机械制造技术基础_考试大纲及复习题答案刘x

复习题及答案

一、填空题

1、切削加工中与切削运动直接相关（切削用量）的三个主要参数是切削速、进给量和背吃刀量。

2、增加刀具后角，刀具后面与工件之间摩擦减小，刀刃强度减小。

3、切削液的作用有冷却、清洗润滑及防锈等作用。

4、零件的加工精度通常包括尺寸精度、尺寸精度和位置精度。

5、切屑的形态主要有带状、节状、粒状和崩碎。

6、金属切削过程的实质，是被切削金属受到刀具的挤裂和压缩,产生弹性变形和塑性变形,最终使被切削金属与母体分离形成切削的过程。

7、刀具的磨损大致可以分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三个阶段。

8、每个卡爪都能独立作径向移动的用以装夹复杂形状工件的是四爪卡盘。四爪

9、磨削加工的实质是磨粒对工件进行滑擦、刻划和切削三种作用的综合过程。滑擦、刻划、 10、磨削加工中，砂轮的旋转运动为主运动，工件的旋转为进给运动。 11、砂轮组成中的磨料直接担负切削工作，常用磨料有刚玉系和碳化硅系。 12、零件精整加工的一般方法包括研磨、珩磨、超级光磨及抛光。 13、钻床上钻孔的主运动是钻头的旋转，进给运动是钻头的移动。 14、在拉床上可加工通孔、沟槽、平面和成形表面等。

15、铣削加工的工艺特点有：生产率较高、容易产生振动、散热条件较好和刀具磨损大。 16、攻螺纹是用手用丝锥加工内螺纹的操作；套螺纹是用板牙加工外螺纹的操作。

17、在攻螺纹和套螺纹时易出现废品，其产生的原因有产生引偏、排屑困难和不易散热。 18.切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。 19. 切削液的作用是冷却、润滑、清洗和防锈。

20. 粗加工时切削用量选择的顺序是：先选（背吃刀量）p a 、，再选（进给量）f 、，最后选（切削速度）

c

v 。

21. 加工误差按其是否被人们掌握,可分为系统误差、和随机误差两大类。 22.主轴回转误差的三种基本形式是 径向跳动、轴向窜动和角度摆动。

23、车刀的切削部分由“三面两刃一尖”组成，切屑流过的表面为前刀面，切削时与已加工表面相对的是副后刀面，与加工表面相对的是 主后刀面。

24、加工误差按其是否被人们掌握,可分为系统误差和随机误差两大类。 25、工艺尺寸链的两个特征是关联性和封闭性。

26、粗加工时，切削用量一般以提高生产率、降低生产成本为主。精加工时，应以保证加工质量为主，兼顾生产率与生产成本。

27、切削运动分为主运动和进给运动。在车削时，主运动是（工件的旋转运动），进给运动是（车刀的纵向或径向运动）；在铣削时，主运动是（铣刀的旋转运动），进给运动是（工件的纵向或横向运动）；在钻床上钻削时，主运动是（麻花钻的旋转运动），进给运动是（麻花钻沿轴线的移动）；镗削时，主运动是（镗刀的旋转运动），进给运动是镗刀或工件的轴向运动）；牛头刨床刨削工件时，主运动是（滑枕带动工件的往复直线运动），进给运动是（工作台带动工件沿垂直于主运动方向的间隙运动）；拉床上拉孔时，主运动是（拉刀的沿孔轴线的直线移动），进给运动是（ 没有进给运动）。

28、车刀的切削部分由“三面两刃一尖”组成，切屑流过的表面为（前刀面），切削时与已加工表面相对的是（副后刀面），与加工表面相对的是（主后刀面）。

29、车刀的主要几何角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等，其中在基面上测量的角是（主偏角和副偏角）；在正交平面上测量的角是（前角和后角），在主切削平面上测量的角为（刃倾角）。

30、前角是（前刀面与基面）的夹角，增大前角能使（刀口锋利、减少切削变形和切削力、排屑容易，但会降低刀头强度。）车削塑性金属，取（较大）前角；粗加工，特别是加工有硬皮的铸件、锻件时，为保证切削刃有足够的强度，应取（较小）前角。

