机械制造技术基础部分习题解答

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1、机械制造技术基础部分习题参考解答第一章 绪 论1-1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？1-2 什么是工序、工位、工步和走刀？试举例说明。1-3 什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？1-4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征？1-5 试为某车床厂丝杠生产线确定生产类型，生产条件如下：加工零件：卧式车床丝杠（长为1617mm,直径为40mm,丝杠精度等级为8级，材料为Y40Mn）；年产量：5000台车床；备品率：5%；废品率：0.5%。1-6 什么是工件的定位？什么是工件的夹紧？试举例说明。1-7 什么是工件的欠定位？什么是工件的过定位？试举例说明。1-8 试举例说明什么是设计基

2、准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。1-9 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。1-10 分析图1-10所示工件（图中工件用细双点划线绘制）的定位方式，并回答以下问题：（1）各定位件所限制的自由度；（2）判断有无欠定位或过定位现象，为什么？图中加工面用粗黑线标出。图1-10a、b、d、e为车削工序，图1-10c为钻孔工序，图1-10f为镗A孔工序，图1-10g为钻大头孔工序，图1-10h为铣两端面工序。1-11 分析图1-1

3、1所示工件为满足加工要求所限制的自由度。先选定位基面，然后在定位基面上标出所限的自由度，其画法如图8所示。图中粗黑线为加工面。习题1-10图习题1-11图第二章 金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？2-5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？2-6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？2-7 什么是积屑瘤？它对加工过程有什么影

4、响？如何控制积屑瘤的产生？2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。2-9 常用的切屑形态有哪几种？它们一般都在什么情况下生成？控制切屑形态有哪几种方法？2-10 在CA6140型车床上车削外圆，已知：工件材料为灰铸铁，其牌号为HT200；刀具材料为硬质合金，其牌号为YG6；刀具几何参数为：o=10，o= o = 8，r=45，r=10，s=-10（对三向切削分力的修正系数分别为），r= 0.5mm；切削用量为：ap=3mm， f=0.4mm/r，vc=8m/min。试求切削力Fc、Ff、Fp及切削功率。解：根据已知条件，查教材p39表2-3，得到代入p39公式(2-20)，可得再根据p3

5、8公式(2-17)，可得切削功率2-11 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。2-12 影响切削温度的主要因素有哪些？试论述其影响规律。2-13 试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征，它们各在什么条件下产生？2-14 什么是刀具的磨钝标准？制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素？2-15 什么是刀具寿命和刀具总寿命？试分析切削用量三要素对刀具寿命的影响规律。2-16 什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命？怎样合理选择刀具寿命？2-17 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。2-18 试述前角的功用及选择原则。2-19 试述后角的功用及选择原则。2-20 在CA6140型车床上车削外圆。

6、已知：工件毛坯直径为mm，加工长度为400mm；加工后工件尺寸为mm，表面粗糙度为Ra3.2m；工件材料为40Cr（b =700MPa）；采用焊接式硬质合金外圆车刀（牌号为YT15），刀杆截面尺寸为16mm25mm，刀具切削部分几何参数为：o=10，o=6，r=45，r=10，s=0 ，r= 0.5mm，o1=-10，b1=0.2mm。试为该工序确定切削用量（CA6140型车床纵向进给机构允许的最大作用力为3500N）。2-21 试论述切削用量的选择原则。2-22 什么是砂轮硬度？如何正确选择砂轮硬度？2-23为什么磨削外圆时磨削力的三个分力中以Fp值最大，而车外圆时切削力的三个分力中Fc值为

7、最大？2-24 粗磨一直径为mm的外圆，工件材料为45钢，其硬度为228255HBW，砂轮速度为50m/s，试确定所用的砂轮特性。机械制造技术基础部分习题参考解答第三章 机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种？3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转nc是主运动，工件旋转nw、砂轮的横向移动fr、工作台往复运动fa为进给运动。3-3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。答：基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主

