中南大学机械制造工艺学复习思考题及答案.pdf
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第第1章思考题章思考题1、有人说:
“工件在夹具中装夹,只要有6个定位支承点就是完全定位”,“凡是少于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2、“工件夹紧后,位置不动了,其所有自由度就都被限制了”。
这种说法对吗?
为什么?
3、某机床厂年产CW6140普通车床500台,已知机床主轴的备品率为20%,废品率为4%,试计算主轴的年生产纲领。
此主轴属于何种生产类型?
工艺过程应有什么特点?
4、如图1所示一批工件,钻415孔时,若加工过程分别为:
(1)用4轴钻同时钻4个孔;
(2)先钻1个孔,然后使工件回转90度钻下一个孔,如此循环操作,直至把4个孔钻完。
以上两种加工情况各有几个工步和工位?
图1工件5、根据六点定位原理,分析图2所示定位方案中定位元件限制自由度的情况。
图2定位分析3活动锥销16、图3所示为某箱体零件的零件图及工序图,试在图中指出:
(1)铣削平面2时的设计基准,定位基准及测量基准;
(2)镗孔4时的设计基准,定位基准及测量基准。
图3基准分析2第1章思考题答案1、有人说:
“工件在夹具中装夹,只要有6个定位支承点就是完全定位”,“凡是少于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”,上面这些说法都不对。
例如:
在球体上铣通平面只需一个定位支承点限制一个自由度就可满足要求,而这种定位方式并不是欠定位。
2、“工件夹紧后,位置不动了,其所有自由度就都被限制了”,这种说法不对。
因为在分析定位时不应考虑力的影响。
“工件的自由度被限制”是指工件在某座标方向上有了确定的位置,而不是指工件在受到使之脱离支承点的外力时,不能运动。
“工件夹紧后,位置不动了”,这是夹紧的任务,并不一定就说明工件的所有自由度就都被限制了。
4、都只有1个工步。
工位:
(1)1;
(2)45、限制5个自由度6、
(1)铣削平面2时的设计基准:
3;定位基准:
1;及测量基准:
1
(2)镗孔4时的设计基准:
5;定位基准:
1;及测量基准:
不定3第第2章章思考题思考题1、试分析下图所示的三种加工情况,加工后工件表面会产生何种形状误差?
假设工件的刚度很大,且车床床头刚度大于尾座刚度2、横磨一刚度很大的工件(见下图),若径向磨削力为300N,头、尾架刚度分别为50000N/mm和40000N/mm,试分析加工后工件的形状,并计算形状误差。
3、在无心磨床上磨削销轴,销轴外径尺寸要求为120.01。
现随机抽取100件进行测量,结果发现其外径尺寸接近正态分布,平均值为X=11.99,均方根偏差为S=0.003。
试:
画出销轴外径尺寸误差的分布曲线;计算该工序的工艺能力系数;估计该工序的废品率;分析产生废品的原因,并提出解决办法。
4、磨削CW6140车床床身导轨,若床身长L=2240mm,床身高H=400mm,磨削后床身上下面温差t=5。
试计算由于工件热变形所引起的加工误差(工件材料热胀系数=110-5)。
5、普通车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆轴类零件的加工误差有什么影响,影响程度各有何不同?
46、试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时,影响直径误差的因素中,导轨在垂直平面内及水平面内的弯曲,哪个影响大?
与卧式车床比较有什么不同?
为什么?
7、试举例说明下列保证和提高加工精度途径的原理及应用场合:
(1)减少误差;
(2)转移误差;(3)均分误差;(4)均化误差。
51、试分析下图所示的三种加工情况,加工后工件表面会产生何种形状误差?
假设工件的刚度很大,且车床床头刚度大于尾座刚度、试分析下图所示的三种加工情况,加工后工件表面会产生何种形状误差?
