机械制造工艺学试卷(附标准答案)

改进措施：a.正确选择砂轮b.合理选择磨削用量c.改善冷却条件d.选用开槽砂轮。
1、试提出成批生产如图所示盘状零件的机械加工工艺过程的组成（从工序到工步），并指出各工序的定位基准，图中φ20的孔数量为6个。（列表表示）
工序号
工步
定位基准（面）
1
车端面C，粗、精镗φ60H9mm孔，内孔倒角
小端外圆面
2
(2)乙机床加工零件的废品率高
(3)乙机床的精度高
五、计算题（每题10分，共20分）
1、某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。当A2尺寸为40+0.36能不能说一定是废品，为什么？
2）简述零件的加工路线安排。
3）加工孔时￠30+0.01，有那些加工方法选择？各有什么特点？
五、计算题（每题10分，共20分）
1、如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理（极值法）？为什么？并提出改进措施？
解:1)分析
从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、15±0.2mm以及50-0.34。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求.其中10-0.3、50-0.34直接保证，15±0.2间接保证，为封闭环，必须校核。
答：磨削加工不仅磨削比压特别大，且磨削速度也特别高，切削单位体积金属的功率消耗远大于其它加工方法，而加工所消耗能量的绝大部分都要转化为热量，这些热量中的大部分将传于被加工表面，使工件具有很高的温度，就会使工件表面层金属的金相组织产生变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈氧化膜颜色，从而出现烧伤现象。
2）查找组成环，建立尺寸链3）计算尺寸及偏差求得A0=15-0.4+0.5 (超差)
4)解决办法:
改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；
提高加工精度，缩小组成环公差。5）重新标注尺寸，校核计算
现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6±0.1,10-0.1可求得:A0= 15±0.2符合图纸要求.
1、磨削外圆时候使用死顶尖的作用是（使主轴的回转误差不反映到工件上、提高加工精度。
B.如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表面层金属会出现二次淬火马氏体组织。硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷去较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织，称为淬火烧伤。
C.如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，表层金属将产生退火组织，表层金属的硬度将急剧下降，称为退火烧伤。
2.物理力学因素（工件材料的影响、切削速度的影响、进给量的影响、润滑、前角、刃磨质量等影响）
控制：选择较小的进给量f和较大的刀尖圆弧半径rε，加工塑性材料选择低速宽刀精切和高速精切，在粗加工或精加工前安排正火或调质处理，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。
8、误差复映系数反映了(毛坯)误差与（工件加工）误差之间的比例关系。
9、机床主轴的回转误差包括（径向圆跳动）（轴向圆跳动）（倾角摆动）
10、工艺系统热源传递方式有（导热传热）（对流传热）（辐射传热）三种形式。
1、试分析下图所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。
粗车、半精车这批工件的φ200mm外圆，并车φ96mm外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒内孔及端面
4
钻、扩、铰6-φ20mm孔
φ60H9mm内孔及端面
5
钳工去毛刺
6
检验
2、加工如同所示的零件，生产批量是大批大量。
1）应该选择那些表面作为粗基准？那些表面作为精基准？说明理由。
A)加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差
B）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误差
C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍形，产生圆柱度误差
2、如图表示了再生颤振产生的四种情况。图中实线表示前一转切削的工件表面振纹，虚线表示后一转切削的表面。分析哪一种有可能产生再生颤振？
磨削：1.几何因素（砂轮的磨粒、砂轮修整、磨削用量）
2.物理因素（磨削用量、工件材料、砂轮粒度与硬度）
控制:增加砂轮的转速，降低工件的转速，减少砂轮的纵向进给量，减小砂轮的粒度，增加金刚石笔锋利程度、减少其纵向进给量进行砂轮修整，硬度合适、自励性好，以及合适的砂轮材料都能降低表面粗糙度。
3、为什么磨削加工容易产生烧伤？如果工件材料和磨削用量无法改变，减轻烧伤现象的最佳途径是什么？
0.82
0.84
0.86
0.88
Ф(Z)
0.2703
0.2764
0.2823
0.2881
0.2939
0.2995
0.3095
0.3106
解：常值性系统误差=0.03mm
随机误差=6*0.025=0.15mm
Z= =0.8
查表:Φ(Z)=Φ(0.8)=0.2881
合格率：F=0.5+0.2881=0.7881mm
2、镗床的主轴径向跳动将造成被加工孔的（圆度）误差。
3、零件表面物理机械性能包括（加工表面层的冷作硬化）（表面金属的金相组织变化）（表面金属的残余应力）。
4、安排在切削加工之前的（退火）（正火）、调质等热处理工序，为了改善工件的切削性能。5、加工过程由，表面层若以冷塑性变形为主，则表面层产生（压缩）残余应力；若以热塑性变形为主，则表面层产生（拉伸）残余应力。
D有可能产生再生颤振（因为其后一转的振纹的相位滞后于前一段振纹）又再生振纹只有当后一转的相位滞后于前一段振纹，且角度为A在0到180才有可能产生再生颤振。
3、分析磨削烧伤的形式及改进措施。
A.如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表面金属的马氏体将转化成硬度较低的回火组织，称回火烧伤。
6、加工表面质量主要对（耐磨性）（疲劳强度）（零件配合性质）（耐蚀性）等使用性能产生影响。
9、影响机床部件刚度的因素有：（联结表面间的接触变形）（零件间的摩擦力）（接合面间隙薄弱零件本身的变形）
1、在车床上装夹工件加工细长轴外圆表面，试分析可能产生鼓形误差的原因。
答：A.机床导轨直线度误差的影响，特别是水平面内直线度误差的影响；当导轨向前凸出时，工件就会产生鼓形加工误差。
3、在甲、乙两台机床上加工同一种零件，工序尺寸为50±0.1。加工后对甲、乙机床加工的零件分别进行测量，结果均符合正态分布，甲机床加工零件的平均值 =50,均方根偏差 ＝0.04，乙机床加工零件的平均值 =50.06，均方根偏差 ＝0.03，试问：(1)在同一张图上画出甲、乙机床所加工零件尺寸分布曲线；(2)判断哪一台机床不合格品率高?(3)判断哪一台机床精度高?
最佳途径：在磨削过程中不断地对砂轮进行修整，使其保持锋利状。
2、车削一批轴外圆，其尺寸要求为ø mm，若工件尺寸按正态分布，均方差为σ=0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心0.03mm，试指出该批工件的常值系统性误差及随机误差?并计算合格率?要求画出尺寸分布示意图。
Z
0.74
0.76
0.78
0.8
B.工件的刚度：在不考虑主轴箱、尾座变形的情况下，如果工件的刚度差，在加工过程中工件可能会变形，工件也可能会产生鼓形加工误差。
C.误差复映：当毛坯有形状误差或者相对位置误差时，工件也可能产生鼓形加工误差。
2、分析影响加工表面粗糙度的主要因素及其控制。
答：车削：1.几何因素（刀尖圆弧半径rε、主偏角kr、副偏角kr′、进给量f）