8、运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。3-4 什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。答：提高切削速度；采用强力切削，提高f、ap；采用多刀加工的方法。3-6 车刀有哪几种？试简述各种车刀的结构特征及加工范围。答：外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等）

9、，内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。3-7 试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。答：CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的? 三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的？3-9 CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？答：如教材图3-17和3-18所示，操纵手柄向上，通过连杆、扇形齿块和

10、齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。制动时操纵手柄处于中位，滑套8处于摆杆10的中间，此时杠杆7带动制动带8压紧制动轮，实现主轴制动。3-10 CA6140型卧式车床主轴箱轴上带的拉力作用在哪些零件上？3-11 CA6140型卧式车床主轴前轴承的径向间隙是如何调整的？3-12 试分析外圆表面车拉削方法的工作原理和工艺特点。答：将车削和拉削组合在一起的加工方法。加工时，工件高速旋转，拉刀慢速旋转拉削运动。工艺特点：多齿拉刀，刀具寿

11、命长，生产效率高，柔性较好，但拉刀制造难度大。适于大批量生产加工结构复杂、精度要求较高的零件。3-13 试分析比较中心磨和无心磨外圆的工艺特点和应用范围。答：中心磨：磨削精度较高、可以磨削各种复杂零件和表面；但需要装夹工件。无心磨：工件无需装夹，磨削效率较高，可以磨削外圆等回转体表面，但形状不能太复杂。3-14 试分析快速点磨法工作原理和工艺特点。答：快速点磨法工作原理：如图3-24（p89），砂轮安装时有一小倾角，砂轮与工件点接触，磨削速度很高，加工质量好、生产效率高、砂轮寿命长。适于汽车工业磨削曲轴、凸轮轴和齿轮轴。3-15 试分析比较光整加工外圆表面各种加工方法的工艺特点和应用范围。3-

12、16 试分析比较钻头、扩孔钻和铰刀的结构特点和几何角度。答：钻头：仅2刃，钻芯很细，刚性差，切削部分有横刃(负前角)，切削余量大。扩孔钻：有38刃，钻芯较粗，刚性较好，无横刃，切削用量较小。铰刀：刀刃更多，钻芯更粗，刚性好，切削余量小，故加工精度高。3-17 用钻头钻孔，为什么钻出来的孔径一般都比钻头的直径大？答：钻头刚性差，切削部分有横刃，轴向力较大，切削时易引偏，故钻削孔径一般都比钻头的直径大。3-18 镗孔有哪几种方式？各有何特点？3-19 珩磨加工为什么可以获得较高的尺寸精度、形状精度和较小的表面粗糙度？3-20 拉削速度并不高，但拉削却是一种高生产率的加工方法，原因何在？3-21 对

13、于相同直径、相同精度等级的轴和孔，为什么孔的公差值总比轴的公差值规定得大？3-22 什么是逆铣？什么是顺铣？试分析逆铣和顺铣、对称铣和不对称铣的工艺特征。3-23 试分析比较铣平面、刨平面、车平面的工艺特征和应用范围。3-24 数控机床有哪几个基本组成部分？各有何功用？答：数控机床一般由信息输入、数控装置、伺服系统和机床本体4个部分组成。通过信息输入部分输入加工指令，数控装置相当人的大脑指挥系统，伺服系统控制机床的运动，机床本体用来支承运动机构、安装工件。3-25 数控机床和加工中心的主传动系统与普通机床相比有哪些特点？答：与普通机床相比，数控机床和加工中心的主传动系统很简单，由于数控机床采用

14、的步进电机具有调速、换向等功能，所以主传动系统就很简单。3-26 试述JCS018型加工中心主轴组件的构造及其功能。3-27 试分析JCS018型加工中心自动换刀装置的优缺点。答：刀具库可安装16把刀具，自动换刀装置采用换刀机械手，换刀动作是：抓住拔出旋转180o插入退出。特点是动作简单、耗时较短；但有可能抓不紧，造成滑脱。3-28 滚切直齿圆柱齿轮时需要哪些基本运动？答：主运动：滚刀的旋转运动nc，进给运动：工件的旋转运动nw，轴向进给运动f。3-29 插削直齿圆柱齿轮时需要哪些基本运动？答：主运动：插齿刀直线往复运动vc，进给运动：插刀旋转nc，工件旋转nw，圆周进给运动，径向进给运动fr

