加工方法。橫磨法由于生產(chǎn)效率高，磨削力大，磨削精度較低；適合于成批生產(chǎn)。混合磨法生產(chǎn)效率和磨削精度均較高，適用于磨削余量大且剛度較好的工件，加工表面長(zhǎng)度是砂輪寬度的2～3倍較為合適。深磨法效率高，是高效磨削方法，適用于大批量生產(chǎn)。19.外圓表面的光整加工方法有哪些？答：主要有研磨、超精加工、拋光等加工方法。20.試述軸類(lèi)零件的主要功用。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求有哪些？答：（1）軸類(lèi)零件是機(jī)械加工中經(jīng)常遇到的零件之一；在機(jī)器中，其主要用來(lái)支承傳動(dòng)零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)與扭矩；有時(shí)也用來(lái)裝卡工件。（2）軸類(lèi)零件是回轉(zhuǎn)體零件，其長(zhǎng)度大于直徑，通常由內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、螺紋、花鍵、鍵槽、橫向孔和溝槽等表面構(gòu)成。（3）加工精度：包括尺寸精度、形狀精度和相互位置精度；表面粗糙度：軸的各個(gè)加工表面都有表面粗糙度要求，一般根據(jù)加工的可行性和經(jīng)濟(jì)性來(lái)確定。圖1-7圖1-76習(xí)題21圖工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容工藝裝備10下料鋸床下料φ40×160，鍛造鋸床20熱處理調(diào)質(zhì)處理28~32HRC30檢檢查拉伸試驗(yàn)機(jī)40車(chē)夾左端，車(chē)右端面，見(jiàn)平即可。鉆中心孔B2.5，粗車(chē)右端各部，均留精加工余量3mmC62050車(chē)調(diào)頭轉(zhuǎn)夾工件，車(chē)端面保證總長(zhǎng)166mm，鉆中心孔B2.5，粗車(chē)外圓各部，留精加工余量3mm，與工序30加工部分相接C62060精車(chē)夾左端，頂右端，精車(chē)右端各部，其中φ20、φ22、φ33處分別留磨削余量0.5mm，其余車(chē)成C62070精車(chē)調(diào)頭，一夾一頂精車(chē)另一端各部，其中φ20、φ25處分別留磨削余量0.5mm，其余車(chē)成C62080檢檢查90磨用兩頂尖裝夾工作，磨削φ20、φ22、φ33至圖樣要求尺寸M1350100磨調(diào)頭，用兩頂尖裝夾工作，磨削φ20、φ25至圖樣要求尺寸M1350110檢檢查120劃線劃鍵槽線劃線平臺(tái)130銑銑鍵槽，去毛刺X52K、組合夾具140檢驗(yàn)按圖樣檢查各部尺寸150銑銑花鍵，去毛刺X53T、分度頭160檢驗(yàn)按圖樣檢查各部尺寸170入庫(kù)涂油入庫(kù)22.什么叫基準(zhǔn)？工藝基準(zhǔn)包括哪幾種基準(zhǔn)？答：（1）基準(zhǔn)是零件上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。（2）工藝基準(zhǔn)按不同的用途可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)4種。23.毛坯選擇時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？（可放到學(xué)習(xí)情境5）24.精基準(zhǔn)選擇原則有哪些？答：選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)按照如下原則選取：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則。25.表面加工方法選擇時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：主要考慮加工表面的精度、表面粗糙度、材料硬度、生產(chǎn)類(lèi)型等因素。26.工件加工質(zhì)量要求較高時(shí)，應(yīng)劃分哪幾個(gè)加工階段？劃分加工階段的原因是什么？答：（1）零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，都應(yīng)劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。如果零件要求的精度特別高，表面粗糙度很細(xì)時(shí)，還應(yīng)增加光整加工和超精密加工階段。（2）劃分加工階段的原因：一是保證加工質(zhì)量，二是合理使用設(shè)備，三是便于安排熱處理工序，四是及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免浪費(fèi)。27.機(jī)械加工工序應(yīng)如何安排？答：基準(zhǔn)先行、先粗后精、先主后次、先面后孔。28.螺紋加工有哪些主要方法?答：螺紋的加工方法很多，常用的有車(chē)削、銑削、攻螺紋和套螺紋、滾壓及磨削。1.加工薄壁套筒零件時(shí)，工藝上采取哪些措施防止受力變形?答：為防止變形常采取—些工藝措施：（1）將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行,可以減少切削力和切削熱的影響，使粗加工產(chǎn)生的變形在精加工中得以糾正。（2）減少夾緊力的影響，在工藝上采取以下措施減少夾緊力的影響：①采用徑向夾緊時(shí)，夾緊力不應(yīng)集中在工件的某一徑向截面上，而應(yīng)使其分布在較大的面積上，以減小工件單位面積上所承受的夾緊力。如可將工件安裝在一個(gè)適當(dāng)厚度的開(kāi)口圓環(huán)中，再連同此環(huán)一起夾緊。也可采用增大接觸面積的特殊卡爪。