1、機(jī)械制造學(xué)作業(yè)（答案）第一章金屬切削加工的基本知識(shí)1- 1試用圖表示普通車(chē)刀的標(biāo)注角度 0、 0、kr、kr和s 答：普通車(chē)刀的標(biāo)注角度 0、 0、kr、kr和s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(guò)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(xiàn) 0A線(xiàn)和0M線(xiàn)圍成的區(qū)域；第二變形區(qū)是指刀一屑接觸區(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(duì)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(duì)生產(chǎn)

2、具有積極的影響，如保護(hù)刀具、增大前角以減少切削變形并降低切削力、 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(chē)削時(shí)切削力如何分解？答：切削力來(lái)自變形與摩擦，用以克服加工過(guò)程中加工材料對(duì)變形的抗力、切屑對(duì)刀具前刀面的摩擦力、刀具后刀面對(duì)過(guò)渡表面和已加工表面之間的摩擦力。車(chē)削時(shí)，切削力分解為主切削力（切向力）、進(jìn)給力（軸向力）和背向力（徑向力或吃刀力）。1- 5刀具磨損過(guò)程分幾個(gè)階段？各階段的特點(diǎn)是什么？答：刀具磨損過(guò)程分為正常磨損、非正常磨損兩個(gè)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

3、時(shí)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(biāo)來(lái)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(biāo)是Vt，其含義是：當(dāng)?shù)毒邏勖鼮?T時(shí)，切削某種材料所允許的切削速度。vT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(qiáng)度、硬度較大時(shí)，選擇較小前角；當(dāng)材料的塑性較大時(shí)，選擇較大前角；加工脆性材料時(shí)，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，

4、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？如何選用？答：刃傾角的作用是控制切屑流出的方向、影響刀頭強(qiáng)度和切削刃的鋒利程度。粗加工時(shí)，選擇負(fù)刃傾角，以增加刀具的強(qiáng)度；斷續(xù)切削時(shí)，選擇負(fù)刃傾角，可以起到 保護(hù)刀尖的作用；當(dāng)工件剛性較差時(shí)，不宜采用負(fù)刃傾角，以避免徑向切削力增大；精加工 時(shí)，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(jī)床及刀具2- 1金屬切削機(jī)床如何分類(lèi)？基本的分類(lèi)方法是怎樣的？答：金屬切削機(jī)床主要按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類(lèi)?；镜姆诸?lèi)方法是將機(jī)床分為螺紋加工機(jī)床、銃床、刨插床、拉M 1為齒輪式離合器）12大類(lèi)，即車(chē)床

5、、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床 床、超聲波及電加工機(jī)床、切斷機(jī)床、其他機(jī)床。2- 2按下圖所示傳動(dòng)系統(tǒng)完成下列各題（圖中 寫(xiě)出傳動(dòng)路線(xiàn)表達(dá)式； 分析主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)； 計(jì)算主軸的最高、最低轉(zhuǎn)速。解：1）傳動(dòng)路線(xiàn)表達(dá)式：17424226電動(dòng)機(jī)90 I36II -22III1430r/mi n15022452638323027 V衛(wèi)血-IV- 6358 -vi（主軸）200M12）主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：3 3 218 （級(jí)）9036421783)主軸的最高轉(zhuǎn)速：14302018.5(r/mi n)150 22 26 2009017221782717王軸的最低轉(zhuǎn)速：143019.0(r/mi n)1504

6、24520063582-3試說(shuō)明按用途分類(lèi)，車(chē)刀可分為哪幾種，各有何用途?答：按用途分類(lèi)，車(chē)刀可分為外圓車(chē)刀、端面車(chē)刀、內(nèi)孔車(chē)刀、螺紋車(chē)刀、成形車(chē)刀六 種。外圓車(chē)刀用于粗車(chē)和精車(chē)外回轉(zhuǎn)表面；端面車(chē)刀用于車(chē)削垂直于軸線(xiàn)的平面； 內(nèi)孔車(chē)刀用于車(chē)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(chē)刀用于車(chē)削工件的內(nèi)、外螺紋；成形車(chē)刀用于加工工件的成形回轉(zhuǎn)表面。2- 4為了實(shí)現(xiàn)磨削加工，M1432A型萬(wàn)能外圓磨床需要哪些運(yùn)動(dòng)？答：為了實(shí)現(xiàn)磨削加工，M1432A型萬(wàn)能外圓磨床需要外磨和內(nèi)磨砂輪的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)、 工件的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、工件的縱向往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以

