机械制造技术基础复习题答案Word格式.docx
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27.工艺基准可分为下列几类:
定位基准、(测量基准)、装配基准、工序基准。
28.机器的装配精度一般包括零部件间的(位置精度)、配合精度、运动精度。
29.(柔性制造)、集成制造、智能制造是制造技术发展的三个阶段。
二、名词解释
1.生产过程:
由原材料转化为最终产品的的一系列相互关联的的劳动过程的总和。
2.主偏角:
在基面内度量的切削平面与进给平面的之间的夹角,它也是主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。
3.刀具主剖面:
通过切削刃选定点,同时垂直于基面与切削平面的平面。
4.重复定位:
如果定位方案中有些定位点重复限制了同一自由度,这种定位叫重复定位或过定位。
5.完全定位:
通过设置适当的定位元件限制工件的六个自由度的定位方式叫完全定位。
6.机械加工精度:
是指工件经机械加工后的实际尺寸参数(尺寸、几何形状以及表面间的相对位置)与理想的几何参数相符合的程度。
7.误差复映规律:
零件经加工后存在的误差和加工前的毛坯误差相对应,其几何形状误差与上工序相似,这种现象叫误差复映规律。
8.复合工步:
为提高生产效率而使用一组同时工作的刀具对零件的几个表面同时进行加工时,把它看成一个工步,称为复合工步。
9.互换装配法:
零件按图纸公差加工,装配时不需要经过任何选择、修配和调节,就能达到规定的装配和技术要求,这种装配方法叫互换装配法。
10.组合机床:
是选用预先设计制造好的标准化及通用化的零件部件组成的专用机床,可以同时从几个方向采用多把刀具对一个或几个零件进行切削,它是实现工序集中的最好途径,是提高生产率的有效设备。
11.机床主运动:
是使刀具的切削部分进入工件材料,使被切削金属层转变为切屑的运动,在表面成型运动中,有且只有一个主运动。
12.超高速磨削:
是指砂轮圆周运动速度为150m/s以上的磨削,是普通磨削速度的5倍。
13.定位误差:
是由于工件定位所造成的加工表面相对其工序基准的位置误差,以△DW表示。
14.工艺系统刚度:
是以切削力和在该力方向上(误差敏感方向)引起的刀具和工件之间相对变形位移的比值。
15.残余应力:
是指当外部载荷卸载的情况下,其内部仍残存着的应力。
16.自激振动:
就是自激振动系统通过系统的初始振动将持续作用的能源转换成某种力的周期变化,而这种力的周期变化,反过来又使振动系统周期性的获得能量补充,从而弥补了振动时由于阻尼作用所引起的能量消耗,以维持和发展系统的振动,又叫颤振。
17.机械加工工艺规程:
用一定的文件形式固定下来一个工件从毛坯到成品的机械加工工艺过程称为机械加工工艺规程。
18.时间定额:
是指在一定的生产规模下,当生产条件为正常时,为完成某一工序需要的时间。
19.劳动生产率:
指单位时间内工人制造的合格产品数量或指用于制造单件产品消耗的劳动时间。
20.封闭环:
在装配过程中最后形成的或在加工过程中间接获得的尺寸环叫封闭环。
21.刀具耐用度:
耐用度是指刀具在两次刃磨之间,对工件进行切削的实际时间
22.机械加工工艺过程:
用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等,使之变为合格零件的过程,称为机械加工工艺过程,又称工艺路线或工艺流程。
23.零件的工艺过程:
在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能(包括物理性能、化学性能、机械性能等)以及相对位置关系的过程,统称为工艺过程。
24.工序尺寸:
是指工件在某工序加工后所应保证的尺寸。
25.系统性误差:
相同工艺条件,当连续加工一批工件时,加工误差的大小与方向保持不变或按一定规律变化,称为系统性误差,前者叫常值性系统性误差,后这叫变值性系统性误差。
26.机械加工形状精度:
是指零件经过加工后的实际形状与零件的理想形状相符合的程度。
27.精基准:
作为定位基准的表面如果是经过加工的表面则称为精基准。
28.基准统一原则:
如果工件以定位某一组精基准可以方便地加工出其他各表面时,应尽可能在多数工序中都采用这组精基准定位,这一原则称为基准统一原则。
29.切削深度:
通常说的是刀具在某个方向上切入工件表面的深度。
对于车削过程,切削深度指的是刀具在工件半径方向的切入尺寸,即通常说的单边吃刀深度或厚度。
对于铣刀来说,则是指的刀具在其轴线方向的切入深度,通常以ap来表示。
30.工艺能力:
所谓工艺能力就是指生产工序在一定时间内处于稳定状态下的实际加工能力。
它反映某一工艺在稳定状态下,所加工的产品质量特性值的总体离散程度。
产品质量是工艺能力的综合反映。
31.机床工艺范围:
