机械制造工艺学习题

机械制造工艺学习题课机械制造工艺学[1-1]基本概念：生产过程工艺过程工艺规程工序工步走刀工位生产纲领经济加工精度结构工艺性时间定额[1-2]尺寸精度的获得方法？[1-3]制定机械加工工艺规程的基本步骤？[1-4]精基准的选择原则？[1-5]粗基准的选择原则？[1-6]加工方法的选择原则？[1-7]机械加工顺序的安排原则？机械制造工艺学[1-8]工艺尺寸链的应用——渗碳处理机械制造工艺学[1-9]工艺尺寸链的应用——中间工序尺寸的计算一带有键槽的内孔如下图a)，加工顺序为：1、镗内孔至；2、插键槽至尺寸A;3、热处理；4、磨内孔至，同时保证设计尺寸。要求确定工序尺寸A及其偏差。0.050400.1039.634.006.43机械制造工艺学[1-10]工艺尺寸链的应用如图所示，终加工时铣缺口须保证尺寸和mm，按调整法加工：试计算调整尺寸(铣缺口时的工序尺寸)0.2001000.055机械制造工艺学[1-11]工艺尺寸链的应用如图(a)所示零件,若按（b)、(c)、(d)三道工序完成加工，试校验设计尺寸能否保证，并确定工序尺寸H及其偏差。00.340机械制造工艺学[1-3]制定机械加工工艺规程的基本步骤？1．分析零件图和产品装配图2．确定毛坯3．拟订工艺路线，包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，划分工序、确定工序顺序等。4．确定各工序所用机床设备和工艺装备5．确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6．确定各工序的技术要求及检验方法。7．确定各工序的切削用量和工时定额。8．编制工艺文件。机械制造工艺学[1-4]精基准的选择原则？选择精基准重点考虑如何减少误差，提高定位精度。一般应遵循以下几项原则：（1）基准重合原则应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，避免由于基准不重合引起的定位误差。（2）统一基准原则应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。（3）互为基准原则当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。（4）自为基准原则一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。机械制造工艺学[1-5]粗基准的选择原则？选择粗基准重点考虑如何保证各加工表面有足够余量，使不加工表面和加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。一般应遵循以下几项原则：（1）被加工零件上如需保证不加工表面与加工面的位置要求，则应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系。（2）合理分配加工余量的原则从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。（3）便于装夹的原则为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平也光洁，并有足够的支承面积。（4）粗基准一般不得重复使用的原则。机械制造工艺学[1-6]加工方法的选择原则？（1）根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案。（2）要考虑被加工材料的性质。（3）要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。（4）应考虑本厂的现有设备和生产条件：即充分利用本厂现有设备和工艺装备。机械制造工艺学[1-7]机械加工顺序的安排原则？（1）先基准面后其它表面：先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。（2）先粗加工后精加工：粗加工在前，精加工在后，粗精分开。（3）先主要表面后次要表面：如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。（4）先加工平面后加工孔：平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加工孔。机械制造工艺学[1-8]工艺尺寸链的应用——渗碳处理机械制造工艺学[1-9]工艺尺寸链的应用——中间工序尺寸的计算一带有键槽的内孔如下图a)，加工顺序为：1、镗内孔至；2、插键槽至尺寸A;3、热处理；4、磨内孔至，同时保证设计尺寸。要求确定工序尺寸A及其偏差。0.050400.1039.634.006.43机械制造工艺学[1-10]工艺尺寸链的应用如图所示，终加工时铣缺口须保证尺寸和mm，按调整法加工：试计算调整尺寸(铣缺口时的工序尺寸)0.2001000.055机械制造工艺学[1-11]工艺尺寸链的应用如图(a)所示零件,若按（b)、(c)、(d)三道工序完成加工，试校验设计尺寸能否保证，并确定工序尺寸H及其偏差。00.340机械制造工艺学[3-1]基本概念：加工精度加工误差工艺系统原始误差原理误差误差敏感方向主轴回转误差工艺系统刚度误差复映工艺能力系数[3-2]由于近似加工方法都将产生原理误差，因而都不是完善的加工方法，这种说法对吗？为什么？[3-3]举例说明误差复映现象并简述误差复映规律。[3-4]为什么车床床身导轨在水平面内的直线度要求比垂直面内的高？而平面磨床则相反？镗床则都要求较高？[3-5]分析说明热塑性变形后材料表层的残余应力分布。[3-6]分析细长杆经冷校直后的残余应力分布。机械制造工艺学[3-7]在车床上用两顶尖定位加工轴时，出现如图所示的形状误差的原因有哪些？[3-8]一个工艺系统，其误差复映系数为0.25，工件在本工序前的圆度误差0.5mm，为保证本工序0.01mm的形状精度，本工序最少走刀几次？[3-9]机械制造工艺学[3-10]车削一批设计尺寸为Φ30mm的小轴，若加工后零件尺寸服从正态分布，其标准差σ=0.025，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧0.05mm，试求工件的合格率和废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低？废品率最低是多少？(近似取±3σ为尺寸分布的全部范围)。