2014-2015学年第二学期机械制造技术基础作业
1、何谓切削用量三要素怎样定义?如何计算?
答：切削用量三要素：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap；
切削速度Vc：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体（刀具或工件）上
外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下： m/s或m/min式中
d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）;
n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
进给量f：进给速度Vf是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
Vf = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min
背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位 mm。
外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算： mm
对于钻孔工作 ap = mm
上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。
2、刀具标注角度参考系有哪几种?它们是由哪些参考平面构成?试给这些参考平面下定义?
答：刀具标注角度的参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。
构成：⑴即正交平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以，该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。
⑵法平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和法平面Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参考系。
⑶假定工作平面参考系：由基面Pr、假定工作平面Pf和背平面Pp构成的空间三面投影体系称为假定工作平面参考系。
定义：⑴基面Pr：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的安装面（或轴线）的平面。例如：普通车刀的基面Pr，可理解为平行于刀具的底面；
⑵切削平面Ps：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。它也是切削刃与切削速度方向构成的平面；
⑶正交平面Po：过切削刃选定点，同时垂直于基面Pr与切削平面Ps的平面；
⑷法平面Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面；
⑸假定工作平面Pf：过切削刃选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面Pr的平面；
⑹背平面Pp：过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平面Pf与基面Pr的平面。
3、刀具切削部分材料应具备哪些性能? 为什么?
答：刀具切削材料应具备的性能：高的硬度和耐磨性；足够的强度和韧度；高的耐热性；④良好的工艺性；⑤满足良好的经济性。
原因：在切削过程中，刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面。切削加工时，由于摩擦与变形，刀具承受了很大的压力和很高的温度，因此在选择刀具材料时应该要考虑材料的硬度、耐磨性、强度、韧度、耐热性、工艺性及经济性。刀具材料对金属切削的生产率、成本、质量有很大的影响，因此要重视刀具材料的正确选择和合理使用。
4、刀具材料与被加工材料应如何匹配?怎样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料?答：如何匹配：加工工件与刀具之间力学性能的匹配:切削刀具与加工工件材质的力学性能匹配主要是指刀具与工件材质材料的强度、韧性及硬度等力学性能参数应相互匹配。
加工工件材质与刀具材料的物理性能匹配:切削刀具与加工对象的物埋性能匹配主要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、热膨胀系数相抗热冲击性能等物埋性能参数应相互匹配。化学性能的匹配：刀具的磨损是机械磨损和化学磨损综合作用的结果。切削刀具与加工对象的化学性能匹配主要是指刀具与工件材料的化学亲和性、化学反应、扩散、粘着和溶解等化学性能参数应相互匹配。
选择刀具材料：不同力学性能的刀具(如高速钢刀具、硬质合金刀具和超硬刀具等)所适合加工的工件材质有所不同。通常，刀具材料的硬度必须高。通常，刀具材料的硬度，刀具硬度一般要求在60 HRC以上。高硬度的工件材料必须用更高硬度的刀具来加工。
具有不同物埋性能的刀具(如高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、高导热和低热胀的金刚石刀具等)所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时，应采用导热性较好的刀具，以使切削热可迅速传出而降低切削温度。金刚石的导热系数为硬质合金的1.5 ~9 倍，为铜的2~6 倍，由于导热系数及热扩散率高，切削热容易散出，故刀具切削部分温度低。金
刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，约为高速钢的1/10，因此金刚石刀具不会产生很大的热变形，这对尺寸精度要求很高的精密加工刀具来说尤为重要。立方氮化硼(CBN)的导热性虽不及金刚石，但却大大高于高速钢和硬质合金。随切削温度的提高，CBN 刀具的导热系数逐渐增加，可使刀尖处切削温度降低，减少刀具的扩散磨损并有利于高速精加工时加工精度的提高。CBN 的耐热性可达到1 400~1 500 C ，比金刚石的耐热性(700~800 C)几乎高一倍。高速加工钢和铸铁等黑色金属时，最高切削速度只能达到加工铝合金时的1/3~1/5 ，其原因是切削热易使刀尖发生热破损。在高速切削低导热性及高硬度材料(如钛合金和耐热镍基合金、高硬度合金钢等)时，易形成锯齿状切屑，而高速铣削过程中则会产生厚度变化的断续切屑，它们都会导致刀具内的热应力发生高频率的周期变化，从而加速刀具的磨损。
5、阐明金属切削形成过程的实质？哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度？它们之间的相互关系如何？它们是否真实的反映了切屑形成过程的物理本质？为什么？
答：金属切削过程形成过程的实质：是如果忽略了摩擦、温度和应变速度的影响，金属切割过程如同压缩过程，切削层受刀具挤压后也会产生弹性变形、塑性变形、晶格剪切滑移直至破裂，最终完成切削，完成切削过程。
切削层金属的变形程度指标：相对滑移ε、变形系数Λh。
切削变形程度主要受到前角、剪切角的影响。如果增大前角和剪切角，使ε和Λh减小，则切削变形减小。
4.只能近视地表示切削变形程度。因为Λh主要从塑形压缩方面分析；而ε主要从剪切变形考虑。所以ε和Λh都只能近似地表示剪切变形程度。
6、试描述积屑瘤现象及成因。积屑瘤对切削过程有哪些影响？
答：在切削速度不高而又能形成连续切削，加工一般钢材或其他塑性材料，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，称为积屑瘤。其硬度很高，为工件材料的2——3倍，处于稳定状态时可代替刀尖进行切削。
成因：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
影响：积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
7、分别说明切削速度、进给量及背吃刀量的改变对切削温度的影响？
答：（1）切削速度v 的影响
随着切削速度的提高，切削温度将显著上升。这是因为：切屑沿前刀面流出时，切屑底层与前刀面发生强烈摩擦从而产生大量切削热；由于切削速度很高，在一个很短的时间内切屑底层的切削热来不及向切屑内部传导，而大量积聚在切屑底层，从而使切屑温度显著升高。另外，随着切削速度的提高，单位时间内的金属切除量成正比例地增加，消耗的功增大，切削热也会增大，故使切削温度上升。