15、，让刀运动。3-30 插齿时为什么需要插齿刀（或被切齿轮）作让刀运动？3-31 试分析比较滚齿、插齿的工艺特点和应用范围。答：滚齿加工齿距累计误差较小，生产效率较高；插齿加工齿形误差较小，加工齿面粗糙度较小。滚齿适于直齿、斜齿和蜗轮等加工；插齿适于内齿轮、齿条、扇形齿、多联齿轮块的加工。3-32 为什么剃齿前齿轮与加工方法采用滚齿加工比采用插齿加工更为合理？3-33 试述剃齿的加工原理、工艺特点和应用范围。答：展成法加工，利用一对交错斜齿轮啮合时沿齿向存在相对滑动的原理进行加工。生产效率高，适于大批量生产加工中等模数、76级精度、未经淬火的齿轮加工。3-34 磨齿有哪些方法？各有和特点？各应用

16、在什么场合？答：成形法磨齿；展成法磨齿（单片锥形砂轮磨齿、双片蝶形砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿）。成形法磨齿加工精度不高，目前生产上少用。单片锥形砂轮磨齿生产效率较高，可采用较大的切削用量；单件小批生产用；双片蝶形砂轮磨齿不能采用较大的切削用量，砂轮刚性差，磨削效率较低，单件小批生产用；蜗杆砂轮磨齿生产效率高，砂轮修整要求较高，大批量生产中应用。3-35 试述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的加工原理、工艺特点和应用范围。答：加工原理工艺特点应用范围电火花加工成型加工脉冲性电火花放电产生高温去除多余金属无切削力，对机床要求不高，可加工各种高强高硬材料模具成型加工电火花线切割同 上同 上切割

17、各种导电材料电解加工在电解液中电化学阳极溶解加工工件无切削力，可加工各种高强高硬材料，加工效率较高加工模具和复杂型腔激光加工激光高密度能量使金属溶化、汽化去除无切削力，无工具磨损，可加工各种高强高硬材料打孔、切割或焊接和热处理超声波加工超声振动驱动悬浮磨料撞击工件表面进行加工机床结构简单，操作方便；加工效率不高。适于加工各种脆性材料3-36 试简述快速原型与制造技术的基本原理及适用场合。答：快速原型与制造技术的基本原理是将零件模型分层、计算机数控特殊的成型机，使用特殊的材料，逐层制造、叠加成型。适用场合：主要制造零件的原型，用于设计评估和样件展示，也可以用于制造模具，进行批量生产。3-37 试

18、分述快速原型与制造技术中光刻法、分层实体制造法、激光选区烧结法、熔积法的加工原理、工艺特点和应用范围。3-38 大批量生产某轴，已知材料为20CrMnTi，轴全长234mm，最大直径mm，试为该轴段外圆表面选择加工方案。该表面长度为34mm，表面硬度5864HRC），表面粗糙度Ra要求为0.8，轴心线与相邻外圆表面端面的垂直度公差为0.02mm。3-39 成批生产某箱体，已知其材料为HT300，箱体的外形尺寸（长宽高）为：690mm520mm355mm，试为该箱体前壁 160K6通孔选择加工方案。该孔长度为95mm，表面粗糙度Ra要求为0.4m，圆度公差要求为0.006mm。机械制造技术基础部

19、分习题参考解答第四章 机械加工质量及其控制4-1 什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？解：主轴回转精度主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。答：在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转

20、，在F作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。4-3 为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。4-4 某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为60mm、长度为150mm的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。解：根据p152关于机床导轨误差的分

21、析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。水平面内：mm；垂直面内：mm，非常小可忽略不计。所以，该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差mm。4-5 在车床上精车一批直径为60mm、长为1200mm的长轴外圆。已知：工件材料为45钢；切削用量为：vc=120m/min，ap=0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后，试计算由刀具尺寸磨损引起的加工误差值。解：根据p145公式(4-2)， 根据题意，切削50个工件的切削长度：查p155表4-1得，YT15刀具切45钢时，NB0=8m，KNB=8m/km；则=0.

