机械制造技术基础重点

1、第1章 金属切削过程及其控制第1节 金属切削过程的基本知识Explanation of nouns：1.金属切削过程：就是刀具和工件之间通过不同形式的相对运动，由刀具从工件表面上切去多余材料，从而得到预期形状精度、尺寸精度、位置精度和表面粗糙度的机械零件的过程。2.金属切削加工：刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具切削刃切除工件上多余的或预留的金属，使工件形状、尺寸精度及表面质量满足预定要求。Short answer question：1.试述切削加工应具备的条件：刀具与工件之间要有相对运动刀具具有适当的几何参数几何角度刀具材料具有一定的切削性能Gap filling：1. 按作用来分，切

2、削运动可分为（主运动）和（进给运动）。Computational problems：车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm，f=0.5mm/r，n=240r/min,试计算切削速度Vc、切削机动时间tm，切削层厚度hD和切削层宽度bD,材料切除率Q为多少？Explanation of nouns：1、基面Pr：通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。2、切削平面Ps：通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。3、主剖面Po：通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。4、前角o：前刀面与基面之间的夹角。5、后角o：后刀面与切削平面的夹角。6、副后

3、角：7、刃倾角S：主切削刃与基面之间的夹角。8、主偏角kr：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。9、副偏角kr：副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。10、直角切削/正切削：主切削刃与合成切削速度方向垂直。11、斜角切削/斜切削：主切削刃与合成切削速度方向不垂直。12、自由切削：只有直线型主切削刃参加切削工作。13、非自由切削：曲线型主切削刃或主副切削刃均参加切削。Construction problems：标出下图车刀的前角o、副前角o、后角o、副后角o，刃倾角s、副刃倾角s，主偏角K r，副偏角K r，楔角0，刀尖角r第2节 金属切削过程的基本规律与控制Judgment questi

4、on:切削脆性金属时前刀面靠近刀尖处温度最高.剪切面上温度几乎相等.切屑靠近后刀面的一层上温度梯度很大.前后刀面的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离处.Short answer question: 1.为什么前后刀面的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离处?答：这是摩擦热沿刀面不断增加的缘故。在前刀面上后边一段的接触长度上，由内摩擦转化为外摩擦，摩擦逐渐减少，热量又在不断传出，所以温度开始逐渐下降。Gap filling:1.正常磨损有( ) 、( ) 、( )三种形式。2.正常磨损分为( ) 、( ) 、( )三个阶段。Short answer question: 1. 为

5、什么后刀面的C区和N区磨损较严重?答：Explanation of nouns：1.刀具寿命：刀具寿命是指一把新刀具从开始使用到报废为止的总切削时间。它是刀具耐用度与刀具刃磨次数的乘积。 2.刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨损标准为止的净切削时间称为刀具耐用度，以T表示，单位为min。第3节 金属切削基本条件的合理选择Gap filling:1. 在生产中所用的刀具材料主要是( )和( )两类。Short answer question: 1. 试述前角的作用及其选择原则?答：作用：直接影响刀具的锋利程度； 直接影响切削刃的强度和刀头强度 直接影响切屑的形状和断屑效果选择原则

6、：在刀具强度许可条件下，尽量选用大的前角； 对于成形刀具来说(车刀、铣刀和齿轮刀等)，减小前角可减少刀 具截形误差，提高零件的加工精度； 前角的数值应由工件材料、刀具材料和加工工艺要求决定。2. 试述后角的作用及其选择原则?答: 作用：后角的主要作用是减少后刀面与加工工件之间的摩擦和磨损。后角过 大，会削弱切削刃和刀头的强度。选择原则：粗加工、断续切削、工材强度硬度高，为增加刀刃强度，可在4 6范围内选取。精加工取较大后角，一般0812，保 证表面质量，延长刀具寿命； 系统刚性差，易振动，取较小后角； 材料软，塑性大，且易产生加工硬化时，为减小后刀面摩擦，应 取较大后角；脆性材料，力集中在刀尖

7、处，0 ； 对尺寸精度要求高的刀具，如拉刀，宜取较小的0，限制重磨后 刀具尺寸的变化。 成形、复杂、尺寸刀具取小后角；3. 试述主偏角和副偏角的作用及其选择原则?答： 作用：主偏角r主要影响切削宽度bD和切削厚度hD的比例并影响刀具强 度。主偏角r减小，使切削宽度bD增大、刀尖角r增大、刀具强 度高、散热性能好，故刀具耐用度高。但会增大切深抗力，引起振动 和加工变形。此外，增大主偏角r是控制断屑的一个重要措施。 副偏角的主要作用是形成已加工表面。 选择原则：工件材料强度、硬度较高时，宜取较小的主偏角； 工艺系统的刚性较好时，主偏角应选小值；反之，宜取较大值； 粗加工时，选择大的主偏角；精加工时