（2）进给量f的影响
随着进给量的增大，单位时间内的金属切除量增多，切削热增多，使切削温度上升。但切削温度随进给量增大而升高的幅度不如切削速度那么显著。这是因为：单位切削力和单位切削功率随增大而减小，切除单位体积金属产生的热量减少了，同时增大后切屑变厚，切屑的热容量增大，由切屑带走的热量增多，故切削区的温度上升不甚显著。
（2）背吃刀量ap 的影响
背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为，增大以后，切削区产生的热量虽增加，但切削刃参加工作的长度增加，散热条件改善，故切削温度升高并不明显。
切削温度对刀具磨损和耐用度影响很大。由以上规律，可知，为有效控制切削温度以提高刀具耐用度，选用大的背吃刀量或进给量,比选用大的切削速度有利。
8、说明高速钢刀具在低速、中速产生磨损的原因，硬质合金刀具在中速、高速时产生磨损的原因？答：低速、中速高速钢磨损的原因：磨粒磨损对高速钢作用较明显。在切削过程中有一些比刀具材料硬度更高的碳化物、氧化物、氮化物和积屑瘤碎片等硬颗粒起着磨粒切削的作用，造成磨损，是低速时磨损的主要原因。粘结磨损，由于接触面滑动，在粘结处产生破坏造成的。在低速切削时，温度低，在压力作用的接触点处产生塑性变形；在中速切削时，温度较高，促使材料软化和加速分子间运动，更容易造成粘结。相变磨损：在中速切削时，温度较高，当超过相变温度时，刀具表面金相组织发生变化。
中速、高速硬质合金磨损的原因：粘结磨损，在高温作用下钛元素之间的亲和作用，会造成粘结磨损。扩散磨损：在高温作用下，切削接触面间分子活动能量大，合金过元素相互扩散，降低刀具材料力学性能，经摩擦作用，加速刀具磨损。氧化磨损：在温度较高时，硬质合金中WC、Co与空气中的O2化合成脆、低强度的氧化膜WO2，受到氧化皮、硬化层等摩擦和冲击作用，形成了边界摩损。
9、什么叫工件材料的切削加工性?评定材料切削加工性有哪些指标？如何改善材料的切削加工性？
答：工件材料的切削加工性是指工件材料被切削成合格的零件的难易程度。
主要指标：刀具耐用度指标、加工表面粗糙度指标。
措施：（1）调整化学成分。（2）材料加工前进行合适的热处理。（3）选择加工性好的材料状态。（4）采用合适的刀具材料，选择合理的刀具几何参数，合理制定切削用量与选用切削液等。
10、什么是机械加工工艺过程？什么叫机械加工工艺规程？工艺规程在生产中起什么作用？
答：机械加工工艺过程：用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使之变为合格零件。机械加工工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。作用：（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件
（2）工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据
（3）工艺规程是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术文件。
11、加工阶梯轴如下图，试列表制订加工工艺过程（包括定位）。单件小批生产。
答：
5 车Φ35外圆至Φ30，车外圆Φ24，留磨削余量，
车退刀槽2*0.3，
Φ30外圆表面，右中心
孔
6 铣键槽Φ
30外圆表面+左端面
7 磨外圆Φ24 两端中心孔
8 去毛刺
9 检验，入库。
12、下图示柱塞杆零件，如何选择其粗基准？（提示：φA部分余量较φB部分大）
答：根据粗基准选择原则：对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。（1）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图，应选φB外圆表面作为粗基准。（2）对于工件上的某些重要表面，为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图，φB外圆的加工长度要远大于φA外圆，为了保证φB外圆有均匀的加工余量，应选φB外圆表面作为粗基准。
13、选择下图3.36示的摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量5000，单位：件
答：毛坯为铸件，且两孔的中心距有公差，故小孔φ12不用铸出。
选择粗基准：对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。φ40无表面要求，故不加工，φ40为粗基准，加工φ20H7,及端面A。
选择精基准：从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。.两孔的中心距有公差，应选φ20H7为精基准，加工φ12H7，面C。.B面、C面有公差，应选C面为精基准，加工B面。
14、试分析钻孔、扩孔和铰孔三种加工方法的工艺特点，并说明这三种孔加工工艺之间的联系。答：钻孔它是用钻床进行加工的，工艺过程包括：确定孔位置、样冲做标记、在钻床上装夹、根据要求选钻头。扩孔就是在前面的工艺基础上增加了一定的孔径，但是扩孔要比钻孔的孔壁表面粗糙度好。铰孔的作用在于使孔的精度与粗糙度达到生产要求，工艺过程也是在前面的基础之上的。它们之间有先后，麻花钻先加工出孔，然后再视其要求选择其它工具，再加工扩孔、铰孔。但是它们的精度要求也是不同的，要求是越来越高。
15、车床结构形式有哪些？试列举3种车床类型，并说明各自的加工特点。
答：（1）车床主要分为卧式车床和落地车床、立式车床、转塔车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、仿形车床及多刀车床和各种专门化车床。
（2）举例：仿形车床：能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环(见仿形机床)，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型。
自动化车床：按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于中、大批、大量生产。
数控车床：数控机床是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备。这种类型的车床高度自动化，加工可重复，能精确确保所需尺寸，并降低工人的技术要求。它们适合中、小批量生产。
16、周铣与端铣、顺铣与逆铣各有什么特点？如何应用？
答：（1)端铣：同时工作的刀齿比较多，铣削力波动小，工作比较平稳；周铣：同时工作的刀齿较少，铣削力波动大，工作不够平稳。为了弥补这一缺点，圆柱铣刀一般做成较大的螺旋角。
两种铣削方式相比，端铣具有铣削较平稳，加工质量及刀具耐用度均较高的特点，且端铣用的面铣刀易镶硬质合金刀齿，可采用大的切削用量，实现高速切削，生产率高。但端铣适应性差，主要用于平面铣削。周铣的铣削性能虽然不如端铣，但周铣能用多种铣刀，铣平面、沟槽、齿形和成形表面等，适应范围广，因此生产中应用较多。
（2)顺铣：铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，如果丝杠螺母副存在轴向间隙，当纵向切削力大于工作台与导轨之间的摩擦力时，会使工作台带动丝杠出现左右窜动，造成工作台进给不均匀，严重时会出现打刀现象。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。粗铣时，宜采用逆铣方式加工。
逆铣：可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始
经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。
17、分析成形式、渐成式、轮切式及综合式拉削方式的各自特点及相应拉刀切削部分的设计特点。答：拉削时，从工件上切除加工余量的顺序和方式有成形式、渐成式、轮切式和综合轮切式等。①成形式：加工精度高，表面粗糙度较小，但效率较低；拉刀长度较长，主要用于加工中小尺寸的圆孔和精度要求高的成形面。②渐成式：适用于粗拉削复杂的加工表面，如方孔、多边形孔和花键孔等,这种方式采用的拉刀制造较易,但加工表面质量较差。③轮切式：切削效率高，可减小拉刀长度，但加工表面质量差，主要用于加工尺寸较大、加工余量较多、精度要求较低的圆孔。④综合轮切式：是用轮切法进行粗拉削,用成形法进行精拉削,兼有两者的优点，广泛用于圆孔拉削。
18、非回转表面加工中所用机床夹具由哪些部分组成？各组成部分有何功用？
答：组成：夹具体、定位元件或装置、刀具导向元件或装置（对刀块）、夹紧元件或装置、连接元件和其它元件或装置。