22、46mm工件直径增大至：60+20.46=60.92mm， 直径误差0.92mm。4-6 成批生产习题4-6图所示零件，设A、B两尺寸已加工至规定尺寸，今以底面定位镗E孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。习题4-6图解：假定孔E的中心至定位面距离为FTF/2，则F和A、B、C组成一直线尺寸链，F为封闭环，A、C为增环，B为减环。F =A B + C封闭环公差，这是基准不重合误差，假定定位基准制造误差为0，则定位误差为：4-7 按习题4-7图所示方式定位在立式铣床上铣槽，其主要技术要求为：（1）槽宽 mm。（2）槽距尺寸 mm。（3）槽底位置尺寸为 mm。（4）槽两侧面对外圆轴线的对

23、称度公差 mm。已知：外圆尺寸mm与内孔尺寸mm均已加工至规定尺寸，内外圆的径向圆跳动公差值为0.02mm。试分析计算该工序的定位误差。习题4-7图解：(1) 在工件轴向mm，定位基准与设计基准重合，无定位误差。(2)在工件径向：mm定位误差分析：定位基准与设计基准不重合，并有内外圆的径向跳动公差T(c)=0.02；mm工件用内孔和心轴定位，并处于水平心轴位置，按p158公式(4-4)则定位误差为：其中TD=0.021mm，定位心轴mm，Td=0.013mm；mm，代入上式可得mm所以，径向定位误差为：mm(3) 键槽对称度e=0.01mm的影响分析：外圆轴线是键槽对称度的基准轴线，故对称度对

24、h方向尺寸定位误差没有影响。4-8 习题4-8图所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸mm，试分别计算习题4-8图b、c两种定位方案的定位误差。习题4-8图解：图b)定位误差分析：在y方向：没有基准转换误差，考虑定位元件无制造误差，则在y方向定位误差为0。在x方向：工件外圆公差mm对键槽加工有影响，mm，由于对称度要求为0.2，x向定位误差小于对称度要求，故该方案符合要求。图c)定位误差分析：按教材p160图4-15 b)的分析结果公式(4-7)，定位误差为mm4-9 习题4-9图所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸。已知：。若不计内孔与外圆同轴度误差的影响试求此工序的定位误差。

25、解：如习题4-9图所示，外圆公差Td=0.1mm；内孔公差：TD=0.025mm。由外圆公差引起的工件中心的变化量可按教材p160公式(4-17)计算：mm考虑外圆和内孔无同轴度误差，所以孔的公差变化引起的定位误差为：mm所以，该工序尺寸H的定位误差为：mm。4-10 按习题4-10图所示方式定位加工孔，要求孔对外圆的同轴度公差为。已知：。试分析计算此定位方案的定位误差。习题4-9图 习题4-10图解：如习题4-10图所示，只考虑V型块定位时，定位误差按教材p160公式(4-17)计算：mm当尺寸b变化时，在x方向产生的误差为：mm两部分作用几何和为实际的定位误差，mm4-11 习题4-11图

26、所示工件以大外圆表面及端面M作定位表面，在小外圆上铣键槽，要保证尺寸H、L。已知：，大、小外圆的同轴度误差，试分析计算该工序的定位误差。习题4-11图解：该题与4-9题类似，不过要考虑在直径方向同轴度的影响。Td1=0.12mm；Td2=0.16mm。外圆d2产生的定位误差按教材p160公式(4-17)计算：mm外圆d1产生的定位误差为：mm；同轴度产生的定位误差为：mm；所以，该工序工位误差为：mm。4-12 习题4-12图所示工件采用V形块（夹角）定位，加工两个直径为10mm的小孔。已知：外圆直径尺寸mm，内孔尺寸mm，内孔与外圆的同轴度误差t =0.05mm，内孔中心线是工序尺寸R的工序

