机械制造基础第四章答案
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第四章课后题1。
什么是机械加工工艺规程?工艺规程在生产中起什么作用?制订工艺规程的原则有哪些?工艺规程是根据加工对象的具体情况和实际生产条件,拟定出比较合理的工艺过程,并按照规定的形式制定的文件。
是指导生产的主要技术文件,是生产组织和管理工作的基本依据,是新建或扩建工厂的基本资料.2.什么是零件结构工艺性?结构工艺性是指零件所具有的结构是否便于制造、测量、装配和维修.3。
在机械加工过程中当零件的加工精度要求较高时,通常要划分为哪几个加工阶段?粗加工阶段,半精加工阶段,精加工阶段,光整加工阶段,超精密加工阶段。
划分加工阶段的目的:保证加工质量,合理使用设备,便于安排热处理工序,便于及时发现问题,保护零件。
4.什么是定位粗基准?其选取方法是什么?为什么在同一尺寸方向上粗基准一般只允许使用一次?在实际生产的第一道切削加工工艺中,只能用毛坯表面做定位基准,这种定位基准称为粗基准.选取方法:以不加工的表面做粗基准(保证加工表面与不加工表面的位置要求)以重要表面为粗基准(保证加工余量均匀)加工余量最小的加工表面作粗基准(保证有足够的加工余量)以质量较高的表面作粗基准粗基准只能用一次:重复使用容易导致较大的基准位移误差。
5.什么是定位精基准?选取原则是什么?用已加工的表面作为定位基准,即为精基准。
选取原则:基准重合原则(选择设计基准为定位基准)基准统一原则(重复安装时,尽量选取同一表面作为定位基准)互为基准原则自为基准原则(加工表面本身作为定位基准)定位稳定原则6。
工序集中和工序分散的原则分别是什么?各有什么特点?影响工序集中与工序分散的主要因素各有哪些?分别用于什么场合?工序集中原则:每道工序加工的内容较多,工艺路线短,零件加工被最大限度地集中在少数几个工序中完成。
特点:减少零件安装次数,有利于保证位置精度,减少工序间运输量,缩短加工周期;工序数少,可以采用高效机床,生产率高;减少了设备数量和占地面积,节省人力物力;所用设备结构复杂,专业化程度高。
机械制造基础-第4章-焊接练习题-答案焊接练习题⼀、填空1. 根据焊接过程的特点,常⽤焊接⽅法可分为熔焊、压焊和钎焊三⼤类。
2. 常⽤电阻焊的⽅法主要有点焊、缝焊和对焊等,其中,点焊和缝焊形成搭接接头,对焊形成对接接头。
对于要求具有密封性的接头应采⽤的⽅法是缝焊,汽车车门的焊接采⽤的是点焊⽅法。
3. 焊接电弧由阴极区、弧柱和阳极区三部分组成,各区温度分布不均匀。
当采⽤直流电源焊接时,可有两种接线⽅法,分别是正接和反接。
4. 熔焊的焊接接头由热影响区、焊缝区和熔合区三个区组成。
其中,⼒学性能最差的是熔合区;热影响区⼜可分为正⽕区、过热区和部分相变区,其中,⼒学性能最好的是正⽕区。
5. 焊接残余应⼒产⽣的根本原因是外因:焊接接头受到刚性约束;内因:⾦属的热胀冷缩和⾼温时呈塑性状态。
6. 矫正焊接变形的主要⽅法有:机械矫正法和⽕焰矫正法。
7. 粗略评价碳钢和低合⾦结构钢焊接性能的⽅法是碳当量法,⽤CE表⽰。
CE值越⼤,其焊接性越差。
8. 常⽤熔焊⽅法有焊条电弧焊、埋弧⾃动焊、CO2⽓体保护焊和氩弧焊。
其中,氩弧焊既可实现全位置焊接⼜可⽤于焊接易氧化⾦属材料。
9. 按熔渣性质不同,焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两⼤类。
其中,焊接⼯艺性较好的是酸性焊条,⽽焊接质量较好、焊接⼯艺性较差的是碱性焊条。
10. 焊条选⽤的原则是:结构钢焊条按等强度原则选⽤,特殊性能钢(如不锈钢、耐热钢等)焊条按同成分原则选⽤。
11.根据钎料熔点不同,钎焊可分为软钎焊和硬钎焊两⼤类,它们的分界温度为450℃。
12.按电极类型,氩弧焊分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。
其中,焊接过程中电极不熔化,主要⽤于薄板焊接的是钨极氩弧焊。
13.下⾯所给材料中,不属于焊接材料的是Q235A。
(CO2、Q235A、焊剂、1Cr18Ni9、J422、H08Mn2SiA)14.对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。
其中,闪光对焊接头的⼒学性能较⾼,常⽤于重要构件和异种⾦属的对焊连接。
4-1什么是主轴回转精度?为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转,而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的?4-2在镗床上镗孔时(刀具作旋转主运动,工件作进给运动),试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求?4-18何谓误差复映?误差复映系数的大小与哪些因素有关?4-20为什么提高工艺系统刚度首先要从提高薄弱环节的刚度入手才有效?试举一实例说明。
4-21如果卧式车床床身铸件顶部和底部残留有压应力,床身中间残留有拉应力,试用简图画出粗刨床身顶面后床身顶面的纵向截面形状,并分析其原因。
4-22习题4-22图所示板状框架铸件,壁3薄,壁1和壁2厚,用直径为D的立铣刀铣断壁3后,毛坯中的内应力要重新分布,问断口尺寸D将会变大还是变小?为什么?4-23在转塔车床上加工一批套筒的内孔和外圆,问内外圆同轴度误差服从什么分布?4-24用调整法车削一批小轴的外圆,如果车刀的热变形影响显著,使画出这批工件尺寸误差分布曲线的形状,并简述其理由。