8、，选择较小的主偏角。4. 试述刃倾角的作用及其选择原则?答：作用：影响刀刃锋利性 s0e 、rn 锋利性； 影响切屑流向：正s切屑流向待加工表面，负s切屑流向已加工 表面，s=0切屑流向垂直于主切削刃；选择原则：粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，为提高刀具强度， s取负值； 精加工、系统刚性差（细长轴），为不使切屑划伤已加工表面， s取正值或0 ； 微量极薄切削，取大正刃倾角。5. 试述刀尖的作用及其选择原则?答：作用：刀尖是刀具上切削条件最恶劣的部位，刀具的使用寿命很大程度上取 决于刀尖处的磨损情况；直接影响已加工表面的形成过程，影响残留面积的高度； 选择刀尖几何参数时，一般从刀具使用

9、寿命和已加工表面质量两方面 考虑。 选择原则：为增强刀尖强度和改善散热条件，常将其做成直线行或圆弧形的过 渡刃。 倒角刀尖（直线形过渡刃）：刃磨容易，一般使用于粗加工； 圆弧刀尖（圆弧形过渡刃）：刃磨较难，但可减小已加工表面粗糙 度，较适用于精加工。 6.粗加工时如何选择切削用量？ 精加工时如何选择切削用量？ 答：1. 确定切削深度 ap：尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分 2 次走刀，第一次走刀的切削深度取单边余量的 2/33/4 ； 2. 确定进给量 f： 粗切时根据工艺系统强度和刚度条件确定（计算或查表）； 精切时根据加工表面粗糙度要求确定（计算或查表）； 3. 确定切削速度 v：根

10、据规定的刀具耐用度确定切削速度 v （计算或查表）； 4. 校验机床功率(仅对粗加工)。 7.简述切削液的作用?答：1.冷却作用: 使切削热传导、对流和汽化，从而降低切削区温度； 2.润滑作用（边界润滑原理）: 切削液渗透到刀具与切屑、工件表面之间形成 润滑膜，具有物理吸附和化学吸附作用； 3.洗涤和防锈作用：冲走细屑或磨粒；在切削液中添加防锈剂，起防锈作用。 8.简述水溶液的作用?答：主要起冷却作用。 9.简述乳化液的作用?答：浓度低的乳化液含水多，主要起冷却作用，适于粗加工和磨削；浓度高的乳 化液含水少，主要起润滑作用，适于精加工。 10.简述切削油的作用?答：主要起润滑作用。Choice

11、 question:1.磨削时宜选用（ ）。A 切削油 B 乳化液 C 水溶液 第2章 机械加工设备与典型刀具第1节 金属切削机床的基本知识Short answer question：1. 试说出下列代号的意义：CA6140， XKA5032A ， MGB1432， C21506答：C A 6 1 40 C 车床A 结构特性6 落地及卧式车床组1 卧式车床40 主参数 直径:400mm XKA5032A X 铣床（类代号） K 数控（通用特性代号） A （结构特性代号） 50 立式升降台铣床（组系代号） 32 工作台面宽度320mm（主参数） A 第一次重大改进（重大改进序号） MGB1432

12、 M 磨床（类代号） G 高精度（通用特性代号） B 半自动（通用特性代号） 14 万能外圆磨床（组系代号） 32 最大磨削外径320mm（主参数）C21506 C 车床（类代号） 21 多轴棒料自动车床（组系代号） 50 最大棒料直径500mm（主参数） 6 轴数为6（第二主参数） Explanation of nouns：1.传动链：用一系列的传动件把执行件和动力源（例如把主轴和电动机），或者把执行件和执行件（例如把主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。2.内联系传动链：联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用

13、来保证发生线的性质。3.外联系传动链：联系动力源与执行机构之间的传动链。第二节 车床Explanation of nouns：1. 传动系统图：传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。Short answer question：1. 试写出CA6140的主传动系统的结构式，正反转的级数及最高转速、最低转速。Gap filling：1. CA6140型普通车床能车削四种标准的螺纹中，米制螺纹与（ ）螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是（ ）数列；（ ）螺纹与（ ）螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是（ ）数列。2.第三节 钻床与镗床：第四节 铣床与刨床Short