（1）夹具体：连接夹具元件及装置，使这成为一个整体，并通过他将夹具安装在机床上。
（2）定位元件装置：确定工件在夹具中的位置。
（3）刀具导向元件或装置：引导刀具或者调整刀具相对于夹具的位置。
（4）夹紧元件或装置：夹紧工件。
（5）连接元件：确定夹具在机床上的位置并与机床相连接。
（6）其它元件或装置：某些夹具上的分度装置、防错装置、安全保护装置等。
19、加工非回转表面主要有哪些定位方式、常用哪些定位元件？
答：定位方式：平面定位、“一面两孔”定位、平面与单孔的组合定位。
定位元件：常用平面定位元件有圆柱支承、可调支承、自位支承、辅助支承。圆孔定位大都属于定心定位(定位基准为孔的轴线)，常用的定位元件有定位销、圆柱心轴、圆锥销、圆锥心轴等
20、非回转体加工常用哪些夹紧机构？各有何特点？
答：常用夹紧机构有：⑴斜楔夹紧机构：结构简单，工作可靠，机械效率低，很少直接用于手动夹紧，常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中；
⑵螺旋夹紧机构：螺旋升角小于斜楔的楔角，扩力作用远大于斜楔夹紧机构，结构也很简单，易于制造，夹紧行程大，扩力较大，自锁性能好，应用适合手动夹紧机构。但夹紧动作缓慢，效率低，不宜使用在自动化夹紧装置上；
⑶偏心夹紧机构：操作方便，夹紧迅速，结构紧凑；缺点是夹紧行程小，夹紧力小，自锁性能差，因此常用于切削力不大，夹紧行程较小，振动较小的场合。
21、举例说明加工精度、加工误差的概念以及两者的区别与关系。
答：加工精度：零件加工后的实际几何参数（如尺寸、形状和位置等）。比如，同是加工轴，车床的加工精度不如磨床的加工精度高。
加工误差：零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。如各种形位误差等。
区别与联系：加工精度和加工误差是从两个不同的角度来评定加工零件的几何参数的。常用加工误差的大小来评价加工精度的高低。加工误差越小，加工精度越高。所谓保证和提高加工精度问题，实际上就是控制和降低加工误差。
22、表面质量的含义包括哪些主要内容？为什么机械零件的表面质量与加工精度具有同等重要的意义？
答：含义：表面层的几何形状，分为表面粗糙度和表面波纹度。表面层的力学性能，包括表面层冷作硬化、金相组织变化和残余应力。
因为机械零件的表面质量会影响零件耐磨性、影响零件疲劳强度、影响零件的耐腐蚀性、影响配合质量、表面质量对零件的密封性能及摩擦因数都有很大的影响。因此机械零件的表面质量与加工精度具有同等重要的意义。
23、何谓工艺系统的刚度、柔度？它们有何特点？工艺系统刚度对加工精度有何影响？怎样提高工艺系统的刚度？
答：１.工艺系统刚度：指切削力在加工表面法向的分力Ｆｃ与Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ同时作用下产生的沿法向的变形Ｙ系统之间的比值。即：Ｋ系统＝Ｆｃ／Ｙ系统。
工艺系统的柔度：刚度的倒数称为柔度Ｃ（ｍｍ／Ｎ），可表示为：Ｃ＝１／Ｋ系统＝Ｙ系统／Ｆｃ．
２．特点：工艺系统在削力作用下都会产生不同程度的变形，导致刀刃和加工表面在作用力方向上的相对位置发生变化，于是产生加工误差。整个工艺系统的刚度比其中刚度最小的那个环节的刚度还小。
３.影响：切削过程中力作用位置的变化对加工精度的影响；切削过程中受力大小变化对加工精度的影响。
４.提高措施：合理的结构设计；提高连接表面的接触刚度；采用合理的装夹和加工方法．24、何谓误差复映规律？误差复映系数的含义是什么？它与哪些因素有关？减小误差复映有哪些工艺措施？
答：1.误差复映规律：在待加工表面有什么样的误差，加工表面也必然出现同样性质的误差。
2. 含义：误差复映系数是为了衡量加工后工件精度提高的程度，值越小表示加工后零件的精度越高。
3.它主要是因为系统有弹性变形。是由于加工时毛坯的尺寸和形位误差、装卡的偏心等原因导致了工件加工余量变化,而工件的材质也会不均匀,故引起切削力变化而使工艺系统变形量发生改变产生的加工误差。
4.减小误差复映的工艺措施：（1）.走刀次数（或工步次数）愈多，总的误差愈小，零件的形状精度愈高，对于轴类零件则是径向截面的形状精度愈高。（2）. 系统刚度愈好，加工精度愈高。25、磨削加工时，影响加工表面粗糙度的主要因素有哪些？
答：主要因素有：（1）.砂轮的粒度、硬度以及对砂轮的修整等。
（2）.工件材料的硬度、塑性、导热性等。
（3）.加工条件：磨削用量、冷却条件及工艺系统的精度与抗振性等。
26、什么是磨削“烧伤”？为什么磨削加工常产生“烧伤”？为什么磨削高合金钢较普通碳钢更易产生“烧伤”？磨削“烧伤”对零件的使用性能有何影响？试举例说明减少磨削烧伤及裂纹的办法有哪些？
答：1.磨削时，在很短的时间内磨削区温度可以达到400—1000℃，甚至更高。这样大的加热温度，促使加工表面局部形成瞬间热聚集现象，有很高温升和很大的温度梯度，出现金相组织的变化，强度和硬度的下降，产生残余应力，甚至引起裂纹，这就是磨削“烧伤”现象。
2.因为磨削加工时切削力比其他加工方法大数十倍，切削速度也特别高，所以功率消耗远远大于其他切削方法，由于砂轮导热性能查，切削数量少，磨削过程中能量转化的大部分热量都传给了工件，因此容易产生“烧伤”。
3.因为高合金钢的导热性能差，在冷却不充分时易出现磨削烧伤。
4.对零件使用性能的影响：强度硬度下降、残余拉应力、金相组织变化（磨削烧伤和磨削裂纹）。
5.降低的方法：（1）.选择合理的磨削参数：为了直接减少磨削热的发生，降低磨削区的温度，应合理选择磨削参数：减少砂轮速度和背吃刀量，适当提高进给量和工件速度。（2）.选择有效的冷却方法：选择适宜的磨削液和有效冷却方法。如采用高压大流量冷却，内冷却或为减轻高速旋转的砂轮表面的高压附着气流的作用，加装空气挡板，以使冷却液能顺利的喷注到磨削区。
27、超精加工、珩磨、研磨等光整加工方法与细密磨削相比较，其工作原理有何不同？为什么把它们作为最终加工工序？它们都应用在何种场合？
答：1、光整加工时按照随机创制成形原理，加工中磨具与工件的相对运动尽可能复杂，尽可能使磨料不走重复的轨迹，让工件加工表面各点都受到具有随机性的接触条件，以使凸出的高点相互修整，使误差逐步均化而得到消除，从而获得极光的表面和高于磨具原始精度的加工精度。
2、几种光整加工相比较原理及适用场合：
珩磨是利用磨头上的细粒度砂条对孔进加工和方法，在大批量生产中应用很普遍；珩磨时，珩磨
头作旋转运动和往复运动，被加工表面上呈现交叉而互不重复的网状痕迹，造成了储存润滑油的良好条件。压力低、切深小，功率小，工件表面层的变形小，切削能力弱。对前工序遗留下来的几何形状误差进行一定程度的修正，不能修正孔间的相对位置误差；
精密光整加工是用细粒度的砂条以一定的压力压在做低速旋转运动的工作表面上，并在轴向做往复振动，工作或砂条还做轴向进给运动，以进行微量切削的加工方法，常用于加工内外圆柱、圆锥面和滚动轴承套的沟道；精密光整加工四个加工阶段：强切削阶段、正常切削阶段、微弱切削阶段和自动停止切削阶段；
研磨以一定的相对滑动速度与被加工面作复杂相对运动的一种光整加工方法。精度和粗糙度很大程度上取决于前道工序的加工质量。可用于各种钢、铸铁、铜、铝、硬质合金等金属，也可用于玻璃、半导体、陶瓷及塑料等制品的加工。可加工的表面形状有平面、内外圆柱面、圆锥面、球面、螺纹、齿轮及其他型面。
3、光整加工工艺是指经济加工精度在IT5-IT7级以上，表面粗糙度值小于0.16um ，表面物理机械性能也处于良好状态的各种加工工艺方法。
4、光整加工工艺的共同特点：没有与磨削深度相对应的磨削力和切削热都很小，从面能获得很低的表面粗糙度值，表面层不会产生热损伤，并具有残余压应力。所使用的工具都是浮动的连接，由加工面自身导向，而相对于工件的定位基准没有确定的位置，所使用的机床也不需要具有非常精确的成形运动。
28、何谓强迫振动？何谓自激振动？如何区分两种振动？机械加工中引起两种振动的主要原因是什么？
答：1.强迫振动是工艺系统在一个稳定的外界周期性干扰力作用下引起的振动。
2.自激振动是指由振动过程本身一起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持振动，使振动系统补充了由阻尼作用消耗的能量，让振动过程维持下去的振动。
3.区分振动的类型：振动频率与干扰作用频率相同，并随干扰作用的频率改变而改变，随干扰作用去除而消失的为强迫振动；振动频率与系统固有频率相等或相近，机床转速改变时振动频率不变或稍变，随切削过程停止而消失的是自激振动。
4.主要原因：（1）强迫振动：是在外界周期性干扰力的作用下产生的。内部振源有机床回转零件的不平衡、机床运动传递的振动和往复部件的冲击、切削过程中的冲击；外部振源通过机床地基传给机床的振动。（2）有两种产生自激振动的原因：再生自激振动和振型耦合自激振动。
