机械制造基础习题讲解

1、机械制造技术基础习题 第一章 绪论 1- 1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？ 1- 2 什么是工序、工位、工步和走刀？试举例说明。 1- 3 什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？ 1- 4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征？ 1- 5 试为某车床厂丝杠生产线确定生产类型，生产条件如下：加工零件：卧式 车床丝杠（长为 1617mm,直径为 40mm,丝杠精度等级为 8 级，材料为 Y40Mn ）；年产量： 5000台车床；备品率： 5%；废品率： 0.5%。 1- 6 什么是工件的定位？什么是工件的夹紧？试举例说明。 1- 7 什么是工件的欠定位？什么是工件的过定位？试举例

2、说明。 1- 8 试举例说明什么是设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准 和装配基准。 1- 9 有人说：“工件在夹具中装夹，只要有 6 个定位支承点，就是欠定位” ，“凡 是少于 6 个定位支承点，就不会出现过定位” ，上面这些说法都对吗？为什 么？试举例说明。 1- 10 分析图 1-8 所示定位方式，并回答以下问题： （1）各定位件所限制的自由 度；（2）判断有无欠定位或过定位现象，为什么？ 图 1-8 习题 1-10 图 第二章 切削过程及其控制 2- 1 什么是切削用两三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 2- 2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本

3、角度？试画图标出这些 基本角度。 2- 3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取 值不能过大？ 2- 4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？ 2- 5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？ 2- 6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？ 2- 7 什么是积削瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积削瘤的产生？ 2- 8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。 2- 9 常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？怎样对切屑形 态进行控制？ 2- 10 切削力为什么要分解为三个分力？各分力的大小对加工过程有什么影响？ 2- 11 在 CA6140

4、 型车床上车削外圆， 已知：工件材料为灰铸铁， 其牌号为 HT200; 刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6 ；刀具几何参数为：0 100 ， 0 0 8 ,kr 45 ,kr 10 , s 10 （ s 对三向切削分力的修正系数分 别 为 k sFC 1.0,k SFp 1.5,k sFf 0.75 ）， r 0.5mm ； 切 削 用 量 为 ： p 3mm, f 0.4mm/ r , vc 80m/m i n。试求切削力 Fc、Ff、Fp及切削功率。 2- 12 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2- 13 影响切削温度的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 2- 14 试分析

5、刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条件下产生？ 2- 15 什么是刀具的磨钝标准？制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？ 2- 16 什么是刀具寿命和刀具总寿命？试分析切削用量三要素对刀具寿命的影响 规律。 2- 17 什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命？怎样合理选择刀具寿 命？ 2- 18 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。 2- 19 试述前角的功用及选择原则。 2- 20 试述后角的功用及选择原则。 2- 21 在 CA6140 型车床上车削外圆，已知：工件毛坯直径为 70mm ，加工长度 为 400mm；加工后工件尺寸为 6000.1 mm，表面粗糙度为 Ra3.2 m

6、；工件材 料为 40Cr（ b 700MPa ）；采用焊接式硬质合金外圆车刀 （牌号为 YT15）， 刀 杆 截 面 尺 寸 为 16mm 25mm, 刀 具 切 削 部 分 几 何 参 数 为 ： a 10 , 0 6 ,kr 45 ,kr 10 , s 0 ,r 0.5mm, 01 10 ,b 1 0.2mm 。试为该工序确定切削用量（ CA6140 型车床纵向进给机构允许的最大作用 力为 3500N）。 2- 22 试论述切削用量的选择原则。 2- 23 什么是砂轮硬度？如何正确选择砂轮硬度？ 2- 24 磨削外圆时磨削力的三个分力中以 Fp 为最大，车外圆时切削力的三个分力 中以 Fc

7、 为最大，为什么？ 2- 25 试用单颗磨粒的最大切削厚度公式， 分析磨削工艺参数对磨削过程的影响。 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？试简述其形成原理。 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？ 3- 3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。 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？ 3- 5 试分析提高车削生产率的途径和方法。 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。 3- 7 试述 CK6140 型车床主传动链的传动路线。 3- 8 CK6140 型车床中主轴在主轴