是指机床上能够加工的工序种类、被加工工件的类型和尺寸、使用的刀具种类及材料等。
32.零件结构工艺性:
是指设计的零件在满足使用要求的前提下,制造和维修的可行性和经济性。
三、单项选择题
1.普通车床的传动系统中,属于内联系传动链的是:
C
A、主运动传动链B、机动进给传动链
C、车螺纹传动链D、快速进给传动链
2.外圆磨床的主运动是:
B
A、工件的旋转运动B、砂轮的旋转运动
C、工作台的移动运动D、砂轮架的移动运动
3.车削时切削热传出途径中所占比例最大的是:
A、刀具B、工件C、周围介质D、切屑
4.通过切削刃选定点的基面是:
A
A、垂直于主运动方向的平面;
B、与切削速度相平行的平面;
C、与过渡表面相切的表面D、垂直于切削刃的平面
5.工件在夹具中安装时,绝对不允许采用:
D
A、完全定位B、不完全定位C、过定位D、欠定位
6.基准不重合误差的大小主要与哪种因素有关:
A、本工序要保证的尺寸大小B、本工序要保证的尺寸精度
C、工序基准与定位基准间的位置误差D、定位元件和定位基准本身的制造精度
7.普通机床床身的毛坯多采用:
A
A、铸件B、锻件C、焊接件D、冲压件
8.机械装配的基本作业包括清洗、联接、(B)、校正及调整、验收试验等。
A.检测B.平衡C.加工D.修配
9.直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间是:
A.基本时间B.辅助时间C.作业时间D.工序时间
10.某工序的加工尺寸为正态分布,但分布中心与公差中点不重合,则可以认为:
D
A、无随机误差B、无常值系统误差
C、变值系统误差很大D、同时存在常值系统误差和随机误差
11.机械加工中,机床的主运动一般有:
A、1个或多个;
B、2个;
C、至少1个;
D、有且只有1个
12.切削用量对刀具耐用度影响最大的是:
A、切削速度B、切削深度C、进给量D、切削宽度
13.一传动系统中,电动机经V带副带动Ⅰ轴,Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴,Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动,问Ⅲ轴可以获得几种不同的转速:
B
A、8种B、6种C、5种D、3种
14.零件加工时,粗基准面一般为:
A、工件未经加工的毛坯表面;
B、工件的已加工表面;
C、工件的待加工表面;
D、工件的过渡表面;
15.工程上常讲的“一面两孔”定位,一般限制了工件的自由度个数是:
C\D
A、3个B、4个C、5个D、6个
16.普通机床床身的毛坯多采用:
A、铸件B、锻件C、焊接件D、冲压件。
17.调质处理一般安排在:
B
A、毛坯制造之后
B、粗加工后
C、半精加工之后
D、精加工之后
18.一次性调整误差所引起的加工误差属于:
A、随机误差B、常值系统误差C、变值系统误差D、形位误差
19.装配的组织形式主要取决于:
D
A、产品重量B、产品质量C、产品成本D、生产纲领
20.点位控制数控机床是:
C
A.刀具沿各坐标轴的运动之间有确定的函数关系
B.必须采用增量坐标控制方式
C.控制刀具相对于工件的定位,不规定刀具运动的途径
D.必须采用绝对坐标控制方式
21.进给运动通常是机床中:
A、切削运动中消耗功率最多的;
B、切削运动中速度最高的运动;
C、不断地把切削层投入切削的运动;
D、使工件或刀具进入正确加工位置的运动。
22.原始误差是指产生加工误差的"
源误差"
,即:
A机床误差B夹具误差C刀具误差D工艺系统误差
23.零件按图纸公差加工,装配时不需经过任何选择、修配和调节,就能达到规定的装配精度和技术要求的装配方法是:
A.互换装配法B.选择装配法C.修配装配法D.调节装配法
24.用未经加工的毛坯表面作定位的基面称为:
A.精基准B.辅助基准C.测量基准D.粗基准
25.自位支承(浮动支承)其作用增加与工件接触的支承点数目,但(B)
A.不起定位作用;
B.不管如何浮动必定只能限制一个自由度
C.一般来说一个自位支承只能限制工件一个自由度;
D.可限制工件两个自由度。
26.定位元件的材料一般选:
A.20钢渗碳淬火;
B.铸铁;
C.中碳钢;
D.中碳钢淬火;
27.正态分布曲线中σ值减小则工件的尺寸分散范围(B)。
A增大B减小C不变D无规律变化
28.工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度(D)。
A之和B之和的倒数C倒数之和D倒数之和的倒数
29.在工艺尺寸链中,在装配过程中最后形成的或在加工过程中间接获得的那一环称为(B)。
A.组成环B.封闭环C.增环D.减环
30.在大批量生产中,工件的装夹方法应采用(C)。
A.直接找正装夹B.按画线找正装夹C.专用夹具装夹D.组合夹具装夹
四、简答题
1.磨削加工中常用的磨料有哪几种?