以孔定位時(shí)，宜采用脹開(kāi)式心軸裝夾。②夾緊力的位置宜選在零件剛性較好的部位，以改善在夾緊力作用下薄壁零件的變形。③改變夾緊力的方向，將徑向夾緊改為軸向夾緊。④在工件上制出加強(qiáng)剛性的工藝凸臺(tái)或工藝螺紋以減少夾緊變形，加工時(shí)用特殊結(jié)構(gòu)的卡爪夾緊，加工終了時(shí)將凸邊切去。（3）減小切削力對(duì)變形的影響，主要措施有：①增大刀具主偏角和主前角，使加工時(shí)刀刃鋒利，減少?gòu)较蚯邢髁?。②將粗、精加工分開(kāi)，使粗加工產(chǎn)生的變形能在精加工中得到糾正，并采取較小的切削用量。③內(nèi)、外圓表面同時(shí)加工，使切削力抵消。（4）熱處理工序放在粗加工和精加工之間，這樣安排可減少熱處理變形的影響。套筒類(lèi)零件熱處理后一般會(huì)產(chǎn)生較大變形，在精加工時(shí)可得到糾正，但要注意適當(dāng)加大精加工的余量。2.車(chē)床鏜孔和鏜床鏜孔各用于什么條件下？答：在車(chē)床上鏜削盤(pán)類(lèi)零件的內(nèi)孔時(shí)工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給，其主要特點(diǎn)是鏜孔后孔的軸線和工件的回轉(zhuǎn)軸線保持一致，孔軸線的直線度較好，一次安裝所加工的外圓和內(nèi)孔同軸度高，并與端面垂直。在鏜床類(lèi)機(jī)床上進(jìn)行鏜孔時(shí)工件不動(dòng)、刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給，這種方式能基本保證鏜孔的軸線和機(jī)床主軸軸線一致，但隨著鏜桿伸出長(zhǎng)度的增加，變形加大會(huì)使孔徑逐步減小。此外，鏜桿及主軸自重引起的下垂變形，也會(huì)導(dǎo)致孔軸線彎曲。如果鏜削同軸線多孔，則會(huì)加大這些孔的不同軸度，故這種方式適于加工孔深不大而孔徑較大的箱體孔。3.在加工內(nèi)平面時(shí)，插削與拉削在應(yīng)用條件上有何不同？4.什么是加工工序余量和加工總余量？影響加工余量的因素有哪些？答：（1）工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。加工總余量是指由毛坯變?yōu)槌善返倪^(guò)程中，在某加工表面上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。（2）影響加工余量的因素：一是上工序的表面質(zhì)量（包括表面粗糙度Ra和表面破壞層深度Sa）；二是上工序的工序尺寸公差（Ta）；三是上工序的位置誤差（ρa(bǔ)），如工件表面在空間的彎曲、偏斜以及其它空間位置誤差等；四是本工序工件的安裝誤差（εb）。5.什么是工藝尺寸鏈？它有何特征？答：（1）工藝尺寸鏈就是在零件加工或機(jī)器裝配過(guò)程中，相互聯(lián)系并按一定順序排列的封閉尺寸組合。（2）工藝尺寸鏈的主要特征是：封閉性和關(guān)聯(lián)性。6.如圖2-47所示的工件成批生產(chǎn)時(shí)，用端面A定位來(lái)加工表面B，試標(biāo)注銑削表面B時(shí)圖2-圖2-47解：（1）根據(jù)圖示工藝方法，10?0.200是間接保證的尺寸，確定為封閉環(huán)，查找的組成環(huán)分別是x、30、60三個(gè)，做出的尺寸鏈簡(jiǎn)圖如圖所示。用畫(huà)箭頭的方法可以確定x和30（2）列公式求解封閉環(huán)的基本尺寸：10=x+30?60,解得x=40封閉環(huán)的上偏差：0=Bsx++0.05封閉環(huán)的下偏差：-0.20=Bxx+0?(+0.05),解得所以，工序尺寸為x=圖2-487.如圖2-48所示的階梯軸，在車(chē)削加工時(shí)需要保證設(shè)計(jì)尺寸5圖2-48解：（1）根據(jù)加工工藝要求，50+0.12是間接保證的，確定為封閉環(huán)，查找的組成環(huán)為L(zhǎng)和30，做出的尺寸鏈簡(jiǎn)圖如圖所示，用畫(huà)箭頭的方法可以確定30為增環(huán)，（2）列公式，求解封閉環(huán)的基本尺寸：5=30?L,解得L=25封閉環(huán)的上偏差：0.12=+0.052?Bxx,解得封閉環(huán)的下偏差：0=0?Bsx,解得所以，工序尺寸為L(zhǎng)=圖2-4圖2-49解：工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10鑄造鑄造毛坯，檢查，清鏟、涂漆20粗車(chē)夾右端，車(chē)左端面，留精車(chē)余量1～1.5；車(chē)外圓φ225，留精車(chē)余量1～1.5，倒角車(chē)內(nèi)環(huán)槽4×1，車(chē)內(nèi)孔φ150，留精車(chē)余量2～3，倒角外圓30粗車(chē)調(diào)頭裝夾，控制總長(zhǎng)72，車(chē)右端面；車(chē)φ225右端面及外環(huán)槽4×1，車(chē)φ180外圓，留精車(chē)余量1～1.5，倒角；車(chē)內(nèi)孔φ130，留精車(chē)余量2～3外圓40檢查檢查各部尺寸50精車(chē)夾右端，精車(chē)左端面，去余量0.5；車(chē)外圓φ225至尺寸，倒角車(chē)內(nèi)環(huán)槽4×1，車(chē)內(nèi)孔φ150至尺寸，倒角φ180外圓60精車(chē)調(diào)頭裝夾，控制總長(zhǎng)70，車(chē)右端面；車(chē)φ225右端面及外環(huán)槽4×1，車(chē)φ180外圓均至尺寸，倒角；車(chē)內(nèi)孔φ130至尺寸φ225外圓70檢查檢查各部尺寸80劃線劃6×φ10通孔及2×M10螺孔位置線φ225右端面和φ180外圓90鉆鉆、攻6×φ10通孔及2×M10螺孔100檢驗(yàn)檢查鉆孔位置和尺寸110銑銑削4個(gè)半圓孔120檢驗(yàn)檢驗(yàn)入庫(kù)9.