机械制造工程学练习题.docx
《机械制造工程学练习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工程学练习题.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机械制造工程学练习题
机械制造工程学习题
1、切削运动主要包括哪几个运动？
它们在切削加工中的作用是什么？
答：
切削运动主要包括：
主运动和进给运动。
主运动在切削加工时，直接切除工件上多余金属层，使之转变为切屑，以形成工
件的新表面；
进给运动在切削加工时，不断地将多余金属层投入切削，以保证切削的连续进行。
2、什么是切削用量三要素？
答：
切削速度 v、进给量 f 和切削深度 ap。
3、刀具的六个基本标注角度为哪几个？
答：
前角 γo、后角 αo、主偏角 κr、刃倾角 λs、副偏角 κr′、副后角 αo′。
4、基面、切削平面、主剖面、法剖面内各标注刀具的哪些角度？
答：
在基面 Pr 内的标注角度：
主偏角 κr：
在基平面内度量的切削平面与进给平面间的夹角；
副偏角 κr′：
在基平面内度量的副切削刃与进给运动方向在基面上投影间的夹角；
刀尖角 εr：
主切削刃与副切削刃在基面上投影间的夹角，且 εr＝180°－κr－κr′；
余偏角 ψr：
在基平面内度量的切削平面与切深剖面间的夹角，且 ψr＝90°－κr。
在切削平面 Ps 内的标注角度：
刃倾角 λs：
在切削平面内度量的主切削刃与基面间的夹角。
在主剖面 Po 内的标注角度：
前角 γo：
在主剖面内度量的基面与前刀面间的夹角；
后角 αo：
在主剖面内度量的后刀面与切削平面间的夹角；
楔角 βo：
在主剖面内度量的后刀面与前刀面间的夹角，且 βo＝90°－αo－γo。
在法剖面 Pn 内的标注角度：
法前角 γn：
在法剖面内度量的前刀面与基面间的夹角；
法后角 αn：
在法剖面内度量的切削平面与后刀面间的夹角；
法楔角 βn：
在法剖面内度量的前刀面与后刀面间的夹角，且 βn＝90°―γn―αn。
5、刀具材料应具备哪些性能？
常用的刀具材料有哪几种？
答：
刀具材料应具备：
高的硬度和耐磨性；
足够的强度和韧性；
高的耐热性与化学稳定性；
良好的工艺性；
较好的经济性。
常用的刀具材料有高速钢（普通、高性能）、硬质合金（钨基类 WC）。
6、简要叙述前角、后角、主偏角的作用及选择的原则。
答：
前角的作用：
1
①、影响切屑变形程度：
增大前角，可以减少切屑变形程度，从而可以减少切削
力和切削功率；
②、影响刀具耐用度：
适当增大前角有利于降低切削温度，提高刀具耐用度；
③、影响已加工表面质量、较大的前角可减少已加工表面的变形、加工硬化和剩
余应力，并能抑制积屑瘤和鳞刺的产生，可防止切削过程中的振动；
④、影响刀具强度和受力性质：
较小的前角将使切削刃和刀头承受的弯曲应力减
小，有利于避免崩刃和刀头碎裂；
⑤、影响切削：
减小前角，可使切削变形程度增大，有利于断屑。
前角的选择原则：
①、加工塑性材料时，取较大的前角；
②、刀具材料中，高速钢具有较高的强度和韧性，故其刀具前角一般比硬质合金
大 5°～10°，陶瓷刀具的前角比硬质合金还应取得更小些；
③、粗加工，断续切削时，切削力大，易受到冲击力作用，为保证切削刃有足够
的强度，应取较小的前角；而精加工中，对刀具强度要求较低，为较小切削
变形和获得高的表面质量，可取较大的前角；
④、工艺系统刚性差或机床功率不足时，应取较大前角，以减小切削力；
⑤、在数控机床、自动线、自动机床上、为增大刀具工作的可靠性防止刀具发生
破损，应取较小的前角。
后角的作用：
①、增大后角可减小后刀面与工件之间的摩擦，并使刀具刃口锋利，以利于提高
已加工表面的质量；
②、在磨钝标准 VB 相同的情况下，增大后角可提高刀具的耐用度；