4-25车一批外圆尺寸要求为mm的轴。
已知:外圆尺寸按正态分布,均方根偏差00.120φ−0.025σ=mm,分布曲线中心比公差带中心大0.03mm。
试计算加工这批轴的合格品率及不合格品率。
4-26在自动车床上加工一批轴件,要求外径尺寸为)1.020(±φmm,已知均方根偏差0.02mmσ=,试求此机床的工序能力等级?4-27为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏?4-28试以磨削为例,说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。
4-29加工后,零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力?4-30什么是回火烧伤?什么是淬火烧伤?什么是退火烧伤?为什么磨削加工容易产生烧伤?4-31在外圆磨床上磨削光轴外圆时,加工表面产生了明显的振痕,有人认为是因电动机转子不平衡引起的,有人认为是因砂轮不平衡引起的,怎样判别哪一种说法是正确的?4-32什么是再生型切削颤振?为什么说在金属切削过程中,除了极少数情况外,刀具总是部分地或完全地在带有振纹的表面上进行切削的?。
1.何谓机床夹具?试举例说明机床夹具的作用及其分类?机床夹具,就是将工件进行定位,加紧,将刀具进行导向或对刀,以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
机床夹具的分类:按使用特点分:1)通用夹具:三爪、四爪卡盘,平口钳等,一般由专业厂生产,常作为机床附件提供给用户。
(2)专用夹具(3)成组夹具:夹具的部分元件可以更换,部分装置可以调整,以适应不同零件的加工。
(4)组合夹具:由一套预先制造好的标准元件组合而成。
根据工件的工艺要求,将不同的组合夹具元件像搭积木一样,组装成各种专用夹具。
使用后,元件可拆开、洗净后存放,待需要时重新组装。
组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。
(5)随行夹具:在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。
按使用机床分:车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。
按动力源分:手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。
机床夹具的作用:(1)保证加工精度;零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互位置精度。
夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。
(2)提高生产率,降低生产成本;快速将工件定位夹紧,免除了找正、对刀等,缩短辅助时间,提高了成品率,降低了成本。
(3)扩大机床的加工范围;如在车床上加镗夹具,可完成镗孔加工。
(4)减轻工人劳动强度2.工件在机床上的安装方法有哪些?其原理是什么?直接装夹: 精度高,效率低,对工人技术水平高;划线找正装夹:精度不高,效率低,多用于形状复杂的铸件。
3.夹具由哪些元件和装置组成?各元件有什么作用?(1)定位元件,定位装置。
用来确定工件在夹具上位置;(2)夹紧元件,夹紧装置。
用来夹紧工件,使其位置固定下来(3)导向元件(钻套、对刀块),用来确定刀具与工件相互位置(4)连接元件(5)夹具体,将夹具的各种元件,装置连接起来。
(6)动力装置,减轻工人体力劳动,提高劳动生产率。
此外有分度机构、操作元件等。
4.机床夹具有哪几种?机床附件是夹具吗?机床夹具有车床夹具,磨床夹具,钻床夹具,铣床夹具和镗床夹具等。
第4章练习题答案1. 单项选择1-1答案:①小于501-2答案:④表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比1-3答案:④工艺系统的精度1-4答案:③过刀尖的加工表面的法向31-5 答案:③n1-6 答案:②1/5~1/21-7 答案:①轴承孔的圆度误差1-8答案:②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴1-9答案:④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴1-10答案:②降速1-11 答案:②末端1-12 答案:④倒数之和的倒数1-13 答案:④远小于1-14 答案:②反比1-15 答案:②反比1-16 答案:④被切屑所带走1-17 答案:①传给工件1-18 答案:④采用热对称结构1-19 答案:①成正比1-20 答案:③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响1-21 答案:②中速1-22 答案:④相同或成整倍数关系1-23 答案:④基于振型偶合自激振动原理1-24 答案:④等于或接近于2. 