7、及砂輪的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。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(lái)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(kuò)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(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、锪鉆等。2- 7何謂組合機(jī)床？何謂數(shù)控機(jī)床？它們各有哪些特點(diǎn)？組合機(jī)床是以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量的專(zhuān)用部件組成的高效自動(dòng) 化專(zhuān)用機(jī)床。圖2-74所示為一立臥復(fù)合式三面鉆孔組合機(jī)床。其特點(diǎn)為既具有一般專(zhuān)用機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高

8、、易保證精度的特點(diǎn)，又能適應(yīng)工件的變化， 重新調(diào)整和重新組合， 對(duì)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(duì)一種或幾種類(lèi)似零件 的一道或幾道工序進(jìn)行加工。數(shù)控機(jī)床是一種以數(shù)字元元量作為指令信息，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娮舆壿嬘?jì)算裝置控制的機(jī)床，由信息載體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體4部分組成。其特點(diǎn)為對(duì)加工工件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性、能獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量、具有較高的生產(chǎn)效率，能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益、能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、改善工人的勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理。第三章 機(jī)械制造過(guò)程與工藝3- 1什么是生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程、工藝規(guī)程？工藝規(guī)程在生產(chǎn)

9、中有何作用？答：生產(chǎn)過(guò)程是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返乃袆趧?dòng)過(guò)程。工藝過(guò)程指改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為半成品或成品的過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)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(guò)程和操作方法按一定格式固定下來(lái)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(kuò)建工廠的原始資料，也是進(jìn) 行技術(shù)交流、開(kāi)展技術(shù)革新的技術(shù)語(yǔ)言和基本資料。3- 2什么是工序、安裝、工位、工步？答：工序指一個(gè)工人或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)， 對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件進(jìn)行加工，所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。安裝指將工件在機(jī)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

10、工件相對(duì)于機(jī)床床身的每一個(gè)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(jìn)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(lèi)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(lèi)型。3- 4精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)的選擇原則有哪些？答：粗基準(zhǔn)選擇原則：選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)；選擇非加工表面作為粗基準(zhǔn)；有多個(gè)表面需要一次加工時(shí)，應(yīng)選擇精度要求最高，或者加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)；在同一尺寸方向通常只允許使用一次；選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，有一定面積，無(wú)飛邊、澆口、冒 口，以保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠。精基準(zhǔn)選擇原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；

11、互為基準(zhǔn)原則；自為基準(zhǔn)原則；準(zhǔn)確可靠 原則。3- 5加工如圖3- 1所示零件，要求保證尺寸 6 O.lmmo但該尺寸不便測(cè)量，要通過(guò)測(cè) 量尺寸L來(lái)間接保證。試求測(cè)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:036 0.0626 0.056 0.1基本尺寸ESElLeslEIl260.05-0.05-360.06060.1-0.1圖3-20 尺寸鏈圖解得 L 16 0.05 mm圖3- 1 題3-5圖3- 6加工套筒零件，其軸向尺寸及有關(guān)工序簡(jiǎn)圖如圖 3- 2所示，試求工序尺寸L1和L2 及其極限偏差。50°0.1亠2200.2L解：對(duì)于工序1,解：根據(jù)題意作出尺寸

12、鏈圖，并列出豎式:基本尺寸ESEl500-0.1-220.20L1ESlEIl圖3-20 尺寸鏈圖解得 L128 mm對(duì)于工序2，解：根據(jù)題意作出尺寸鏈圖，并列出豎式:SO0。*-250o.3L2基本尺寸ESEI500-0.1L2-EIl-esl250-0.3解得 L22500.2 mm3-7機(jī)械加工表面質(zhì)量包括哪些內(nèi)容？答：機(jī)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