何謂時(shí)間定額？批量生產(chǎn)時(shí)，時(shí)間定額由哪些部分組成？答：（1）所謂時(shí)間定額是指在一定生產(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(shí)間。（2）時(shí)間定額由4部分組成：基本時(shí)間T基本：是指直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置以及表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間；輔助時(shí)間T輔助：是為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間；工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間T服務(wù)：在工作時(shí)為照管工作地點(diǎn)(如更換刀具，潤(rùn)滑機(jī)床，清理切屑，收拾工具等)及保持正常工作狀態(tài)所消耗的時(shí)間；休息與生理需要時(shí)間T休息：是工人在工作班內(nèi)恢復(fù)體力和滿(mǎn)足生理上的需要所消耗的時(shí)間。10.提高機(jī)械加工勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝措施有哪些？答：（1）縮短單件工：增大切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量以縮短基本時(shí)間，減少切削行程長(zhǎng)度，合并工步，采用多件加工?？s短輔助時(shí)間：采用先進(jìn)夾具，盡量將輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合，提高機(jī)床操作的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)集中控制、自動(dòng)調(diào)速均勻變速以縮短開(kāi)停機(jī)床和改變切削用量的時(shí)間，采用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，實(shí)施在線主動(dòng)檢測(cè)。縮短布置工作地時(shí)間，縮短準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，采用先進(jìn)的工藝方法。任務(wù)自測(cè)P1741.箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要技術(shù)要求有哪些?答：（1）箱體類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，一般中型機(jī)床制造廠花在箱體類(lèi)零件的機(jī)械加工工時(shí)約占整個(gè)產(chǎn)品加工工時(shí)的l5％～20％。（2）可歸納為以下五項(xiàng)精度要求：孔徑精度、孔與孔的位置精度、孔和平面的位置精度、主要平面的精度、表面粗糙度。2.平面銑削與平面刨削在應(yīng)用上有何不同？圖3-圖3-72習(xí)題6圖3.在加工內(nèi)平面時(shí)，插削與拉削在應(yīng)用條件上有何不同？答：插削可加工內(nèi)鍵槽、內(nèi)花鍵等內(nèi)平面，生產(chǎn)效率低、加工精度一般。拉削也可內(nèi)鍵槽、內(nèi)花鍵等內(nèi)平面，生產(chǎn)效率高、加工精度高。4.傳動(dòng)軸上平鍵槽應(yīng)選用哪種機(jī)床加工？答：立式銑床。5.機(jī)床工作臺(tái)上的T形槽可以來(lái)用哪些方法加工？答：主要采用銑削和刨削加工。6.編制如圖3-72所示箱體零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，生產(chǎn)批量為中批生產(chǎn)，材料為HT200。工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10鑄造20時(shí)效30漆底漆40劃線：考慮主軸孔有加工余量，并盡量均勻。劃底面、頂面加工線50粗、精加工頂面按線找正60粗、精加工底面頂面定位并校正主軸線70粗、半精加工各縱向孔底面80精加工各縱向孔底面90清洗、去毛刺倒角100檢查7.什么是加工精度？加工精度包括哪些內(nèi)容？答：（1）所謂加工精度，是指零件加工后的幾何參數(shù)（幾何尺寸、形狀和相互位置）與圖紙規(guī)定理想零件的幾何參數(shù)相符合的程度。（2）加工精度包括以下幾個(gè)方面：尺寸精度——指加工后零件表面本身或表面之間的實(shí)際尺寸與理想尺寸之間的符合程度。這里所提出的理想尺寸是指零件圖上所標(biāo)注的有關(guān)尺寸的平均值。幾何形狀精度——指加工后零件各表面的實(shí)際形狀與表面理想形狀之間的符合程度。這里所提出的表面理想形狀是指絕對(duì)準(zhǔn)確的表面形狀，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。相互位置精度——指加工后零件表面之間的實(shí)際位置與表面之間理想位置的符合程度。這里所提出的表面之間理想位置是指絕對(duì)準(zhǔn)確的表面之間的位置，如兩平面平行、兩平面垂直、兩圓柱面同軸等。8.何為加工誤差的敏感方向？說(shuō)明下列加工方法的誤差敏感方向：磨外圓、銑平面、車(chē)螺紋、在鏜床上鏜孔。答：（1）一般把通過(guò)刀尖的加工表面的法線方向稱(chēng)為誤差敏感方向，切線方向?yàn)檎`差的非敏感方向。（2）磨外圓的誤差敏感方向?yàn)樗矫娣较颍汇娖矫娴恼`差敏感方向?yàn)榇怪泵娣较?