③、在前角一定的条件下，较小的后角可使刀具楔角增大，刀具强度提高，改善
散热条件，并可减小切削过程中的振动，另外，当 NB 一定时，如后角较小，
刀具耐用度提高。
后角的选择原则：
①、粗加工、强力切削及受冲击力作用的刀具，应取较小的后角，以保证刀具有
足够的刃口强度；精加工中应取较大的后角，以减小摩擦并使刃口锋利，有
利于提高已加工表面的质量；
②、加工塑性较大的工件时，后刀面摩擦对刀具磨损及工件表面质量影响较大，
宜取较大的后角；切削脆性材料时，切削力、切削热集中在刀刃附近，为保
证刀具刃部强度，应取较大的后角；另外，加工强度、硬度较高的材料，应
取较小的后角；
③、工艺系统的刚性较差时，应取较小的后角，以增强后刀面对振动的阻尼作用，
减小或避免切削过程中的振动；
④、对一些定尺寸刀具、如拉刀、铰刀。
为减小刀具重磨尺寸的变化，应取较小
的后角。
主偏角的作用：
①、主偏角减小，刀头强度高，散热条件好，刀具耐用度提高；
②、主偏角减小，加工表面粗糙度值小；
③、主偏角小，背向力大，断屑效果差；
④、如果主偏角较大，所产生的影响则与上述情况相反。
主偏角的选择原则：
2
①、工艺系统刚性足够时，选较小的主偏角，以提高刀具的耐用度；工艺系统刚
性不足时，应选较大的主偏角，以减小背向力；
②、工件材料的强度、硬度很高时，为了提高刀具的强度和耐用度，一般取较小
的主偏角，加工一般材料时，主偏角可取大一些；
副偏角的作用：
副偏角小，刀具与工件已加工表面的挤压和摩擦增加，对已加工表面的粗糙度值
有减小作用，但刀具磨损增加，降低了刀具耐用度；若加大此角度，又使刀具强度降
低，工件表面粗糙度值增加。
副偏角的选择原则：
通常在加工条件允许的情况下，选取较小的副偏角。
刃倾角的作用：
①影响排屑方向；
②影响切削刃强度；
③影响切削刃的锐利性。
刃倾角的选择原则：
根据刀具强度、流屑方向和加工条件而定。
7、切削用量的选择原则。
答：
切削用量的选择，首先选择一个尽量大的切削深度 ap，其次选择一个大的进给量
f，最后根据已确定的 aP 和 f，并在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合
理的切削速度 v。
8、何谓影响砂轮特性的五因素？
答：
磨料、粒度、结合剂、硬度、组织。
9、常用的砂轮磨料及其应用范围。
答：
①刚玉类：
棕刚玉，适用磨削碳钢、合金钢、铸铁、硬青铜；
白刚玉，适用磨削淬硬钢、高速钢、高碳钢；
铬刚玉，适用磨削淬硬钢、高速钢、高碳钢。
②碳化硅类：
黑碳化硅，适用磨削铸铁、黄铜、铝、非金属材料；
绿碳化硅，适用磨削硬质合金、宝石、陶瓷、玻璃；
③人造金刚石：
适用磨削硬质合金、宝石、光学玻璃、半导体，切割石材和地质
转头。
④立方氮化硼：
适用磨削高温合金、高速钢、不锈钢。
10、什么是机床的外联系传动链和内联系传动链？
答：
外联系传动链是联系动力源与执行件之间的传动链，使执行件获得一定的速度和
动力，但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。
它只影响被加工零件
的表面质量和生产率，但不影响被加工零件表面形状的性质。
内联系传动链是联系构成复合运动的各个分运动执行件的传动链，传动链所联系
的执行件之间的相对运动有严格的要求，构成了轨道联系。
它影响被加工零件表
面形状的性质。
3
11、根据机床的传动系统图，写出主运动的传动路线表达式，计算主轴的最高转速及
最低转速。
解：
主运动传动表达式：
电动机→
φ126
φ 256
⎧36 ⎫
⎪ ⎪
⎪ ⎪
→Ⅰ→ ⎨ ⎬
⎪ 48 ⎪
⎪ ⎪
⎪30 ⎪
⎪ 42 ⎪
⎧ 42 ⎫
⎪ ⎪
⎬
⎪ 22 ⎪
⎪62 ⎪
⎧60 ⎫
⎪ ⎪
⎪18 ⎪
⎪72 ⎪
最高转速：
nmax＝1440×
最低转速：