29、一批圆柱销外圆的设计尺寸为
0.020.0450mm φ--，加工后测量发现外圆尺寸按正态规律分布，其均方根偏差为0.003mm ，曲线顶峰位置偏离公差带中心，向右偏移0.005mm ，试绘出分布曲线图，并求
出合格品率和废品率，并分析废品能否修复及产生的原因。 解：由已知可得，已加工工件平均值，
975.49005.0)204.002.050(=++-=X ⑴ 标准偏差（均方根偏差）， 003.0=σ
⑵ 常值系统误差，
005.0=?系统 ⑶ 最小合格极限尺寸， 96.4904.050=-=MIN X ⑷ 最大合格极限尺寸， 98.4902.050=-=MAX X ⑸ 加工公差， 02.004.002.0=--=δ ⑹
工艺能力系数，
11.1003.0*602.06===σδP C ,即二级工艺能力，需进一判断是否有废品，由σ3=-X X ,得 工件最大值984.493*003.0975.493=+=+=σX Xa ⑺ 工件最小值966
.493*003.0975.493=-=-=σX X f ⑻ 因为 MAX X Xa ?；MIN X X ?f
所以 存在尺寸偏大的废品。
分布曲线图，如下 ：
1．刀具后角是指后刀面与切削平面间的夹角。 3．精车铸铁时应选用（YG3）；粗车钢时，应选用（YT5）。 4．当进给量增加时，切削力（增加），切削温度（增加）。 8．机床型号由字母与数字按一定规律排列组成，其中符号C代表（车床）。 11．定位基准与工序基准不一致引起的定位误差称（基准不重合）误差，工件以平面定位时，可以不考虑（基准位置）误差。 12．机床制造误差是属于（系统）误差，一般工艺能力系数C p应不低于（二级）。 15．工艺过程是指用机械加工方法直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能，使之成为合格零件的过程。 一、简述切削变形的变化规律，积屑瘤对变形有什么影响？（8分） 变形规律：ro↑，Λh↓；Vc↑，Λh↓；f↑, Λh↓; HB↑, Λh↓ 积屑瘤高度Hb↑,引起刀具前角增加，使Λh↓ 六、加工下述零件，以B面定位，加工表面A，保证尺寸10＋0.2mm，试画出尺寸链并求出工序尺寸L及公差。（8分） L＝mm 2201.0- 九、在六角自动车床上加工一批18 03 .0 08 .0 φ+-mm滚子，用抽样检验并计算得到全部工件的平均尺寸为Φ17.979mm，均方根偏差为0.04mm，求尺寸分散围与废品率。 尺寸分散围：17.859－18.099mm 废品率： 17.3% 1．工序是指一个工人在一台机床上对一个（或多个）零件所连续完成的那部分工艺过程。 2．剪切角增大，表明切削变形（减少）；当切削速度提高时，切削变形（减少）。 3．当高速切削时，宜选用（硬质合金）刀具；粗车钢时，应选用（YT5）。 4．CA6140车床可加工公制，英制，模数和径节等四种螺纹。 5．不经修配与调整即能达到装配精度的方法称为（互换法）。 6．当主偏角增大时，刀具耐用度（减少），当切削温度提高时，耐用度（减少）。 11．定位基准面和定位元件制造误差引起的定位误差称（基准位置）误差，工件以平面定位时，可以不考虑（基准位置）误差。 12．测量误差是属于（随机）误差，对误差影响最大的方向称误差敏感方向。 13．夹紧力的方向应与切削力方向（相同），夹紧力的作用点应该（靠近）工件加工表面。 一、金属切削过程的本质是什么？如何减少金属切削变形？（8分）
Comment [u1]: 这几种属于传统的切 削加工，特种加工包括：电火花成型加工和电火花线切割加工,超声波加工等 1 1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为 安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括 传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有 车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面 待加工表面，过渡表面（切削表面）， 已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量， 在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。（3）背吃刀量 工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。8.母线 和 导线 统称为形成表面的 发生线。9.形成发生线的方法 成型法，轨迹法，展成法，相切法。10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。（3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。（4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。（6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。 13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动 使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运动。 2、进给运动 不断将多 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙
机械制造技术基础 作业集A（1、3、5章） 姓名： ____________________ 班级： ____________________ 任课教师：______________ 新疆大学机械工程学院机械自动化教研室 早热木·依玛尔 年月日 目录 第一章机械加工方 法 ....................................................... ........................................ 一、填空题............................................................................................................................... 二.简答题.................................................................................................................................. 第三章金属切削机 床 ....................................................... .................................... 一、单项选择题....................................................................................................................... 二、填空题............................................................................................................................... 三、综合题............................................................................................................................... 第五章机械制造质量分析与控制练习 题 ....................................................... ..... 一、单项选择......................................................................................................................... 二、多项选择.........................................................................................................................