；?chē)螺紋的誤差敏感方向?yàn)檩S線方向；在鏜床上鏜孔的誤差敏感方向?yàn)閺较颉?.表面質(zhì)量包括哪些主要方面？答：加工表面質(zhì)量的內(nèi)容包括以下內(nèi)容：加工表面的幾何形狀特征，即表面粗糙度和波度；表面層的物理機(jī)械性能，表面層因塑性變形引起的加工硬化、表面層因切削熱引起的金相組織變化、表面層中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。10.表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能有何影響？答：摩擦副的材料、潤(rùn)滑條件已定時(shí)，零件的表面質(zhì)量對(duì)耐磨性決定性的作用；表面粗糙度的輪廓形狀及加工紋路方向也對(duì)耐磨性有顯著的影響，因?yàn)楸砻孑喞螤罴凹庸ぜy理方向會(huì)影響實(shí)際接觸面積與潤(rùn)滑油的存留情況；表面變質(zhì)層會(huì)顯著地改變耐磨性。表面質(zhì)量還影響疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性能、配合質(zhì)量等。11.試述加工表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力和拉伸殘余應(yīng)力的原因。答：實(shí)際機(jī)械加工后的表面層殘余應(yīng)力是①冷態(tài)塑性變形②熱態(tài)塑性變形③金相組織變化三者綜合作用的結(jié)果。在不同的加工條件下，殘余應(yīng)力的大小、性質(zhì)和分布規(guī)律會(huì)有明差別。在切削加工中如果切削熱不高，表面層中以冷塑性變形為主，此時(shí)表面層中將產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。切削熱較高以致在表面層中產(chǎn)生熱塑性變形時(shí)，由熱塑性變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力將與冷塑性變形產(chǎn)生的壓應(yīng)力相互抵消一部分。當(dāng)冷塑性變形占主導(dǎo)地位時(shí)，表面層產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力；當(dāng)熱塑性變形占主導(dǎo)地位時(shí)，表面層產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。磨削時(shí)，一般因磨削熱較高，常以相變和熱塑性變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力為主，所以表面層常產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。12.影響磨削表面粗糙度的因素是什么？如何解釋當(dāng)砂輪速度從30m/s提高到60m/s時(shí)，表面粗糙度Ra從1μm減小到0.2μm的試驗(yàn)結(jié)果?答：（1）砂輪、磨削用量、工件材料。（2）提高砂輪速度可以增加在工件單位面積上的刻痕數(shù)，并且高速度下塑性變形的傳播速度小于磨削速度，材料來(lái)不及變形，從而使加工表面的塑性變形和溝槽兩側(cè)塑性隆起的殘留量變小，表面粗糙度可以顯著減低。13.為什么同時(shí)提高砂輪速度和工件速度可以避免產(chǎn)生磨削燒傷，減小表面粗糙度值，并能提高生產(chǎn)率？答：工件速度增大時(shí)，磨削區(qū)表面溫度會(huì)增高，但此時(shí)熱源作用時(shí)間減短，因而可減輕燒傷。但提高工件速度會(huì)導(dǎo)致表面粗糙度值變大，為彌補(bǔ)此不足，可提高砂輪速度。實(shí)踐證明，同時(shí)提高工件速度和砂輪速度可減輕工件表面的燒傷。任務(wù)自測(cè)P212-P2141.簡(jiǎn)述機(jī)床夾具的定義、組成及各個(gè)部分所起的作用。答：（1）在機(jī)械加工過(guò)程中，若工件的生產(chǎn)批量較大時(shí)，通常都要用夾具來(lái)裝夾工件。因此機(jī)床夾具是在機(jī)床上用來(lái)裝夾工件的工藝裝備。（2）機(jī)床夾具的組成：定位元件：是夾具的主要功能元件之一。通常，當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就基本確定了。定位元件的定位精度直接影響到工件的加工精度。夾緊裝置也是夾具的主要功能元件之一；通常夾具結(jié)構(gòu)會(huì)影響夾具的復(fù)雜程度和性能。連接元件用以確定夾具本身在機(jī)床上的位置。對(duì)刀與導(dǎo)向裝置的功能是確定刀具的位置。根據(jù)加工需要，有些夾具分別采用分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工業(yè)機(jī)器人、頂出器和平衡塊等。夾具體是夾具的基體骨架，通過(guò)它將夾具所有元件構(gòu)成一個(gè)整體。2.為什么說(shuō)夾緊不等于定位？答：定位的作用是保證工件在夾具中相對(duì)于機(jī)床有一個(gè)正確的位置；夾緊是使這個(gè)正確的位置保持不變，從而保證零件的加工精度；定位和夾緊是不同的概念，定位不等于夾緊。3.什么是六點(diǎn)定位原理？什么是完全定位？什么是過(guò)重復(fù)定位？是否允許存在欠定位和重復(fù)定位？試舉例說(shuō)明？答：(1)在夾具中采用合理布置的6個(gè)定位支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)面相接觸，來(lái)限制工件的6個(gè)自由度，使工件在夾具中保持唯一確定的位置，就稱(chēng)為六點(diǎn)定位原理，簡(jiǎn)稱(chēng)“六點(diǎn)定則”。