多项选择2-1答案:①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法2-2答案:①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量2-3答案:①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动2-4 答案:①零件材料②表面粗糙度③名义压强2-5 答案:②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-6 答案:①工件刚度不足③车床纵向导轨直线度误差2-7 答案:②尾顶尖刚度不足③导轨扭曲④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-8 答案:①切削热②摩擦热2-9 答案:②尾座轴线与主轴回转轴线不同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称2-10 答案:①机床几何误差③调整误差2-11 答案:②工件定位误差③夹紧误差④毛坯余量不均引起的误差复映2-12 答案:①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小2-13 答案:②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差2-14 答案:②进给量③刀具主偏角2-15 答案:①切削速度③进给量④工件材料性质2-16 答案:①砂轮速度②工件速度③磨削深度④纵向进给量2-17 答案:①加大刀具前角②改善工件的切削加工性③提高刀具刃磨质量2-18 答案:①选择较软的砂轮③选用较小的磨削深度④改善冷却条件2-19 答案:①提高工艺系统刚度②增大工艺系统阻尼④采用变速切削3. 判断题3-1 答案:∨3-2 答案:×3-3 答案:∨3-4 答案:∨3-5 答案:×3-6 答案:×3-7 答案:∨3-8 答案:∨3-9 答案:∨提示:参考图4-31。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第四章机械加工质量及其控制4-1什么是主轴回转精度?为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转,而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的?解:主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度,它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。
车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低,随工件回转可减小摩擦力;外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高,顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。
4-2 在镗床上镗孔时(刀具作旋转主运动,工件作进给运动),试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
答:在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转,在F作用下,主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触,轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动,轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。
4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求?答:导轨在水平面方向是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向,故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。
4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm,在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm,欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件,试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。
解:根据p152关于机床导轨误差的分析,可知在机床导轨水平面是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向。
水平面内:0.0151500.002251000R y∆=∆=⨯=mm;垂直面内:227()0.025150/60 2.341021000zRR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯⎪⎝⎭mm,非常小可忽略不计。
所以,该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225R∆=mm。
4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm 、长为1200mm 的长轴外圆。
第四章课后题1.什么是机械加工工艺规程?工艺规程在生产中起什么作用?制订工艺规程的原则有哪些?工艺规程是根据加工对象的具体情况和实际生产条件,拟定出比较合理的工艺过程,并按照规定的形式制定的文件。