31、刃倾角是（主切削刃与基面）的夹角，有正、负、零三种，刀尖处于主切削刃的最高处时，刃倾角为（正），刃倾角影响切屑的流向和刀尖强度，当刃倾角为正时，切屑流向（待加工表面），在断续切削和强力切削时，刃倾角应取（负）值,精加工时，刃倾角应取（正）值。

32、切削用量三要素中，对切削温度影响最大的是（切削速度），最小的是（被吃刀量）。

33、切削用量三要素中，对切削力影响最大的是（被吃刀量），最小的是（切削速度）。

34、切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最大的是（切削速度），最小的是（被吃刀量）。

35、最常用的刀具材料有（高速钢和硬质合金）两种，切削铝合金时宜使用（高速钢），切削钛合金时宜使用（硬质合金钢）。

36、长Ｖ型块限制了工件的（４）各自由度，短圆柱销限制了工件的（２）自由度。

37、车台阶轴或镗不通孔时，主偏角应取（≧９０°）。标准麻花钻的顶角为（118°）。

38、工艺系统的四要素是指（机床）、（工件）、（刀具）、（夹具）。

39、砂轮是由（磨料）、（结合剂）、（气孔）三部分组成的；砂轮特性的五要素是指（粒度）、（结合剂）、（组织）、（硬度）、（磨料）。

40、在外圆磨床上用双顶尖装夹细长轴，磨削时，主运动是（砂轮的旋转运动），进给运动有（纵向进给运动）、（圆周进给运动）和（横向进给运动）。

41、车削直径为80mm的棒料，切削速度为100m/min，主轴转速应为（100x1000/80π=398≈400）r/min。

42、CA6140车床，工件的最大回转直径是（400）mm；XA6132铣床，工作台最大宽度为（320 ）mm；Z4012台式钻床，其最大钻孔直径为（12）mm。

43、铰刀有手用铰刀和机用铰刀，通常切削部分较长的是（手用铰刀）；柄部为圆锥形的是（机用铰刀）。

二、选择题

1、切削用量三要素中对刀具磨损影响最大的是（A．切削速度）

2、在切削平面中测量的主切削刃与基面之间的夹角是[ D、刃倾角]

3、车床上车外圆面，车刀从零件右端运动到左端时，切削速度( D .不变)

4、在车床最适于加工的零件是（B ．轴类）

5、零件上尺寸较大的四方通孔的加工方法是(A.插削)

6、有色金属的加工不宜采用[D 、磨削]方式。

7、砂轮的硬度是指(D.砂轮工作表面磨粒磨纯到一定程度后，受切削力作用时自行脱落的难易程度 )

8、工件抛光的主要目的是[C 、降低表面粗糙度值]。

9、正火是将钢加热到一定温度，保温一定时间，然后以什么形式冷却的一种热处理工艺(A.随炉冷却)

10、在加工大型箱体零件的平行孔系时，一般是用（C ．摇臂钻）。 11、加工大中型工件的多个孔时，应选用的机床是(D.摇臂钻床)

15、当作用在工件上的切削分力垂直向上且造成机床工作稳定性较差的铣削方式是[C 、逆铣]。 12、刨削时，主运动是指(B.刨刀往复移动)。 13、以下哪种是螺纹的精加工方法（B.磨螺纹）

14、工人在一个工作地点连续加工完成零件一部分的机械加工工艺过程称为[B 、工序]。

15.刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为(A .流向已加工表面)。 16. 零件在加工过程中不允许出现的情况是(B.欠定位)。 17.切削用量对切削温度的影响程度由大到小排列是( B ．

c p

v f a →→ )。

18. 编制零件机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是(B ．工序)。 19. 零件在加工过程中使用的基准叫做(C ．定位基准)。

27. 工件定位中，由于(B ．定位与工序)基准不重合而产生的加工误差，称为基准不重合误差。 20. 下列情况符合“自为基准”原则的是（B ．无心磨外圆）。 21. 在零件实体部位加工孔的方法是(A. 钻孔)。

22、以下加工方法中（D 、铣削）不是外圆的加工方法。 23、以下哪个不是平面的加工方法（A 、车削）

24、以下哪个不是精基准选择的原则（D 、不加工表面原则） 25、一个尺寸链有(A 、1)个封闭环。

26、关于尺寸链，以下说法正确的是（B 、增环增大，封闭环增大）

27、切削塑性金属时，如果切削厚度薄、切削速度高、刀具前角大，形成（A 、带状切屑）。 28、铸铁工件粗加工时，切削液的使用情况为(Ｄ、不使用切削液)。 29、切削塑性金属时，容易产生积削瘤的是（Ｂ、中速切削）。