27、基准，。试分析计算加工O1孔的定位误差。 习题4-12图解：根据题意，Td=0.1mm，TD=0.2mm。定位误差分为几个部分。外圆引起的定位误差按教材p160公式(4-17)计算：mm同轴度引起的定位误差为：mm。考虑到R和没有误差，所以O1的定位误差与O相同；定位误差为mm。4-13 在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别产生了如习题4-13图所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的主要原因。习题4-13图解：产生图a)的原因主要是：工件刚性差，而机床刚性很好；产生图b)的原因主要是：工件刚性好，但机床主轴、尾座刚性均较差；产生图c)的原因主要是：工件和机床主轴

28、刚性都很好，但机床尾座刚性较差。刀具磨损有一定的影响，但磨不了这么快；磨损影响在切削多个工件才能反映出来。4-14 在外圆磨床上磨削习题4-14图所示轴类工件的外圆，若机床几何精度良好，试分析磨外圆后A-A截面的形状误差，要求画出A-A截面的形状，并提出减小上述误差的措施。习题4-14图解：若工件刚性差，机床刚度好，A-A截面尺寸会增大；若工件刚性好，机床主轴、尾座刚性差，则A-A截面尺寸也会变大；若上述两种情况都发生，则A-A截面尺寸还是会直径增大，形状误差不明显。改进措施是增大机床主轴、尾座的刚度，增加工件的刚度。4-15 知某车床的部件刚度分别为：k主轴=5000N/mm；k刀架=233

29、30 N/mm，k尾座=34500N/mm。今在该车床上采用前、后顶尖定位车一直径为mm的光轴，其径向力Fp=3000N，假设刀具和工件的刚度都很大，试求：1）车刀位于主轴箱端处工艺系统的变形量；2）车刀处在距主轴箱1/4工件长度处工艺系统的变形量；3）车刀处在工件中点处工艺系统的变形量；4）车刀处在距主轴箱3/4工件长度处工艺系统变形量；5）车刀处在尾架处工艺系统的变形量。完成计算后，再徒手画出该轴加工后的纵向截面的状。解：4-16 按习题4-16a)图的装夹方式在外圆磨床上磨削薄壁套筒A，卸下工件后发现工件呈鞍形，如习题4-16b)图所示，试分析产生该形状误差的原因。习题4-16图解：产生

30、上述图b)形状误差的主要原因是：磨床主轴和尾座刚度不足，当砂轮移动到主轴或者尾座处时，出现让刀现象，所以造成在工件两端直径增大。4-17 在卧式铣床上按习题4-17图所示装夹方式用铣刀A铣键槽，经测量发现，工件右端处的槽深大于中间的槽深，试分析产生这一现象的原因。习题4-17图答：如习题4-17图，产生误差的主要原因是铣床主轴刚性不足，当铣刀移向主轴时，出现主轴让刀现象，故造成工件中部槽变浅，而右边一开始进刀深度是够得，当铣刀移向主轴时，主轴让刀，槽深变浅。改进措施是增大铣床主轴的刚性。4-18 何谓误差复映？误差复映系数的大小与哪些因素有关？解：在切削加工时，待加工表面有什么样的误差已加工表

31、面必然出现同样性质的误差就是误差复映现象。由上述公式可以看出，误差复映系数与工艺系统刚度、和进给量f切削速度vc等有关。4-19 在车床上车一短粗轴圆柱表面。已知：工艺系统刚度k系统=20000N/mm，毛坯待加工面相对顶尖孔中心偏心误差为2mm，毛坯最小背吃刀量apmin=1mm，N/mm。问第一次走刀后，加工表面相对顶尖孔中心的偏心误差是多大？至少需要切几次切削才能使加工表面相对顶尖孔中心的偏心误差控制在0.01mm以内？解：已知：C=1500N/mm，k系=20000N/mm，mm；根据p168公式(4-16)和公式(4-17)，可以导出：mm；由于系统刚度不变，第2次加工：mm第3次加