nmin＝1400×
126
256
126
256
×
×
36
36
24
48
×
×
42
42
22
62
×
×
60
30
18
72
＝1417 r/min
＝31.5 r/min。
12、试分析下列几种车螺纹时的传动原理图各有什么优点？
答
案：
1、
方案
a 主
运动
传动链和车螺纹传动链平衡式：
n 主 = n 电机×uv×uf； S = 1（主轴）×uf ×tJ
2、方案 b 主运动传动和车螺纹传动链链平衡式：
n 主 = n 电机×uv；S = 1（主轴）×uv×uf ×tJ
3、方案 c 主运动传动和车螺纹传动链链平衡式：
n 主 = n 电机×uv；S = 1（主轴）×uf ×tJ
从上式可以看出，方案 a 的 n 主中含有 uf 换置器；而方案 b 的 S 中含有 uv
换置器；只有方案 c 中 n 主和 S 只有一个换置器，在主轴变速和车不同螺纹时互不影响，所以该方
案为最佳。
13、根据 Y3150 滚齿机的传动原理图，按要求分别写出主运动、展成运动、垂直进给
运动和差动运动的：
A、确定两末端件；B、计算位移；C、传动链；
D、确定其属于“外联系传动链”还是“内联系传动链”？
解：
4
uv
合成
ux
uf
uy
主运动：
两末端件分别为电动机与滚刀；
传动链：
电动机→1→2→uv→3→4→滚刀，属于外联系传动链；
位移计算：
n 刀＝1000v/πD；
展成运动：
两末端件分别为滚刀与工件；
传动链：
滚刀→4→5→合成→6→7→ux→8→9→工件，属于内联系传动链；
位移计算：
1/K 转（滚刀）→1/Z 转（工件），其中 K 为滚刀头数，Z 为工件齿数；
垂直进给运动：
两末端件分别为工件与刀架升降丝杆；
传动链：
工件→9→10→uf→11→12→刀架升降丝杆，属于外联系传动链；
位移计算：
1 转（工件）→fmm（滚刀垂直进给量）；
差动运动：
两末端件分别为刀架与工件；
传动链：
刀架→12→13→uy→14→15→合成→6→7→ux→8→9→工件，属于
内联系传动链；
位移计算：
刀具移动一个导程 T→工件转一转。
14、机械制造所用的毛坯有哪几种？
如何表示毛坯图？
答：
①、铸件；
②、锻件；
③、焊接件；
④、型材：
各种线材、管料、棒料、板料、异型断面型材等。
毛坯图的表示方法：
①、用双点画线表示经切削加工的表面，在剖面图上用交叉十字线表示加工余量；
②、毛坯图上尺寸包括加工余量，方便起见，可标出成品尺寸，但需要加括号；
③、在毛坯图上可用符号表示初次机械加工工序的基准面；
④、在毛坯图上注有材料的规格及其必要的技术条件；
⑤、在毛坯图上注有检验的主要尺寸及其公差，一些次要尺寸可不标注。
15、获得尺寸精度的方法有哪几种？
试切法和调整法加工主要用于何种情况？
答：
获得尺寸精度的方法有：
5
①、试切法——先试切出很小的一段加工表面，测量试切所得的尺寸，再试切，
再测量，如此经过两三次试切和测量，达到图纸要求的尺寸，再
切削整个待加工表面。
用于单件、小批量的生产。
②、调整法——利用机床上的行程装置、夹具、对刀装置或样件预先调整好刀架，
使刀具相对于机床或夹具达到一定的精度要求，然后直接加工一
批工件。
用于大批量生产中。
③、定尺寸刀具法——刀具尺寸一定，如在孔加工中，钻头，铰刀等是有一定尺
寸精度的，故加工出来的孔的尺寸也是一定的。
④、自动控制法——使用一定的装置，在工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。
具体方法有两种：
自动测量和数字控制。
043
16、在磨床上加工销轴，要求外径 d = 12--0.016 ，抽样后测得，x = 11.974 mm
σ=0.005mm,其尺寸分布符合正态分布（见图），试分析该工序的加工质量。
解：
① CP =
T
6σ
=
0.027