30、在车削钢件时，如不使用切削液，带走切削热最多的是（Ｃ、切屑）。 31、车削轴的外圆或端面，装夹车刀时，刀尖应该（Ｂ、与工件中心等高）。

32、无心外圆磨削时，工件的中心线须（C 、高于）磨削砂轮和导轮的中心连线。

33、对工序较多、需多次装夹才能完工的细长轴，精加工时，为保证装夹精度，应采用（Ｄ、双顶尖）装夹。

34、车刀角度中，对切削力影响最大的是（A 、前角）。 35、切断刀的主偏角为（C 、90）。

36、基准分为（A 、设计基准和工艺基准两大类）。

37、选择粗基准时，应选择（C 、加工余量小或不加工）的表面作为粗基准。

38、车削细长轴时，为减小径向抗力，避免细长工件弯曲变形，应适当增加车刀的（C 、主偏角）。 39、车削细长轴时，使用中心架或跟刀架，是为了增强工件的（C 、刚度）。 40、横磨法和纵磨法比较，横磨法比纵磨法（D 、缺少了工件的纵向进给运动）。 41、在下例孔的加工方法中，没有进给运动的是（D 、拉孔）。 42、下例刀具中，只有两个刀齿的是（A 、麻花钻）。

43、下例机床附件中，不属于车床附件的是（A、机用虎钳）。

44、在车床上精车外圆表面，能达到的精度等级为（C、IT8—IT7）。

45、被称为“锋钢”的是（B、高速钢）。

46、中碳钢是指含碳量为（B、0.25%~0.60）。

三、判断题

1、前角增加，切削刃锋利，切削变形增大，因此切削力将增大，即前角对切削力的影响甚大，但受刀刃强度的制约，前角不能太小。[x]

2、量规的通端用来检验工件的最小实体尺寸，即孔的最大极限尺寸，轴的最小极限尺寸；止端用来检验工件的最大实体尺寸，即孔的最小极限尺寸，轴的最大极限尺寸，检验工件时，如果通端能够通过，止端不能通过，则认为该工件合格[√ ]

3、机械零件在使用过程中丧失其规定功能的现象称为失效，其主要失效形式有变形、断裂和表面损伤三种类型。[√ ]

4、车削加工只能加工外圆面，无法加工平面[x ]

5、三爪卡盘具有自动定心功能。[ √]

6、淬火工艺通常安排在切削加工之前进行，以消除内应力。[ x ]

7、磨削加工不适合于有色金属的精加工[√ ]

9、麻花钻的切削部分有两个前刀面和两个主后刀面，两个主后刀面的交线为横刃[ √]

10、安装螺纹车刀时，车刀刀尖应与工件轴线等高。[√]

11、在一个工作地点，对一个或一组零件所连续完成的那部分工艺过程叫做工序。[√]

12、生产中一般先安排粗加工，再安排半精加工，最后安排精加工。[ √]

13、粗基准最好重复使用，以提高加工效率。[x ]

14.在切削加工中，进给运动只能有一个。（x ）

15.主切削刃与进给运动方向间在基面内的夹角为主偏角kr。(√)

16.影响刀具耐用度的主要因素是切削温度。(√)

17. 刀具前角增加，切削变形也增加。( x )

18.工序是组成工艺过程的基本单元。(√)

19.不完全定位在零件的定位方案中是不允许出现的。( x )

20.粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。( x )

21. 采用六个支承钉进行工件定位，则限制了工件的六个自由度。( x )

22. 车削轴端面时，车刀刀尖应严格与工件轴心线等高。( x )

23. 加工表面层产生的残余压应力，能提高零件的疲劳强度。(√)

24、硬质合金刀具耐热性好，在使用硬质合金刀具切削工件的过程中，可连续或断续浇注切削液。（x ）

２5、扩孔不但能扩大原有孔的直径、减小孔的表面粗糙度值，还能修正原孔的轴线偏斜。（√）26、铰孔不但能提高原有孔的尺寸精度、减小孔的表面粗糙度值，还能修正原有孔的轴线偏斜。（x ）