14、 answer question：1. 试述钻削特点：答：“三差一大”： 刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性； 导向性差：导向棱少且窄； 切削条件差：排屑困难，不易散热； 轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。 属于粗加工工序：经济精度：IT13IT11，Ra2512.5Explanation of nouns：1.顺铣：铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。2.逆铣：铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。3.对称铣：4.不对称顺铣：5.不对称逆铣：Short answer question：1. 试述顺铣和逆铣的特点，试说出那种铣削平时应用较多及理由？答：一般铣床未设有消除工作台丝杠与螺母之

15、间间隙的装置，所以在生产中仍多采 用逆铣法；第五节 齿轮加工机床Mapping problem：1. 请画出滚直齿轮时的传动原理图并指出滚直齿轮所需的运动及其相关传动链2.请画出滚斜齿轮时的传动原理图并指出滚斜齿轮所需的运动及其相关传动链第七节 典型刀具Gap filling：1. 车刀按结构分为（整体车刀）、（焊接车刀）、 （焊接装配式车刀）、（机夹车刀）和（可转位车刀）。Short answer question：1. 普通麻花钻有什么缺点，如何改进？ 答：缺点：标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大（从外缘处的大约+30逐渐减小到钻芯处的大约-30)、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差(横

16、刃前角约为-60）等结构问题。 改进：生产中,为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻” 。其修磨特点为：将横刃磨窄、磨低，改善横刃处的切削条件,将靠近钻 心附近的主刃修磨成一段顶角较大的内直刃及一段圆弧刃,以增大该段切削刃的前角。 同时，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用；在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情况 。2. 什么是砂轮硬度？试说出砂轮硬度选择原则。答: 砂轮硬度指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度;选择原则：1. 磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮； 2. 磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤； 3.砂轮与工件接触面积大时，

17、选较软的砂轮； 4.成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。3. 什么是砂轮组织？试说出砂轮组织选择原则答：砂轮组织反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。 选择原则：紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削； 中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等； 疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触 面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件。第3章 机床夹具设计第1节 概述Explanation of nouns：1.定位：工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上相对刀具占

18、有正确的位置，这个过程称为定位。2夹紧：为克服切削过程中工件受外力的作用而破坏定位，必须对工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。3.装夹：定位和夹紧综合称为装夹。4.安装：使工件占有正确的加工位置，并使工件夹紧的过程。5.夹具：将工件进行定位、夹紧，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。Short answer question：1：简述夹具的作用答：保证加工精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致；提高生产率，降低生产成本；扩大机床的加工范围；减轻工人劳动强度。第2节 定位原理及定位元件Explanation

19、of nouns：1.基准：基准就是确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。2.设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。3.工艺基准：工艺基准是加工过程中所采用的基准。又分为有工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。4.工序基准：工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。5.定位基准：定位基准是在加工中用作定位的基准。6.度量基准：在测量工件已加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。7.装配基准：在机器装配时，确定零件在部件或产品中的位置时所依据的基准。8.六点

20、定位原理：合理布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其紧密接触或配合，一个支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理。9.完全定位：工件的六个自由度被完全限制的定位称完全定位。10.不完全定位：允许少于六点的定位称为不完全定位。11.过定位：12.欠定位：工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位。第三节 定位误差的分析与计算Explanation of nouns：1.安装误差：工件在夹具中的定位和夹紧误差。2.对定误差：刀具的导向或对刀误差即夹具与刀具的相对位置误差； 夹具在机床上的定位和夹紧误差即夹具与机床的相对位置误差。3. 加工

21、过程误差：加工方法的原理误差，工艺系统的受力变形、工艺系统的受热变形、工艺系统各组成部分（如机床、刀具、量具等）的静精度和磨损等。4. 基准位移误差：5. 基准不重合误差：Computational problems：1：有一批如下图a)所示的零件，今采用V形块定位，用钻模加工mm和mm两孔，要求保证图中要求尺寸。现采用图b)、c)、两种方案，若定位误差不允许大于工件加工允差的1/2。试问两种定位方案是否可行？（sin450.707）(20分)解：对定位方案b)而言：（1）尺寸 的定位误差为：（2）尺寸 的定位误差为：（3） 所以，定位方案b)是合理的定位方案。对定位方案c)而言：（4）尺寸