6 ⨯ 0.005
= 0.9 < 1
工艺能力系数 Cp＜1，工艺能力不足，可能生产少量不
合格产品。
②测得工件最小尺寸：
dmin= x - 3σ = 11.974 - 0.015 = 11.959 mm＞Amin=11.957mm
故不会产生不可修复的废品。
③测得工件最大尺寸：
dman= x + 3σ = 11.974 + 0.015 = 11.989 mm＞Aman=11.984mm
故要产生可修复的废品。
④可修复的废品率 Q = 0.5 - Φ（Z B ）
其中：
ZB =
11.984 - 11. 974
0.005
= 2
查表 6-3，当 ZB=2 时， Φ（Z B ） = 0.4774
Q = 0.5 - 0.4774 = 0.0226 = 2.26%
0
17、设在无心磨床上磨削小轴工艺过程是稳定的，要求保证小轴φ12-0.035 ，试磨一批后,
测得 x = 11.975 , σ=0.005, 试计算工艺能力系数,并判断该工序会否产生废品?
是否需
要作进一步的调整?
（单位是 mm）
解：
CP =
T
6σ
=
0.035
6 ⨯ 0.005
= 1.167
从图可知，会产生一小部分废品，故需作进一步调
整，从理论上讲，只要试切尺寸调大 0.0075,使分布曲
6
线与公差带中心重合即可。
（0.0075=11.9825 – 11.975 ）
0
18、镗一批零件的内孔，其图样规定尺寸为φ 20+0.1 ，根据测量结果此工序的尺寸分布
曲线是按正态分布，其 σ=0.026mm, 曲线的顶峰位置和公差的中心点相差 0.023mm,公
差的中心点偏于左端, 试求其合格率和废品率。
解：
设图为该零件的尺寸分布曲线，合格率可由 A 及 B 两部分面积来计算：
Z A =
Z B =
x A
σ
xB
σ
=
=
0.5T + 0. 023
0.026
0.5T - 0.023
0.026
=
=
0.5 ⨯ 0 .1 + 0.023
0.026
0.5 ⨯ 0.1 - 0.023
0.026
= 2.8
= 1.00
由表 6-3 查出：
ZA=2.8；ZB=1.00 时, Ф（ZA）=0.4974；Ф（ZB）=0.3413
合格率=（0.4974 + 0.3413）×100% = 83.87%
废品率=（0.5-0.3413）×100% =15.87%
从分布可知,这时所出废品,尺寸均大于零件图的上限尺寸,不可修复。
19、什么是基准、设计基准和工艺基准？
其中工艺基准又分为哪几种？
答：
基准就是零件上的一个点、一条线或一个表面，根据这些点、线和面来确定零件
上其他点、线、面的位置，前者称为后者的基准。
设计基准是在零件设计图纸上用以确定其他点、线、面位置的基准。
即零件图纸
上标准尺寸的起点。
工艺基准是在加工和装配过程中所采用的基准。
根据用途不同工艺基准可分为：
工序基准：
在工序图纸上，用以标定被加工表面位置的点、线或面；
定位基准：
加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线或面；
装配基准：
在装配时，确定零件位置的点、线、面；
测量基准：
在测量时，确定零件位置或零件上被测的点、线、面。
20、简述粗基准的选择原则。
答：
选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，不加工表面的
尺寸，位置符合图纸要求，故其选择原则是：
①、相互位置要求原则：
为保证不加工与加工表面之间的相互位置要求，一般选
择不加工的表面为粗基准；
②、余量均匀原则：
具有较多加工表面的零件，粗基准的选择应合理地分配各工
序的加工余量，对重要表面，尽量使加工余量均匀；
③、余量足够原则：
具有较多加工表面的零件，粗基准的选择应保证各加工表面
有足够的加工余量；