32、工：mm答：需要3次走刀才能将偏心误差控制在0.01mm以内。4-20 为什么提高工艺系统刚度首先要从提高薄弱环节的刚度入手才有效？试举一实例说明。答：由于薄弱环节是影响机床刚度的主要因素之一，所以从提高薄弱环节的刚度入手才有较好的效果。机床的薄弱环节如机床导轨中的楔铁就是如此。4-21 如果卧式车床床身铸件顶部和底部残留有压应力，床身中间残留有拉应力，试用简图画出粗刨床身顶面后床身顶面的纵向截面形状，并分析其原因。4-22 习题4-22图所示板状框架铸件，壁3薄，壁1和壁2厚，用直径为D的立铣刀铣断壁3后，毛坯中的内应力要重新分布，问断口尺寸D将会变大还是变小？为什么？ 习题4-22图解：未

33、切口时，残余内应力的分布是1、2受拉，3受压；当切口后，压力取消，1、2拉力释放，内应力重新平衡，故切口将会变宽。4-23 在转塔车床上加工一批套筒的内孔和外圆，问内外圆同轴度误差服从什么分布？答：加工零件的批量较大时，内外圆同轴度误差一般服从正态分布。4-24 用调整法车削一批小轴的外圆，如果车刀的热变形影响显著，使画出这批工件尺寸误差分布曲线的形状，并简述其理由。 习题4-24插图答：调整法加工小轴外圆，当加工工件批量较大时，尺寸分布应为正态分布。如果车刀出现热变形，属于系统误差，则发生变化，如上图所示，但分布曲线的形状不发生变化。4-25 车一批外圆尺寸要求为mm的轴。已知：外圆尺寸按正

34、态分布，均方根偏差mm，分布曲线中心比公差带中心大0.03mm。试计算加工这批轴的合格品率及不合格品率。 习题4-25插图解：分析如上图所示，参照p184例题4-4的方法。，转换成标准正态分布函数，合格品率为：不合格品率为：1-P=21.259%其中：0.5-(0.8)=21.19%是可以修复的；0.5-(3.2)=0.069%是不能修复的。4-26 在自动车床上加工一批轴件，要求外径尺寸为mm，已知均方根偏差，试求此机床的工序能力等级？解：工件公差为T=0.2，根据p186公式(4-28)，根据p186表4-6，该工序能力等级为1级，工艺能力足够，允许有一定的异常波动。4-27 为什么机器零

35、件一般都是从表面层开始破坏？答：机器零件失效的形式为疲劳破坏、滑动磨损和滚动磨损。滑动磨损和滚动磨损是从表层开始，疲劳破坏也是从表层开始。表层的残余应力和冷作硬化使零件表面出现微小裂纹和缺陷，在载荷、摩擦作用下，这些微小裂纹和缺陷会逐渐扩展，导致机器零件失效破坏。4-28 试以磨削为例，说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。答：在磨削过程中，适当减小砂轮磨粒的粒度，减小进给量和磨削深度，提高磨削速度，改善冷却效果，减少磨削热的影响，可以减少磨削加工表面粗糙度。4-29 加工后，零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力？答：机械加工以后零件表层产生加工硬化的原因是切削过程中塑性变形引起的，塑性变形

36、导致表层金属位错、晶格扭曲，故产生冷作硬化现象；加工残余应力是由于加工过程中不均匀受热、不均匀冷却及金相组织变化造成的。工件表面加工硬化和残余应力是机械加工之后不可避免的现象，可以通过热处理方式消除，也可以通过特殊的加工工艺减小冷作硬化的程度、控制残余应力的方向。4-30 什么是回火烧伤？什么是淬火烧伤？什么是退火烧伤？为什么磨削加工容易产生烧伤？解：回火烧伤磨削区温度超过马氏体转变温度，马氏体转变为回火组织的烧伤。淬火烧伤磨削区温度超过相变温度，加之冷却液急冷，表层二次淬火的烧伤。退火烧伤磨削区温度超过相变温度，冷却液没有进入，表层产生退火的烧伤。磨削加工产生烧伤的主要原因是磨削速度高，砂轮