（2）工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱(chēng)為完全定位。兩個(gè)及以上定位元件限制工件上的相同自由度時(shí)，被稱(chēng)為重復(fù)定位。確定工件在夾具中的定位方案時(shí)，欠定位是絕不允許發(fā)生的，因?yàn)榍范ㄎ徊荒鼙ＷC工件的加工要求。當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱(chēng)為不可用重復(fù)定位，不可用重復(fù)定位是不允許的。當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，但仍能滿(mǎn)足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增加工件裝夾剛度的定位．稱(chēng)為可用重復(fù)定位。4.工件在夾具中定位時(shí)，下列幾種說(shuō)法是否正確？為什么？（1）凡是有六個(gè)定位支承點(diǎn)的，即為完全定位；（2）凡是定位支承點(diǎn)數(shù)超過(guò)六個(gè)的，就是重復(fù)定位；（3）定位支承點(diǎn)數(shù)不超過(guò)六個(gè)的，就不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)定位。答：（1）不正確。因?yàn)榱鶄€(gè)定位支承點(diǎn)不一定能正好限制工件的六個(gè)自由度。（2）正確。定位支承點(diǎn)超過(guò)6個(gè)，必定有兩個(gè)或以上支承點(diǎn)限制一個(gè)自由度。（3）不正確。原因同上。圖4圖4-55習(xí)題5圖答：圖（a）中需要限制工件上下方向移動(dòng)、和繞前后軸線方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的2個(gè)自由度；圖（b）中需要限制工件上下方向移動(dòng)、和繞三個(gè)軸線方向轉(zhuǎn)動(dòng)的4個(gè)自由度；圖（c）中需要限制工件前后方向移動(dòng)、和繞上下、左右軸線方向轉(zhuǎn)動(dòng)的3個(gè)自由度；圖（d）中需要限制工件上下、左右方向移動(dòng)、和繞三個(gè)軸線方向轉(zhuǎn)動(dòng)的5個(gè)自由度。6.造成定位誤差的原因是什么？若在夾具中對(duì)工件進(jìn)行試切法加工，是否還有定位誤差？為什么？答：（1）產(chǎn)生定位誤差的原因有兩個(gè)：一是所采用的定位基準(zhǔn)與本工序的工序基準(zhǔn)不重合，此時(shí)產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差ΔB；二是實(shí)際的定位副不可避免地存在加工或制造誤差，從而引起定位基準(zhǔn)偏移其理想位置，造成定位誤差，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差Δr。圖4圖4-56習(xí)題7圖7.銑削連桿小端的兩側(cè)面時(shí)，若采用圖4-56所示定位方式，試計(jì)算加工尺寸120+0.3解：（1）銑削連桿小端的兩側(cè)面時(shí)，其工序基準(zhǔn)為小孔軸線，定位基準(zhǔn)為大孔軸線，所以基準(zhǔn)不重合。基準(zhǔn)不重合誤差為：聯(lián)系尺寸65±0.05的公差，即Δ（2）該定位方式為工件內(nèi)孔與短圓柱銷(xiāo)間隙配合定位，配合方向任意。根據(jù)公式（4-3），可得Δ圖4-57圖4-57習(xí)題8圖Δ8.根據(jù)六點(diǎn)定位原則，試分析圖4-57所示各定位元件所消除的自由度。答：底面兩塊支承板消除3個(gè)自由度：沿z軸移動(dòng)的自由度、繞x、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度；后面兩個(gè)定位銷(xiāo)限制2個(gè)自由度：沿y軸移動(dòng)的自由度和繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度;菱形定位銷(xiāo)限制1個(gè)自由度：沿x軸移動(dòng)的自由度。9.圖4-58所示在圓柱體工件上鉆孔φD，分別采用圖示兩種定位方案，工序尺寸為H+TH，試計(jì)算其定位誤差。解：（1）圖（a）定位方式尺寸H的工序基準(zhǔn)為圓柱的下母線，定位基準(zhǔn)為圓柱軸線，故基準(zhǔn)不重合，基準(zhǔn)不重合誤差為：=TH（半徑的公差）由式（4-7），可知：尺寸H的工序基準(zhǔn)在定位基面上。當(dāng)工件的直徑由大變小時(shí)，假定工序基準(zhǔn)的位置不變，則定位基準(zhǔn)向下變動(dòng)；如假定定位基準(zhǔn)的位置不變，則工序基準(zhǔn)向上變動(dòng)，兩者的變動(dòng)方向相反，故取“－”號(hào)。所以，尺寸H的定位誤差為：=0.414TH(a)(b)圖4-5(a)(b)圖4-58習(xí)題9圖尺寸H的工序基準(zhǔn)為圓柱的下母線，定位基準(zhǔn)為圓柱下母線，故基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為：△B=0工件以平面定位，所以基準(zhǔn)位移誤差為：△r=0定位誤差為△D=010.如圖4-59所示工件內(nèi)孔以定位銷(xiāo)定位（假如在外力作用下單邊接觸），設(shè)H=15±0.1mm，D=φ500+0.03mm，定位銷(xiāo)直徑d0=φ5圖4圖4-59習(xí)題10圖=0.015（2）該定位方式為工件內(nèi)孔與定位銷(xiāo)固定單邊接觸，則基準(zhǔn)位移誤差為：δ（3）尺寸H的工序基準(zhǔn)在定位基面上。