是指导生产的主要技术文件,是生产组织和管理工作的基本依据,是新建或扩建工厂的基本资料。
2.什么是零件结构工艺性?结构工艺性是指零件所具有的结构是否便于制造、测量、装配和维修。
3.在机械加工过程中当零件的加工精度要求较高时,通常要划分为哪几个加工阶段?粗加工阶段,半精加工阶段,精加工阶段,光整加工阶段,超精密加工阶段。
划分加工阶段的目的:保证加工质量,合理使用设备,便于安排热处理工序,便于及时发现问题,保护零件。
4.什么是定位粗基准?其选取方法是什么?为什么在同一尺寸方向上粗基准一般只允许使用一次?在实际生产的第一道切削加工工艺中,只能用毛坯表面做定位基准,这种定位基准称为粗基准。
选取方法:以不加工的表面做粗基准(保证加工表面与不加工表面的位置要求)以重要表面为粗基准(保证加工余量均匀)加工余量最小的加工表面作粗基准(保证有足够的加工余量)以质量较高的表面作粗基准粗基准只能用一次:重复使用容易导致较大的基准位移误差。
5.什么是定位精基准?选取原则是什么?用已加工的表面作为定位基准,即为精基准。
选取原则:基准重合原则(选择设计基准为定位基准)基准统一原则(重复安装时,尽量选取同一表面作为定位基准)互为基准原则自为基准原则(加工表面本身作为定位基准)定位稳定原则6.工序集中和工序分散的原则分别是什么?各有什么特点?影响工序集中与工序分散的主要因素各有哪些?分别用于什么场合?工序集中原则:每道工序加工的内容较多,工艺路线短,零件加工被最大限度地集中在少数几个工序中完成。
特点:减少零件安装次数,有利于保证位置精度,减少工序间运输量,缩短加工周期;工序数少,可以采用高效机床,生产率高;减少了设备数量和占地面积,节省人力物力;所用设备结构复杂,专业化程度高。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第四章机械加工质量及其控制4-1什么是主轴回转精度?为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转,而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的?解:主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度,它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。
车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低,随工件回转可减小摩擦力;外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高,顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。
4-2 在镗床上镗孔时(刀具作旋转主运动,工件作进给运动),试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
答:在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转,在F作用下,主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触,轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动,轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。
4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求?答:导轨在水平面方向是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向,故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。
4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm,在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm,欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件,试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。
解:根据p152关于机床导轨误差的分析,可知在机床导轨水平面是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向。
水平面内:0.0151500.002251000R y∆=∆=⨯=mm;垂直面内:227()0.025150/60 2.341021000zRR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯⎪⎝⎭mm,非常小可忽略不计。
所以,该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225R∆=mm。
4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm、长为1200mm的长轴外圆。
已知:工件材料为45钢;切削用量为:v c=120m/min,a p=0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。