27、铰孔属于孔的精加工，但铰孔精度主要取决于铰刀的精度，不需要精密的机床。（√）

28、在镗床上镗孔的质量主要取决于镗床的精度。若在低精度镗床上加工精度要求高的孔系，须使用镗模夹具。（√）

29、铰孔可用于不淬火工件的精加工，铰孔不适于加工非标准化尺寸的孔、台阶孔、盲孔。（√）

30、镗孔既可以加工通孔，又可以加工盲孔。（√）

31、纵磨法的加工质量好，切削效率低；而横磨法的加工质量低，切削效率高。（√）

32、四爪卡盘比三爪卡盘的定心精度高，所以装夹时，三爪卡盘需找正，四爪卡盘不需找正。（x ）

33、两顶尖装夹工件时，尾座用顶尖有死顶尖和活顶尖。通常粗加工时用死顶尖，精加工时用活顶尖。（x ）

34、高速钢刀具和硬质合金刀具刃磨时应经常浸水冷却。（x ）

35、车削硬钢比车削软钢时切削速度要低一些，不使用切削液时比使用切削液时切削速度要低一些。

（√）

四、简答题

1、简述刀削用量三要素的含义。

答：（1）切削速度：切削刃上选定点对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度。

（2）进给量：刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量

（3）背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸，称为背吃刀量。

2、基面、主切削平面和正交平面

答：（1）基面是过切削刃选定点，垂直于该点假定主运动方向的平面。

（2）主切削平面是过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面。

（3）正交平面是过切削刃选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。

3、切削热是怎样产生？它对切削加工有何影响？

答：刀具在切削过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称为切削热．与加工表面发生摩擦所释放的热能切削热的主要来源有三个：

（１）切屑变形所产生的热量

（２）切屑与刀具前刀面之间的摩擦所产生的热量

（３）工件与刀具之间的摩擦所产生的热量

影响：（1）传入切屑及介质中热量越多，对加工越有利；

（2）传入刀具的热量会加速刀具的磨损；

(3)传入工件的热，可能使工件变形，产生形状和尺寸误差．

4、加工余量：在金属切削加工过程中，上一工序留给下一工序的切削量。

5、加工硬化：在金属切削加工过程中，由于刀具对材料的挤压使材料表面硬度和强度提高，塑性下降的现象。

6、刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削到磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时间称为刀具耐用度。

7、精度和形状精度：精度：是指零件在加工之后，其尺寸、形状等参数的实际数值同他们绝对准确的各个理论参数相符合的程度。

形状精度：指的是零件表面与理想表面之间的实际位置与理想位置接近的程度，如两圆柱面的圆柱读，平面的平面度等。

8、相同精度的孔和外圆面的加工，哪个更困难？为什么？

答：钻孔更困难。因为钻孔时其有几个困难的地方：(1).容易产生"引偏" ( 2).排屑困难 (3)热不易传散

9、进给量:刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量。

10、攻丝:攻丝是应用较广的内螺纹加工方法，主要使用丝锥进行加工。对于小尺寸的内螺纹，攻丝几乎是唯一有效的加工方法。

11通常，零件的加工过程分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工四个阶段。简述划分加工阶段的目的和各加工阶段的主要任务。

答：划分加工阶段的目的是：（1）保证加工质量；（2）合理使用设备；（3）便于及时发现毛坯缺陷；（4）便于安排热处理工序。

各加工阶段的主要任务是：（1）粗加工阶段的主要任务是：切除毛坯上大部分加工余量，使粗加工后的工件在形状和尺寸上尽可能接近成品，主要是提高劳动生产率；（2）半精加工阶段的主要任务是：完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。（3）精加工阶段的主要任务是：保证各主要表面达到图样规定的技术要求，保证加工质量。（4）光整加工阶段的主要任务是：对质量要求较高的零件，进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，但一般不能用来纠正形状误差和位置误差。

12、在钻床上使用麻花钻钻孔时容易引偏。简述引偏的原因及防止引偏的措施。 答：原因：（1）麻花钻钻心细，刚性差；（2）导向作用差；（3）横刃的不利影响；（4）两切削刃不对称。

