西南交通大学机械制造基础作业及答案.pdf

1 机械制造基础线下作业 第一次作业 一、主观题(共 8 道小题)1.车外圆时，已知工件转速n=320r/min，车刀移动速度 vf=64mm/min，试求切削速度vc，进给量f，背吃刀量ap。已知待加工表面直径 100mm,已加工表面直径 94mm.答：V=s f=s ap=3mm 2.已知下列车刀的主要角度，试画出它们切削部分的示意图。1）端面车刀：0=15 0=10 r=45 r=45 2）切断刀：0=10 0=6 r=90 r=20 3）外圆车刀：0=15 0=8 r=75 r=15 答：（1）（2）（3）3.实现切削加工的必要条件是什么 答：切削运动，刀具材料，刀具角度 4.列出常见加工方法（车削，钻削，镗削等等）的主运动和进给运动的分别是什么 加工方法 机床 主运动 进给运动 车 卧式车床立式车床 工件的旋转运动 刀具的纵向或横向进给 钻 台式钻床立式钻床 摇臂钻床 刀具的旋转运动 刀具的轴向进给 镗 卧式镗床(坐标镗床)刀具的旋转运动 工作台纵向进给或横向进给 刀具径向或轴向进给 铣 立式铣床、卧式铣床 刀具的旋转运动 工作台纵向、横向和垂直进给 刨 牛头刨床 龙门刨床 刀具的往复移动 工作台的往复移动 工作台横向进给 刀架水平或垂直进给 插 插床(圆形工作台)刀具的往复移动 工作台纵向、横向和圆周进给 拉 拉床(拉刀)刀具的轴向移动（靠刀具结构实现）1 磨 平面磨床 外圆磨床内孔磨床 无心磨床 砂轮的旋转运动 工作台纵向、横向进给 工件圆周进给、砂轮架纵向、横向进给 纵磨法：靠 Vx 和 Vy 磨削横磨法：横向进给 5.刀具常用三种刀具材料（高速钢、硬质合金及碳素工具钢）的特点及适用条件是什么。答：刀具材料 性能特征 适用加工条件 高速钢 6165HRC，600C 红热性尚好。耐磨性稍好。复杂刀具 硬质合金 6075HRC，能耐 1000C 高温，耐磨性好。各种刀具的刀片（可转位式刀具）碳素工具钢 6165HRC，高温强度低，耐磨性差 简单手动工具 6.切削三要素包括那些各自的定义是什么 答：切削速度，进给量，切削深度，切削速度:在单位时间内,刀具(或工件)沿主运动方向的相对位移.进给量:主运动在每行程(或每转)内,工件与刀具之间沿进给运动方向的相对位移.切削深度:工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离,即在垂直于进给运动的方向上测量的主切削刃切入工件的深度,单位 mm。7.刀具角度的参考坐标系有哪三个平面组成如何定义 答：基面，切削平面，主剖面 基面：通过切削刃某选定点，与主运动假定方向相垂直的平面。切削平面：通过刀刃某选定点，包含主切削刃且与基面相垂直的平面。主剖面（正交平面）通过刀刃某选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面 8.刀具的基本角度有哪些它们是如何定义的 答：前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角 前角：主剖面内，前刀面与基面之间的夹角。后角：主剖面内，后刀面与切削平面之间的夹角。主偏角：基面内，主切削刃与进给运动方向间的夹角。副偏角：基面内，副切削刃与进给运动反方向间的夹角。刃倾角：切削平面内，主切削刃与基面间的夹角 第二次作业 一、判断题(判断正误，共 19 道小题)1.第变形区的变形是造成已加工表面硬化和残余应力的主要原因。正确答案：说法正确 2.在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到带状切屑。（）正确答案：说法正确 3.磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，且通常有较大的前角和刃口楔角，以及较大的刃口钝圆半径。（）正确答案：说法错误 1 4.吃刀抗力可能引起工件的弯曲与振动，影响加工质量。（）正确答案：说法正确 5.切削温度是切削过程的一个重要物理量，主要影响刀具磨损和积屑瘤的产生，但对表面质量没有影响。（）正确答案：说法错误 6.切削温度的高低不仅取决于热源区产生热量的多少，而且还取决于散热条件的好坏。（）正确答案：说法正确 7.切削用量增加，功率消耗加大，切削热的生成加多，切削温度升高。（）正确答案：说法正确 8.切削时出现的积屑瘤、前刀面磨损等现象，都是第变形区的变形所造成的。（）正确答案：说法错误 9.在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到崩碎切屑。（）正确答案：说法正确 10.