答案:
1)普通磨料:
都是基于氧化铝和碳化硅的人造材料,包括普通刚玉、微晶刚玉、单晶刚玉、白刚玉、烧结刚玉,绿色碳化硅和黑色碳化硅。
2)超硬材料:
人造金刚石、立方氮化硼等。
2.切削、磨削加工中采用的冷却液使用方法有哪几种?
浇注法、高压冷却法、喷雾冷却法、渗透供液法。
3.机床夹具的主要作用有哪些?
机床夹具一般由哪些部分组成?
答:
作用:
1)保证加工精度;
2)提高劳动生产率;
3)降低对工人的技术要求,降低工人的劳动强度;
4)扩大机床的加工范围。
组成:
1)定位元件;
2)加紧装置;
3)对刀和引刀元件;
4)夹具体;
5)其他原件。
4.什么叫六点定位原理?
任何刚性物体在空间有六个自由度,即沿着空间三个互相垂直的坐标轴的移动和绕三个坐标轴的旋转运动。
如果六个自由度用六个支撑点与工件接触使其完全消除,则该工件在空间的位置就完全确定了。
5.切削加工中影响表面粗糙度的因素有哪些?
主要有几何因素、物理因素、工艺系统振动。
6.机械加工中的强迫振动有哪些特点?
1)强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的,但振动本身不能引起干扰力的变化,只要该激振力存在,振动就不会被阻尼衰减掉。
2)不管加工系统的固有频率多大,强迫振动的频率总与外界干扰力的频率相同或成倍数关系。
3)强迫振动的振幅大小取决于干扰力的频率与加工系统的固有频率的比值,比值为1为共振。
4)强迫振动的振幅大小还与干扰力、系统刚度以及阻尼系数有关。
7.机械加工中自激振动有哪些特点?
1)自激振动是不衰减的振动,振动本身能引起某种力的周期变化。
2)自激振动的频率等于或接近系统的固有频率。
3)自激振动的形成和持续是由切削过程产生,若停止切削,自激振动就停止。
4)自激振动能否产生以及振幅的大小,决定于每一个振动周期内系统或得的能量与消耗的能量的对比情况,当振幅为任何数值时,获得的能量小于消耗的能量则自激振动根本不会发生。
8.机械加工中使用的零件毛坯有哪些种类?
1)铸件:
适宜做形状复杂的毛坯,如箱体、床身、机架等。
2)锻件:
适用于强度和机械性能要求高且形状较为简单的零件毛坯。
3)型材:
4)焊接结构件:
5)冷冲压件:
6)其它:
粉末冶金制品、工程塑料、新型陶瓷等
9.机械加工过程一般划分为哪几个加工阶段?
为什么要划分加工阶段?
机加工通常划分为四个阶段:
粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。
好处是:
1)保证加工质量、提高生产效率;
2)合理使用设备;
3)便于安排热处理工序;
4)可以及时发现毛坯缺陷,避免浪费工时;
5)保护重要表面。
10.提高机械加工劳动生产率的措施有哪些?
1)缩短基本时间:
提高切削用量、减小工件加工长度、合并工步、多件加工、采用精密毛坯减小加工余量。
2)缩短辅助时间;
3)缩短布置工作地时间;
4)缩短准备与结束时间。
11.零件机械加工工艺成本中可变费用包括哪些因素?