防止引偏的措施：（1）预钻锥形定心坑；（2）使用钻套导向；（3）两主切削刃尽量刃磨对称. 13、什么是工件的六点定位原理？

答：物体在空间的任何运动，都可以分解为相互垂直的空间直角坐标系中的6种运动。

其中3个是沿3个坐标轴的平行移动，分别以x 、y 、z

表示；

另3个是绕3个坐标轴的旋转运动，分别以x 、y 、z

表示，物体的这6种运动可能性，称为物体的6个自由度。

在夹具中适当地布置6个支撑，使工件与这6个支撑接触，就可消除工件的6个自由度，使工件的位置完全确定。这种采用布置恰当的6个支撑点来消除工件6个自由度的方法，称为“六点定位”原则。

14、箱体零件加工时，为什么要“先面后孔”？

答：平面面积较大，定位稳定可靠，能简化夹具结构并减少安装变形，而且比孔加工容易，因此一般先加工平面。把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除后，再加工分布在平面上的孔，这有利于保证孔的加工精度。

15、简述粗基准和精基准的选择原则。

答：选择粗基准的基本原则：

（1）粗基准应该平整光洁、定位可靠。 （2）保证加工面正确位置 （3）粗基准只使用一次

（4）选择粗基准时要保证重要加工面上余量均匀 选择精基准的基本原则如下： （1）基准重合原则 （2）基准统一原则 （3）自为基准原则 （4）互为基准原则

16、在机械加工过程中，应该如何安排热处理工序？

答：在加工中主要依据零件的材料以及热处理的目的来安排热处理工序，通常使用的热处理工序包括以下类型。

（1）预备热处理：安排在加工前，用于改善切削性能，消除毛坯内应力。对于含碳量较高的材料，可以使用退火来降低硬度。对于含碳量较低的材料可以使用正火来提高材料硬度，使切削时切屑不粘刀。

（2）去应力热处理：安排在粗加工之后，精加工之前，主要有人工时效，去应力退火等。 （3）最终热处理：用于提高产品的力学性能，主要有调质、淬火、渗碳以及碳氮共渗等。 17、如何确定外圆表面加工方案？

答：在确定外圆面加工方案时，主要考虑以下因素。

（1）工件材料：对于钢铁类零件，主要用车削和磨削加工；对于有色金属，主要使用车削加工。 （2）加工精度和粗糙度：零件精度要求低，粗糙度大时，可以粗车，随着精度要求的提高、粗糙度值要求的降低，可以使用半精车、精车或者粗磨、半精磨、精磨等方法。精度要求特别高，粗糙度值要求特别低的零件，需要使用研磨和超级光磨等超精加工方法。

（3）热处理状态：如果材料经过淬火处理，则只能选用磨削作为精加工方法，而不能使用车削。 18、刀具角度越大，是否其使用性能越好？

答：不是。

（1）刀具角度对切削过程有重要的影响，合理选择刀具角度，可以有效地提高刀具耐磨度，减小切削力和切削功率，改善已加工表面质量，提高生产率。

（2）实际加工中，常根据刀具材料和工件材料的种类和性能，合理地选择角度的数值。以前角为例,一般来说，在粗加工时，切削力较大，可以选用较小的前角，在保证刀具强度的同时减小刀具的磨损；在精加工时，切削力较小，可以选用较大的前角，以获得高的表面质量。

19、外圆车刀切削部分结构由哪些部分组成?标注图示组成部分。

外圆车刀的切削部分结构由前刀面、后刀面、付后刀面、主切削刃、付切削刃与刀尖组成。

五、尺寸链计算

1、如图，镗孔前，A、B、C面均已加工合格，现以Ａ面定位加工孔，求本工序尺寸A3。

解：画出尺寸链。A O为封闭环，A2 A3为增环，A1为减环

由A O=A2＋A3－A1

得：A3= A O＋A1－A2=100＋240－40=300

由ES A O=ES A 2＋ES A 3－EI A1

得：ES A 3= ES A O＋EI A1－ES A 2

=0.15＋0－0=+0.15 由

EI A O =EI A 2＋EI A 3－ES A1

得：EI A 3= EI A O ＋ES A1－EI A 2

=－0.15＋0.1－(－0.06)=+0.01

镗孔尺寸

标注工序尺寸：

2、如图所示的偏心轴零件，表面P 的表层要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5~0.8mm ，为了保证对该表面提出的加工精度和表面粗糙度的要求，其工艺安排如下： （1） 精车P 面，保证尺寸

