机械制造基础理论复习答案.docx

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机械制造基础理论复习答案

一、名词解释

1.基面：

过主切削刃上的选定点，并垂直于该点切削速度方向的平面。

2.切削平面：

过主切削刃上的选定点，与主切削刃相切，且垂直于基面的平面。

3.标注前角：

在正交平面测量的前刀面与基面的夹角。

4.后角：

在正交平面内测量的后刀面与切削平面之间的夹角

5.刃倾角：

在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。

6.主偏角：

在基面内测量的主切削刃和进给方向的夹角。

7.切削速度：

指切削加工时，刀刃上的选定点相对于工件的主运动速度。

8.磨钝标准：

指刀具后刀面磨损带中间部位平均磨损量VB允许达到的最大值。

9.刀具耐用度：

刀具从开始切削，至磨损量达到磨钝标准所经过的实际切削时间。

10.六点定位原理：

用六个合理分布的支承点分别限制工件的六个自由度，使工件位置完全确定的方法。

11.不完全定位：

指工件被限制的自由度少于六个，但能满足加工要求。

12.欠定位：

指工件被限制的自由度少于六个，且不能满足加工要求。

13.过定位：

也叫重复定位，指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。

14.定位误差：

同批工件在夹具中定位时，工序基准在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大变动量。

15.基准不重合误差：

工件的工序基准与定位基准不重合导致的工序基准位置相对定位基准的最大变动量

16.加工误差：

零件加工后的实际参数和理想几何参数的偏离程度。

17.加工精度：

零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。

18.原始误差：

由机床，刀具，夹具，和工件组成的工艺系统的误差。

19.误差敏感方向：

过切削刃上的一点并且垂直于加工表面的方向。

20.误差复映：

工件加工前的误差以类似的规律反映为加工后的误差的现象。

21.主轴回转误差：

指主轴瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。

22.表面质量：

通过加工方法的控制，使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。

包括表面的几何形状特征和表面的物理力学性能状态。

23.工艺过程：

在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过程。

24.工艺规程：

人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产这些工艺文件即为工艺规程。

25.工序：

一个工序是一个或一组工人在一台机床（或一个工作地），对同一工件（或同时对几个）所连续完成的工艺过程。

26.工步：

在加工表面不变，加工刀具不变，切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。

27.定位：

使工件在机床或夹具中占有准确的位置。

28.夹紧：

在工件夹紧后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

29.装夹：

就是定位和夹紧过程的总和。

30.基准：

零件上用来确定点线面位置是作为参考的其他点线面。

31.设计基准：

在零件图上，确定点线面位置的基准。

32.工艺基准：

在加工和装配中使用的基准。

包括定位基准、度量基准、装配基准。

33.生产纲领：

指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

34.工序余量：

指相邻两工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金属层厚度。

35.表面冷作硬化：

加工后工件表层因塑性变形而使其强度、硬度提高的现象。

36.残余应力：

指在没有外力作用下或去除外力后工件内存留的应力

37.传动链：

从一个元件到另一个元件之间的一系列传动件。

38.内联系传动链：

传动链的两个末端件的转角或位移量之间如果有严格的比例关系要求。

39.加工经济精度：

指在正常加工条件下所能保证的加工精度。

40.工艺系统刚度：

指作用于工件加工表面法线方向上的切削分力与刀具在切削力作用下相对于工件在该方向上的位移的比值。

41.砂轮的硬度：

指砂轮在磨削加工时，磨粒脱落的难易程度。

42.工艺尺寸链：

在零件的加工过程中，有同一零件有关工序尺寸所组成的尺寸链。

43.封闭环：

在零件加工或机器装配过程中，最后自然形成（即间接获得或间接保证）的一个尺寸。

44.基准：

用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。

45.顺铣：

切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向相同。

46.随机误差：

47.零件的结构工艺性：

二、简答题

1.什么是误差复映，减少复映的措施有哪些？

误差复映：

指工件加工后仍然具有类似毛坯误差的现象（形状误差、尺寸误差、位置误差）

措施：

多次走刀；提高工艺系统的刚度。

2.什么是磨削烧伤？

影响磨削烧伤的因素有哪些？

磨削烧伤：

当被磨工件的表面层的温度达到相变温度以上时，表面金属发生金相组织的变化，使表面层金属强度硬度降低，并伴随有残余应力的产生，甚至出现微观裂纹的现象。

影响因素：

合理选择磨削用量；工件材料；正确选择砂轮；改善冷却条件。

3.什么是传动链误差？

提高传动链传动精度的措施有哪些？

传动链误差：

指传动链始末两端传动元件间相对传动的误差。

措施：

缩短传动链；降速传动，末节大降速比；提高传动元件的制造精度和装配精度；误差补偿装置。

4.减少工艺系统受热变形的措施?