可变费用是指与年产量有关并与之成比例的费用,包括材料费、机床操作者工资费用、机床电费、机床折旧费和维修费,以及通用工夹具的折旧费和修理费,在工艺方案一定情况下,分摊到每一产品的部分一般不变。
12.机器的装配精度都包括哪些内容?
包括:
1)零部件之间的相互位置精度和运动精度:
相互位置精度是指机器中相关零部件的距离精度和位置关系。
运动精度是指有相对运动的零部件在相对运动方向和相对运动速度方面的精度。
2)配合表面之间的配合质量和接触质量:
配合质量是指两个零件配合表面之间达到规定的配合间隙或过盈的程度。
接触质量是指两配合或联接表面之间达到规定大小接触面积和接触点的分布情况。
五、论述题
1.叙述在机械加工过程中选择粗基准和精基准时各应遵循什么原则?
粗基准选择原则:
1)当必须保证不加工表面与加工表面之间相互位置关系时,应选择该不加工表面为粗基准。
2)粗基准选择应保证合理分配个加工表面的余量要足够和均匀。
3)选作粗基准的毛坯表面应尽可能光滑平整,不应该有浇口、冒口的残迹与飞边等缺陷。
4)粗基准避免重复使用。
精基准选择原则:
1)尽可能选用工序基准为精基准,减少因基准不重合引起的定位误差。
2)尽可能在多数工序中采用同一基准做精基准,叫基准统一原则。
3)在某种情况下可以选用加工表面自身作为精基准,叫自为基准。
4)当需要或得均匀加工余量或较高的相互位置精度时可以遵循互为基准原则,反复加工。
5)精基准选择应使定位准确、夹具结构简单、夹紧可靠。
2.何谓工件材料的切削加工性?
工件材料的切削加工性衡量的指标通常有哪些?
工件材料的切削加工性是指在一定的切削条件下,工件材料切削加工的难易程度。
衡量指标主要有:
1)以刀具使用寿命来衡量,相同条件下刀具使用寿命长,工件材料的切削加工性好。
2)以切削力和切削温度来衡量,相同条件下切削力大和切削温度高,工件材料的切削加工性差。
3)以加工表面质量衡量:
容易获得好的加工表面质量,工件材料切削加工性好。
4)以断屑性能来衡量:
相同条件下形成切屑便于清除,工件材料切削加工性好。
3.分析如下图所示定位方案,回答如下问题:
⑴带肩心轴、手插圆柱销各限制工件的哪些自由度?
⑵该定位属于哪种定位类型?
⑶该定位是否合理,如不合理,请加以改正。
1)带肩心轴限制X、Y、Z的直线移动和旋转运动四个自由度;
手插圆柱销限制Y的直线移动,X的旋转运动。
2)属于自为基准定位方式:
目的是使小孔获得较均匀的加工余量,以提高孔本身的加工精度。
3)不合理。
因为带肩心轴和手插圆柱销重复限制了沿两孔中心线方向的自由度,即都限制了Y的直线移动。
改进方法为将手插圆柱销改为削边销,削边销的长轴与图中Y轴相垂直,如图所示。
4.刀具磨损过程分为哪几个阶段?
为何出现这种规律?
1)初期磨损阶段:
新刃磨的刀具后刀面有粗糙不平及显微裂纹等缺陷,而且切刃锋利,与工件表面接触面积较小,后刀面的凸出部分很快被磨平,刀具磨损较快。
2)正常磨损阶段:
经初期磨损后刀具缺陷减少,进入比较缓慢的正常磨损阶段。
3)急剧磨损阶段:
当刀具的磨损达到一定限度后,切削力与切削温度迅速升高,磨损速度急剧增加。
5.高速切削有哪些优点?
要实现高速切削应具备哪些条件?