0.138.4mm

-Φ。

（2） 渗碳处理，控制渗碳层深度。

（3） 精磨P 面，保证尺寸0

0.01638mm

-Φ，同时保证渗碳层深度0.5~0.8mm 。

试画出工艺尺寸链图，并示渗碳时的渗碳层厚度。

解：尺寸链如图所示；封闭环A ∑；增环:A2,A3；减环:A1;

基本尺寸：A ∑=A2+A3-A1;即：0.5=A2+19-19.2;A2=0.7;

上偏差：ES A ∑=ESA2+ESA3-EIA1;即：0.3=ESA2+0-(-0.05);ESA2=+0.25; 下偏差：EI A ∑=EIA2+EIA3-ESA1;即：0=EIA2+(-0.008)-0;EIA2=+0.008;

所以：

3、图所示键槽孔加工过程如下：

1) 拉内孔至 0.03

10

57.75D φ+= ；2) 插键槽，保证尺寸x ；

3) 热处理 4) 磨内孔至

0.03

20

58D φ+= ，同时保证尺寸0.25

62H += 。

试确定尺寸 x 的大小及公差。

mm A 14

.00

01.3003+=mm

A 25

.0008.07.02++=mm

A 15.001

.03003++

=

【解】

S1：建立尺寸链如图b 所示，H 是间接保证的尺寸，因而是 封闭环。 S2：判断：R2、x 为增环；R1为减环； S3：计算：

封闭环的基本尺寸：H=R2+X-R1； 代入数据计算：62=29+x-28.875； 得：x=61.875；

封闭环的上偏差：ESH=ESR2+ESX-EIR1； 代入数据计算：0.25=0.015+ESX-0； 得：ESX=+0.235；

封闭环的下偏差：EIH=EIR2+EIX-ESR1； 代入数据计算：0=0+EIX-0.015； 得：EIX=+0.015；

S4：标注：按入体原则：

4

、加工如图所示外圆及键槽，其加工顺序为：车外圆至 ； 铣键槽至尺寸A ；淬火；磨

外圆至 ；磨外圆后应保证键槽设计尺寸 。求工序尺寸A 及其公差。

解：（1）画出尺寸链如图b 。

（2）判断： 是封闭环，其余为组成环。 A 和 是增环，

是减环。

（3）计算

基本尺寸公式： 21=A+13-13.2 得：A=21.2

上偏差公式： 0=esA+0—（—0.0415） 得：esA= —0.042

0.235

0.0150.22

061.87561.89x +++==0021.026-φ016

.021-0

0415.02.13-0

105.013-016.021-0

083.04.26-φ

下偏差公式： —0.16=eiA+(—0.0105)—0 得：eiA= —0.150 （4）标注：

A=

=

5、车削直径80mm ，长200mm 棒料外圆，若选用

ap=4mm,f=0.5mm/r,n=140r/min,

试问切削速度vc

为多少？切削时间tm 为多少？切削层面积是多少？ 解：1）切削速度vc 为：

2）切削时间tm 为：

3）切削层面积是：

六、定位误差分析

1、如图 所示，工件以外圆柱面在 V 形块上 定位加工键槽，保证键槽深度mm 8.340

17

.0-φ，

试计算其定位误差。 解： Δ B = 0.5δd = 0.5× 0.025= 0.0125mm Δ Y =0.707δd =0.707 × 0.025= 0.0177mm

因为工序基准在定位基面上，所以Δ D = Δ B ±Δ Y ， 经分析，此例中的工序基准变动的方向与定位基 准变动的方向相反，取“—”号

Δ D = Δ B —Δ Y =0.0177-0.0125= 0.0052mm

2、按图示定位方法加工键槽，已知2500201.d -=Φ（mm ）,400

02502.d -=Φ（mm ）,两外圆柱面的同轴度为Ф0.02mm ，V 型块夹角α=90°，键槽深度尺寸为8340

17

0.A .-=（mm ），试计算其定位误差，并

分析其定位质量。

解：定位基准是 d 1 的轴线，工序基准则在 d 2 的外圆的母线上，是相互独立的因素。 Δ B = 0.5δ d 2+0.02= 0.5× 0.025= 0.0325mm Δ Y =0.707 δ d 1 =0.707 × 0.02= 0.014mm 因为工序基准不在定位基面上， 所以Δ D = Δ B +Δ Y ，

