发布时间 : 星期一 文章机械制造工程学重点（概念）西安石油大学更新完毕开始阅读c9cb633287c24028915fc352
机械制造工艺学习题试题库
第一章 金属切削原理
1. 使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动称为主运动。
其特点是运动的速度最高，消耗功率最大。不论主运动是旋转运动还是直线运动，其主运动的方向是假装工件不动。
2. 使主运动能够继续切除工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动，称为进给运动。进给运动的方向也是假设工件不动，刀具相对于工件的运动方向。
3. 切削过程中工件上存在三个表面：待加工表面，已加工表面，过渡表面。 4. 刀具切削部分的表面与刀刃：
（1）前刀面A --切下的切屑沿其流出的表面。 （2）主后刀面A --与工件上过渡表面相对的表面。 （3）副后刀面A --与工件上已加工表面相对的表面。
（4）主切削刃S--前刀面与主后刀面相交而得到的边锋，并承担主要切削任务的切削刃。 （5）副切削刃S --前刀面与副后刀面相交而得到的边锋，承担次要切削任务的切削刃。主副切削刃的定义说明两点，其一是切削刃的位置，其二是切削刃的作用，两者缺一不可。 （6）刀尖--主、副切削刃之间的连接处，即主、副切削刃的交点。
一般用作标注前、后刀面角度的测量平面有三种：正交平面P ，法平面P ，背平面P 和假定工作平面P 。
车刀前、后刀面的位置由以下两角度确定：
（1）前角 --在主刀刃上选定的正交平面P 内，前刀面与基面之间的夹角。 （2）后角 --在同一正交平面P 内，后刀面与切削平面之间的夹角。
金属切削过程是塑性变形的过程，不但应变大而且是在高速、高温情况下产生的，涉及到塑性理论及金属物理等学科的范围。
工件与刀具作用部位存在着三个变形区：
第一变形区---在切削层上形成切屑的变形区；
第二变形区---切屑流出时，与前刀面接触的切屑底层受摩擦作用后产生的变形区； 第三变形区---在已加工表面上与后刀面挤压摩擦形成的变形区。 切屑形成的四种形态：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑。 切削变形程度的度量方法：相对滑移ε、变形系数ζ。
当切削塑性金属时，在切削速度不高，而又能形成带状切屑的情况下，在刀刃附近的前刀面上粘覆着一块硬度很高的楔形金属块，它的硬度可达工件材料硬度的2-3倍，这一小硬块金属称为积屑瘤。通常认为积屑瘤的形成是由于切屑在刀面上粘结造成的。
积屑瘤的特点：积屑瘤可代替刀刃切削，保护刀刃；可增大刀具的实际工作前角，减小切削变形；但它形成的圆弧刃口对工件产生挤压和过切，降低了加工精度；降低了切削刃口的质量，积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使加工表面粗糙度值增大。所以在精加工时应该尽量避免积屑瘤的产生。形成积屑瘤的条件主要决定于刀、屑间的压力和温度。 防止积屑瘤主要从减小切削变形和减小刀、屑间的摩擦入手，具体方法是： （1）降低切削速度，使切削温度较低，不易发生粘结现象； （2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度； （3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦； （4）增加刀具前角，以减小刀、屑接触区压力； （5）提高工件材料硬度，减少加工硬化倾向。（调质处理） 工件材料强度、硬度愈高，切削变形愈小。
刀具要切下金属，必须使被切金属产生弹性变形、塑性变形，以及克服金属对刀具的摩擦，因此，切削力来源以下两个方面：
第 1 页 共 13 页
机械制造工艺学习题试题库
（1）被切金属的弹、塑性变形力； （2）切屑、工件与刀具间的摩擦力。
切削合力F 可以分解为相互垂直的三个切削分力，即F 、F 和F ，车削时： F 切削力或切向分力；F 切深抗力或径向分力；F 进给抗力或轴向分力。 切削力的变化规律：
（1）被加工材料强度越高，硬度越大，切削力就越大。 （2）切削力随切削面积的增大而增大。 （3）切削力随切削速度的提高而降低。 （4）切削力随前角的增大而减小。
（5）F 、F 随主偏角 的变化而改变它们之间的比值。 （6）F 、F 随刃倾角的变化而改变。
切削热的来源是切削时所消耗的功转换而成的，其热源共有三个：剪切区变形功形成的热