【答案:
】优点:
1)金属切除率可提高3-6倍,生产效率大幅度提高。
2)切削力可降低15%-30%以上,尤其是径向切削力大幅度降低。
3)工作平稳,振动小。
4)工件温升低。
5)可获得良好的加工精度和表面质量。
6)进给速度和切削速度可大幅提高,节约成本。
实现条件:
1)要选用合理的刀具材料和允许的切削条件。
2)需要正确设计刀体和刀片的夹紧方式结构,正确选择刀柄与主轴的联接结构;
主轴系统采用自动平衡装置。
3)高性能的内装电机直接驱动的电主轴是高速机床的基础;
采用高精度的陶瓷轴承、磁力轴承或流体静压轴承。
4)要求进给系统能提供与主轴高速匹配的高进给运动速度和加速度。
5)驱动控制单元和数控系统也是关键技术。
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实现高速切削应具备条件:
1.高速加工对机床的要求
首先,机床的功率必须足够大,以满足在加工时对机床功率速度变化的需求;
其次,是必须配给结构紧凑的高速主轴,高速进给丝杠;
再次,机床必须配备实心的台架、刚性的龙门框架且基体材料应对机床的结构振动衰减作用较大,能有效消除加工中的振动,提高机床的稳定性;
最后是对伺服电机的要求,采用直接驱动的线性马达可提高加工质量并极大简化了结构,而且很容易达到高的线速度且能提供恒定的速率,使速度的变化不超过0.01%,从而使工件获得最佳的表面质量和更长的刀具寿命。
2.高速加工对数控系统的要求
必须有高速、高精度的插补系统、快速响应数控系统和高精度的伺服系统;
必须具备程序预读、转角自动减速、优化插补、可适用于通用计算机平台等功能。
3.高速加工对主轴的要求:
较小的轴向窜动和径向圆跳动,轴的动平衡性要好。
4.高速加工对刀具的要求:
高速旋转状态下的刀具动平衡状态以及如何确保刀具的寿命。
5.高速加工对切削参数的要求:
首先要注意对切削深度的控制,包括刀具的轴向切削深度和刀具的径向切削深度。
高速加工的切削参数宜采用更高的切削速度,精加工时更少的加工余量,更密的刀位轨迹及更小的切深,以求得到高精度和降低零件表面的粗糙度值。
6.高速加工对加工编程的要求:
一般是尽量在空走刀的时候换向,在改变进给方向之前降低进给速度,另外可能尽量保持切削条件的恒定性。
7.高速加工对CAM软件的要求:
CAM系统应当具有对高速切削加工过程的分析功能,还应有自动特征识别功能、具有很高的计算编程速度、能够对刀具干涉进行检验、具有进给速率优化处理功能、具有符合加工要求的丰富的加工策略、应能保持刀具轨迹的平稳、具有自动识别粗加工剩余材料的功能和具有高速、精确的模拟加工等功能。
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6.简述建立装配尺寸链的过程。
为什么要对装配尺寸链进行简化?
如何简化?
装配尺寸链是由各有关装配尺寸(零件尺寸和装配精度要求)组成的尺寸链。
建立过程如下:
首先明确封闭环:
装配精度要求就是封闭环;
再以封闭环两端的两个零件为起点,沿封闭环的尺寸方向分别找出影响装配精度要求的相关零件,直到找到同一个基准零件或同一基准面为止。
因为机械产品的结构通常比较复杂,影响某一装配精度的因素很多,在查找该装配尺寸链时,在保证装配精度的前提下,可以忽略那些影响较小的因素,使装配尺寸链适当简化。
在简化中遵循:
装配尺寸链的组成环最少原则和装配尺寸链的方向性原则:
在同一装配结构中,在不同的方向都装配精度要求时应按不同方向分别建立装配尺寸链。
六、分析计算题
1.如图所示工件成批加工时用端面用B定位加工表面A(用调整法),以保证尺寸
,试计算铣削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。
尺寸链如图所示,L0间接获得为封闭环,L3为工序尺寸在加工过程要使用,需要计算出来。
经分析可知,L1,L3为循环,L2为减环。
依据公式:
L0=L1+L3-L2,可以得出L3=L0+L2-L1=10+60-30=40mm
ESL0=ESL1+ESL3-EIL2,可以得出ESL3=ESL0+EIL2-ESL1=0.2+0.05-0=0.25mm
EIL0=EIL1+EIL3-ESL2,可以得出EIL3=EIL0+ESL2-EIL1=0+0.05+0=0.05mm
所以L3=40-0.05+0.25mm
2.加工一批尺寸为
的小轴外圆,若尺寸为正态分布,均方差σ=0.025,公差带中点小于尺寸分布中心0.03mm。
试求:
这批零件的合格率及废品率?
解:
正态分布曲线如图所示,依据分析计算如下:
有下式:
ZA=(0.5T+a)/σ=(0.05+a)/σ=0.08/0.025=3.2
F(ZA)=0.4993
ZB=(0.5T-a)/σ=(0.05-a)/σ=(0.05-0.03)/0.025=0.8
F(ZB)=0.2881
合格率=F(ZA)+F(ZB)=78.74%
不可修复废品
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