當(dāng)內(nèi)孔的直徑由大變小時(shí)，假定工序基準(zhǔn)的位置不變，則定位基準(zhǔn)向上變動(dòng)；如假定定位基準(zhǔn)的位置不變，則工序基準(zhǔn)向下變動(dòng)，兩者的變動(dòng)方向相反，故取“－”號(hào)。所以，尺寸H的定位誤差為：△11.簡(jiǎn)述定位元件的基本類(lèi)型及各自的特點(diǎn)。答：工件以平面定位時(shí)的定位元件：固定支承主要支承有支承釘（GB/T2226－91）和支承板（GB/T2236－91）；可調(diào)支承是指支承的高度可以進(jìn)行調(diào)節(jié)；自位支承無(wú)論與工件定位基準(zhǔn)面是幾個(gè)點(diǎn)接觸，都只能限制工件一個(gè)自由度。工件以圓柱孔定位時(shí)，所采用的定位元件有圓柱銷(xiāo)和各種心軸。工件以外圓柱表面定位時(shí)的定位元件有V形塊、定位套、半圓套、圓錐套及定心夾緊裝置。但其中應(yīng)用最廣泛的是V形塊。12.什么是輔助支承？輔助支承和主要支承有何區(qū)別？使用輔助支承時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？試舉例說(shuō)明輔助支承的作用。答：如果工件尺寸形狀或局部剛度較差，使其定位不穩(wěn)或受力變形等，需增設(shè)輔助支承，用以承受工件重力、夾緊力或切削力。輔助支承的工作特點(diǎn)是：待工件定位夾緊后，再行調(diào)整輔助支承，使其與工件的有關(guān)表面接觸并鎖緊，而且輔助支承是每安裝—個(gè)工件就調(diào)整一次。輔助支承不起限制自由度作用，也不允許破壞原有定位。13.簡(jiǎn)述正確施加夾緊力的基本設(shè)計(jì)原則。答：夾緊力方向的確定：夾緊力的方向不應(yīng)破壞工件定位；夾緊力方向應(yīng)指向主要定位表面；夾緊力方向應(yīng)使工件的夾緊變形盡量?。粖A緊力方向應(yīng)使所需夾緊力盡可能小。夾緊力作用點(diǎn)的確定：應(yīng)靠近支承元件的幾何中心或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)；應(yīng)落在工件剛度較好的部位上；應(yīng)盡可能靠近被加工表面。夾緊力大小的確定：主要影響工件定位的可靠性、工件的夾緊變形以及夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和復(fù)雜性，因此夾緊力的大小應(yīng)當(dāng)適中。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，確定夾緊力大小的方法有兩種：經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法和分析計(jì)算法。14.試分析比較斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等的優(yōu)缺點(diǎn)，舉例說(shuō)明它們的應(yīng)用范圍。答：斜楔夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力有限，且操作費(fèi)時(shí)，故在生產(chǎn)中直接用楔塊楔緊工件的情況是比較少的。但是利用斜面楔緊作用的原理和采用楔塊與其他機(jī)構(gòu)組合起來(lái)夾緊工件的機(jī)構(gòu)卻比較普遍；主要用于機(jī)動(dòng)夾緊裝置中，而且毛坯的質(zhì)量要求較高時(shí)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。螺旋相當(dāng)于一個(gè)斜楔纏繞在圓柱體的表面形成的，由于其升角?。?o左右），螺旋機(jī)構(gòu)具有較好的自鎖性能，獲得的夾緊力大，因而在夾具中應(yīng)用最廣泛。偏心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速，但它的夾緊行程受偏心距e的限制，夾緊力較小，自鎖不可靠，故一般用于工件被夾壓表面的尺寸變化較小和切削過(guò)程中振動(dòng)不大的場(chǎng)合，多用于小型工件的夾具中。圖4-6圖4-60叉架零件簡(jiǎn)圖15.試編制圖4-60所示的叉架零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程。工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容工藝裝備10鑄造鑄造、清鏟20檢查檢查毛坯制造質(zhì)量30熱處理時(shí)效處理40清理滾拋毛刺、涂漆50劃線劃叉架中心線，大、小頭孔中心線，R20孔端面加工線60銑按線加工，銑叉架大、小頭10、28兩端平面至尺寸X52K70銑銑削R20孔端面X52K80鉆鉆、鉸φ14內(nèi)孔至尺寸、倒角Z305090檢查檢查100銑銑削R20圓弧至尺寸110檢查檢查各處尺寸X52K120入庫(kù)涂油入庫(kù)任務(wù)自測(cè)P2381.齒輪傳動(dòng)的基本要求有哪些？答：（1）運(yùn)動(dòng)精度：要求齒輪能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比恒定，即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。（2）工作平穩(wěn)性：要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊、振動(dòng)和噪聲要小。這就要求限制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的變化要小，也就是要限制短周期內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差。