机械制造技术基础第2阶段测试题

江南大学现代远程教育第二阶段测试卷
考试科目:《机械制造技术基础》第四章至第五章（总分100分）
时间：90分钟
__________学习中心（教学点）批次：层次：
专业：学号：身份证号：
姓名：得分：
一、单选题（每小题2分，共计10分）
1．工件定位时，是绝对不允许的。

A．完全定位； B．不完全定位； C．过定位； D．欠定位。

2．磨削光轴时，若磨削条件相同，则材料磨削后的表面粗糙度值较小。

A．20钢； B．45钢； C．铸铁； D．铜。

3．在车床两顶尖间装夹一根光轴进行车削加工，工件的长径比很大，工件刚性很差。

这时，由于工艺系统刚度的影响造成的加工误差，使工件呈。

A．中凹马鞍形； B．锥形；C．腰鼓形；D．双曲面形。

4．机械加工中产生高温会引起零件表面层金属的相变，若相变后表面层体积缩小，则将产生。

A．拉应力 B．压应力 C．拉应力、压应力都有
5．加工误差的性质可分为系统性误差和随机性误差，属于随机性误差。

A．刀具磨损； B．工件热变形； C．材料的硬度变化。

二、填空题（每空1分，共计10分）
1．工件以一面两孔定位时，实际上限制了工件的自由度。

2．工件以单一平面定位时，没有误差。

3．试列举出三种随机性误差的项目：(1) ；(2) ；(3) 。

4．误差复映系数反映了误差与误差之间的比例关系。

5．加工表面质量中，对零件疲劳强度影响大的因素是：、和等。

三、名词解释（每小题2分，共计10分）
1．欠定位：
2．误差敏感方向：
3．表面层冷作硬化：
4．基准位移误差：
5．接触刚度：
四、简述题（每小题6分，共计24分）
1．工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求?
2．常见的定位方式有哪些?(说出五种)
3．什么是磨削中的回火烧伤?
4．什么是机械加工的工艺稳定性?怎样验证工艺稳定性?
五、综合题（共计36分）
1．磨削薄板类零件平面时，工件容易产生中凹翘曲变形现象，试分析其原因何在?（6分）2．图示为工序A与工序B的尺寸分布曲线，试对工序A与工序B的工艺能力进行比较，并说明原因。