④、切除总余量最少原则：
具有较多加工表面的零件，粗基准的选择应保证各加
工表面总的金属切除量最少，故选择加工面积大，形状复杂的表面为粗基准；
7
⑤、粗基准不重复使用原则：
粗基准本身精度低、粗糙度数值大，故不宜重复使
用。
21、简述精基准的选择原则。
答：
①、基准重合原则：
选择设计基准作为定位基准，且不存在基准不重合误差；
②、基准统一原则：
选用统一的基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度；
③、自为基准原则：
加工工序要求余量小而均匀时，选择加工面本身为精基准，
该加工面与其他加工面之间的位置精度由事先工序保证；
④、互为基准原则：
需要获得均匀的加工余量或较高的位置精度时选用。
22、一般零件加工质量较高时，常将工艺阶段划分为哪几个阶段？
答：
零件加工质量要求较高时常将工艺阶段划分为：
①、粗加工阶段：
切除大部分的加工余量，故主要问题是如何获得高的生产率，
并为半精加工提供余量；
②、半精加工阶段：
使表面消除粗加工留下的误差，同时完成次要表面的加工，
并为精加工作好准备，一般在最终热处理之前进行；
③、精加工阶段：
保证各主要表面达到图纸规定的技术要求；
④、精密和超精密加工阶段：
降低表面粗糙度数值和获得较高的精度以及提高表
面层的物理力学性能，但一般不能纠正位置错误。
23、简要回答什么是工序集中与分散？
答：
工序集中是将零件加工集中在少数几道工序，而每道工序所包含的加工内容却很
多。
其特点是：
a、减少了工件的安装次数，缩短了辅助时间；
b、减少了工序数目，缩短了工艺路线；
c、减少了设备、操作工人和生产面积；
d、有利于高效专用机床和工艺装备，提高生产率；
f、专用设备和工艺装备较复杂，生产准备工作和投资都较大，转换产品比较困难。
工艺分散是将零件加工分得很细，工序多，工艺路线长，而每道工序包含的加工内
容却很少。
其特点是：
a、可用通用机床和工艺装备，生产准备工作量少，容易实现产品品种的变换；
b、调整工作容易，对工人技术水平要求不高；
c、有利于选择合理的切削用量；
d、机床设备数量多，占地面积大，工人数量也多。
24、简述机加工工序安排的原则，热处理工序安排的原则。
答：
机加工工序安排的原则是：
a、先基面后其他：
先把精基准加工出来，以便为后续工序的加工提供精基准；
b、先主后次：
是因为次要表面的加工工作量一般都较小，而且它们和主要表面往
往有相互的位置要求；
c、先粗后精：
粗加工→半精加工→精加工→精密加工及超精密加工。
d、先面后孔：
对平面轮廓尺寸较大的零件，用平面定位比较稳定可靠，故选择平
面作为定位基准，从而先加工平面后加工孔。
8
热处理工序安排的原则是：
a、预备热处理：
改善加工性能，消除内应力和为最终热处理作好准备；
b、最终热处理：
提高材料的硬度和强度。
25、简述确定加工余量的方法有哪三种？
答：
a、计算法：
根据影响加工余量的因素逐项分析计算。
精确但耗时。
b、经验估算法：
c、查表修正法：
以生产实际情况和试验研究积累的关于加工余量的资料数据查取。
26、用查表法，确定主轴箱主轴孔各工序的加工余量，工序尺寸及公差，图纸规定孔
0
径尺寸为φ100+0.035 ，Ra0.8μm，毛坯是铸造件，工艺过程为：
粗镗孔→半精镗孔→
精镗孔→浮动镗孔。
解：
根据查手册和计算，结果如下表：
工序名称工序余量精度等级工序基本尺寸工序尺寸及偏差
浮动镗孔0.7mmH7（+0.035）
精镗孔1.3mmH8（+0.054）
半精镗孔2.5mmH10（+0.14）
粗镗孔4.0mmH11（+0.22）
φ100mm φ100+0.035mm
φ99.3mm φ99.3+0.054mm
φ98mm φ98+0.14mm
φ95.5mm φ95.5+0.22mm
铸造孔8.5mm