减少发热和隔热；改善散热条件；均衡温度场；改进机床机构；加快温度场的平衡；控制环境温度。

5.什么是工艺系统的刚度？

误差产生的原因？

工艺系统刚度：

垂直作用于工件加工表面（加工误差敏感方向）的径向切削分力与工艺系统在该方向的变形之间的比值。

原因：

在机械加工过程中，机床、夹具、刀具、和工件在切削力的作用下，都将分别产生变形y机、y夹、y刀、y工，致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化，使工件产生误差。

6.工艺规程的设计规则？

所设计的工艺规程应能包装零件的加工质量（或机器的装配质量），达到设计图样上规定的各项技术要求；

应使工艺过程具有较高的生产率，使产品尽快投放市场；

设法降低制造成本；

注意减轻工人的劳动程度，保证生产安全；

7.什么是粗基准？

精基准？

选择原则？

精基准：

用加工过的表面作为精基准；基准重合原则，基准统一原则，互为基准，自为基准

粗基准：

选用工件上未加工的表面作为基准；

保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则

合理分配加工余量的原则

便于装夹的原则

粗基准一般不得重复使用的原则

8.什么叫加工余量？

影响加工余量的因素？

加工余量：

毛坯上留作加工用的表面层

影响因素：

上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层深度

上工序的尺寸公差

尺寸公差中没有包括的上工序留下的空间位置误差

本工序的装夹误差

9.什么叫时间定额?

组成部分？

时间定额：

在一定的生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。

组成部分：

基本时间、辅助时间、布置工作地时间、休息和生理需要时间、准备与终结时间

10.夹具的工作原理？

使工件在夹具中占有正确的加工位置。

这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面（定位元件上起定位作用的表面）接触、配合或对准来实现的；

夹具对于机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构又保证定位元件定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精度要求。

