机械制造基础作业1及答案

1一、问答题(每题4分，共20分)1·影响切削变形的因素有哪些，分别是怎样影响切削变形的?答：影响切屑变形的因素很多，主要有：工件材料、刀具前角、切削速度、切削厚度。工件材料的强度，硬度越大，切屑变形越小，刀具的前角越大，切削刃就越锋利，对切削层金属的挤压也就越小，剪切角就越大，所以，切屑变形也就越小。切削速度主要是通过积屑瘤和切削温度使剪切角变化而影响切屑变形的，随着切削厚度的增加，使切屑的平均变形减小。2·简述定位基准中的精基准和粗基准的选择原则。（1）基准重合原则应尽量选择加工表面的工序基准作为定位基准，称为基准重合原则。采用基准重合原则，可以直接保证加工精度，避免基准不重合误差。（2）基准统一原则在零件的加工过程中，应采用同一组精基准定位，尽可能多地加工出零件上的加工表面。这一原则称为基准统一原则。（3）自为基准原则选择加工表面本身作为定位基准，这一原则称为自为基准原则。（4）互为基准原则对于零件上两个有位置精度要求的表面，可以彼此互为定位基准，反复进行加工。粗基准的选取择原则。（1）有些零件上的个别表面不需要进行机械加工，为了保证加工表面和非加工表面的位置关系，应该选择非加工表面作为粗基准。（2）当零件上具有较多需要加工的表面时，粗基准的选择，应有利于合理地分配各加工表面的加工余量。（3）应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷的平整表面作为粗基准，使工件定位可靠。（4）粗基准在零件的加工过程中一般只能使用一次，由于粗基准的误差很大，重复使用必然产生很大的加工误差。3·简述提高主轴回转精度应该采取的措施。答：①提高主轴部件的制造精度首先应提高轴承的回转精度，如选用高精度的滚动轴承或采用高精度的多油楔动压轴承和静压轴承。其次是提高与轴承相配合零件（箱体支承孔、主轴轴颈）的加工精度。②对滚动轴承进行预紧对滚动轴承适当预紧以消除间隙，甚至产生微量过盈，由于轴承内外圈和滚动体弹性变形的相互制约，既增加了轴承刚度，又对轴承内外圈滚道和滚动体的误差起均化作用，因而可提高主轴的回转精度。③使主轴的回转误差不反映到工件上直接保证工件在加工过程中的回转精度而不依赖于主轴，是保证工件形状精度的最简单而又有效的方法。4·何谓六点定则?答：工件在未定位前，可以看是空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴的平行方向放在任意位置，即具有沿着三个坐标轴移动的自由度；工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴转动的自由度。通常用一个支承点限制工件一个自由度，用空间合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为六点定则。5·制订工艺规程的基本要求是什么?答：（1）分析零件工作图和产品装配图；（2）对零件图和装配图进行工艺审查；（3）根据产品的生产纲领确定零件的生产类型；（4）确定毛坯的种类及其制造方法；（5）选择定位基准；（6）拟定工艺路线；（7）确定各工序所用机床设备和工艺装备（含刀具、夹具、量具、辅具等），对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书；（8）确定各工序的余量，计算工序尺寸和公差；（9）确定各工序的切削用量和时间定额；2（10）确定各工序的技术要求和检验方法；（11）进行方案对比和经济技术分析，确定最佳工艺方案；（12）按要求规范填写工艺文件。6·何谓定位误差?定位误差是由哪些因素引起的?定位误差的数值一般应控制在零件公差的什么范围内?答：定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）的定位不准确而引起的加工误差。定位误差△D的来源主要有两个方面；1．基准不重合误差△B，由于工件的工序基准与定位基准不重合而造成的加工误差称为基准不重合误差。2．基准位移误差△Y，由于定位副制造不准确，使定位基准在加工尺寸方向上产生位移，导致各个工件的位置不一致而造成的加工误差，称为基准位移误差。如果工件的定位误差不大于工件加工尺寸公差值的1/3，一般认为该定位方案能满足本工序加工精度的要求。7·轴类零件中其中心孔的主要作用是什么?答：轴类零件的定位基准，最常用的是两中心孔。因为轴类零件的内、外圆表面、螺纹、键槽等的设计基准均为轴心线，以两中心孔定位，不仅符合基准重合原则，同进符合基准统一原则，还能够一次装夹中加工多处表面，使这些表面具有较高的相对位置精度。五、计算题1.在加工如图所示零件时，图样要求保证尺寸6士0.lmm，因这一尺寸不便于测量，只能通过测量尺寸L来间接保证，试求工序尺寸L及其公差。解：A0为封闭环,可画出如下的工艺尺寸链：其中：L和A1为增环，A2为减环，所以L的基本尺寸=36—26+6=16mm上偏差=0.05—（—0.05）—0.1=0mm下偏差=—0.1+0.05+0=—0.05mmL=16005.0mm2.如图所示，(a)为工件铣槽工序简图，(b)为工件定位简图。试计算加工尺寸015.090mm的定位误差（外圆直径0035.0100－，工件内孔025.0040，定位心轴009.0025.040－－）。