第二章 2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？ 答： 2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？ 答：第一变形区：变形量最大。第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。 这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。 由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。 2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？ 答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应 2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？ 答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、
机械制造技术基础（试题1） 班级姓名学号成绩 一、填空选择题（30分） 1．刀具后角是指。 2．衡量切削变形的方法有两种，当切削速度提高时，切削变形（增加、减少）。 3．精车铸铁时应选用（YG3、YT10、YG8）；粗车钢时，应选用（YT5、YG6、YT30）。 4．当进给量增加时，切削力（增加、减少），切削温度（增加、减少）。 5．粗磨时，应选择（软、硬）砂轮，精磨时应选择（紧密、疏松）组织砂轮。 6．合理的刀具耐用度包括与两种。 7．转位车刀的切削性能比焊接车刀（好，差），粗加工孔时，应选择（拉刀、麻花钻）刀具。 8．机床型号由与按一定规律排列组成，其中符号C代表（车床、钻床）。 9．滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条（范成运动、附加运动）传动链。滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称（成形运动、辅助运动）。 10．进行精加工时，应选择（水溶液，切削油），为改善切削加工性，对高碳钢材料应进行（退火，淬火）处理。 11．定位基准与工序基准不一致引起的定位误差称（基准不重合、基准位置）误差，工件以平面定位时，可以不考虑（基准不重合、基准位置）误差。 12．机床制造误差是属于（系统、随机）误差，一般工艺能力系数C p应不低于（二级、三级）。 13．在常用三种夹紧机构中，增力特性最好的是机构，动作最快的是 机构。 14．一个浮动支承可以消除（0、1、2）个自由度，一个长的v型块可消除（3，4，5）个自由度。 15．工艺过程是指 。
二、外圆车刀切削部分结构由哪些部分组成？绘图表示外圆车刀的六个基本角度。（8分） 三、简述切削变形的变化规律，积屑瘤对变形有什么影响？（8分） 四、CA6140车床主传动系统如下所示，试列出正向转动时主传动路线及计算出最高转速与 最低转速。（8分） 五、什么叫刚度？机床刚度曲线有什么特点？（8分） 六、加工下述零件，以B面定位，加工表面A，保证尺寸10＋0.2mm，试画出尺寸链并求出工序尺寸L及公差。（8分）
机械制造技术基础知 识点整理
1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量，在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 （3）背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。 8.母线和导线统称为形成表面的发生线。 9.形成发生线的方法成型法，轨迹法，展成法，相切法。 10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。 （3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。 （4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。 （6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。
13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运 动。 2、进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运 动。（可以是一个或几个） （2）辅助运动。分度运动，送夹料运动，控制运动，其他各种空程运动 14.刀具分类： （1）按刀具分为切刀，孔加工刀具，铣刀，拉刀，螺纹刀具，齿轮刀具，自动化加工刀具。 （2）按刀具上主切削刃多少分为单刃刀具，多刃刀具。 （3）按刀具切削部分的复杂程度分为一般刀具，复杂刀具。 （4）按刀具尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸刀具，非定尺寸刀具。 （5）按刀具切削部分本身的构造分为单一刀具和复杂刀具。 （6）按刀具切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式刀具和装配式刀具。 15.切刀主要包括车刀，刨刀，插刀，镗刀。 16.孔加工刀具有麻花钻，中心钻，扩孔钻，铰刀等。 17.用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金钢。 18.高速钢分普通高速钢和高性能高速钢。 19.高性能高速钢分钴高速钢，铝高速钢，高钒高速钢。 20.刀具的参考系分为静止（标注）角度参考系和工作角度参考系。 21.静止（标注）角度参考系由主运动方向确定，工作角度参考系由合成切削运动方向确定。 22.构成刀具标注角度参考系的参考平面有基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面，背平面。
机电081原创！！！ 注：本答案版本由杨林编写，由老庄制作。如有雷同，纯属抄袭！！！ 2－34 分析题图2-5所列定位方案：①指出各定位元件所限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。 a)过三通管中心打一孔，使孔轴线与管轴线ox、oz垂直相交； X方向一短V形块：Z 移动自由度和Z转动自由度 Z方向两块短V形块组合：X，Y移动自由度和X，Y转动自由度 无过定位和欠定位
b)车外圆，保证外圆与内孔同轴 长销小平面，限制X、Y、Z移动和X、Y转动 无过定位或欠定位 c)车阶梯轴外圆 卡盘限制、、、4个自由度，左顶尖限制、、、、 5个自由度，右固定 顶尖与左顶尖组合限制、、、、。、、、4个自由度被重复限制，属过定位 去掉左顶尖或去掉卡盘并改右顶尖为浮动顶尖。 d)在圆盘零件上钻孔，保证孔与外国同轴
低面限制X、Y移动、Z转动。 左V形块限制X、Y移动 右V形块限制Y移动 过定位Y移动，在左V形块y向做导向槽 e)钻铰连杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔的平行度。 左销钉限制X、Y移动 低面限制X、Y移动、Z转动。 右V形块限制X移动、Z转动 过定位X移动，改进：去掉V形块上的销，在x方向用导向槽 2-38 如图所示工件以外圆柱面在V型块上定位，进行插键槽工序， 已知：外径d为 mm 500 03 .0 - φ ；内径D为 mm 3005.0 + φ ，计算影响工序尺寸H的定 位误差。 解：定位误差： △dw=0.7*Td+0.5*TD=0.7*0.03+0.5*0.05=0.046 提示：工序基准为孔D下母线A，求A点在尺寸H方向上的最大变动量，即为定位误差。
1-6 什么是生产类型？如何划分生产类型？各生产类型都有什么工艺特点？ 生产类型是指产品生产的专业化程度。 产品的用途与市场需求量不同，形成了不同的生产类型，分为单件小批生产、中批生产与大批量生产 工艺特点：P5 ?(1)单件(小批)生产—产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少 重复。 ?(2)成批生产—一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量， 工作地的加工对象周期地重复。 ?(3)大量生产—产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某道 工序的加工。 1-7 企业组织产品的生产有几种模式？各有什么特点？ （1）生产全部零部件并组装机器 （2）生产一部分关键的零部件，进行整机装配，其余的零部件由其他企业供应 （3）完全不生产零件。只负责设计与销售 特点： （1）必须拥有加工所有零件的设备，形成大而小，小而全的工厂，当市场发生变化时，很难及时调整产品结构，适应性差 （2）自己掌握核心技术和工艺，或自己生产高附加值的零部件 （3）占地少，固定设备投入少，转产容易等优点，较适宜市场变化快的产品生产 1-8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？说明各类方法的应用围和工艺特点 可分为材料成型工艺、材料去除工艺和材料累计工艺 材料成型工艺 围：材料成型工艺常用来制造毛坯，也可以用来制造形状复杂但精度要求不高的零件 特点：加工时材料的形状、尺寸、性能等发生变化，而其质量未发生变化，生产效率较高材料去除工艺 围：是机械制造中应用最广泛的加工方式，包括传统的切削加工、磨削加工和特种加工特点：在材料去除过程中，工件逐渐逼近理想零件的形状与尺寸 材料累计工艺 围：包括传统的连接方法、电铸电镀加工和先进的快速成型技术 特点：利用一定的方式使零件的质量不断增加的工艺方法 2-1 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？ 答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力，