8、箱中是如何支承的 ?三爪卡盘是怎样装到车床主 轴上去的？ 3- 9 CK6140 型车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动 的？ 3- 10 CK6140 型车床主轴箱轴上带的拉力作用在哪些零件上？ 3- 11 CK6140 型车床主轴前轴承的径向间隙是如何调整的？ 3- 12 试分析比较中心磨和无心磨外圆的工艺特点和应用范围。 3- 13 试分析比较精整、 光整加工外圆表面各种加工方法的工艺特点和应用范围。 3- 14 试分析比较钻头、扩孔钻和铰刀的结构特点和几何角度。 3- 15 用钻头钻孔，为什么钻出来的孔径一般都比钻头的直径大？ 3- 16 镗孔有哪几种方式？各有何特

9、点？ 3- 17 珩磨加工为什么可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度？ 3- 18 拉削速度并不高，但拉削却是一种高生产率的加工方法，原因何在？ 3- 19 对于相同直径、相同精度等级的轴和孔，为什么孔的加工比较困难？ 3- 20 什么是逆铣？什么是顺铣？试分析逆铣和顺铣、对称铣和不对称铣的工艺 特征。 3- 21 试分析比较铣平面、刨平面、车平面的工艺特征和应用范围。 3- 22 数控机床有哪几个基本组成部分？各有何功用？ 3- 23 数控机床和加工中心的主传动系统与普通机床相比有哪些特点？ 3- 24 试述 JCS-018 型加工中心主轴组件的构造及功能。 3- 25 试分析 JCS-01

10、8型加工中心自动换刀装置的优缺点。 3-26 试述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的加工原理、工艺特 点和应用范围。 3-27 试简述快速原型与制造技术的基本原理及适用场合。 3-28 试分述快速原型与制造技术中光刻法、叠层法、烧结法、熔积法的加工原 理、工艺特点和应用范围。 3- 29 大批量生产某轴， 已知材料为 20CrMnTi ，轴全长 234mm,最大直径 74mm ， 试为该轴 45k6mm 段外圆表面选择加工方案。该表面长度为 34mm，需渗 碳淬火（表面硬度 5864HRC），表面粗糙度 Ra 要求为 0.8 m ，轴心线与 相邻 60mm 外圆表面端面的垂直度公差要

11、求为 0.02mm。 3-30 成批生产某箱体， 已知其材料为 HT300,箱体的外形尺寸 （长宽高） 为： 690mm520mm 355mm，试为该箱体前壁160K6mm 通孔选择加工方 案。该孔长度为 95mm，表面粗糙度 Ra 要求为 0.4 m，圆度公差要求为 0.006mm。 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 车床床头箱中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

12、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 60mm、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。 4- 5 在车床上精车一批直径为 60mm、长为 1200mm 的长轴外圆。已知：工件 材料为 45 钢；切削用量为： 120 m/min, p =0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材 料为 YT15。在刀具位置不重新调整的情况下加工 50 个工件后，试计算由刀 具尺寸磨损引起的加工误差值。 4- 6 成批生产图 4-

13、57 所示零件，设 A、B 两尺寸已加工好，今以底面定位镗 E 孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。 4- 7 按图 4-58 所示定位方案插键槽。已知：外圆直径 d 0Td ,内孔直径 D0TD ，两 者同轴度公差为 t, E 面至外圆中心的尺寸为 A TA / 2 。要求保证尺寸 B、C 及槽对孔中心线的对称度 e。试计算工序尺寸 B 及键槽宽 C 对孔中心线对称 度要求 e 的定位误差。 4- 8 在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别 产生了如图 4-59 所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的主要原因。 4- 9 在外圆磨床上磨削图 4-60