13、？答：常用的裝配方法有互換法、選配法、修配法、調(diào)整法四種。第四章機(jī)床常用夾具4- 1機(jī)床夾具通常由哪些部分組成？每個(gè)組成部分起何作用？答：機(jī)床夾具通常由定位元件、夾緊裝置、連接元件、對(duì)刀或?qū)蛟A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(guò)程中正確位置保持不變；連接元件用于確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢?；?duì)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(lái)實(shí)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(zhǔn)？舉例加以說(shuō)明。答：定位基準(zhǔn)是在加工中

14、用作定位的基準(zhǔn)。下圖所示的軸承座用底面A和側(cè)面B來(lái)定位，表面A和B就是軸承座的定位基準(zhǔn)。4- 3試舉例說(shuō)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(chēng)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(gè)自由度,只需由三爪卡盤(pán)夾持限制其余四個(gè)自由度即可。4- 4針對(duì)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(gè)自由度？圖4 1 題4 4圖+ILr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(gè)平面定 位；定位元件為一塊寬支承板和兩塊窄支承

15、板。（2）與工件上平面接觸的窄支承板限制上下方向的移動(dòng)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(dòng)自由度；寬支承板限制垂直于紙面的移動(dòng)自由度和其余兩個(gè)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(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為定位誤差，用D表示。定位誤差產(chǎn)生的原因有定位基準(zhǔn)位移誤差、定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的基準(zhǔn)不重合誤差兩個(gè)方面。一般限定定位誤差D不超過(guò)工件加工誤差 T的1/51/3，即 D （ 1/51/3 ） T。4- 6在圖4 2所示工件上欲銃削一缺口，保證尺寸80

16、008 mn,試確定工件的定位方案， 并分析定位方案的定位誤差圖4 2 題4 6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(xiàn)接觸實(shí)現(xiàn)完全定位。0，即卩丫 = 0 ；由于是平面支承定位，因此該定位方案的基準(zhǔn)位移誤差為由于定位基準(zhǔn)為左端面，而工序基準(zhǔn)為工件右端面，因此，存在基準(zhǔn)不重合誤差B = 0.15mm。定位誤差 D = Y + B = 0.15mm。4-7試分析圖4- 3所示的夾緊方案是否合理？如不合理，應(yīng)如何改進(jìn)?答：圖a）所示夾緊方案中，夾緊力作用點(diǎn)沒(méi)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

17、b）所示夾緊方案中，夾緊力的作應(yīng)點(diǎn)沒(méi)有工件剛性較差處，不合理。需將夾緊元件 移動(dòng)位置，使夾緊力落在工件凸臺(tái)這一剛性較好的位置。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(diǎn)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(chē)削、磨削和光整加工。選擇外圓的加工方法時(shí)，除了考慮滿(mǎn)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(chǎng)設(shè)備、操作者技術(shù)水平等因素。一般來(lái)說(shuō)，外圓加工的 主要方法是車(chē)削和磨削；對(duì)于精度要求高、表面粗糙度值小

18、的工件外圓，還需要經(jīng)過(guò)研磨、 超精加工等才能達(dá)到要求；對(duì)某些精度要求不高但需光亮的表面，可通過(guò)滾壓或拋光獲得。5- 2加工如圖5- 1所示的軸套內(nèi)孔 A,請(qǐng)按表5- 1所列的不同要求，選擇加工方法及 加工順序（數(shù)量：50件）表5-1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(duì)于第一種要求，可以采用鉆-擴(kuò)-鉸的加工方案實(shí)現(xiàn)。對(duì)于第二種要求，可以采用鉆-鉸的加工方案實(shí)現(xiàn)。對(duì)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(shí)現(xiàn)。對(duì)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(shí)現(xiàn)。對(duì)于第五種要求，可以采用鉆-擴(kuò)-鉸的加工方案實(shí)現(xiàn)5- 3平面銃削有哪些方法？各適應(yīng)于什么場(chǎng)合？答：平面銃削按加工質(zhì)量可分為粗銃和精銃。粗銃的精度為IT14-IT12 ，表面粗糙度值為Ra 50- Ra 12.5 m ;精銃的精度為IT9- IT7 ，表面粗糙度值為 Ra