重庆交通大学机械制造技术基础考点整理.docx

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重庆交通大学机械制造技术基础考点整理

机械加工质量（包括工艺过程概述）

1、什么是工序、安装、工位、工步、走刀？

工序：

一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地）上对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。

安装：

工件通过一次装夹后所完成的那一部分工序。

工位：

一次安装内，工件在机床上所占的每一个位置。

走刀：

刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀。

2、说明加工精度、加工误差、公差的概念以及它们之间的区别？

加工精度：

零件在加工以后的几何参数（尺寸、形状和位置）的实际值与理想值的符合程度。

尺寸精度、形状精度和位置精度。

形状误差在位置公差之内，位置公差在尺寸公差之内，尺寸精度要求高时，相应的形状精度位置精度要求也高，但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度不一定高；形状精度和位置精度要求高时，相应的尺寸精度不一定高，这与零件的使用性能要求有关。

加工误差：

零件加工后的几何参数的实际值与理想值的偏离程度。

公差：

允许尺寸的变动量。

等于上极限尺寸减下极限尺寸或上极限偏差减下极限偏差。

实际生产时，加工误差控制在零件设计所规定的公差范围内就可以了；加工误差越小，加工精度越高。

3、加工质量的两大指标是？

加工精度、加工表面质量

4、何谓原始误差？

它与加工误差有何关系？

原始误差：

工艺系统本身的误差。

原始误差通过加工过程直接反映到工件上就成为加工误差

5、原始误差包括哪些内容？

6、车床导轨误差怎么影响加工精度？

车床导轨误差对刀具或工件的直线运动精度有直接影响。

导致刀尖相对于工件加工表面的位置变化，从而对工件的加工精度，主要是对形状精度产生影响。

（1）导轨在水平面内的直线度误差（导轨在水平面内的弯曲）直径误差：

（2）导轨在垂直面内的直线度误差（导轨在垂直面内的弯曲），该误差很小，一般可以忽略不计。

（3）车床前后纵导轨之间存在平行度误差时，工作台在运动过程中将产生摆动，刀尖运动轨迹为一条空间曲线，该项误差对一般车床加工表面形状误差影响很大

7、若只考虑机床刚度对加工精度的影响，在车床上加工轴得到的几何形状是什么？

轴中间内凹，两端外凸

8、以车床上常见的加工情况为例，说明工件的刚度对加工精度的影响？

（１）工件在两顶尖间加工

（２）工件在卡盘中加工

（３）工件装在卡盘上并用后顶尖支承

9、在那些加工情况下刀具的刚度对加工精度有显著影响？

减小变形措施有哪些？

多种情况下，刀具的刚度对工件精度无显著影响，但镗小直孔、钻小而深的孔等影响较大。

减小变形措施：

a.减少刀杆或刀具的悬臂量

b.加大刀杆截面积

c.镗孔时，用镗套支承进行导向；钻孔时，用钻套导向。

d.减小切削力及加工过程中切削力的变化

10、引起机床热变形的热源有哪些？

各类机床其结构、工作条件及热源形式均不相同，因此机床各部件的温升和热变形情况是不一样的。

车、铣、钻、镗类机床：

主轴箱中的齿轮、轴承摩擦发热、润滑油发热；

龙门刨床、牛头刨床、立式车床类机床：

导轨副的摩擦热；

各种磨床：

砂轮主轴轴承的发热和液压系统的发热。

11、为什么长轴经冷校直后会产生残余应力？

应力分布的情况怎样？

在外力F的作用下，工件内部的应力重新分布，如下图所示，在轴心线以上的部分产生压应力（用负号表示），在轴心线以下的部分产生拉应力（用正号表示）。

在轴心线和两条虚线之间，是弹性变形区域，在虚线以外是塑性变形区域

12、什么是加工误差的统计分析法？

加工误差的统计分析法就是以生产现场对工件进行实际测量所得的数据为基础，应用数理统计的方法，分析一批工件的情况，从而找出产生误差的原因以及误差性质，以便提出解决问题的方法。