第四章习题与答案4-1试述RP的基本过程。
答:快速成形的基本过程是:首先设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型,即数字模型、CAD模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的二维层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形机制造一系列层片并自动将它们连接起来,得到一个三维物理实体。
这样就将一个复杂的三维加工离散成一系列二维层片的加工,大大降低了加工难度,并且成形过程的难度与待成形的物理实体形状和结构的复杂程度无关,这也是所谓的降维制造。
4-2 RP技术具有哪些优越性和特点?答:1)技术高度集成。
2)自由成形制造。
3)产品的单价几乎与批量无关,特别适合于新产品的开发和单件小批量零件的生产。
4)由于采用非接触加工的方式,没有工具更换和磨损之类的问题,可做到无人值守,无须机加工方面的专门知识就可操作。
5)无切割、噪音和振动等,有利于环保。
6)整个生产过程数字化,与CAD模型具有直接的关联,零件可大可小,所见即所得,可随时修改,随时制造。
7)与传统方法结合,可实现快速铸造,快速模具制造,小批量零件生产等功能,为传统制造方法注入新的活力。
4-3 SLA成形方法的优点有哪些?答:1)精度高;2)成形速度较快;3)扫描质量好;4)系统工作相对稳定。
4-4试述常用RP技术的工作原理。
答:SLA工艺是利用液态光固化树脂的光聚合原理工作的;SLS工艺是利用粉末状材料成形的;分层实体制造(Laminated Object Manufacturing)快速成形技术是薄片材料叠加工艺;熔融沉积成形是一种不以激光作为成形能源,而将各种丝材加热熔化的成形方法。
1。
第四章学后评量参考答案1.按照国家标准,根据加工性质不同把机床分为11大类:车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,锯床和其他机床。
2.(1)通用机床(万能机床):这类机床可以加工多种零件的不同工序,加工范围较广,通用性较大,但结构比较复杂,主要适用于单件小批生产。
如:卧式车床、万能升降台铣床、万能外圆磨床等。
(2)专门化机床:这类机床的工艺范围较窄,专门用于加工某一类或几类零件的某一道或几道特定工序。
如:丝杆车床、凸轮轴车床等。
(3)专用机床:这类机床的工艺范围最窄,只能用于加工某一零件的某一道特定工序,适用于大批量生产。
如:加工机床主轴箱体孔的专用镗床、加工机床导轨的专用导轨磨床等。
组合机床也属于专用机床。
3.CA6140:C─车床,A─特性代号,6─卧式车床组,1─卧式车床系,40─主轴最大回转直径的1/10,即直径400mm。
X6132:X─铣床,6─卧式万能铣床,1─万能升降台铣床,32─铣床工作台工作面宽320mm。
M1432A:M─磨床,1─外圆磨床,4─万能外圆磨床,32─最大磨削直径320mm ,A─结构性能的第一次重大改进。
CK6132:C─车床,K─数控,61─普通卧式车床,32─主轴回转的最大直径的1/10,即能加工的最大工件直径为320mm。
XH7132:X─铣床,H─通用特性代号(加工中心),7─组别代号,1─系别代号,32─工作台工作面宽320mm。
MYS250:M─磨床,Y─通用特性代号,S─高速,50─最大磨削直径的1/10。
ZQ3040 13:Z─钻床,Q─通用特性代号(轻型),30─摇臂钻床,40─最大钻孔直径为40mm,13─最大跨距。
T6112:T─镗床,61─卧式镗床,12─镗轴直径的1/10,即120mm。
Y3150:Y─齿轮加工机床,3─滚齿机或铣齿机,1─单立柱,50─最大加工直径为500mm。
GB4028:G─锯床,B─半自动,40─涡轮卧式,28─最大切削直径的1/10,即280mm。
第四章铁碳合金习题解答4-1 什么叫铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体? 试从碳含量、相组成、晶体结构等方面分析其特点。
答:列表进行分析和比较。
4-2 什么是共晶转变、共析转变?答:共晶转变是在一定温度下一定成分的液相同时析出两种不同固相的转变过程。
共析转变是在一定温度下一定成分的固相同时析出两种不同固相的转变过程。
4-3 说明一次渗碳体和二次渗碳体的区别是什么?答:一次渗碳体是直接从液相中析出的渗碳体,呈板条状;二次渗碳体是从奥氏体中析出的,呈网状。
4-4 根据Fe—Fe3C 相图分析w c = 0.45%和w c =1%的碳素钢从液态缓冷至室温的组织转变过程及室温组织。
答:w c = 0.45%碳素钢组织转变过程为:液相→奥氏体+液相→奥氏体→奥氏体+铁素体→珠光体+铁素体(室温组织)。
w c = 1%碳素钢组织转变过程为:液相→奥氏体+液相→奥氏体→奥氏体+渗碳体→珠光体+渗碳体(室温组织)。
4-5 根据Fe—Fe3C 相图,分析下列现象:(1) w c = 1.2%的钢比w c = 0.45%的钢硬度高。
(2) w c = 1.2%的钢比w c = 0.8%的钢强度低。
(3) 低温莱氏体硬度高,脆性大。
(4) 碳钢进行热锻、热轧时,都要加热到奥氏体区。
答:(1)w c = 1.2%的钢比w c = 0.45%的钢的相成分中有更多的渗碳体,因此提高了钢的硬度。
(2) w c = 1.2%的钢中有网状的二次渗碳体和珠光体,w c = 0.8%的钢中有大量的珠光体,脆而硬的网状的渗碳体将珠光体组织阻断,导致钢的强度下降。