《机械制造技术基础》期末考试试题及答案 一、填空题（每空1分，共15分） 1．切削时工件上形成的三个表面是已加工表面、过渡表面和待加工表面。 2．工件与刀具之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动，其中 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 主运动消耗功率最大。 3．在磨削过程中，磨料的脱落和破碎露出新的锋利磨粒，使砂轮保持良好的磨削能力的 特性称为砂轮的自锐性。 4．按照切削性能，高速钢可分为普通性能高速钢和高性能高速钢两种，超硬刀具材料主 要有陶瓷、金刚石和立方氮化硼三种 5．在CA6140车床上加工不同标准螺纹时，可以通过改变挂轮和离合器不同的离合状态 来实现。 6．CA6140上车圆锥面的方法有小滑板转位法、_尾座偏移法和靠模法。 7．外圆车刀的主偏角增加，背向力F p减少，进给力F f增大。 8．切削用量要素包括切削深度、进给量、切削速度三个。 9．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和后角。 10．在车削外圆时，切削力可以分解为三个垂直方向的分力，即主切削力，进给抗力和切深抗力，其中在切削过程中不作功的是切深抗力。 11．金刚石刀具不适合加工铁族金属材料，原因是金刚石的碳元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化成石墨，失去切削性能。 12．研磨可降低加工表面的粗糙度，但不能提高加工精度中的位置精度。 13．滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称范成运动。滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条附加运动传动链。 14．为了防止机床运动发生干涉，在机床传动机构中，应设置互锁装置。 15．回转,转塔车床与车床在结构上的主要区别是,没有_尾座和丝杠 二、单项选择题（每题1分，20分） 1、安装外车槽刀时，刀尖低于工件回转中心时，与其标注角度相比。其工作角度将会：（ C ） A、前角不变，后角减小； B、前角变大，后角变小； C、前角变小，后角变大； D、前、后角均不变。 2、车外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是：（A ） A、刃倾角大于0°； B、刃倾角小于0°； C、前角大于0°； D、前角小于0°。 3、铣床夹具上的定位键是用来（B）。 A、使工件在夹具上定位 B、使夹具在机床上定位 C、使刀具对夹具定位 D、使夹具在机床上夹紧 4、下列机床中，只有主运动，没有进给运动的机床是（ A ） A、拉床 B、插床 C、滚齿机 D、钻床 5、车削外圆时哪个切削分力消耗功率为零？（ B ） A、主切削力； B、背向力； C、进给力； D、摩擦力。 6、在金属切削机加工中，下述哪一种运动是主运动（ C ） A、铣削时工件的移动 B、钻削时钻头直线运动 C、磨削时砂轮的旋转运动 D、牛头刨床工作台的水平移动 7、控制积屑瘤生长的最有效途径是（ A ）
第一章机械制造系统和制造技术简介 1.制造系统：制造过程及其所涉及的硬件，软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体，称为制造系统。 2.制造系统在运行过程中总是伴随着物料流，信息流和能量流的运动。 3.制造过程由技术准备，毛坯制造，机械加工，热处理，装配，质检，运输，储存等过程组成。 4.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 5.机械加工由若干工序组成。 6.机械加工中每一个工序又可分为安装，工位，工步，走刀等。 7.工序：一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。 8.安装:在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次，称为一个安装。 9.工位：在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位。 10.工步：在一个工序内，加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步。 11.走刀：切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容。 12.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批生产，大量生产。 13.成批生产分小批生产，中批生产，大批生产。 14.机械加工的方法分为材料成型法，材料去除法，材料累加法。 15. 材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。 16.材料成型工艺包括铸造，锻造，粉末冶金，连接成型。 17.影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。 18.常用铸造工艺有：普通砂型铸造，熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，陶瓷铸造。 19.锻造工艺分自由锻造和模膛锻造。 20.粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。 21.连接成型分可拆卸的连接和不可拆卸的连接（如焊接，粘接，卷边接和，铆接）。 22.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 23.金属切削加工的方法有车削，钻削，膛削，铣削，磨削，刨削。 24.切削运动可分主运动和进给运动。 25.主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运动。 26.进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运动。（可以是一个或几个） 27.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。 28.切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。 29.切削用量是切削速度，进给量，背吃刀量的总称。 30.切削速度主运动的速度。 31.进给量在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 32.背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。
《机械制造技术基础》阶段测试题（一） 一、选择填空(25分) 1．在机械加工中，零件的加工阶段通常有：_______ ______、_____ _______、________________、____________四个加工阶段。（粗、半精、精、超精） 2．定位基准面和定位元件制造误差引起的定位误差称_____误差。工件以平面定位时，可以不考虑______误差。（基准位移、基准位移） 3．夹紧力的方向应与切削力方向_____ _______，夹紧力的作用点应该_ _______工件加工表面。（P75-76页：相同，靠近） 4．工艺基准按不同场合和用途可分为 ________________、 ________________ 、 ________________ 、________________ 。（设计基准、工序基准、定位基准、测量基准、装配基准）5．普通机床床身的毛坯多采用________________。（铸件） 4．一个浮动支承可以消除_____个自由度，一个长的v型块可消除_____个自由度。 （P62-63页：一个、四个） 6．在切削加工中，被加工的表面相同，形成它的发生线（）。（可以多个） 7．辅助支承限制工件（）个自由度。 （0，采用辅助支撑仅仅为了提高工件安装的刚度和稳定性） 8．要改善切削加工性能，高碳钢锻造后机械加工之前，首先应进行（）热处理。 （正火） 9．零件大批生产时，拟选用_________机床作为主要机床设备。（通用） 10．滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条________________传动链。滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称________________。（附加运动、成形运动） 11．夹紧力作用方向应与工件刚度最大的方向（），使工件的夹紧变形小。（一致） 12．设计基准是（）上用以确定其它点、线、面的基准。(零件图) 13．当（）要求高时，应采用“互为基准原则”。(位置精度) 14．在机械加工中,直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变为成品的过程叫做（）。 （机械加工工艺过程） 二、判断题（共10分，每题分） 1．大幅度提高机床刚度，就能有效减小工艺系统的受力变形。 ( × ) 2．轴类零件常用两中心孔作为定位基准，即遵循了“自为基准”原则。( √ ) 3．固定钻套只适宜在大批量生产条件下使用。 ( × ) 4．辅助支承不起限制工件自由度的作用。 ( √ ) 5．只有在极个别情况下才允许欠定位。( × ) 6．粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。( × ) 7．箱体类零件中常用的“一面两孔定位”，是遵循了“基准统一”的原则。 ( × ) 8．辅助支承只能限制工件1个自由度。( × ) 9．无论何种情况都不允许欠定位。（√） 10．定向键和对刀块是钻床夹具上的特殊元件。( × ) 11．不完全定位在零件的定位方案中是不允许出现的。（×） 12．工序尺寸是工件在某工序加工之后应保证的尺寸。 ( √ ) 13．和快换钻套与可换钻套相比，固定钻套的加工精度最高。（√） 14．在绘制夹具总图时，用粗实线画出工件的轮廓，并将其视为透明体。( × )（P92） 15．工件定位时，若定位基准与工序基准重合，就不会产生定位误差。 ( × ) 16．试切法和划线法一般只限于在单件小批生产中采用。（√） 17．所有铣床夹具结构中一定要使用对刀装置。（×） 18．铣床夹具对刀必须使用对刀块和塞尺。 ( × ) 19．使用一根长心轴和一个大端面定位可限制工件的5个自由度。 ( √ ) 20.机床主轴的回转误差在有些情况下并不会对零件加工精度产生影响。 ( √ ) 三、简答题（共5分）