在机械加工中，经常采用的统计分析法主要有分布曲线法和点图法。

13、什么是

点图？

为什么

点图和R点图必须结合起来应用？

为了能直接反映出加工中系统性误差和随机性误差随加工时间的变化趋势，实际生产中常用样组点图来代替单个零件点图。

单独的X点图或R点图不能全面反映加工误差的情况，必须结合起来应用。

14、

点图中，怎样区分正常波动和异常波动？

稳定性判别：

没有点子超出控制限；

大部分点子在中心线上下波动，小部分点子靠近控制限；

点子变化没有明显规律性（如上升、下降倾向，或周期性波动）。

同时满足为稳定。

15、表面质量的主要内容包括哪几项指标？

16、切削加工影响表面粗糙度的因素有哪些？

机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几何因素和物理力学因素两个方面。

几何因素：

刀尖圆弧半径rε、主偏角kr、副偏角kr′、进给量f；

要减小残留面积高度R：

减少进给量f、刀具主、副偏角，或增大刀尖圆弧半径。

物理力学因素：

（1）工件材料的影响

韧性材料：

工件材料韧性愈好，金属塑性变形愈大，加工表面愈粗糙。

故对中碳钢和低碳钢材料的工件，为改善切削性能，减小表面粗糙度，常在粗加工或精加工前安排正火或调质处理。

脆性材料：

加工脆性材料时，其切削呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。

（2）切削速度的影响

加工塑性材料时，切削速度对表面粗糙度的影响（对积屑瘤和鳞刺的影响）。

此外，切削速度越高，塑性变形越不充分，表面粗糙度值越小。

选择低速宽刀精切和高速精切，可以得到较小的表面粗糙度。

（3）进给量的影响

减小进给量f固然可以减小表面粗糙度值，但进给量过小，表面粗糙度会有增大的趋势。

（4）其它因素的影响

此外，合理使用冷却润滑液，适当增大刀具的前角，提高刀具的刃磨质量等，均能有效地减小表面粗糙度值。

17、车削加工中引起残余应力的原因？

机械加工中工件表面层组织发生变化时，在表面层及其与基体材料的交界处会产生互相平衡的弹性力。

这种应力即为表面层的残余应力。

18、表面质量中哪些指标对耐磨性有密切的关系？

哪些指标对疲劳强度有密切的关系？

表面粗糙度对零件耐磨性的影响：

表面粗糙度太大和太小都不耐磨。

表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧；

表面粗糙度太小，也会导致磨损加剧。

因为表面太光滑，存不住润滑油，接触面间不易形成油膜，容易发生分子粘结而加剧磨损。

表面粗糙度的最佳值与机器零件的工作情况有关，载荷加大时，磨损曲线向上、向右移动，最佳表面粗糙度值也随之右移。

表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响 ：

加工表面的冷作硬化，一般能提高零件的耐磨性。

因为它使磨擦副表面层金属的硬度提高，塑性降低，减少了摩擦副接触部分的弹性变形和塑性变形。

并非冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。

这是因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度“疏松”，在相对运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。