(3) 低温莱氏体中有大量的渗碳体,因而其硬度高,脆性大。
(4) 碳钢加热到奥氏体区,使相成分成为单相奥氏体,奥氏体有较好的塑性和韧性使其有更好的压力加工性能。
4-6 仓库内存放的两种同规格钢材,其碳含量分别为:w c =0.45%、w c =0.8%,因管理不当混合在—起,试提出两种以上方法加以鉴别。
4-1机床夹具有哪几部分组成各部分起什么作用答:(1)定位元件———使工件在夹具中占有准确位置,起到定位作用。
(2)夹紧装置———提供夹紧力,使工件保持在正确定位位置上不动。
(3)对刀元件———为刀具相对于夹具的调整提供依据。
(4)引导元件———决定刀具相对于夹具的位置。
(5)其他装置———分度等。
(6)连接元件和连接表面———将夹具连接到工作台上。
(7)夹具体———将各夹具元件装配为一个整体。
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些其原理是什么答:(1)用找正法装夹工件——原理:根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧,也可先按加工要求进行加工面位置的划线工序,然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。
(2)用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确的加工位置,而且夹具对机床保证有准确的相对位置,而夹具结构保证定位元件的定位,工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置,使刀具相对有关定位元件的定位工作面调整到准确位置,这就保证了刀具在加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。
4-3何为基准试分析下列零件的有关基准。
答基准——零件上用来确定点、线、面位置时作为参考的其他点、线、面。
(1)设计基准——内孔轴线,装配基准——内孔轴线,定位基准——下端面和内孔,测量基准——内孔轴线。
(2)设计基准——断面1,定位基准——大头轴线,测量基准——端面1。
4-4什么事“六点定位原理”答:用六个支撑点,去分别限制工件的六个自由度,从而使工件在空间得到确定位置的方法,称为工件的六点定位原理。
4-5什么是完全定位,不完全定位,过定位以及欠定位。
答:完全定位——工件的六个自由度完全被限制的定位,不完全定位——按加工要求,允许有一个或几个自由度不被限制的定位,欠定位——按工序的加工要求,工件应该限制自由度而未予限制的定位,过定位——工件的一个自由度被两个或两个以上的支撑点重复限制的定位。
4-6组合定位分析的要点是什么答:(1)几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面,该组合定位元件能限制工件的自由度总数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面时所能限制的自由度数目之和,不会因组合后而发生数量上的变化。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答.第四章机械加工质量及其控制4-1什么是主轴回转精度?为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转,而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的?解:主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度,它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。
车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低,随工件回转可减小摩擦力;外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高,顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。
4-2在镗床上镗孔时(刀具作旋转主运动,工件作进给运动),试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
答:在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转,在F作用下,主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触,轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动,轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。
4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求?答:导轨在水平面方向是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向,故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。