2014-2015学年第二学期机械制造技术基础作业 1、何谓切削用量三要素怎样定义?如何计算? 答：切削用量三要素：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap； 切削速度Vc：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体（刀具或工件）上 外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下： m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）; n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。 进给量f：进给速度Vf是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。 进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r。 对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。 Vf = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min 背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位 mm。 外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算： mm 对于钻孔工作 ap = mm 上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。 2、刀具标注角度参考系有哪几种?它们是由哪些参考平面构成?试给这些参考平面下定义? 答：刀具标注角度的参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。 构成：⑴即正交平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以，该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。
机械制造技术基础习题 第一章 二、判断题 1. 现代制造技术是一门信息、光、电学科融合的综合体。（）正确答案：错误 2. 机械产品的生产过程只包括毛坯的制造和零件的机械加工。（）正确答案：错误 3. 超声加工、电子束加工、激光加工都是特种机械加工方法。（）正确答案：正确 4. 现代机械加工工艺过程是指用切削和磨削方法加工零件的过程。（）正确答案：错误 5. 机械加工工艺系统由工件、刀具、夹具和机床组成。（）正确答案：正确 第二章制造工艺装备 一、单选题 1.定位基准是指（） [A]:机床上的某些点、线、面[B]:夹具上的某些点、线、面 [C]:工件上的某些点、线、面[D]:刀具上的某些点、线、面 正确答案：C 2.工序基准定义为（） [A]:设计图中所用的基准[B]:工序图中所用的基准 [C]:装配过程中所用的基准[D]:用于测量工件尺寸、位置的基准 正确答案：B 3.工件采用心轴定位时，定位基准面是（） [A]:心轴外圆柱面[B]:工件圆柱面[C]:心轴中心线[D]:工件外圆柱面 正确答案：B 4.机床夹具中，用来确定工件在夹具中位置的元件是（） [A]:定位元件[B]:对刀—导向元件[C]:夹紧元件[D]:连接元件 正确答案：A 5.工件以圆柱面在短V形块上定位时，限制了工件（）个自由度。 [A]:5[B]:4[C]:3[D]:2 正确答案：D
6.加工大中型工件的多个孔时，应选用的机床是（） [A]:卧式车床[B]:台式钻床[C]:立式钻床[D]:摇臂钻床 正确答案：D 7.在一平板上铣通槽，除沿槽长方向的一个自由度未被限制外，其余自由度均被限制。此定位方式属于（） [A]:完全定位[B]:部分定位[C]:欠定位[D]:过定位 正确答案：B 8.属于展成法加工齿形的刀具是（） [A]:盘状模数铣刀[B]:指状模数铣刀[C]:成形砂轮[D]:滚刀 正确答案：D 9.多联齿轮小齿圈齿形加工方法一般选用（） [A]:滚齿[B]:插齿[C]:剃齿[D]:珩齿 正确答案：B 10.布置在同一平面上的两个支承板相当于的支承点数是（） [A]:2个[B]:3个[C]:4个[D]:无数个 正确答案：B 二、判断题 1.不完全定位在零件的定位方案中是不允许的。（）正确答案：错误 2.粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。（）正确答案：错误 3.轴类零件常用两中心孔作为定位基准，遵循了互为基准原则。（）正确答案：错误 4.可调支承一般每件都要调整一次，而辅助支承可每批调整一次。（）正确答案：错误 5.采用六个支承钉进行工件定位，则限制了工件的6个自由度。（）正确答案：正确 6.在切削加工中，进给运动只能有一个。（）正确答案：错误 第三章金属切削过程及控制 一、单选题 1.切削加工时，对表面粗糙度影响最大的因素是（） [A]:刀具材料[B]:进给量[C]:切削深度[D]:工件材料 正确答案：B
练习一1、名词解释 工序 机械加工工艺规程 工位 机械加工工艺过程 安装 工步 工作行程 生产纲领
2、何谓机械加工工艺规程工艺规程在生产中起什么作用 3、试述图4-68（p212）所示零件有哪些结构工艺性问题并提出改进意见。 4、试选择图4-70（p213）中各零件的粗、精基准。（图a为齿轮零件，毛坯为模锻件；图b为液压缸体零件简图，毛坯为铸件；图c为飞轮简图，毛坯为铸件。）
5、何谓加工经济精度选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些 6、大批大量生产条件下，加工一批直径为0008.0-20 mm ，长度为58mm 的光轴，其表面粗糙度为R a ﹤，材料为45钢，试安排其工艺路线。 C ） B ）
7、图4-72所示的小轴系大批生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图样要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表4-23.毛坯尺寸公差为 1.5 mm。试计算工序尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。 表4-23 加工余量及工序尺寸公差
8、欲在某工件上加工03 .005.72+φmm 孔，其材料为45钢，加工工序为： 扩孔、粗镗孔、半精镗、精镗孔、精磨孔。已知各工序尺寸及公差如下： 粗磨：03.005.72+φmm ； 粗镗：3.0068+φmm ； 精镗：046.008.71+φmm ； 扩孔：46.0064+φmm ； 半精镗：19.005.70+φmm ； 模锻孔：12-59+φmm 。 试计算各工序加工余量及余量公差。 9、名词解释
尺寸链 基准 定位 工序基准 定位基准 装配基准 封闭环 增环 10、在图4-73所示工件中，mm 20L mm 60L mm 70L 15 .00 30025.0-2025.0-050.0-1+===，，，L 3不便直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。
机械制造技术基础课后 习题答案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