Δ D = Δ B +Δ Y =0.0325+0.014= 0.0465mm

3 、如图 3-69 所示，工件以 d 1 外圆定位，加工φ 10H8 孔。求加工尺寸 40 ± 0.15mm 的定位误差已知：

min

/168.351000

140

801000

m dn

V C ≈??=

=

ππmin

/705.0140mm nf V f =?==min

86.270

200==m t 2

245.0mm fa A p c =?==042.0150.02.21--0108

.0158.21-

解： 定位基准是 d 1 的轴线，工序基准则在 d 2 的外圆的母线上，是相互独立的因素。

Δ B = 0.5δ d 2+t= 0.5× 0.046+0.03= 0.053mm Δ Y =0.707 δ d 1 =0.707 × 0.01= 0.007mm

因为工序基准不在定位基面上，所以Δ D = Δ B +Δ Y ，

Δ D = Δ B +Δ Y =0.053+0.007= 0.06mm ，定位误差小于工序尺寸公差的三分之一，方案可行。

4、工件以内孔 在心轴 上固定单边接触或任意边接触定位加工平面，试分析工序尺寸分别为 h1、h2、h3(工序基准为外圆中心线)、h4、h5时的定位误差。最小配合间隙为 △min 。

分析：若工件外圆和内孔的同轴度误差为△b

D

D ?+d

－d ?

5、如图 所示，以 B 面定位加工φ 100H8 孔， 求加工尺寸的定位误差。

解 ：定位基面为平面,基准位移误差：Δ Y = 0mm 工序基准 A 与定位基准 B 不重合， 将产生基准不重合误差

基准不重合误差：Δ B =2×0.04 mm =0.08 mm 定位误差： Δ D = Δ B +Δ Y = 0.08mm

6、如图，工件以A 面定位镗孔， 求加工尺寸的定位误差△D 。 解：a)找工序基准和定位基准： 工序基准为C 、定位基准为A ；

b)找定位尺寸：解如图(b)尺寸链得定位尺 寸的公差：δL=2x0.02+0.01=0.05 ； c)因定位尺寸方向与工序位置尺寸方向 一致，即有△B=0.05 ；

d ）因为平面定位△Y=0；所以。 定位误差△D=△B+△Y=0.05

七、综合分析题

1、分析铣床主运动传动链系统图：

（1）找出两端件；

（2）写出传动路线表达式； （3）运动平衡式；

（4）计算图示情况下，主轴的转动速度。 解：S1两端件：电动机---主轴 S2传动路线表达式: S3运动平衡式计算

S4计算：

2、如图为某机床主运动传动链，

（1）找出两端件及传动链类型，

（2）写出传动路线表达式， （3）写出主轴运动平衡式， （4）计算主轴的极限转速。 （V 带的传动效率η=0.98） 解：

（1）两端件：首端件是电动机（1450r/min ，7.5kw ）， 末端件是主轴，外联系传动链。

（2）传动路线表达式:

（3）主轴转速运动平衡式

（４）极限转速

3、根据六点定位原则，试分析题图示各 定位元件所消除的自由度。

（主轴）

ⅤⅣⅠ联轴器电机--?

?????????--??

???

????

?????????--??????????????????-----38827119263937284718381933223916II 5426 r/min 7.5kw,1450III V

IV ⅢⅢⅡⅡⅠu u u u n n ----???=Ⅳ电主min /3035.297119

4718391654261450r n ≈=????=主Ⅳ（主轴）ⅢⅡⅠ—带电机-?

?????????--??????--?????

????

?????????---72183060423048243636 r/min 3kw,144062224242256126

V min /138930

604242363698.025********r n =?????=主最高Ⅳ电主---?????

