机械制造基础习题集

机械制造基础习题集第一章 生产过程与组织1-1什么是制造和制造技术？1-2机械制造业在国民经济中有何地位？为什么说机械制造业是国民经济的基础？1-3如何理解制造系统的物料流、能量流和信息流？1-4什么是机械制造工艺过程？机械制造工艺过程主要包括哪些内容？1-5什么是生产纲领，如何确定企业的生产纲领？1-6什么是生产类型？如何划分生产类型？各生产类型各有什么工艺特点？1-7企业组织产品的生产有几种模式？各有什么特点？1-8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？并说明各类方法的应用范围和工艺特点。1-9一个典型的机械制造企业是有哪几个系统组成？其含义分别是什么？1-10简述机械制造技术的发展概况。第二章机械加工方法与装备2-l何谓加工中心？利用加工中心如何加工曲面？2-2简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面成形原理和应用范围。2-3指出下列机床型号中各位字母和数字代号的具体含义：CG6125B CW61100 M1432A Y3150E2-4简述选用机床的原则。2-5简述数控机床的组成及各部分的功用。2-6数控机床加工有什么特点？2-7从外圆车削来分析，c、f、ap各起什么作用？它们与切削层厚度ac和切削层宽度aw各有什么关系？2-8刀具正交平面参考系由哪些平面组成？它们是如何定义的？2-9车刀的标注角度主要有哪几种？它们是如何定义的？2-10已知一外圆车刀切削部分的主要几何角度为：1=151、1=a1=80、r=750、r=150、s=-50。试绘出该刀具切削部分的工作图。2-11刀具的工作角度和标注角度有什么区别？影响刀具工作角度的主要因素有哪些？试举例说明。2-12刀具有哪些种类？试就每种常用刀具各举一个例子，并说明其加工范围。2-13何谓顺铣？何谓逆铣？画图说明。2-14刀具材料应具备哪些性能？书上介绍的四种常用刀具材料各有什么特点？2-15刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用？如何选用合理的刀具切削角度？2-16砂轮的特性主要由哪些因素所决定？如何选用砂轮？2-17简述刀具管理系统的任务和内容。2-18机床夹具由哪几个部分组成？各部分起什么作用？2-19何谓基准？试分析下列零件的有关基准：(1)图2-1所示齿轮的设计基准和装配基准，滚切齿形时的定位基准和测量基准。(2)图2-2所示为小轴零件图及在车床顶尖间加工小端外圆及台肩面2的工序图，试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。图 2-1 图2-22-20“工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。”这种说法对吗？为什么？”2-21不完全定位和过定位是否均不允许存在？为什么？2-22根据六点定位原理，分析题图2-3所示各定位方案中，各定位元件所限制的自由度？图 2-3 2-23简述夹具夹紧力的确定原则。2-24何谓组合夹具？何谓随行夹具？2-25试分析题2-4图中定位元件限制哪些自由度？是否合理？如何改进？图 2-4 226如何确定夹紧力的三个要素？227分析三种基本夹紧机构的优缺点。228何谓定心夹紧？定心夹紧机构有什么特点？第三章切削过程及控制3-1金属切削过程有何特征，用什么参数来表示和比较？3-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？3-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？3-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，二者有何不同之处？3-5金属切削原理对设计机床、工艺和刀具有何实用意义？3-6金属切削过程中为什么会产生切削力？3-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？试说明这三个分力的作用。3-8背吃刀量和进给量对切削力的影响有何不同？3-9切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？