第三章机械制造中的加工方法及装备 3-1 表面发生线的形成方法有哪几种 答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。 具体参见第二版教材p69图3-2。 3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动 答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。 3-3 机床有哪些基本组成部分试分析其主要功用。 答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。 动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。 3-4 什么是外联系传动链什么是内联系传动链各有何特点 答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。如铣床、钻床传动链； 内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。如车螺纹、滚齿的传动链。 外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。 3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。 答：（p76）提高切削速度；采用强力切削，提高f、a p；采用多刀加工的方法。 3-6 车刀有哪几种试简述各种车刀的结构特征及加工范围。 答：（p77）外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。 顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。 3-7 试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。 答：（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线： 3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的 答：（p83-84）
1.刀具后角就是指后刀面与切削平面间的夹角。 3.精车铸铁时应选用(YG3);粗车钢时,应选用(YT5)。 4.当进给量增加时,切削力(增加),切削温度(增加)。 8.机床型号由字母与数字按一定规律排列组成,其中符号C代表(车床)。 11.定位基准与工序基准不一致引起的定位误差称(基准不重合)误差,工件以平面定位时,可以不考虑(基准位置)误差。 12.机床制造误差就是属于(系统)误差,一般工艺能力系数C p应不低于(二级)。 15.工艺过程就是指用机械加工方法直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸与性能,使之成为合格零件的过程。 一、简述切削变形的变化规律,积屑瘤对变形有什么影响？(8分) 变形规律:ro↑,Λh↓;Vc↑,Λh↓;f↑, Λh↓; HB↑, Λh↓ 积屑瘤高度Hb↑,引起刀具前角增加,使Λh↓ 六、加工下述零件,以B面定位,加工表面A,保证尺寸10＋0、2mm,试画出尺寸链并求出工序尺寸L及公差。(8分) L＝mm 2201.0- 九、在六角自动车床上加工一批18 03 .0 08 .0 φ+-mm滚子,用抽样检验并计算得到全部工件的平均尺寸为Φ17、979mm,均方根偏差为0、04mm,求尺寸分散范围与废品率。 尺寸分散范围:17、859－18、099mm 废品率: 17、3% 1.工序就是指一个工人在一台机床上对一个(或多个)零件所连续完成的那部分工艺过程。 2.剪切角增大,表明切削变形(减少);当切削速度提高时,切削变形(减少)。 3.当高速切削时,宜选用(硬质合金)刀具;粗车钢时,应选用(YT5)。 4.CA6140车床可加工公制,英制,模数与径节等四种螺纹。 5.不经修配与调整即能达到装配精度的方法称为(互换法)。 6.当主偏角增大时,刀具耐用度(减少),当切削温度提高时,耐用度(减少)。 11.定位基准面与定位元件制造误差引起的定位误差称(基准位置)误差,工件以平面定位时,可以不考虑(基准位置)误差。 12.测量误差就是属于(随机)误差,对误差影响最大的方向称误差敏感方向。 13.夹紧力的方向应与切削力方向(相同),夹紧力的作用点应该(靠近)工件加工表面。 一、金属切削过程的本质就是什么？如何减少金属切削变形？(8分)
1.制造系统：制造过程及其所涉及的硬件，软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体，称为制造系统。 2.制造系统在运行过程中总是伴随着物料流，信息流和能量流的运动。 3.制造过程由技术准备，毛坯制造，机械加工，热处理，装配，质检，运输，储存等过程组成。 4.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 5.机械加工由若干工序组成。 6.机械加工中每一个工序又可分为安装，工位，工步，走刀等。 7.工序：一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。 8.安装:在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次，称为一个安装。 9.工位：在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位。 10.工步：在一个工序内，加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步。 11.走刀：切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容。 12.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批生产，大量生产。 13.成批生产分小批生产，中批生产，大批生产。 14.机械加工的方法分为材料成型法，材料去除法，材料累加法。 15. 材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。 16.材料成型工艺包括铸造，锻造，粉末冶金，连接成型。 17.影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。 18.常用铸造工艺有：普通砂型铸造，熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，陶瓷铸造。 19.锻造工艺分自由锻造和模膛锻造。 20.粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。
机械制造技术基础(作业拟定答案) 2-2 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？ 答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力，所以沿前面流出时必然有很大摩擦，因而使切屑底层又产生一次塑性变形；第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域，已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。 关联：这三个变形区汇集在切削刃附近，应力集中且复杂；它们实质上都是因为挤压和摩擦产生变形，第一变形区主要由挤压沿剪切线产生剪切变形，第二变形区主要由挤压和摩擦产生切屑的变形，第三变形区主要由挤压和摩擦产生加工表面变形。 2-3 分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？ 答：积屑瘤产生的原因：在切削速度不高又能形成连续切削的情况下，加工塑性材料时，刀面和切屑表面由于挤压和摩擦使得接触表面成为新鲜表面，少量切屑金属粘结在前刀面上，产生了冷焊，并形成加工硬化和瘤核。瘤核逐渐长大形成积屑瘤。 对加工的影响：积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作角度增大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使得切削厚度增加，降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。 生产中控制积屑瘤的手段：在粗加工中，可以采用中低速切削加以利用，保护刀具。在精加工中应避免采用中低速从而控制积屑瘤的产生，同时还可以增大刀具前角，降低切削力，或采用好的切削液。
2-7 车削时切削合力为什么常分解为三个互相垂直的分力来分析？试说明这三个分力的作用？ 答：分解成三个互相垂直力的原因：切削合力的方向在空间中是不固定的，与切削运动中的三个运动方向均不重合，而切削力又是设计和性能分析的一个重要参数。为了便于分析和实际应用，将切削力沿车削时的三个运动方向分解成三个力。三个切削运动分别为：主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量)。三个运动的方向在车削时是互相垂直的，所以车削时将切削力分解成沿三个运动方向、互相垂直的力。 三个分力的作用： F：切削力或切向力。它是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率z 所必须的。 F：进给力、轴向力。它是设计进给机构，计算车刀进给功率所必须的。 x F：切深抗力或背向力。它是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据。工y 件在切削过程中产生的主动往往与 F有关。 y 2-9切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？ 答：被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，这是切削热的一个重要来源。此外，切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功，也产生大量的热量。所以，切削热的来源就是切屑变形功和前后面的摩擦功。切削区域的热量被切屑、工件、刀具和周围介质传出。 不能仅从切削热产生的多少来说明切削区温度的高低。切削温度收到多方面的影响：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具磨损和切削液。如材料的导热性很好，但是强度硬度高，其切削热变多，但是由于导热性好所以切削温度有所降低。因此不能从切削热产生的多少来衡量切削温度。