表面粗糙度对零件疲劳强度的影响：

表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。

对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。

在交变载荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起应力集中，产生疲劳裂纹。

表面粗糙度值越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。

表面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响：

适度的表面层冷作硬化能提高零件的疲劳强度。

残余应力有拉应力和压应力之分，残余拉应力容易使已加工表面产生裂纹并使其扩展而降低疲劳强度。

残余压应力则能够部分地抵消工作载荷施加的拉应力，延缓疲劳裂纹的扩展，从而提高零件的疲劳强度。

尺寸链例题和做的作业

工艺尺寸链的计算

1.定位基准、测量基准与设计基准重合时工序尺寸的确定

装配尺寸链

保证装配精度的方法

（一）完全互换装配法：

机器的各个零件按图纸规定的公差进行加工，装配时不需要选择、修配和调整就能达到规定的装配精度要求。

种计算属于公差设计计算（反计算）

相等公差法：

先假设各组成环公差相等，组成环公差的平均值，按各组成环的尺寸大小和加工难易程度，加以必要的调整。

（三）选择装配法

　　选择装配法：

是相配合的各零件按经济的加工公差（放大了的公差）制造，装配时，选择合适的零件进行组装，以保证装配精度的方法。

（1）直接选择装配法：

装配工人凭经验直接选择合适的

零件进行装配的方法。

应用较少。

（2）分组互换装配法：

产品各相配合的零件，按实测

尺寸分组，装配时按组进行互换装配以达到装配精度的方

法。

（3）复合选择装配法：

把零件测量分组，装配时再在同

组零件中选择合适的零件进行装配。

课后布置习题

机械加工工艺规程的制定

1、工艺规程及在生产中的作用？

规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，称工艺规程。

其中规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。

机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要技术文件。

工艺规程是规定零件机械加工工艺过程的工艺文件

工艺规程的作用

（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件

（2）工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据

（3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料

2、主要的工艺文件有哪些？

（1）机械加工工艺过程卡片

它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。

这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。

主要用于生产管理中

（2）机械加工工序卡

它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。

多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。

该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等

3、制订机械加工工艺规程的原始资料有哪些？

产品整套装配图、零件图、

质量标准

生产纲领、生产类型

毛坯情况

本厂现有生产条件

先进技术、工艺

有关手册、图册

4、说明下列有关精基准的选择原则：

基准重合原则：

使定位基准和设计基准或工序基准相重合

基准统一原则：

同一个（或一组）基准定位来加工尽可能多的表面

在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：

1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；

2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；

3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；

4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。

采用统一基准原则好处：

1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；

2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。

注意：

采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。

此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。

自为基准原则：

床身导轨面磨削加工

铰孔、拉孔、研磨

浮动镗刀块镗孔

5、粗基准的选择原则是什么

重点考虑：

加工表面与不加工表面的相对位置精度，各加工表面有均匀的余量

（1）选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度

（2）为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。

（3）粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。

（4）粗基准应避免重复使用。

在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。

6、选择表面加工方法时为什么要考虑工厂现有设备和技术的发展？

为了充分利用现有设备和考虑设备的负荷平衡，同时还应考虑到推广新技术、新工艺，不断提高工艺水平。

7、划分加工阶段的原因？

各加工阶段的主要作用是什么？

8、工序集中与工序分散的特点？

1、工序集中就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。

每道工序的加工内容较多。

1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；

2）有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高；可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；

3）可减少机床数量，减少了操作工人人数和减小生产面积，并有利于管理。

2、工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。

每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅一个简单工步。

1）每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，易于组织流水生产。

2）对操作工人技术水平要求不高。

3）设备数量多，操作工人多和生产面积大。

9、机械加工顺序的安排原则是什么？

先基准后其他——先加工基准面，再加工其他表面。

先面后孔——有两层含义：

1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定。

2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生。

先主后次——也有两层含义：

1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面的加工面较小，常常从加工方便与经济角度出发进行安排。

2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。

先粗后精

9，影响加工余量的因素有哪些？

10、时间定额包括哪些？

提高劳动生产率的工艺措施？

时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间

T单=t基+t辅+t服+t休

单件时间：

完成一个工件的一个工序的时间称为单件时间td；

基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间（以车削为例）；

辅助时间是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。

如装卸工件、开停机床、改变切削用量、试切和测量工件、引进及退回刀具等动作所需时间都是辅助时间。

布置工作地时间是为使加工正常进行，工人照管工作地（如换刀、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。

一般按作业时间的2％～7％估算。

休息和生理需要时间是指工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。

一般按作业时间的2％估算。

工件的定位和机床夹具

1、什么是欠定位？

过定位？

定位与夹紧的区别是什么

欠定位：

欠定位是指工件实际定位所限制的自由度少于按其加工要求所必须限制的自由度时的定位状态。

由于应限制的自由度未被限制，必然无法保证工序所规定的加工要求，因此欠定位在生产中是不允许的。

过定位：

定位元件重复限制工件同一自由度的定位状态称为过定位。

这种定位状态是否允许采用，主要从它产生的后果来判断。

当过定位导致工件或定位元件变形，工件与定位元件干涉，明显影响工件的定位精度时，不能采用。

定位是工件在夹具中获得正确的位置；夹紧是保证定好的位置不因外力的作用而发生改变

2、机床夹具有哪几部分组成？

定位元件及定位装置、夹紧元件及夹紧装置、对刀及导向元件、连接元件、其他元件及装置

夹具体

3、专用机床夹具装夹工件的特点

专用机床夹具是为某零件的某道工序专门设计制造的夹具。

多用于批量生产中。

（1）工件直接装入夹具，不再需要找正便可将工件夹紧。

（2）工件通过夹具相对于机床也占有了正确的位置。

（3）夹具上还有确定刀具位置的元件，工件通过夹具相对于刀具也有占有了正确的位置。

4、什么是自锁？

当外加的夹紧作用一旦消失或撤除后，夹紧机构在纯摩擦力的作用下，仍应保持其处于夹紧状态而不松开。

5、孔与心轴间隙配合定位时产生定位误差的原因

在理想状态时，孔与心轴配合间隙为0，孔的轴线与心轴的轴线重合。

但工序基准与定位基准是不重合的。

基准不重合误差，以

表示：

心轴与孔存在最小间隙和孔及心轴本身的制造误差，如果不考虑外圆dg的误差。

定位基面（孔）和定位元件（心轴）制造不准确，而使定位基准在工序尺寸方向上产生最大位置变化，引起的加工误差称为基准位移误差:

6、在夹具设计中，对夹紧装置有哪些基本要求？

（1）夹紧时不能破坏工件的定位。

（2）夹紧准确、安全、可靠、动作迅速、操作方便省力。

（3）夹紧变形小。

（4）结构简单，制造容易。

（5）具有良好的自锁性能。

7、设计和选用夹紧装置的基本原则？

1.与夹紧力作用点有关的准则：

（1）夹紧力的作用点应能保持工件定位稳固

（2）夹紧力应落在工件刚性较好的部位上

（3）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件被加工面，以减小切削力对该作用点的力矩，减小振动。

必要时，在工件刚性差的部位增加辅助支承，并施加夹紧力，以减小变形和振动。

2.与夹紧力方向有关的准则：

（1）垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度。

（2）有利于减少夹紧力

夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力