（3）接觸精度：齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損，這就要求齒輪工作時(shí)齒面接觸要均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置。（4）齒側(cè)間隙：要求齒輪傳動(dòng)時(shí)，非工作齒面間留有一定間隙，以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。2.齒形加工中常用哪些熱處理工藝？熱處理后如何精修基準(zhǔn)？答：（1）齒形加工后，為提高齒面的硬度及耐磨性，根據(jù)材料與技術(shù)要求，常選用滲碳淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火及液體碳氮共滲等熱處理工序。經(jīng)滲碳淬火的齒輪變形較大，對(duì)高精度齒輪尚需進(jìn)行磨齒加工。經(jīng)高頻感應(yīng)加熱淬火的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會(huì)縮小0.01～0.05mm，淬火后應(yīng)予以修正。有鍵槽的齒輪，淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓形現(xiàn)象，為此鍵槽加工應(yīng)安排在齒輪淬火之后。（2）齒輪淬火后基準(zhǔn)孔常發(fā)生變形，孔徑可縮小0.01～0.05mm，為確保齒形加工質(zhì)量，對(duì)基準(zhǔn)孔必須予以修正。修正方法常采用推孔或磨孔。推孔生產(chǎn)率高，常用于內(nèi)孔未淬硬的齒輪；磨孔生產(chǎn)率低，但加工精度高，特別對(duì)于整體淬火后內(nèi)孔較硬的齒輪，或內(nèi)孔較大，齒厚較薄的齒輪，均以磨削為宜，磨孔時(shí)應(yīng)以齒輪分度圓定心，這樣可使磨孔后齒圈經(jīng)向跳動(dòng)較小，對(duì)以后進(jìn)行剃齒和珩齒都比較有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。采用磨孔或金剛鏜孔修正基準(zhǔn)時(shí)，齒坯加工階段的內(nèi)孔應(yīng)留有加工余量。3.簡(jiǎn)述各種齒輪加工方法的原理、工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。答：（1）齒面的加工方法有成形法和展成法兩大類(lèi)。成形法是采用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具加工齒形的方法。主要包括銑齒、成形磨齒等。展成法是應(yīng)用齒輪嚙合原理進(jìn)行齒形加工的方法，即以保持刀具和齒坯之間按漸開(kāi)線齒輪嚙合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)齒形加工的。該法主要有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等。（2）銑齒的工藝特點(diǎn)：成本較低、生產(chǎn)率低、加工精度低；銑齒適用于單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度不高的低速齒輪；不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪，還可以加工齒條、錐齒輪及蝸輪等。（3）拉齒主要用來(lái)加工直徑不大的直齒內(nèi)齒輪。與拉削內(nèi)孔相同，拉齒也具有加工精度高、表面粗糙度低、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)；但刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，故拉齒多用于大批量生產(chǎn)中。（4）滾齒加工原理：按照展成法的原理，滾齒加工過(guò)程中，刀具與工件模擬一對(duì)交錯(cuò)軸螺旋齒輪的嚙合傳動(dòng)。滾齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用：適應(yīng)性好、生產(chǎn)率高、被加工齒輪的分齒精度高、滾齒加工中，理論上滾刀齒法截面齒形應(yīng)為直線（相當(dāng)于齒條），而實(shí)際上，滾刀齒的端面齒形為直線，法面齒形并非直線．所以滾齒存在理論誤差，滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加工內(nèi)齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪。（5）插齒時(shí)，刀具沿工件軸線方向作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，形成切削加工的主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還與工件作無(wú)間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)，在工件上加工出全部輪齒齒廓。插齒有以下工藝特點(diǎn)：齒形精度比滾齒高、齒面的表面粗糙度值小、運(yùn)動(dòng)精度低于滾齒、齒向偏差比滾齒大、插齒的生產(chǎn)率比滾齒低、插齒適應(yīng)范圍廣；插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工。插齒通常能加工7～9級(jí)精度齒輪，最高可達(dá)6級(jí)。（6）剃齒刀帶動(dòng)工件作雙面無(wú)側(cè)隙的對(duì)滾，并對(duì)剃齒刀和工件施加一定壓力。