37、是非金属材料，导热性不好，加之冷却液很难进入磨削区域，磨削温度高，散热不好，故易产生磨削烧伤。4-31 在外圆磨床上磨削光轴外圆时，加工表面产生了明显的振痕，有人认为是因电动机转子不平衡引起的，有人认为是因砂轮不平衡引起的，怎样判别哪一种说法是正确的？4-32 什么是再生型切削颤振？为什么说在金属切削过程中，除了极少数情况外，刀具总是部分地或完全地在带有振纹的表面上进行切削的？4-33 从提高机床切削系统的稳定性和防振减振考虑，试分析比较习题4-33图所列两种不同车床尾座结构的优劣，为什么？图中x1为小刚度主轴方位，x2为大刚度主轴方位。习题4-33图机械制造技术基础部分习题参考解答第五章 工

38、艺规程设计5-1 什么是工艺过程？什么是工艺规程？5-2 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。5-3 拟定工艺路线需完成哪些工作？5-4 试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长方向上粗基准通常只允许用一次？5-5 加工习题5-5图所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有符号的为加工面，其余为非加工面）？习题5-5图a)、b)、c)所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；习题5-5图d)所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。习题5-5图5-6 为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行？5-7 试简述按工序集中原则、工序分散原则组织

39、工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？5-8 什么是加工余量、工序余量和总余量？5-9 试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？5-10 习题5-10图所示尺寸链中（图中A0、B0、C0、D0是封闭环），哪些组成环是增环？那些组成环是减环？习题5-10图5-11 试分析比较用极值法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异同。5-12 习题5-12图a为一轴套零件图，习题5-12图b为车削工序简图，习题5-12图c给出了钻孔工序三种不同定位方案的工序简图，要求保证习题5-12图a所规定的位置尺寸（100.1）mm的要求。试分别计算工

40、序尺寸A1、A2与A3的尺寸及公差。为表达清晰起见，图中只标出了与计算工序尺寸A1、A2、A3有关的轴向尺寸。习题5-12图5-13 习题5-13图为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸和键槽深。其工艺过程为：1)车外圆至；2）铣键槽槽深至尺寸H；3）热处理；4）磨外圆至尺寸。试求工序尺寸H及其极限偏差。 习题5-13图 习题5-14图5-14 加工习题5-14图所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸和mm。习题5-14图b，c是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A1、A2、A3及其极限偏差。5-15 习题5-15图是终磨十字轴端面的工序草图。图a是磨端面A工位，它以O1O1轴外圆面靠在平面支承上

41、，限制自由度、以O2O2轴外圆支承在长V形块上限制自由度和x, y转动，要求保证工序尺寸C。图b是磨端面B工位，要求保证图示工序尺寸。已知轴径，试求工序尺寸C及其极限偏差。习题5-15图5-16 什么是生产成本、工艺成本？什么是可变费用、不变费用？在市场经济条件下，如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案？5-17 试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义。5-18 应用JLBM-1分类编码系统为习题5-18图所示零件进行编码，并将其转换为零件特征矩阵。 习题5-18图5-19 试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。5-20 在认真分析习题5-20图所示车床尾座装配关系

42、的基础上，绘制车床尾座部件的装配工艺系统图，标准件编号自定。5-21 什么是完全互换装配法？什么是统计互换装配法？试分析其异同，各适用于什么场合？5-22 由于轴孔配合，若轴径尺寸为，孔径尺寸为，设轴径与孔径的尺寸均按正态分布，且尺寸分布中心与公差带中心重合，试用完全互换法和统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极限偏差。5-23 习题5-23图所示减速器某轴结构的尺寸分别为：A1=40mm、A2=36mm、A3=4mm；要求装配后齿轮端部间隙A0保持在0.100.25mm范围内，如选用完全互换法装配，试确定A1、A2、A3的极限偏差。 习题5-23图 习题5-24图5-24 习题5-24图所