4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm,在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm,欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件,试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。
解:根据p152关于机床导轨误差的分析,可知在机床导轨水平面是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向。
水平面内:0.0151500.002251000R y∆=∆=⨯=mm;垂直面内:227()0.025150/60 2.341021000zRR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯⎪⎝⎭mm,非常小可忽略不计。
所以,该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225R∆=mm。
4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm 、长为1200mm 的长轴外圆。
第4章练习题答案1. 单项选择
1-1答案:①小于50
1-2答案:④表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比1-3答案:④工艺系统的精度
1-4答案:③过刀尖的加工表面的法向
3
1-5 答案:③n
1-6 答案:②1/5~1/2
1-7 答案:①轴承孔的圆度误差
1-8答案:②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴
1-9答案:④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴
1-10答案:②降速
1-11 答案:②末端
1-12 答案:④倒数之和的倒数
1-13 答案:④远小于
1-14 答案:②反比
1-15 答案:②反比
1-16 答案:④被切屑所带走
1-17 答案:①传给工件
1-18 答案:④采用热对称结构
1-19 答案:①成正比
1-20 答案:③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响
1-21 答案:②中速
1-22 答案:④相同或成整倍数关系
1-23 答案:④基于振型偶合自激振动原理
1-24 答案:④等于或接近于
2. 多项选择
2-1答案:①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法
2-2答案:①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量
2-3答案:①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动
2-4 答案:①零件材料②表面粗糙度③名义压强
2-5 答案:②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行
2-6 答案:①工件刚度不足③车床纵向导轨直线度误差
2-7 答案:②尾顶尖刚度不足③导轨扭曲④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-8 答案:①切削热②摩擦热
2-9 答案:②尾座轴线与主轴回转轴线不同轴
③刀具热变形④钻头刃磨不对称
2-10 答案:①机床几何误差③调整误差
2-11 答案:②工件定位误差③夹紧误差④毛坯余量不均引起的误差复映
2-12 答案:①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小
2-13 答案:②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差
2-14 答案:②进给量③刀具主偏角
2-15 答案:①切削速度③进给量④工件材料性质
2-16 答案:①砂轮速度②工件速度③磨削深度④纵向进给量
2-17 答案:①加大刀具前角②改善工件的切削加工性③提高刀具刃磨质量
2-18 答案:①选择较软的砂轮③选用较小的磨削深度④改善冷却条件
2-19 答案:①提高工艺系统刚度②增大工艺系统阻尼④采用变速切削
3. 判断题
3-1 答案:∨
3-2 答案:×
3-3 答案:∨
3-4 答案:∨
3-5 答案:×
3-6 答案:×
3-7 答案:∨
3-8 答案:∨
3-9 答案:∨提示:参考图4-31。
3-10 答案:×提示:磨削时导轨面温度升高,床身底部温度偏低,床身会上弯。
磨平后冷却,3-11 答案:×导轨面将产生中凹。
3-12 答案:×
3-13 答案:∨
3-14 答案:×
3-15 答案: ×
4. 分析题
4-1答案:
键槽底面对mm 35φ下母线之间的平行度误差由3项组成: ① 铣床工作台面与导轨的平行度误差:0.05/300
② 夹具制造与安装误差(表现为交点A 的连线与夹具体底面的平行度误差):0.01/150
③ 工件轴线与交点A 的连线的平行度误差:
为此,首先计算mm 05.020±φ外圆中心在垂直方向上的变动量:07.01.07.07.00=⨯=⨯=d T ∆mm
可得到工件轴线与交点A 的连线的平行度误差:0.07/150