经过塑性变形后形成的切屑，其厚度 hch 通常都要小于工件上切削层的厚度 hD，而切屑长度 Lch 通常大于切削层长度 Lc。（）正确答案：说法错误 11.主切削力 Fc 是计算机床功率及设计夹具、刀具的主要依据。（）正确答案：说法正确 12.进给抗力 Ff 是设计和校验机床进给机构强度的重要依据。（）正确答案：说法正确 13.切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（如空气、切削液）传散出去。不同的加工方法其切削热传散的比例是相同。（）正确答案：说法错误 14.凡影响切削变形、切削抗力及功率消耗的因素，都对生热有影响。（）正确答案：说法错误 15.在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在刀刃处。（）正确答案：说法错误 16.切屑瘤是在中等切速加工塑性材料条件下的一个重要物理现象。（）正确答案：说法正确 17.当切削塑性材料、切削速度 v 较高、切削厚度 hD 较大时易发生前刀面磨损。（）正确答案：说法错误 18.当切削脆性金属时，由于形成崩碎切屑，会出现后刀面磨损。（）正确答案：说法正确 19.切削用量中切削速度对刀具耐用度的影响最大，其次为切削深度，而进给量对刀具耐用度的影响最小。（）正确答案：说法错误 二、主观题(共 4 道小题)20.何谓积屑瘤对切削加工有哪些影响 答：定义：在切削塑性金属时，当切削速度不高且能形成连续切削情况下，常在刀具前面刃口处粘着一块剖面呈现三角状的硬块，称为积屑瘤。利：保护削刃；增大了前角；对粗加工有利。弊：不稳定，使切削深度、切削厚度及切削力不断变化；部分积屑瘤粘在工件表面，使加工表面粗糙；在精加工时要避免积屑瘤的产生。21.怎么避免积屑瘤的产生 答：改变切削材料的硬度和塑性，采用很高或很低的切削速度；切削液；增大刀具的前角 22.切屑的种类有哪些 答：带状切屑，节状切屑，单元切屑、崩碎切屑 23.各种切屑是如何形成的 答：（a）带状切屑；切削塑性较高的材料，当切削速度较高，进给量较小，切削深度较小，前角较大的时候比较容易形成。（b）挤裂切屑；低速切削钢或切削黄铜，在形成带状切屑的情况下，降低切削速度，提高进给量，提高切削深度，减少前角的时候可能会形成。（c）单元切屑；很低速切削钢或切削铅，在形成挤裂切屑的情况下，降低切削速度，提高进给量，提高切削深度，减少前角的时候可能会形成。（d）崩碎切屑，切削脆性金属（eg.铸铁）。第三次作业 一、单项选择题(只有一个选项正确，共 7 道小题)1 1.车削螺纹时，工件转动和刀具移动组成的机床运动是()(A)简单成型形运动 (B)复合成形运动 (C)主运动 (D)进给运动 正确答案：B 2.卧式机床的主参数是指()(A)最大的加工工件长度 (B)床身的长度 (C)主轴最大孔径 (D)最大加工工件直径 正确答案：D 3.对于箱体零件上具有一定精度要求的孔系，通常在()机床上加工。(A)钻床 (B)铣床 (C)镗床 (D)车床 正确答案：C 4.在工作台上安装有位置检测装置的数控机床，按其控制方式属于()。(A)闭环控制数控机床 (B)开环控制数控机床 (C)半闭环控制数控机床 (D)直线控制数控机床 正确答案：A 5.在齿轮切削加工中，通常下列()加工方法不属于展成法（范成法）加工。(A)插齿 (B)磨齿 (C)滚齿 (D)铣齿 正确答案：D 6.滚齿机上不能加工()零件。(A)直齿圆柱齿轮 (B)斜齿圆柱齿轮 (C)内齿轮 (D)蜗轮 正确答案：C 7.在钻床上进行钻、扩、铰孔加工时，正确顺序是()。(A)钻、扩、铰 (B)钻、铰、扩 (C)铰、钻、扩 (D)扩、铰、钻 正确答案：A 二、主观题(共 14 道小题)8.机床切削运动中，根据速度高低、消耗功率的大小，可分为 主 运动和 进给 运动。9.机床传动的基本组成部分包括 动力源 、传动装置 和 执行件 。1 10.某机床型号为M1432，则该机床类别为 磨床（外圆磨床）最大加工直径为 320mm 。11.卧式车床上车削螺纹时，主轴刀架之间的传动链为一条具有严格 传动比 的_内 _联系传动链。12.卧式车床主要用来加工 轴类 、盘类 和 套类 等回转类零件。13.普通卧式车床进给传动中的丝杆在加工 螺纹、蜗杆等 _时使用.14.数控机床主要由 数控装置 、伺服系统 和 机床本体 等部分组成。15.数控机床伺服系统驱动装置一般采用 滚珠丝杆副。16.写出四种可加工平面的机床类型：铣床 、镗床 、磨床 和 刨床 。17.常用圆柱齿轮加工机床有（写出三种）滚齿机 、插齿机 和 磨齿机 。18.普通机床上常用变速机构有 滑移齿轮变速机构 、交换齿轮（挂轮、配换齿轮）变速机构 和 离合器变速机构 。