1.01.11.21.31.41.51.61.71.8F0.34180.36430.38490.40320.41920.43320.44520.45540.4641XX01.0机械制造工艺学[3-11]在两台相同自动车床上加工1000件圆柱销的外圆，直径要求Φ11±0.02，第一台加工500件，尺寸按正态分布，平均值：x1=11.005，σ1=0.04，第二台加工500件，尺寸也按正态分布，其平均值x2=11.015，σ2=0.0025，试在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的加工精度高，比较两台机床的废品率。[3-12]车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ20，若此工序尺寸按正态分布，其σ=0.025，公差带中心小于曲线中心，偏移量为0.03。1）试绘出工件的分布曲线，并表示出该批工件的常值系统误差和随机误差；2）计算合格率及废品率；3）计算工艺能力系数Cp01.0机械制造工艺学[3-2]由于近似加工方法都将产生原理误差，因而都不是完善的加工方法，这种说法对吗？为什么？在某些情况下，采用近似的加工方法（近似的传动方式或近似形状的刀具），可使机床结构简化、刀具数量减少，加工简便且易实现，对保证零件的加工质量、提高劳动生产率、降低零件的加工成本是有利的。若采用理论上要求的精确的加工原理，需要设计结构复杂的机床和刀具。由于传动链的累积误差及复杂刀具的制造误差，可能反而比近似加工的原理误差更大。因此不能认为，一旦有原理误差就不是一种完善的加工方法，而要看其对加工精度实际影响的程度。当包含原理误差在内的总误差在规定的公差范围内则是允许的。机械制造工艺学[3-3]举例说明误差复映现象并简述误差复映规律。车削具有锥形误差的毛坯，加工表面上必然有锥形误差；待加工表面上有什么样的误差，加工表面上必然也有同样性质的误差。由于工艺系统变形的存在，工件加工前的误差Δ前将以类似的形状反映到加工后的工件，造成加工后误差Δ后，这种现象称为误差复映现象。误差复映规律：工件加工后的误差与加工前相对应，其形状误差相似，这种误差随着走刀次数的增加而减少。机械制造工艺学[3-4]为什么车床床身导轨在水平面内的直线度要求比垂直面内的高？而平面磨床则相反？镗床则都要求较高？普通车床的车刀是水平安装的，床身导轨在水平面内的直线度误差直接反映为刀具在被加工表面的法线方向上的尺寸变化，对加工直径影响大。磨削平面时，加工表面的法线方向在垂直面上，因此对平面磨床床身导轨在垂直面上的直线度有较高的要求。在镗床上镗孔时，加工表面的法线方向是不断变化的，镗床导轨在水平面与垂直面的直线度误差都对镗孔的径向尺寸有明显影响，因而都有较高的要求。机械制造工艺学[3-5]分析说明热塑性变形后材料表层的残余应力分布。如图，工件表面从室温升到TA时，表面压应力达到了σA，表面温度继续升高达到TB,表面压应力沿着材料的屈服强度线变化，达到了σB。将表面冷却室温，表面将形成残余拉应力σC。机械制造工艺学[3-7]在车床上用两顶尖定位加工轴时，出现如图所示的形状误差的原因有哪些？马鞍形：（1）车床两顶尖与纵向导轨在垂直面不平行；（2）导轨在水平面不直或扭曲；（3）加工短而粗工件时，机床刚度沿床身纵向不一致；（4）加工大长轴开始时，刀具热伸长为主，后期刀具热平衡。腰鼓形：（1）工件弹性变形；（2）导轨在水平面不直锥形：（1）刀具热伸长或磨损；（2）车床两顶尖与纵向导轨在水平面不平行机械制造工艺学[3-8]一个工艺系统，其误差复映系数为0.25，工件在本工序前的圆度误差0.5mm，为保证本工序0.01mm的形状精度，本工序最少走刀几次？解：由于0.5×(0.25)n≤0.01解得n=3nn321前后总机械制造工艺学[3-9]机械制造工艺学[3-10]车削一批设计尺寸为Φ30mm的小轴，若加工后零件尺寸服从正态分布，其标准差σ=0.025，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧0.02mm，试求工件的合格率和废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低？废品率最低是多少？(近似取±3σ为尺寸分布的全部范围)。1.01.11.21.31.41.51.61.71.82.0F0.34180.36430.38490.40320.41920.43320.44520.45540.46410.4772XX01.0机械制造工艺学[3-11]在两台相同自动车床上加工1000件圆柱销的外圆，直径要求Φ11±0.02，第一台加工500件，尺寸按正态分布，平均值：x1=11.005，σ1=0.04，第二台加工500件，尺寸也按正态分布，其平均值x2=11.015，σ2=0.0025，试在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的加工精度高，比较两台机床的废品率。1)依题意画图，如图所示。2)比较两台机床的精度因为6σ1=6×0.04=0.246σ2=6×0.0025=0.015，故第二台精度高。3）求第一台的废品率由图可知，第一台机床加工的圆柱销，其直径全部落在公差带内，故无废品。4）求第二台的废品率第二台机床加工的圆柱销，有部分落在公差带外，成为可修复费品。由：20025.0015.1102.11222xx查表可以求出：Φ(2)=0.4772，故废品率=0.5-0.4772=2.28%机械制造工艺学[3-12]车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ20，若此工序尺寸按正态分布，其σ=0.025，公差带中心在曲线中心左侧，偏移量为0.03。1）试绘出工件的分布曲线，并表示出该批工件的常值系统误差和随机误差；2）计算合格率及废品率；3）计算工艺能力系数Cp1）依题意绘图，如图所示。8.0025.098.192067.0025.061.061.0pσC2）计算合格率及废品率曲线左半部分全部落在公差范围内，故F左=50%。由Z右=，故F右=0.2881。合格率=F左+F右=0.5+0.2881=78.81%废品率=1-合格率=1-0.7881=21.19%3）求工艺能力系统Cp工艺能力很差，必须改进。01.0机械制造工艺学[4-1]基本概念：冷作硬化，磨削烧伤，自激振动，颤振，再生颤振，重迭系数[4-2]简述表面质量的内容。[4-3]表面质量对零件的使用性能有何影响？[4-4]磨削烧伤的种类及减轻磨削烧伤的工艺措施。[4-5