最后得到键槽底面(认为与铣床导轨平行)对工件轴线的平行度误差: 300/21.0150/07.0150/01.0300/05.0=++=P ∆
4-2 答案:
a ) 在径向切削力的作用下,尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量,加工后工件外圆表面成锥形,右端止境大于左端直径。
b ) 在轴向切削力的作用下,工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。
若刀具刚度很大,加工后端面会产生中凹。
c )由于切削力作用点位置变化,将使工件产生鞍形误差,且右端直径大于左端直径,
加工后零件最终的形状参见图4-34。
4-3 答案:
A 点处的支反力:100300100
300=⨯=A F N D 点处的支反力:200300
200
300=⨯=
D F N 在磨削力的作用下,A 点处的位移量:
002.050000
100
==
A ∆mm 在磨削力的作用下,D 点处的位移量:
005.040000
200
==
D ∆mm 由几何关系,可求出B 点处的位移量:
0035.0300
150
)002.0005.0(002.0=⨯-+
=B ∆mm
C 点处的位移量:
0045.0300
250
)002.0005.0(002.0=⨯-+
=c ∆mm
加工后,零件成锥形,锥度误差为0.001 mm 。
4-4答案:
1)工艺系统刚度分别为依据误差复映原理。
2)前、中、后3处的误差复映系数分别为: 32
3132311222122
212121112111,,H H h h H H h h H H h h --=--=--=
εεε
前、中、后3处的工艺系统刚度分别为:
3
32
21
1,
,
εεεC
k C
k C
k =
=
=
忽略工件的变形,工艺系统刚度主要取决于头架刚度k tj 、尾架刚度k wj 和刀架刚度k dj 。
并且有:
dj
wj dj wj tj dj tj k k k k k k k k k k 1111
414111
11321+=+
+=+= 解上面的方程可得到:
dj
wj wj tj dj dj
tj k k k k k k k k k k 11141412121111321-=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=-= 3)优点:可反映工作状态下的系统刚度。
缺点:工艺系统存在许多影响加工误差的因素,实验中不可能将这些因素全部排除,会使实验结构存在较大误差。
有时这种误差可能大到使实验结果不可信的程度。
4-5 答案:
工件单面受热会产生翘曲变性,磨平后工件冷却下来,将使导轨产生中凹。
中凹量可按式(4-24)计算:
0784.0400
85
22401018252=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅≈
'-H L y θ
∆αmm
4-6 答案:
① 分布图
12
11.99分布曲线
(公差带)
习图4-4-6ans
② 工艺能力系数C P =0.2/(6×0.003)=1.1 ③ 废品率约为 50%
④ 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差,很可能是砂轮位置调整不当所致;改进办法是重新调整砂轮位置。
4-7 答案:
习图4-4-7ans
画出分布曲线图,可计算出不合格品率为21.2%(参见思考题4-13,计算过程略)
4-8 答案:
1) 画出R x -图:① 计算各组平均值和极差,见表4-4-8;
② 计算中心线和上下控制限(参考式(4-32)(4-33),表4-6): x 图: 中心线 m )(88.2820
1μ∑===i x x CL
20
19.95。
(公差带) 19.9
分布曲线 19.98
不合格品率
上控制线 m )(825.3425.1058.088.282μ=⨯+=+=R A x UCL 下控制线 m )(935.2225.1058.088.282μ=⨯-=-=R A x LCL
R 图:中心线 m )(25.10μ==R CL
上控制线 m )(628.2125.1011.24μ=⨯==R D UCL 下控制线 0=LCL
③ 根据以上结果作出R x -图,如习图4-4-8ans 所示。
2)在x 图上,有多个点子越出控制限,可以判定工艺过程不稳定。
3)在图上,点子没有明显得变化趋势,无法判定有无变值系统误差。
4)在x 图上,第4点到第9点之间,点子出现较大波动(R 图亦如此),表明工艺系统在此期间出现异常。
从第12点以后,点子有上升趋势(x
图),值得密切注意,应继续采样
LCL =22.935 UCL =34.825
CL =28.88 样组序号
0 5
10
15
20
x 图
x UCL =21.628 CL =10.25 LCL =0
习图4-4-8ans
样组序号
0 5 10
15 20
R 图
R
观察。
4-9 答案:
1)影响孔径尺寸精度的因素:①刀具调整(调整镗刀刀刃的伸出长度);②刀具磨损;
③刀具热变形。
2)影响销孔形状精度的因素:①主轴回转误差;②导轨导向误差;③工作台运动方向与主轴回转轴线不平行;④机床热变形。
3)影响销孔位置精度的因素:①定位误差(设计基准(顶面)与定位基准(止口端面)不重合,定位止口与夹具定位凸台、菱形销与销孔的配合间隙等引起);②夹紧误差;
③调整误差(夹具在工作台上的位置调整,菱形销与主轴同轴度的调整等);④夹
具制造误差;⑤机床热变形;⑥工作台运动方向与主轴回转轴线不平行。