14、 所示轴类工件的外圆 ，若机床几何精度良好， 试 分析磨外圆后 A-A 截面的形状误差，要求画出 A-A 截面的形状，并提出减 小上述误差的措施。 4- 10 已知某车床的部件刚度分别为： k 主轴=5000N/mm； k 刀架=23330 N/mm， k 尾座=34500N/mm。今在该车床上采用前、 后顶尖定位车一直径为 5000.2 mm 的光轴，其径向力 Fp=3000N，假设刀具和工件的刚度都很大，试求： 1）车 刀位于主轴箱端处工艺系统的变形量； 2）车刀处在距主轴箱 1/4 工件长度 处工艺系统的变形量； 3）车刀处在工件中点处工艺系统的变形量； 4）车刀 处在距主轴箱 3/4

15、工件长度处工艺系统变形量； 5）车刀处在尾架处工艺系 统的变形量。完成计算后，画出加工后工件的纵向截面形状。 4- 11 按图 4-61a 的装夹方式在外圆磨床上磨削薄壁套筒 A，卸下工件后发现工件 成鞍形，如图 4-61b 所示，试分析产生该形状误差的原因。 4- 12 在卧式铣床上按图 4-62所示装夹方式用铣刀 A 铣键槽，经测量发现，工件 右端处的槽深大于中间的槽深， 且都比未铣键槽前调整的深度浅。 试分析产 生这一现象的原因。 4- 13 什么是误差复映？误差复映系数的大小与哪些因素有关？ 4- 14 在车床上车一短而粗的轴类工件。已知：工艺系统刚度 k 系统 =20000N/mm，

16、 毛 坯 偏 心 e=2mm, 毛 坯 最 小 背 吃 刀 量 ap 1mm,c cFp f yFp vcnFp Kfp 1500N / mm。问第一次走刀后，加工表面的偏 心误差是多大？至少需要切几次才能使加工表面的偏心误差控制在 0.01mm 以内？ 4- 15 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？试举一实例 说明。 4- 16 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底面后床身底面的纵向截面形状，并分析其原因。 4- 17 图 4-63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，

17、毛坯中的内应力要重新分布，问断口尺寸 D 将会发生什么样 的变化？为什么？ 4- 18 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- 19 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- 20 车一批外圆尺寸要求为 2000.1mm的轴。已知：外圆尺寸按正态分布，均方 根偏差0.025mm ，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- 21 在自动车床上加工一批轴件，要求外径尺寸为 (20 0.1) mm，已知均方根 偏差 0.02mm ，试求此

18、机床的工序能力等级？ 4- 22 为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏？ 4- 23 试以磨削为例，说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。 4- 24 加工后，零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力？ 4- 25 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？ 4-26 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？ 4-27 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？ 4

19、- 28 为什么在机床加工中发生自激振动前总需有偶然性干扰作前导？机床加工 中一旦有偶然性干扰出现就一定会有自激振动产生吗？ 第五章 工艺规程设计 5- 1 什么是工艺过程？什么是工艺规程？ 5- 2 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。 5- 3 拟定工艺路线需完成哪些工作？ 5- 4 试简述粗、精基准的选择原则，问什么粗基准通常只允许用一次？ 5- 5 加工图 5-69所示零件，其粗、精基准应如何选择 （标有 符号的为加工面， 其余为非加工面）？图 a、b、c 所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂 直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀； 图 d 所示零件毛坯孔已铸出， 要求

20、孔加工余量尽可能均匀。 5- 6 为什么机械加工过程一般都要划分为几个阶段进行？ 5- 7 试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什 么场合？ 5- 8 什么是加工余量、工序余量和总余量？ 5- 9 试分析影响工序余量的因素， 为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工 序装夹误差和上工序制造公差的影响？ 5- 10 图 5-70 所示尺寸链中（图中 Ao、Bo、 Co、 Do 是封闭环），那些组成环是 增环？那些组成环是减环？ 5- 11 试分析比较用极限法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异 同。 5- 12 图 5-71a为一轴套零件图，图 5-71b