19.列表说明各种切削加工方法的工艺特点 加工方法 经济加工精度 表面粗糙度 特点 适用范围 车 IT8 7 1.易于保证各加工面的位置精度 2.切削过程比较平稳 3.适用于有色金属零件的精加工 4.刀具简单 回转体零件的加工(车端面，车孔，攻丝，车外圆，车外螺纹，切槽，车内螺纹)镗 IT8 7 靠机床的精度保证孔系间的的平行度、同轴度和孔与端面的垂直度，用浮动镗 刀片刻进行孔的精加工 多用于单件小批量生产中，特别适合加工箱体类、叉架类中型、大型零件的孔及孔系 钻 IT10 级以下 Ra25 容易引偏、排屑困难、切削热不易传散 一般直径30 的孔的 钻孔、扩孔、铰孔，锪口、攻丝 扩 IT10 9 避免了横刃的不良影响,切屑薄而窄,容屑槽浅,扩孔钻刚性好刀齿多,效 率高,棱带多,导向性好,切削平稳 铰 IT8IT6 修光部分有导向、校准、修光作用，提高孔的加工质量。加工余量小、切削力小、切削速度低、切削热少，避免积屑瘤。铰孔精度主要取决于 铰刀精度、不需要精密机床，生产率高 刨 IT8 7 通用性好，生产效率低，冲击较大，适合中，低速切削，表面硬化小 刨水平面，垂直面，斜面，直槽，T 形槽，燕尾槽，曲面，V 形面 铣 IT8IT7 生产率效高，加工范围大，加工精度高，表面粗糙度小，拉床简单，拉刀不平稳，易产生振动，刀具散热条件好，铣削设备和刀具复杂 铣平面，键槽，切断，铣台阶，螺旋槽，铣直槽，成型面 插 IT8 7 与刨削相同 适合单件小批量生产，加工孔内的键槽、平面，成型面等 1 拉 粗拉 IT8IT7 精拉 IT7IT6 生产效率高，加工范围广，加工精度高，表面精糙度小，拉床简单，拉刀寿命长但价格昂贵 适合大批量生产,加工（L/D5）通孔、花键孔，平面和锥齿轮（用圆盘拉刀）等 磨 IT7IT6 属于精加工，工艺范围广，对淬硬和高硬度材料加工 精度高，表面粗糙度 Ra 值小 磨平面，内外圆及锥面，螺纹表面，齿轮的齿面等 20.如图所示的传动链中，当轴 I 的转速=80 r/min 时，写出传动链并求螺母移动的速度v。答：第一步:写出从 1 轴至 7 轴的传动链,并据此计算 7 轴转速 第二步：计算螺母移动的速度 v=min 21.有一中型车床，主轴转速如图传动，系统实现变速。试列出传动链，并求主轴的最高转速。答：第一步:写出从轴至轴的传动链 第二步：计算主轴最高转速 196r/min 第四次作业 一、主观题(共 10 道小题)1.试决定下列零件外圆面的加工方案：1）紫铜小轴，F20h7,.2)45 钢轴，F50h6,mm,表面淬火 答：1)粗车-半精车-精车 2)粗车-半精车-表面淬火-粗磨-半精磨-精磨 2.试决定下列零件的孔的加工方案：1）单件小批量生产中,铸铁齿轮上的孔,F 20H7,mm 2)大批大量生产中,铸铁齿轮上的孔,F 50H7,mm3)高速钢三面两刃铣刀上的孔,F 27H6,mm 4)变速箱箱体(材料为铸铁)上传动轴的轴承孔,F62J7,mm 答：1)钻孔-扩孔-铰孔 2)拉削 3)思路：钻孔-磨削 4)粗镗-半精镗-精镗 3.试决定下列零件平面的加工方案：1）单件小批量生产中,机座(铸铁)的底面,LB=500300mm,2)成批生产中,铣床工作台(铸铁)台面,LB=1250300mm,mm 3)大批大量生产中,发电机连杆(45 调质,217-255HB)侧面,LB=2510mm,答：1)思路：刨削或者铣削 2)思路：铣削 3)思路：拉削 1 4.从切削加工的结构工艺性出发,改进下列零件的结构 1）将孔钻通 2）加退刀槽 3）加肋板 (1)(2)(3)4）加退刀槽 5）加退刀槽 6）加退刀槽 (4)(5)(6)(7)(8)(9)7）左边三个平面可设计为在同一个平面 8）钻工艺孔，以便加工螺纹孔 9）箱体内的孔做得比外面的孔小些 5.根据零件图制定工艺卡片 6.根据零件图制定工艺卡片 1 7.如何正确选择毛坯的类型 答：铸件:形状复杂的零件 锻件:形状简单,有强度要求的零件 型材:热扎型材:一般精度要求的零件;冷拉型材:精度要求较高的毛坯,一般用于中小型零件的生产之中.冲压板材:形状较复杂的板型零件.8.加工余量的选择有哪些方法 答：加工余量的选择：经验估计法、查表修正法、分析计算法 1 9.精基准的选用原则有哪些 答：1.基准重合原则 2.基准同一原则 3.互为基准原则 4.自为基准原则 10.粗基准的选用原则有哪些 答：1.以不加工的表面作为粗基准 2.以加工余量最小的表面作为粗基准 3.以加工余量要求均匀的表面作为粗基准 4.多个表面不需要加工时，以不加工表面中与加工表面的位置精度要求高的为粗基准 5.应尽量平整光滑,保证稳定可靠 6.粗基准只能用一次