假设工件的刚度很大,且车床床头刚度大于尾座刚度a)在径向切削力的作用下,尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量,加工后工件外圆表面成锥形,右端直径大于左端直径。
b)在轴向切削力的作用下,工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。
若刀具刚度很大,加工后端面会产生中凹。
c)由于切削力作用点位置变化,将使工件产生鞍形误差,且右端直径大于左端直径。
2、横磨一刚度很大的工件(见下图),若径向磨削力为、横磨一刚度很大的工件(见下图),若径向磨削力为300N,头、尾架刚度分别为,头、尾架刚度分别为50000N/mm和和40000N/mm,试分析加工后工件的形状,并计算形状误差。
,试分析加工后工件的形状,并计算形状误差。
A点处的支反力:
ND点处的支反力:
N在磨削力的作用下,A点处的位移量:
mm在磨削力的作用下,D点处的位移量:
mm由几何关系,可求出B点处的位移量:
mmC点处的位移量:
mm加工后,零件成锥形,锥度误差为0.001mm。
63、在无心磨床上磨削销轴,销轴外径尺寸要求为、在无心磨床上磨削销轴,销轴外径尺寸要求为120.01。
现随机抽取。
现随机抽取100件进行测量,结果发现其外径尺寸接近正态分布,平均值为件进行测量,结果发现其外径尺寸接近正态分布,平均值为X=11.99,均方根偏差为,均方根偏差为S=0.003。
试:
。
试:
画出销轴外径尺寸误差的分布曲线;画出销轴外径尺寸误差的分布曲线;计算该工序的工艺能力系数;计算该工序的工艺能力系数;估计该工序的废品率;估计该工序的废品率;分析产生废品的原因,并提出解决办法。
分析产生废品的原因,并提出解决办法。
分布图工艺能力系数CP=0.2/(60.003)=1.1废品率约为50%产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差,很可能是砂轮位置调整不当所致;改进办法是重新调整砂轮位置4、磨削、磨削CW6140车床床身导轨,若床身长车床床身导轨,若床身长L=2240mm,床身高,床身高H=400mm,磨削后床身上下面温差,磨削后床身上下面温差t=5。
试计算由于工件热变形所引起的加工误差(工件材料热胀系数。
试计算由于工件热变形所引起的加工误差(工件材料热胀系数=110-5)。
)。
工件单面受热会产生翘曲变形,磨平后工件冷却下来,将使导轨产生中凹。
中凹量可按下式计算:
mm7第第3章思考题章思考题1、机械加工表面质量包括哪些具体内容?
2、为什么增大刀具前角、提高刀具的刃磨质量,可以减小加工表面粗糙度值?
3、磨削裂纹的产生与工件材料及热处理有无关系?
4、如果零件表面没有烧伤色是否就说明零件的表面层没有被受热损伤?
为什么?
5、什么叫作表面强化工艺?
82、为什么增大刀具前角、提高刀具的刃磨质量,可以减小加工表面粗糙度值?
为什么增大刀具前角、提高刀具的刃磨质量,可以减小加工表面粗糙度值?
增大刀具前角可以减小切削变形,有利于抑制积屑瘤或鳞刺的产生;提高刀具的刃磨质量可以减小刀具与加工表面的摩擦。
这些都有利于减小加工表面粗糙度值3、磨削裂纹的产生与工件材料及热处理有无关系?
、磨削裂纹的产生与工件材料及热处理有无关系?
磨削裂纹的产生与工件材料及热处理工序有很大的关系。
如硬质合金脆性大,抗拉强度低以及导热性差,所以磨削时容易产生裂纹。
含碳量高的钢,由于晶界较脆,磨削时也容易产生裂纹。
工件淬火后,如果存在残余拉应力过大,即使在正常的磨削条件下也可能出现裂纹。
4、如果零件的表面没有烧伤色是否就说明零件的表面层没有被受热损伤?
为什么?
如果零件的表面没有烧伤色是否就说明零件的表面层没有被受热损伤?
为什么?
表面没有烧伤色并不等于表面层没受热损伤。
如在磨削过程中最后采用无进给磨削,仅磨去了表面烧伤色,但却没能去掉烧伤层,留在工件上就会成为使用中的隐患。
9第第4章思考题章思考题1、什么叫“附加基准”?
举例说明3种应用形式2、为什么定位基准与设计基准不重合时会产生基准不重合误差?
为什么基准不重合误差只产生在用调整法加工时?