=ⅢⅢⅡⅡⅠu u u n n η256

126

min /3072186222482498.025********r n =?????=主最低

解：支承板2消除Z X Y

，

定位销1消除X Y 圆柱销3消除Z

4、加工如图所示的轴，材料45钢，中批生产。 （1）请根据各工序加工内容排列如下工序。

A 、下料；

B 、铣键槽；

C 、平端面，打中心孔；

D 、调质；

E 、粗车各外圆及台阶面；

F 、修研中心孔；

G 、半精车各外圆及台阶面、切槽、倒角；

H 、淬火；

I 、磨削各关键表面；

J 、终检 （2）简述工序C 、工序E 及工序G 所使用的机床、夹具及刀具

答：（1）加工工艺路线为：A —C —E —D —F —G —B —H —I —J

(2)工序C:机床——车床；夹具——三爪卡盘；刀具———45°弯头车刀、（B 型）中心钻。 工序B: 机床——立式铣床；夹具——V 型块、压板、螺栓；或机用虎钳；刀具——键槽铣刀 工序E: 机床——车床；夹具——三爪卡盘、顶尖；刀具——90°偏车刀。

工序G ：机床——车床；夹具——双顶尖、鸡心夹、拨盘；刀具——90°偏车刀、45°弯头车刀、切槽刀。

工序I ：机床——外圆磨床；夹具——双顶尖、鸡心夹、拨盘；；刀具——砂轮

5、说明切削液的种类及其选用原则。

（1）水溶液：以水作为主要成分，并加入一定量的添加剂。具有良好的防锈和润滑能力，冷却和清洗性能好，透明，便于操作者观察加工过程。

（2）切削油：以矿物油（机械油、轻柴油和煤油）和动、植物油作为主要成分，还可以使用各种混合油，在加工时能形成润滑油膜，润滑性能良好。

（3）乳化液：在乳化油（矿物油+乳化剂）中加入95%～98%水稀释而成，呈乳白色或半透明状，冷却性能良好。

选择切削液时，主要遵循以下原则。

（1）粗加工时，主要减小切削力和功率消耗，选用冷却作用较好的切削液，常采用3%～5%的乳化液。

（2）精加工时，主要改善加工表面质量，降低刀具磨损，减小积屑瘤，降低表面粗糙度，可以采用15%～20%的乳化液或润滑性能较强的极压切削油。

（3）高速钢刀具红硬性差，需要使用切削液，硬质合金高温性能好，不需使用切削液。

（4）切削液必须连续使用，否则会因为骤冷骤热产生的内应力在刀具内部产生微小裂纹，导致

刀具寿命下降。

6、说明积屑瘤形成的原因及其对加工的影响。

当切屑沿着刀具前刀面流出时，在一定温度和压力作用下，与前刀面接触的切削层底层会受到较大的摩擦阻力，使得这一层金属流出的速度减慢，当摩擦力超过材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近，形成积屑瘤。积屑瘤形成后不断长大，达到一定大小后又会破裂，因此是一个不断生长和破坏的循环过程。

积屑瘤对切削过程的影响主要包括以下几个方面。

①使刀具实际前角（γb）增大，可使切削力减小。

②积屑瘤不断生长和破坏，频率极高，因而可引起切削振动。

③积屑瘤的形状和大小不稳定，使加工表面粗糙度增大。

④在积屑瘤相对稳定时，可代替刀刃切削，减少刀具磨损；在不稳定情况下，可加剧刀具磨损。

7、用周铣法铣平面，从理论上分析，顺铣比逆铣有哪些优点？实际生产中，目前多采用哪种铣削方式？为什么？

①逆铣时，刀齿切入工件的厚度从零增大到最大值，切入初期在表面上产生挤压和滑擦，加剧刀具磨损，降低表面质量；顺铣时，刀齿的切削厚度从最大值减小到零，可以避免上述缺点。

②逆铣时，铣削力上抬工件，增加了夹紧机构的负担，还可能引起振动；顺铣时，铣削力将工件压向工作台，避免了上述缺点。

实际生产中，目前多采用逆铣。因为：

顺铣时的水平分力FH与工件进给方向相同，由于工作台进给丝杆和螺母之间的间隙在进给方向的前方，该力将使工件连同工作台和丝杆一起向前窜动，使进给量突然增加，可能造成刀具的损坏，而逆铣时由于FH与工件进给方向相反，不会出现上述情况。目前，一般铣床尚没有消除工作台丝杠螺母之间间隙的机构，所以，在生产中仍采用逆铣法。另外，当铣削带有黑皮的表面时，如铸件或锻件表面的粗加工，若用顺铣法，因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀齿的磨损，所以也应采用逆铣法。为保证加工质量，精加工时多采用顺铣。