21、为车削工序简图，图 5-71c给出了钻孔 工序三种不同定位方案的工序简图， 要求保证图图 5-71a 所规定的位置尺寸 10 0.1)mm的要求。试分别计算工序尺寸 A1、A2 与A3 的尺寸及公差 为表达清洗期间，图中只标出了与计算工序尺寸 A1 、A2 、A3 有关的轴向 尺寸。 5- 13 图 5-72 为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸 28 0.008mm和键槽深 t=40 mm。其工艺过程为 ;1）车外圆至 28 0.10 mm；2）铣键槽槽深至尺寸 H； 0.024 3）热处理； 4）磨外圆至尺寸 28 0.008mm。试求工序尺寸 H 及其极限偏差。 5-14 加工图 5-73a

22、 所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸 50 0.1 mm,25 0.3mm和 5 0.4 50 mm。图 5-73b,c 是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A1、 A2、 A3 及其极限偏差。 5- 15 图 5-74 是终磨十字轴端面的工序草图。图 a是磨端面 A 工位，它以 O1O1 轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度 z 、以 O2O2 轴外圆支承在长 V 形 块上限制自由度 x、x、y、 y ，要求保证工序尺寸 C。图 b是磨端面 B工 位，要求保证图示工序尺寸。 已知轴径 d= 24.98 0.02mm,试求工序尺寸 C 及 其极限偏差 5- 16 什么是生产成本、工艺成本？

23、什么是可变费用、不变费用？在市场经济条 件下，如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案？ 5- 17 试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义。 5- 18 应用 JLBM-1 分类编码系统为图 5-75 所示零件进行编码，并将其转换为零 件特征举证。 5- 19 试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。 5- 20 在认真分析图 5-76 所示车床尾座装配关系的机床上绘制车床尾座部件的装 配工艺系统图，标准件编号自定。 5- 21 什么是完全互换装配法？什么是统计互换装配法？试分析其异同，各适用 于什么场合？ 5-22 由于轴孔配合， 若轴径尺寸为 80 0.10 mm

24、，孔径尺寸为 800 mm，设轴径 与孔径的尺寸均按正态分布， 且尺寸分布中心与公差带中心重合， 试用完全 互换法和统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极偏差 5- 23 图 5-77 所示减速器某轴结构的尺寸分别为：A1=40mm 、 A2=36mm 、 A3=4mm；要求装配后齿轮端部间隙 A0 保持在 0.100.25mm 范围内，如 选用完全互换法装配，试确定 A1 、A2 、A3 的极限偏差。 5-24 图 5-78 所示为车床横刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证横刀架座 在床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.10.3mm 范围内，如选用修配法装配，试确定图

25、示修配环 A 与其它有关尺寸的基本 尺寸和极限偏差。 5-25 图 5-79所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有 A0=0.30.5mm 的间 隙。已知： A1=42 0.25 mm（ 标准件）， A2= 158 0.08 mm,A340 0.25 mm 标准 380 ,B 5mm。如采用固定调整 0.045 0.09 件）, A4 2300.045 mm, A5 25000.09 mm, A6 法装配，试确定固定调整环 B 的分组数和分组尺寸 B_B 图576习题520图 I顶尖2尾座休3套筒4定位块5注油塞6丝枉7螺母8 油圏9后盖 10手轮 H-S帽12垫圏13 半圆键14 一偏心轴25-销子16手柄 17挡销山一挡钉19一拉杆20底座21杠杆22支架23 一支承 钉24压块25压板26校链支架27夹紧块28螺杆 却弹 簧垫圈30手柄31半圆键32调整螺套33紧定螺杆 34弹赞35-导向杆 第六章 机床夹具设计 6- 1 机床夹具有哪几部分组成？各有何作用？ 6- 2 为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明 6- 3 图 6-53所示连杆在夹具中定位， 定位元件分别为支承平面 1、短圆柱销 2 和 固定短 V 形块 3。试分析图 6-53 所示定位方案的合理性并提出改进方法。 6-4 试分析图 6-54 种各定位元件所限制的自由度数 6- 5 图 6-