3-10切削温度的含义是什么？它在刀具上是如何分布的？它的分布和三个变形区有何联系？3-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一规律指导生产实践？3-12增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？3-13刀具的正常磨损过程可分为几个阶段？各阶段的特点是什么？刀具使用时磨损应限制在哪一阶段？3-14刀具磨钝标准是什么意思？它与哪些因素有关？3-15什么叫刀具寿命？刀具寿命和磨钝标准有什么关系？磨钝标准确定后，刀具寿命是否就确定了？为什么？3-16何谓最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命？粗加工和精加工所选用的刀具寿命是否相同？为什么？3-17切削用量对刀具磨损有何影响？在VTm=C0关系中，指数m的物理意义是什么？不同刀具m值为什么不同？3-18选择切削用量的原则是什么？从刀具寿命出发时，按什么顺序选择切削用量？从机床动力出发，按什么顺序选择切削用量？为什么？3-19粗加工时进给量的选择受哪些因素限制？当进给量受到表面粗糙度限制时，有什办法能增加进给量，而保证表面粗糙度要求？3-20如果选完切削用量后，发现所需的功率超过机床功率时，应如何解决？3-21提高切削用量可采取哪些措施？3-22在CA6140车床上粗车、半精车一套筒的外圆，材料为45钢(调质)，抗拉强度b681.5MPa，硬度为200230HBS，毛坯尺寸dwlw=80mm350mm，车削后的尺寸为d=(75-0.25)mm， L=340mm，表面粗糙度值均为及Ra3.2m。试选择刀具类型、材料、结构、几何参数及切削用量。3-23钛合金切削加工性较差的原因是什么？3-24试比较磨削和单刃刀具切削的异同。3-25在定进给量切人磨削的一个循环中，存在哪些切削特点？第四章 机械制造质量分析与控制4-1什么叫主轴回转误差？它包括哪些方面？为什么磨床头架主轴采用死顶尖，而车床主轴采用活顶尖？4-2在卧式镗床上采用工件送进方式加工直径为200mm的通孔时，若刀杆与送进方向倾斜 l031，则在孔径横截面内将产生什么样的形状误差？其误差大小为多少？4-3在车床上车一直径为80mm、长为2000mm的长轴外圆，工件材料为45钢，切削用量为 2m/s，p=0.4mm、f=0.2mmr，刀具材料为YTl5，如只考虑刀具磨损引起的加工误差，问该轴车后能否达到IT8的要求？4-4什么是误差复映？误差复映系数的大小与哪些因素有关？4-5已知某车床部件刚度为k主=44500Nmm，k刀架=13330Nmm，k尾座=30000Nmm，k刀具很大。1 如果工件是一个刚度很大的光轴，装夹在两顶尖间加工，试求：(1)刀具在床头处的工艺系统刚度；(2)刀具在尾座处的工艺系统刚度；(3)刀具在工件中点处的工艺系统刚度；(4)刀具在距床头为2/3工件长度处的工艺系统刚度；并画出加工后工件的大致形状。2如果Fy=511N，工艺系统在工件中点处的实际变形为0.05mm，求工件的刚度？46在车床上用前后顶尖装夹，车削长为800mm，外径要求为500-0.04mm的工件外圆。已知 k主=10000Nmm，k尾=5000Nmm，k刀架=4000Nmm，Fy300N，试求：(1)仅由于机床刚度变化，所产生的工件最大直径误差，并按比例画出工件的外形；(2)仅由于工件受力变形所产生的工件最大直径误差，并按同样比例画出工件的外形；(3)上述两种情况综合考虑后，工件最大直径误差多大？能否满足预定的加工要求？若不符合要求，可采取哪些措施解决？4-7已知车床车削工件外圆时的k系=20000Nmm，毛坯偏心e=2mm，毛坯最小背吃刀量ap2lmm， C=Cyfy HBS=1500Nmm，问：(1)毛坯最大背吃刀量apl=？(2)第一次走刀后，反映在工件上的残余偏心误差工1多大？(3)第二次走刀后的工2多大？(4)第三次走刀后的工3多大？(5)若其它条件不变，让k系10000Nmm，求工1、工2、工3各为多大？并说明k系对残余偏心的影响规律。4-8在卧式铣床上按图4-1所示装夹方式用铣刀A铣削键槽，经测量发现，工件两端处的深度大于中间的，且都比未铣键槽前的调整深度小。试分析产生这一现象的原因。图 4-1 49在外圆磨床上磨削图4-2所示轴类工件的外圆，若机床几何精度良好，试分析所磨外圆出现纵向腰鼓形的原因？