使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。

11.什么叫定位误差？

定位误差产生的原因？

设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量

原因：

定位基准和设计基准不重合产生的定位误差

定位副制造不准确产生的定位误差

12．夹紧力方向和作用点的确定原则？

方向确定原则：

垂直于主要的定位基准面

使夹紧力最小

使工件变形最小

作用点的确定原则：

应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内

落在工件刚性好的部位

尽可能靠近加工面，这可减少切削力对夹紧力的力矩，从而减轻工件的振动

13．机械加工工序安排的原则？

基准先行

先主后次

先粗后精

先面后孔

14．影响表面粗糙度的因素？

切削加工：

刀具几何形状的复映；工件材料的性质；切削用量；切削液。

磨削加工：

砂轮的粒度；砂轮的硬度；砂轮的修整；磨削速度；磨削径向进给量与光磨次数；工件的圆周进给速度和轴向进给量；冷却液润滑。

15．减少原始误差的措施？

减少原始误差；转移原始误差；均分原始误差；均化原始误差；误差补偿。

16.在车床上加工一批轴的外圆，加工后经测量有如图3所示的锥形形状误差，试分析可能产生上述形状误差的主要原因。

解：

（1）车床纵导轨在水平面内的直线度误差；

（2）刀具线性磨损；

（3）车床纵导轨与工件回转轴线在水平面内不平行；

（4）误差复映。

在车床上加工一批轴的外圆，加工后经测量分别有如图4所示的鞍形形状误差，试分析可能产生上述形状误差的主要原因。

解：

（1）车床纵导轨在水平面内的直线度误差。

（2）车床纵导轨与工件回转轴线在垂直面内不平行

（3）工件刚度远远大于车床刚度。

（4）误差复映现象。

图2齿轮孔的局部图

17.图2所示为齿轮孔的局部图，设计尺寸是：

孔

mm需淬硬，键槽尺寸深度为

mm。

孔和键槽的加工顺序是：

1）镗孔至

mm。

2）插键槽，工序尺寸为A。

3）淬火热处理。

4）磨内孔至

mm，同时保证

mm（假设磨孔和镗孔时的同轴度误差很小，可忽略）。

试求插键槽的工序尺寸及其公差。

解：

（1）由题意，列尺寸链如图所示。

（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：

尺寸

为封闭环，解之得：

18.在轴上铣一键槽，工件的定位方案如图4所示，试求尺寸A的定位误差。

图4铣平面定位方案

解：

（1）求A的基准不重合误差：

由定位方案可知，基准不重合误差等于零，即

。

（2）求A基准位移误差：

1）求工件外圆尺寸变化引起的基准位移误差

由V型块定位误差可知：

工件外圆尺寸变化引起的基准位移误差为：

2）尺寸10的变化引起的基准位移误差为：

由于V型块角度为45度，尺寸10的变化所引起的基准位移误差为：

（3）尺寸A的定位误差为：

19．加工图3所示零件，要求保证尺寸（6±0.1）mm。

由于该尺寸不便测量，只好通过测量尺寸L来间接保证。

试求测量尺寸L及其上、下偏差？

解：

（1）由题意，列尺寸链为：

为封闭环。

（2）解尺寸链可得测量尺寸L及其上下偏差：

mm

20．图2所示为滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图。

试分析直齿圆柱齿轮的母线、导线分别是什么线？

分别用什么方法形成？

分别需要几个成形运动（用图中符号表示）？

列出全部传动链，并分别说明是内联系还是外联系（10分）。

图2滚切直齿圆柱齿轮传动原理图

答：

母线：

渐开线，由展成法形成，需要一个复合的表面成型运动，可分解为滚刀旋转运动

和工件旋转运动

；

导线：

直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚刀沿工件的轴向运动

。

展成运动传动链：

滚刀----4----5---

----6-----7-----工件，滚刀旋转运动

和工件旋转运动

之间保持严格的相对运动关系，属于内联系传动链；

主运动传动链：

电动机-----1----2----

------3----4----滚刀，与动力源直接相连，属于外联系传动链；

进给运动传动链：

工件-----7-----8-----

-----9-----10------刀架升降丝杠，工作台为间接动力源，属于外联系传动链。

21．如图5所示，以外圆柱面在V形块上定位，在插床上插内键槽，已知外径

，内径

，外径A对内径d的同轴度允差为φ0.02mm,试计算加工尺寸H的定位误差。

解：

外圆柱面在V形块上定位，定位基准为外圆柱面的中心线，外圆柱面为定位基面。

，

的方向均与工序尺寸H的方向相同，所以

。

由于外圆柱面制造公差

=0.03mm，则基准位移误差为：

工序基准为内圆柱面的下母线，与定位基准不重合，会产生基准不重合误差。

则

基准不重合误差为：

工序基准与定位基准有公共变量

，当定位基准变化时，工序基准呈反向变化，因此加工尺寸H的定位误差为：

21．切削加工中，刀具磨损的原因有哪些？

答：

（1）硬质点磨损。

硬质点磨损是由于工件基体组织中的碳化物、氮化物、氧化物等硬质点及积屑瘤碎片在刀具表面的刻划作用而引起的机械磨损。

（2）粘结磨损。

在高温高压作用下，切屑与前刀面、已加工表面与后刀面之间的摩擦面上，产生塑性变形，当接触面达到原子间距离时，会产生粘结现象。

硬质合金刀具在中速切削工件时主要发生粘结磨损。

（3）扩散磨损。

切削过程中，由于高温、高压的作用，刀具材料与工件材料中某些化学元素可能互相扩散，使两者的化学成分发生变化，削弱刀具材料的性能，形成扩散磨损。

（4）化学磨损。

在一定温度下，刀具材料与某些周围介质（如空气中的氧等）发生化学反应，生成硬度较低的化合物而被切屑带走，或因刀具材料被某种介质腐蚀，造成刀具的磨损。

计算有四类:

1）定位误差计算；

2）尺寸链计算；

3）误差统计分析

4）求工序尺寸

6.14如下图所示零件的尺寸6±0.1mm不便于直接测量，生产中一般通过测量尺寸A3作间接测量。

试确定测量尺寸A3及其偏差。

6.16下图为轴套类零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各端面，现需在铣床铣出右端槽并保证5-0.06及26±0.3的尺寸，求试切调刀时的度量尺寸H、A及上、下偏差。

6.17下图所示零件若以A面定位，用调整法铣平面B、C及槽D，试确定其工序尺寸及偏差。

6.19下图所示零件，其内外圆均已加工，现要铣键槽。

但铣后测量不便。

为检验槽深是否合格，需改测哪些尺寸?

试计算它们的尺寸及偏差值。

1.轴套零件如下图所示，其内外圆及断面A、B、D均已加工。

现后续加工工艺如下：

（1）以A面定位，钻φ8孔，求工序尺寸及其上下偏差。

（2）以A面定位，铣缺口C，求工序尺寸及其上下偏差。

2.轴承座零件如下图所示，除B面外，其他尺寸均已加工完毕，现工序以A表面定位加工B面，试计算工序尺寸及其偏差。