22、的定位误差为：（5）尺寸的定位误差为： （6） 所以，定位方案c)是不合理的定位方案。2. 在一杆状形工件铣键槽，要求保证尺寸50-0.2mm与34.8-0.16mm，设计该工件的定位方案，并进行定位误差分析。第4章 机械加工质量及其控制第1节 概述Explanation of nouns：1.加工精度：加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。2.尺寸精度：加工后零件的实际尺寸与零件理想尺寸相符的程度。3.形状精度：加工后零件的实际形状与零件理想形状相符的程度。4.位置精度：加工后零件的实际位置与零件理想位置相符的程度。5.加工误差：零件加工后的实际几

23、何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。第二节 机械加工精度的影响因素及控制Explanation of nouns：1.工艺系统：零件的机械加工是在由机床、夹具、刀具和工件组成的系统中进行的。该系统即为工艺系统。2.原理误差：是指由于采用了近似的成形运动、近似的刀刃形状等原因而产生的加工误差。3.原始误差：工艺系统存在的误差称之为原始误差。4.工艺系统静误差：若原始误差是在加工前已存在，即在无切削负荷的情况下检验的，称为工艺系统静误差。5.工艺系统动误差：若在有切削负荷情况下产生的则称为工艺系统动误差。 Gap filling：1. 机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有：(主轴

24、回转误差)、(导轨误差)和(传动链误差)。Short answer question：1. 试回答主轴径向跳动，轴向传动和角度摆动对车外圆和车端面、螺纹有何影响？2. 试回答主轴径向跳动，轴向传动和角度摆动对镗孔有何影响？主轴回转误差的基本形式车床上车削镗床上镗削内、外圆端面螺纹孔端面纯径向跳动影响极小无影响圆度误差无影响纯轴向窜动无影响平面度误差 垂直度误差螺距误差无影响平面度误差 垂直度误差纯角度摆动圆柱度误差影响极小螺距误差圆柱度误差平面度误差3.试回答导轨直线度、平行度误差对加工精度的影响？答：导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向(误差敏感方向)上，对加工精度

25、的影响最大；导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽略不计。4.什么是传动链误差？提高传动链传动精度的措施有哪些？ 答：传动链误差：指传动链始末两端传动元件间相对传动的误差。 措施：缩短传动链；降速传动，末节大降速比；提高传动元件的制造精度和装 配精度；误差补偿装置。5.什么是工艺系统的刚度？误差产生的原因？ 工艺系统刚度：垂直作用于工件加工表面（加工误差敏感方向）的径向切削分力与工艺系统在该方向的变形之间的比值。 原因：在机械加工过程中，机床、夹具、刀具、和工件在切削力的作用下，都将分别产生变形y机、y夹、y刀、y工，致使刀具和被加工表面的相对位置发生变化，使工件产生误差。C

26、omputational problems：1. 已知工艺系统的误差复映系数为0.25，工件毛坯的圆柱度误差为0.45mm，如果本工序的形状精度误差为0.01mm，试问走刀几次才能使形状精度合格？Short answer question：1：试述减小机床热变形对加工精度影响的措施。答：1）结构措施（1）采用热对称结构（2）使热变形发生在无害于加工精度的方向上（3）合理安排支撑的位置（4）采取措施散热冷却减少发热量（5）均衡关键零件的温升，避免弯曲变形（6）隔离热源2）工艺措施（1）在安装机床的区域内保持恒定的环境温度（2）将精密机床安排在恒温室中使用（3）机床达到热平衡后再进行加工。2.减少

27、工艺系统受热变形的措施?答：减少发热和隔热；改善散热条件；均衡温度场；改进机床机构；加快温度场的 平衡；控制环境温度。3. 试述车细长轴的时候如何保证加工精度？答：采用反向走刀（进给）切削改变进给方向使细长轴在加工过程中受拉力； 用大进给量和大主偏角（9093o）车刀； 在卡盘一端车出一个缩颈：消除坯料本身弯曲而在卡盘强制夹持下引起的轴 线弯斜的影响。4. 试述保证和提高加工精度的常见措施？答：直接消除和减少误差法； 误差补偿法：误差补偿是指人为地制造出一种新的或者利用原有的一种原始 误差去抵消另一种原始误差；误差转移法：误差转移法的实质是将工艺系统的几何误差、受力变形和热变 形等转移到不影响加工精度的方向去；误差分组法；“就地加工”法；控制误差法第4节 机械加工表面质量的影响因素及控制Short