（6分）
3．根据工件的加工要求，确定工件在夹具中定位时用哪些表面限制哪几个自由度。

（12分）1）铣R28圆弧，其余表面均已加工。

2）镗φ30H7孔，A面及2-φ13mm孔均已加工。

4．如图所示，为在工件上钻φ16孔的定位方案。

采用的定位元件是；1一平面；2一短圆柱销；3一可移动V形块。

试分析该定位方案是否合理?各定位元件应分别限制哪些自由度?如何改进?（12分）
六、计算题（共计10分）
在图所示零件上铣键槽，要求保证尺寸54mm及对称度。

现按图示定位方案，试计算此方案的定位误差。

参考答案：
一、单选题（每小题2分，共计10分）
1．工件定位时，D 是绝对不允许的。

A．完全定位； B．不完全定位； C．过定位； D．欠定位。

2．磨削光轴时，若磨削条件相同，则 B 材料磨削后的表面粗糙度值较小。

A．20钢； B．45钢； C．铸铁； D．铜。

3．在车床两顶尖间装夹一根光轴进行车削加工，工件的长径比很大，工件刚性很差。

这时，由于工艺系统刚度的影响造成的加工误差，使工件呈 C 。

A．中凹马鞍形； B．锥形；C．腰鼓形；D．双曲面形。

4．机械加工中产生高温会引起零件表面层金属的相变，若相变后表面层体积缩小，则将产生A 。

A．拉应力 B．压应力 C．拉应力、压应力都有
5．加工误差的性质可分为系统性误差和随机性误差， C 属于随机性误差。

A．刀具磨损； B．工件热变形； C．材料的硬度变化。

二、填空题（每空1分，共计10分）
1．工件以一面两孔定位时，实际上限制了工件的六个自由度。

2．工件以单一平面定位时，没有基准位移误差。

3．试列举出三种随机性误差的项目：(1) 测量误差；(2) 多次调整误差；(3) 内应力引起的变形。

4．误差复映系数反映了工件误差与毛坯误差之间的比例关系。

5．加工表面质量中，对零件疲劳强度影响大的因素是：表面粗糙度、残余应力和冷作硬化等。

三、名词解释（每小题2分，共计10分）
1．欠定位：如果某些应予以消除的自由度没有被消除。

出现工件定位不足，称为欠定位。

2．误差敏感方向：是指通过刀刃的加工表面的法线方向。

是产生加工误差最大的那个方向。

3．表面层冷作硬化：机械加工过程中，金属被加工表面层受切削力的作用产生冷塑性变形，使晶格扭曲，使得金属表面层的强度和硬度有所提高，这一现象就称作为冷作硬化。

4．基准位移误差：由于定位副制造不准确，使得设计基准位置发生变动而产生的定位误差5．接触刚度：指部件结合表面在垂直于平面的力的作用下抵抗接触表面之间变形的能力。

四、简述题（每小题6分，共计24分）
1．工件在夹具中夹紧时对夹紧力有何要求?
答：①夹紧力方向应正对主要定位基准。

保证工件定位准确可靠，不破坏原定位精度；夹紧力方向应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少工件的变形；夹紧力方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减少所需夹紧力
②夹紧力的作用点应在几个支承所组成的支承面积范围内，避免工件产生倾覆力矩；夹紧力的作用点应处在工件刚度较好的部位，以减少工件的夹紧变形；夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减少切削力对工件产生的翻转扭矩。

③夹紧力的大小应适当。

避免工件的夹紧变形。

2．常见的定位方式有哪些?(说出五种)
答：①平面定位；②V形块定位；③圆柱(锥)心轴定位；④定位套定位；⑤组合定位(一面两孔)等。

3．什么是磨削中的回火烧伤?
答：当磨削淬火钢工件时，如果磨削用量偏大，或冷却不充分，表层温度超过了淬火钢的回火温度。

表面层中的淬火组织马氏体，会转变成回火组织屈氏体、索氏体等与回火、退火组织相近似的组织，表层的硬度和强度将显著降低，这就称为回火烧伤。

4．什么是机械加工的工艺稳定性?怎样验证工艺稳定性?
答：机械加工的工艺稳定性是指在一定的加工条件下工艺过程本身的误差波动情况。

加工过程中如果只有偶然的随机性因素影响加工精度，即只有随机性波动，该工艺过程就是稳定的。

如果有系统性误差因素影响加工精度，即有异常波动，该工艺过程就是不稳定的。

工艺稳定性用x —R点图验证。

为明确区分正常波动与异常波动，需要在x—R点图上绘制出中心线及上、下控制线，如果点子没有超出控制线，而且大部分点子在中心线上下随机波动。

则该工艺过程就是稳定的。

五、综合题（共计36分）
1．磨削薄板类零件平面时，工件容易产生中凹翘曲变形现象，
试分析其原因何在?（6分）
答：磨削薄板类零件平面时，由于表面层温度高，表面层金属产
生热塑性变形(膨胀)，冷却时，表层金属的收缩又受到基体材料
的阻碍，于是在表面层产生残余拉应力，其下层基体材料受到压
应力。

当取下工件后，内应力要重新分布，工件刚性差时，应力
平衡的结果必然使工件呈现中凹的翘曲变形现象。

2．图示为工序A 与工序B 的尺寸分布曲线，试对工序A 与
工序B 的工艺能力进行比较，并说明原因。

（6分）
答：由于σ是影响正态分布曲线形状的主要参数，从图中可
以看出σA <σB 。

而工艺能力系数Cp ＝T ／6σ，当T 一定时，
取决于工序的6σ值，所以：Cp(A)> Cp (B)，说明工序A 的
工艺能力强于工序B 。

3．根据工件的加工要求，确定工件在夹具中定位时用哪些表面限制哪几个自由度。

（12分）
1）铣R28圆弧，其余表面均已加工。

答：如右图所示：用左端面限制三个自由度Z X Y ,,；用φ20H7孔限制两个自由度Z X ,；用
侧面限制一个自由度Y。

2） 镗φ30H7孔，A 面及2-φ13mm 孔均已加工。

答：用A 面及2-φ13mm 孔作为定位表面， A 面限制三个自由度Z Y X ,,；左侧φ13mm 孔限制两个自由度Y X ,；右侧φ13mm 孔限制
一个自由度Z
4．如图所示，为在工件上钻φ16孔的定位方案。

采用
的定位元件是；1一平面；2一短圆柱销；3一可移动V
形块。

试分析该定位方案是否合理?各定位元件应分别限
制哪些自由度?如何改进? （12分）
答：定位方案不合理：
① 平面定位限制工件三个自由度：y x z ,,
② 短销定位限制工件二个自由度：y x ,
③ 移动v 形块应限制工件剩下的一个自由度z。

但采用图示定位方案，无法消除z 自由度，故不合理。

改进方案：将移动V 形块设计在工件右侧圆弧面上，消除z
自由度，这样，工件可实现完全定位。

六、计算题 (共计10分)
在图所示零件上铣键槽，要求保证尺寸54mm 及对称度。

现按图示定位方案，试计算此方案的定位误差。

答::
垂直方向:
ΔB = 0 ;ΔY = 0 ;ΔD =0
水平方向: ΔB = T D / 2 =0.05
(尺寸φ60 -0.1的半径公差)
ΔY = 0
ΔD = ΔB +ΔY =0.05＞对称度0.03的要求,不能采用此方案。