+1
-2
φ91.5mm φ91.5 +-12 mm
27、如图所示的零件图，其部分高度方向设计尺寸为 50-0.1 mm 及 200
0+0.25
mm。
有关的表
0
面加工顺序是：
铣底面 1；以底面为基准铣表面 3，保持工序尺寸 A1 = 50-0.1 mm；再铣
0
表面 2。
在表面 1 和 3 加工以后对表面 2 加工时，设计尺寸 20+0.25 mm 的设计基准是表
面 3，但此表面不宜作定位基准。
在成批、大量生产用调整法加工的情况下，为了便于
调整铣刀的位置等，以表面 1 为定位基准，工序尺寸标注为 A2 的形式。
试求工序尺寸
A2 的基本尺寸和上、下偏差。
→←
00
解：
从尺寸链图中分析得知：
A1 = 50-0.1 ； A2 ； A0 = 20+0.25
①计算基本尺寸：
由 A0 = A1 - A2 得：
A2 = A1―A0 = 50―20 = 30
②计算上偏差：
由 EIA0=EIA1-ESA2 得：
9
ESA2=EIA1-EIA0=-0.1-0=-0.1
③计算下偏差：
由 ESA0=ESA1-EIA2 得：
EIA2=ESA1-ESA0=0-0.25=-0.25
∴工序尺寸
10
A2 = 30--0.25 = 29.9-0.15
0
28、如图所示的轴承碗，其部分设计尺寸为 50-0.1 mm,和
00
10-0.5 mm,这些尺寸的公差应予保证。
设计尺寸 50-0.1 mm 的
设计基准是 B 面,但在单件、小批生产中选用 B 面为测量基
准测量不方便，故选 A 面作为测量基准，而标注为容易测量
的工序尺寸 A1。
试求工序尺寸 A1 的基本尺寸和上下偏差。
←
0
；
→
A1
；
由于设计尺寸（组成环）100-0.5 mm 的公差太大,应小于封闭环 A0 的公差, 取 A2 = 10-0.05
∴工序尺寸 A1 = 60-0.1 = 59.90
A0 = 50-0.1
←
0
①计算基本尺寸：
由 A0 = A1 - A2 得：
A1 = A0 + A2 = 50+10 = 60
②计算上偏差：
由 ESA0=ESA1-EIA2 得：
ESA1=ESA0+EIA2=0+（-0.05）=-0.05
③计算下偏差：
由 EIA0=EIA1-ESA2 得：
EIA1=EIA0+ESA2=-0.1+0=-0.1
-0.05+0.05
0
由此可见，为了间接保证设计尺寸 50-0.1 mm 的要求，需要对工序尺寸 A1 和 A2 的
0
公差规定很小（原设计尺寸10-0.5 mm 的公差较大），影响生产率。
在大批、大量生产中，
0
仍可使用测量基准与设计基准重合，标注工序尺寸 50-0.1 mm，以免影响生产率的提高。
为了方便量度，需要有一套专用量具。
29、机床夹具由哪几部分组成？
每个组成部分起何作用？
答：
a、定位元件：
确定工件在夹具中的位置；
b、夹紧装置：
用来夹紧工件；
c、对刀和引导元件：
用来确定刀具位置或引导刀具方向；
d、连接元件：
用来确定夹具和机床之间的正确位置；
10
其相关尺寸和位置精度取零件相应公差的 （ ～ ）。
e、其他元件或装置：
f、 夹具体：
将夹具的各组成元件和装置连接成整体。
30、试分析使用夹具加工零件时，产生加工误差的因素有哪些？
在设计时，其相关尺
寸和位置精度取零件相应公差的多少？
答：
使用夹具产生的加工误差有：
定位误差、夹紧误差、夹具在机床上的安装误差、
夹具制造误差和刀具调整误差等。
1 1
53
31、试分析连杆工件在夹具中的平面及 V 形块上定位，如图所示。
限制了哪几个自由
度？
是否属于重复定位或欠定位？
若定位不合理又应该如何改正？
→↔↔
答：
平面限制：
ZX Y
→→
V1 形块限制：
YX
→
因此：
在 X 上是过定位，可以将其中的一个 V
→
形块限制做成沿 X
升级会员 