在對(duì)滾過(guò)程中，二者沿齒向和齒形方向均產(chǎn)生相對(duì)滑移，利用剃齒刀沿齒向開(kāi)出的鋸齒刀槽沿工件齒向切去一層很薄的金屬。剃齒機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但是由于剃齒刀與被加工齒輪沒(méi)有強(qiáng)制嚙合運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)齒輪切向誤差的修正能力差；剃齒加工精度主要取決于剃齒刀；剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長(zhǎng)，因此加工成本低；但剃齒刀的制造比較困難，而且剃齒工件的齒面容易產(chǎn)生畸變。剃齒主要用在大批大量生產(chǎn)中，對(duì)調(diào)質(zhì)和淬火前的直、斜齒圓柱齒輪進(jìn)行精加工，在汽車(chē)、拖拉機(jī)及機(jī)床制造等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。（7）珩齒是用珩磨輪在珩齒機(jī)上進(jìn)行齒形精加工的方法，其原理和方法與剃齒相同。珩齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用由于珩磨輪表面有磨料，因此珩齒可以精加工淬硬齒輪，可得到較小的表面粗糙度和較高的齒面精度；修正齒輪的切向誤差能力有限；珩磨方式對(duì)齒輪的各項(xiàng)誤差能夠較好地修正，因此可以省去珩齒前的剃齒工序，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約費(fèi)用；珩齒余量很小，約為0.01～0.02mm，且多為一次切除，生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個(gè)齒輪只需1min左右。珩齒適用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕，可有效地降低表面粗糙度和齒輪嚙合噪聲，但對(duì)齒形精度改善不大。珩齒后的表面粗糙度值Ra為0.4～0.2μm。在成批和大量生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。（8）磨齒是用砂輪在磨齒機(jī)上對(duì)齒輪進(jìn)行精加工的方法。按照磨齒的原理，可分為成形法和展成法兩種。成形法磨齒的主要特點(diǎn)是：①可在花鍵磨床或工具磨床上進(jìn)行，設(shè)備費(fèi)用較低。②生產(chǎn)率較高，比展成法磨齒高近10倍。③但砂輪修整較復(fù)雜，且也存在一定的誤差。在磨齒過(guò)程中砂輪磨損不均以及機(jī)床的分度誤差的影響，它的加工精度只能達(dá)到6級(jí)。展成法磨齒生產(chǎn)率低，但加工精度高，一般可達(dá)4級(jí)，表面粗糙度Ra值在0.4～0.2μm。所以實(shí)際生產(chǎn)中，它是齒面要求淬火的高精度齒輪常采用的一種加工方法。磨齒加工的主要特點(diǎn)是：加工精度高，一般條件下加工精度可達(dá)4～6級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8～0.2μm；由于采用強(qiáng)制嚙合的方式，因此不僅修正誤差的能力強(qiáng)，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。但磨齒加工的效率低，機(jī)床復(fù)雜，調(diào)整困難，故加工成本較高，主要應(yīng)用于齒輪精度要求很高的場(chǎng)合。4.齒形加工方案怎樣確定？答：齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝也較復(fù)雜，選擇加工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮齒輪的模數(shù)、尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量、熱處理要求和工廠加工條件等。5.對(duì)于不同精度的圓柱齒輪，其齒形加工方案應(yīng)如何選擇？答：通常選擇如下四種方案加工路線：（1）滾齒（或插齒）—齒端加工—滲碳淬火—修正基準(zhǔn)—磨齒：適于較小批量，精度為3～6級(jí)淬硬齒輪。（2）滾齒（或插齒）—齒端加工—剃齒—表面淬火—修正基準(zhǔn)—珩齒：適于較大批量，并且精度要求為6～8級(jí)的淬硬齒輪。（3）滾齒（或插齒）—剃齒（冷擠）：適用于較大批量，精度要求中等，且不淬硬的齒輪。（4）對(duì)8級(jí)精度以下的齒輪，用滾齒（或插齒）就能滿(mǎn)足要求。當(dāng)需要淬火時(shí)，在淬火前應(yīng)將精度提高一級(jí)或在淬火后珩齒，即滾齒（或插齒）—齒端加工—熱處理（淬火）—修正內(nèi)孔；或滾齒（或插齒）—齒端加工—熱處理（淬火）—修正基準(zhǔn)—珩齒。6.對(duì)于圓柱齒輪來(lái)說(shuō)，齒坯加工方案是如何選擇的？答：大批大量生產(chǎn)的齒坯加工，多采用“鉆—拉—多刀車(chē)”的工藝方案：（1）以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔；（2）拉孔；（3）以孔定位在多刀半自動(dòng)車(chē)床上粗精車(chē)外圓、端面、切槽及倒角等。成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用“車(chē)—拉—車(chē)”的工藝方案：（1）以齒坯外圓或輪毅定位，精車(chē)外圓、端面和內(nèi)孔；（2）以端面支承拉孔（或花鍵孔）；（3）以孔定位精車(chē)外圓及端面等。7.對(duì)于不同類(lèi)型的齒輪，定位基準(zhǔn)如何選擇？