3、试分析图1所示零件有哪些结构工艺性问题,并提出正确的改进意见。
图1零件图4、试选择下图示三个零件的粗精基准。
其中a)齿轮,m=2,Z=37,毛坯为热轧棒料;b)液压油缸,毛坯为铸铁件,孔已铸出。
c)飞轮,毛坯为铸件。
均为批量生产。
图中除了有不加工符号的表面外,均为加工表面。
图25、今加工一批直径为mm,Ra=0.8mm,长度为55mm的光轴,材料为45钢,毛坯为直径280.3mm的热轧棒料,试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。
106、图示a)为一轴套零件,尺寸和已加工好,b)、c)、d)为钻孔加工时三种定位方案的简图。
试计算三种定位方案的工序尺寸A1、A2和A3。
图37、何谓加工经济精度?
选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些?
8、试从单件时间的构成分析着眼,在生产中,如何提高劳动生产效率?
111、试选择下图示三个零件的粗精基准。
其中、试选择下图示三个零件的粗精基准。
其中a)齿轮,)齿轮,m=2,Z=37,毛坯为热轧棒料;,毛坯为热轧棒料;b)液压油缸,毛坯为铸铁件,孔已铸出。
)液压油缸,毛坯为铸铁件,孔已铸出。
c)飞轮,毛坯为铸件。
均为批量生产。
图中除了有不加工符号的表面外,均为加工表面)飞轮,毛坯为铸件。
均为批量生产。
图中除了有不加工符号的表面外,均为加工表面.图a:
精基准-齿轮的设计基准是孔A。
按基准重合原则,应选孔A为精基准。
以A为精基准也可以方便地加工其他表面,与统一基准原则相一致。
故选孔A为统一精基准。
粗基准-齿轮各表面均需加工,不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。
在加工孔A时,以外圆定位较为方便,且可以保证以孔A定位加工外圆时获得较均匀的余量,故选外圆表面为粗基准。
图b:
精基准-液压油缸的设计基准是孔B。
按基准重合原则,应选孔B为精基准。
以B为精基准也可以方便地加工其他表面,与统一基准原则相一致。
故选孔A为统一精基准。
粗基准-液压油缸外圆没有功能要求,与孔B也没有位置关系要求。
而孔B是重要加工面,从保证其余量均匀的角度出发,应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。
图c:
精基准飞轮的设计基准是孔C。
按基准重合原则,应选孔C为精基准。
以C为精基准也可以方便地加工其他表面,与统一基准原则相一致。
故选孔C为统一精基准。
粗基准飞轮大内孔不需加工,而与C有同轴度要求。
为保证加工面与不加工面相互位置关系,应以不加工孔作定位粗基准。
同时,为保证飞轮旋转时的平衡,大外圆与不加工孔要求同轴,且不加工孔内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀,故应以不加工孔及内端面作定位粗基准。
2、今加工一批直径为、今加工一批直径为mm,Ra=0.8mm,长度为,长度为55mm的光轴,材料为的光轴,材料为45钢,毛坯为直径钢,毛坯为直径280.3mm的热轧棒料,试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。
的热轧棒料,试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。
答:
1)确定工艺路线:
粗车-半精车-粗磨-精磨2)确定各工序余量:
根据经验或查手册确定,精磨余量=0.1mm,粗磨余量=0.3mm,半精车余量=1.0mm,粗车余量=总余量(精磨余量+粗磨余量+半精车余量)=4(0.1+0.3+1.0)=2.6mm。
3)计算各工序基本尺寸:
精磨基本尺寸=24mm,粗磨基本尺寸=(24+0.1)=24.1mm,半精车基本尺寸=(24.1+0.3)=24.4mm,粗车基本尺寸=(24.4+1.0)=25.4mm。
4)确定各工序加工经济精度:
精磨IT6(设计要求),粗磨IT8,半精车IT11,粗车IT13。
5)按入体原则标注各工序尺寸及公差:
精磨-mm,粗磨-mm,半精车-mm,粗车-mm。
123、图示、图示a)为一轴套零件,尺寸)为一轴套零件,尺寸和和已加工好,已加工好,b)、)、c)、)、d)为钻孔加工时三种定位方案的简图。
试计算三种定位方案的工序尺寸)为钻孔加工时三种定位方案的简
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