并分析A-A截面加工后的形状误差，画出A-A截面形状，提出减小上述误差的措施。4-10批量生产图4-3所示零件，设A、B两尺寸已加工好，今以底面定位镗D孔，求此工序基准不重合误差。图 4-3 图 4-2 4-11有一批套筒零件如图4-4所示，其它加工面已加工好，今以内孔D2在圆柱心轴d上定位，用调整法最终铣削键槽。若定位心轴处于水平位置，试分析计算尺寸乙的定位误差。已知： D1500-0.06mm，D2=300+0.021mm，心轴直径mm。图 4-4 4-12在某车床上加工一根长为1632mm的丝杠，要求加工成8级精度，其螺距累积误差的具体要求为：在25mm长度上不大于18m；在100mm长度上不大于25m；在300mm长度上不大于35m；在全长上不大于80m。在精车螺纹时，若机床丝杠的温度比室温高20C，工件丝杠的温度比室温高70C，从工，件热变形的角度分析，精车盾丝杠能否满足预定的加工要求？4-13在外圆磨床上磨削某薄壁衬套A，见图4-5a，衬套A在心轴上后，用垫圈、螺母压紧，然后顶在顶尖上磨衬套A的外圆至图样要求。卸下工件后发现工件呈鞍形，如图4-5b所示，试分析其原因。图 4-5 4-14有一板状框架铸件，壁3薄，壁1和壁2厚，当采用宽度为B的铣刀铣断壁3后(见图4-6)，断口尺寸B将会因内应力重新分布产生什么样的变化？为什么？图 4-6 415什么样性质的误差服从偏态分布？什么样性质的误差服从正态分布？请各举一例说明之。4-16在调整好的自动机上加工一批小轴，加工中又调整了一次刀具，试分别画出这批小轴加工后以概率密度为纵坐标和以频数为纵坐标的尺寸误差分布曲线，并简述这两条曲线的异同点。4-17车削一批轴的外圆，其尺寸要求为200-0.1mm，若此工序尺寸按正态分布，均方差=0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，其偏移量=0.03mm。试指出该批工件的常值系统性误差及随机误差多大？并计算合格品率及不合格品率各是多少？4-18在均方差0.02mm的某自动车床上加工一批11mm土0.05mm小轴外圆：问：(1)这批工件的尺寸分散范围多大？(2)这台自动车床的工序能力系数多大？若这批工件数n=100分组间隙x0.02mm，试画出这批工件以频数为纵坐标的理论分布曲线。4-19在自动车床上加工一批外径为11土0.05mm的小轴。现每隔一定时间抽取容量n5的一个小样本，共抽取20个顺序小样本，逐一测量每个顺序小样本每个小轴的外径尺寸，并算出顺序小样本的平均值和极差Ri，其值列于表4-1。试设计-R点图，并判断该工艺过程是否稳定？表4-1 顺序小样本数据表 (单位：mm)4-20为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏？4-21试述表面粗糙度、表面层物理机械性能对机器使用性能的影响。4-22为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？4-23什么是回火烧伤？什么是淬火烧伤？什么是退火烧伤？为什么磨削加工时容易产生烧伤？4-24试述机械加工中工件表面层产生残余应力的原因。4-25试述机械加工中产生自激振动的条件。并用以解释再生型颤振、耦合型颤振的激振机理。4-26车刀按图4-7a方式安装加工时如有强烈振动发生，此时若将刀具反装(图b)、或采用前后刀架同时车削4-7c、或设法将刀具沿，工件旋转方向转过某一角度装夹在刀架上(图d)，加工中的振动就可能会减弱或消失，试分析其原因。图 4-7 第五章 工艺规程设计5-1什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？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拟订工艺路线须完成哪些工作？5-4试简述粗、精基准的选择原则，为什么在同一尺寸方向上粗基准通常只允许用一次？5-5加工图5-1所示零件，其粗基准、精基准应如何选择(标有 符号的为加工面，其余为非加工面)？图a、b及c所示零件要求内外圆同轴，端面与孔心线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；图d所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。