43、示为车床刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证刀架座在床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.10.3mm范围内，如选用修配法装配，试确定图示修配环A与其他各有关尺寸的基本尺寸和极限偏差。5-25 习题5-25图所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有A0=0.30.5mm的间隙。已知：(标准件），A2=（标准件），。如采用固定调整法装配，试确定固定调整环B的分组数和分组尺寸。 习题5-25图5-26 对习题5-26图所示各零件的工艺性进行评价，指出其存在的问题，并提出改进意见。习题5-26图机械制造技术基础部分习题参考解答第六章 机床夹具设计6-1 机床夹具有哪几部分组成？各

44、有何作用？6-2 为什么夹具具有扩大机床工艺范围的作用，试举三个实例说明。6-3 习题6-3图所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2和固定短V形块3。试分析习题6-3图所示定位方案的合理性并提出改进方法。 习题6-3图 习题6-6图6-4 试分析比较可调支承、自位支承和辅助支承的作用和应用范围。6-5 试分析各典型夹紧机构的特点及应用场合。6-6 已知切削力F，若不计小轴1、2的摩擦损耗，试计算习题6-6图所示夹紧装置作用在斜楔左端的作用力FQ。6-7 习题6-7图所示为气动夹紧机构，夹紧工件所需夹紧力FJ=2000N，已知：气压p=4105Pa，=15，L1=100mm，

45、L2=200mm，L3=20mm，各相关表面的摩擦系数=0.18，铰链d处摩擦损耗按5%计算。问需选多大缸径的气缸才能将工件夹紧。习题6-7图6-8 试分析各类钻床夹具的结构特点及应用范围。6-9 钻床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？车床夹具在机床上的位置是根据什么确定的？6-10 铣刀相对于铣床夹具的位置是根据什么确定的？试校核习题6-10图所示铣床夹具所标尺寸（15.430.06）mm的正确性。习题6-10图6-11 习题6-11图所示为在成批生产中钻螺栓连接孔7和5的工序简图，定位基面均为已加工面。已知：工件两定位孔的距离为（2300.06）mm，大头孔直径为mm，小头孔直径为mm。

46、试为该工序徒手绘制一钻床夹具草图。要求根据加工要求绘制定位元件、导向元件、夹紧装置和夹具体，并在装配图上标注装配尺寸及技术要求。习题6-11图6-12 习题6-12图所示为大量生产中铣2mm槽的工序简图，已知：工件定位孔间距为（1700.05）mm，大头孔直径为mm，小头孔直径为mm。试为该工序徒手绘制一铣床夹具草图。要求根据加工要求绘制定位元件、夹紧装置、对刀元件和夹具体，并在装配图上标注装配尺寸及技术要求。习题6-12图第七章 机械制造技术的新发展7-1 试论述当代机械制造技术的发展方向。7-2 为什么切削工具所能切除的最小极限背吃刀量与切削刃钝圆半径有关？为什么它还与机床加工系统的刚度有

47、关？7-3 试分析归纳超精密加工与纳米级加工的基本原理。7-4 试分析超精密切削、超精密磨削的工艺特征及其应用范围。7-5 在习题7-5图中，为什么在对x方向的一对电极分别施加电压+Ux和-Ux后，压电陶瓷管会带动探针在x方向移动？习题7-5图7-6 为什么说发展自动化制造技术对保证产品加工质量、提高生产效率、降低产品制造成本、提高企业的市场竞争能力均具有重要意义？试举例说明。7-7 试论述大批量生产自动化和多品种、中小批量生产自动化的异同。7-8 试分析FMC与FMS、FMS与FML的异同，各适于何种场合？7-9 影响新产品快速上市的关键环节有哪些？各有几种解决方案？试分析比较其优缺点。7-10 设计制造机械产品，怎样才能减少对环境和人体健康的负面影响，并提高资源和能源的利用率？