3解：工件内孔中心线为定位基准，工件内孔圆柱面为定位基准面；定位心轴的外圆柱面为限位基面。基准位移误差：mmY0205.02009.0025.0025.090015.0尺寸的工序基准为工件外圆柱面的下母线，工序基准与定位基准不重合，基准不重误差为工序基准到定位基准尺寸的公差，即：mmB0175.02035.0又因为工序基准不在定位基准面上，所以，定位误差为：mmYBD038.00175.00205.03·如图(a)所示为轴套零件简图，其内孔、外圆和各端面均已加工完毕，试分别计算按图(b)中3种定位方案钻孔时的工序尺寸及偏差。解：方案一，由于定位基准与设计基准重合，所以，A1=mm1.012，，方案二，可画出如下的工艺尺寸链：4其中，A2为增环，8006.0mm为减环，所以，A2的基本尺寸=8+12=20mm上偏差=0.1—0.06=0.04mm下偏差=—0.1—0=—0.1mm所以A2=2004.01.0mm方案三，可画出如下的工艺尺寸链：其中，4001.0为增环，8006.0和A3为减环，所以的基尺寸=40—（8+12）=20mm上偏差=0.1—0+0.1=0下偏差=0—(—0.06)—0=—0.04mm所以A3=20004.0mm五、计算题28.如图轴套零件在车床上已加工好外圆、内孔及各表面，现需在铣床上以端面A定位，铣出表面C保证尺寸20-0.2mm，试计算铣此缺口时的工序尺寸。（10分）5已知：A2=40+0.05A3=65±0.05A∑=20-0.2求A（1）尺寸链图（2分）（2）判断封闭环A∑=20-0.2（2分）（3）上下偏差与基本尺寸计算（2分）AΣ=A+A2―A3A=45BsAΣ=BsA+BsA2-BxA3BsA=-0.1BxAΣ=BxA+BxA2-BsA3BxA=-0.15(4)入体尺寸标注：44.9-0.05（2分）(5)校核δ∑=δ+δ2+δ3=0.2（2分）六、简答题29.什么叫阿贝原则？答:零件上的被测线应与测量工具上的测量线重合或在其延长线上称为阿贝原则。30.车削圆锥面必须满足哪些条件？答：（1）车刀刀尖与工件轴线等高；（2）刀尖在进给运动中的轨迹是一直线；（3）该直线与工件轴线的夹角等于圆锥半角。31.什么叫完全定位？什么叫不完全定位？答：工件在机床上或夹具中定位，若六个自由度都被限制时，则称为完全定位。工件在机床上或夹具中定位，若六个自由度没有被全部限制，但又满足加工要求的，则称为不完全定位。七、论述题32．拉削一批齿轮坯的内孔（如图1所示），或拉削一批薄板零件的孔（如图2所示），试推想加工表面可能会出现怎样的几何形状误差并提出改进措施？（图1）（图2）答案：（1）由于工件的孔壁沿轴向不均匀（左端薄，右端厚），拉孔时径向受力变形，沿轴向也是不均匀的，左端变形大，右端变形小，所以加工后孔有锥度误差，左端孔径小，右端孔径大。因此必然影响齿轮孔装配时与轴的配合精度。为减少孔的锥度误差，可把孔做成阶梯孔，即左端薄壁处孔略大，不拉削，使装配时不与轴配合（如图1-1）。（2）加工后孔近似于椭圆壮，产生圆度误差。由于孔沿圆周各点的壁厚不均匀，b处最薄，在拉削力作用下沿径向变形大，使实际切削量变少，且加工后弹性恢复较大，因此加工后，bb尺寸小了，孔成为扁圆状。（bb＜aa），可使壁厚均匀来解决（如图2-1）。6（图1-1）（图2-1）八、能力测试题33.分析以下定位情况，各元件分别限制哪几个自由度？属于何种定位？（e）加工轴答案：图a中：挡销限制X的移动；三爪限制Y、Z的移动；后顶尖限制Y、Z的转动。中心架为辅助支承。该定位属于不完全定位。图b中：三爪限制Y、Z的移动和Y、Z的转动。中心架为辅助支承。属于不完全定位。图c中：心轴端面限制Z的移动和X、Y的转动，心轴限制X、Y的移动和X、Y的转动，属于过定位图d中：底面限制Z的移动和X、Y的转动，活动V形块限制X的移动和Z的转动。该定位属于不完全定位。图e中：三爪卡盘限制Y、Z的移动。该定位属于欠定位。六、简答题28.什么叫工序？答：一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对同一或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程。29.何谓工艺过程尺寸链？7答：相互联系、按一定顺序的、首尾相接的尺寸封闭图形叫尺寸链。30.什么叫完全定位？答：工件在机床上或夹具中定位，若六个自由度都被限制时，则称为完全定位。七、能力测试题31.图示零件加工时应如何选择粗精基准，（标有符号为加工面，其余为非加工面）并简要地说明理由。（图a、b要求保持璧厚均匀，图c、d所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。）答案：（1）图a中以不加工面作粗基准，以孔作精基准。这样可保证壁厚均匀，保证孔与外圆的同轴度。（2）图b中以不加工面小端外圆作粗基准，以孔作精基准，可保证壁厚均匀。（3）图c中以孔作粗基准，以小外圆为精基准，可简化夹具制造，保证孔加工余量均匀。（4）图d中以轴承孔作粗基准，以底面作精基准。可保证轴承孔加工余量均匀。8910111213141516