图 5-1 5-6为什么机械加工过程一般都要划分为几个阶段进行？5-7试简述按工序集中原则、工序分散原则组织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的影响？5-11图5-2所示尺寸链中(图中A0、B0、C0、D0是封闭环)，那些组成环是增环？那些组成环是减环？图 5-2 5-11试分析比较用极限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图5-3a为一轴套零件图，图5-3b为车削工序简图，图5-3c为钻孔工序三种不同定位方案的工序简图，均需保证图a所规定的位置尺寸11土0.1mm的要求，试分别计算工序尺寸A1、A2与A3的尺寸及公差。为表达清晰起见，图a、图b只标出了与计算工序尺寸A1、A2、A3有关的轴向尺寸。5-13图5-4为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸 mm和键槽深t=40+0.16mm。其工艺过程为：1)车外圆至28.50-0.10mm；2）铣键槽槽深至尺寸H；3)热处理；4)磨外圆至尺寸mm。试求工序尺寸H及其极限偏差。图 5-4 图 5-3 5-14加工图5-5a所示零件的轴向尺寸500-0.1mm，250-0.3mm及500.4mm其有关工序如图5-5b、c所示，试求工序尺寸A1、A2、A3及其极限偏差。5-15什么是生产成本、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？5-16什么是成组技术？如何实施？5-17为图5-6所列零件进行编码？并将其转换为零件特征矩阵。图 5-5 图 5-6 5-18试述用样件法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。5-19在认真分析图5-7所示车床尾座装配关系的基础上画车床尾座部件的装配工艺系统图，标准件编号自定。5-20什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。5-21设有一轴孔配合，若轴的尺寸为800-0.10mm，孔的尺寸为800+0.20mm，设轴、孔尺寸均按正态分布，试用完全互换法和统计互换法分别计算封闭环尺寸及极限偏差。5-22图5-8所示减速器某轴结构的尺寸分别为：Al41mm，A236mm；A34mm；要求装配后齿轮端部间隙A。保持在0.100.25mm范围内，如选用完全互换法装配，试确定Al、A2、A3的精度等级和极限偏差。5-23图5-9所示为车床溜板与床身导轨的装配图，为保证溜板在床身导轨上准确移动，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和其它有关尺寸的尺寸公差和极限偏差。5-24图5-10所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有A00.3-0.5mm的间隙；已知： A1=420-0.25mm (标准件)，A21580-0.08mm，A3400-0.25mm (标准件)，A4230 +0.045mm， A52500+009mm，A63800.05mm，B50-0.10mm；如采用固定调整法装配，试确定固定调整环B的分组数和调整环B的尺寸系列。图 5-7 图 5-9 图 5-8 图 5-10 第六章 先进制造技术6-1 简述先进制造技术的概念与涉及的主要内容。6-2 简述特种加工的涵义、特点及其常用的方法。6-3 什么是超精密加工？实现超精密加工的主要技术条件有哪些？6-4 什么是微机械？微机械加工主要方法有哪些？6-5 简述快速原型技术涵义及其常用的方法。6-6 简述数控技术的涵义与发展趋势。6-7 试述工业机器人的结构组成、分类以及在生产中的应用。6-8 简述FMS的组成与分类。6-9 什么是CIMS？简述其功能模块与作用。6-10 简述智能制造的涵义。6-11 试述精益生产的特征。6-12 实现并行工程的条件有哪些？6-12 敏捷制造与CIMS、网络化制造有和不同？6-12 ERP与MRP有何不同？ 6-12 简述数字化技术的涵义。6-13 何为反求工程技术？计算机实物反求的过程有哪些？6-14 计算机仿真和虚拟设计有何不同？