Q 、切屑与前刀面摩擦功形成的热Q 、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热Q 。 切削塑性金属时切削热主要由剪切区的变形和前刀面摩擦形成；切削脆性金属则后刀面摩擦热占的比例较大。
切削温度一般指的是切削区的平均温度，它的最高温度可达1000度以上，比平均温度高2-2.5倍。测量切削温度的方法有热电偶法、热辐射法、远红外法和热敏涂色法等。热电偶法用的最多，它的测温装置简单、测量方便。热电偶法可分为：自然热电偶法和人工热电偶法。
刀具磨损的原因：硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损。刀具的磨损过程：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段。 刀具耐用度是指新刃磨好的刀具从开始切削，一直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。
刀具耐用度合理数值的确定，可以用最高生产率或最低成本的原则来制定。
第二章 机床夹具基本原理
一、工件的安装方法：直接找正定位安装法；划线找正定位安装法；夹具定位安装法 二、工件获得尺寸精度的方法：试切法；定尺寸刀具法；调整法；自动控制法 三、工件获得形状精度的方法：轨迹法；成形法；展成法
四、机床夹具的组成：定位元件；加紧装置；对刀元件；导引元件；其他装置；连接元件和连接表面；夹具体 五、工件定位的基本原理：实质是根据弓箭的加工要求用定位元件来限制影响加工精度的自由度，使工件在夹具中占据正确的位置。
六、工件在夹具中的几种情况：完全定位；不完全定位；欠定位；重复定位
七、工件在夹具中的定位方式通常分为两大类：单个典型表面定位方式和组合定位方式 八、单个定型定位及定位元件：
1、平面定位方式：以粗基准定位（工件上的基准是粗糙不平的毛坯表面，为了保证定位稳定可靠，一般采用三点支承定位方式。定位元件：球头支承钉和锯齿头支承钉。这类支承钉头部采用球面和锯齿状是为了减少定位支承面积，以便保持与工件毛坯表面稳定接触，增大接触面间的摩擦力，防止工件受力滑动）；以精基准定位（工件定位基准是经加工过的表面，一般采用小平面定位方式。定位元件如平头支承钉和支承板。前者用于接触面积较小时，后者用于接触面积较大时）；
2、圆孔定位方式：圆柱定位心轴（主要用于车铣磨齿轮加工等机床上加工套筒类和盘类零件时的定位。定位心轴有：锥形心轴、过盈配合圆柱心轴、间隙配合圆柱心轴。心轴定位限
第 2 页 共 13 页
机械制造工艺学习题试题库
制工件自由度情况取决于定位心轴外圆与定位孔的配合性质、长径比的大小和相对接触面的长短，分为长定位心轴和短定位心轴。）；圆柱定位销（主要用于定位杆件、支架和箱体类零件。一般分为固定式和可换式，分为长定位销和短定位销。长的限制四个方向的自由度，短的限制两个方向的自由度）；锥销（可限制三个方向的自由度）
3、外圆定位方式：圆定位套定位外圆柱面、V形块定位外圆柱面、支承板定位外圆柱面、内锥套定位外圆柱面
4、圆锥孔定位方式（长圆锥孔和短圆锥孔定位，前者五个自由度后者三个自由度） 九、组合定位要点：限制工件自由度总数等于每个定位元件单独定位相应定位面是所限制的自由度数目之和；定位元件原来起限制工件移动自由度的作用，在组合定位后可能转化成起限制工件转动自由度的作用，且该定位元件就不再起限制工件移动自由度的作用；单个表面定位是组合定位的基本单元
十、一面两孔组合定位方式通常用于箱体类零件定位。工件的定位面是两定位孔和平面，夹具的定位元件是两短圆柱定位销和支承板。 消除重复定位的办法：减小其中一定位销直径，增大该定位销与定位孔的最小配合间隙，来补偿中心距误差；改变其中一圆柱定位销为削边定位销
十一、定位误差：用夹具安装加工一批工件时，由于定位不准确而引起该批工件有关尺寸、位置误差。 十二、设计基准是指在设计图上确定零件几何要素的几何位置所依据的基准；工艺基准是在工艺工程中所采用的基准
十三、工艺基准按用途分为：工序基准、定位基准（在加工过程中是工件在夹具中（或在机床上）占有正确加工位置所依据的基准）、测量基准、装配基准、调刀基准（是指用以调整加工刀具位置所依据的基准）。有夹具定位元件的定位工作面所体现，是加工精度参数（尺寸、位置）方向上调整加工刀具位置的依据。 十四、产生定位误差的原因：由于定位基准与设计基准不重合的位置变化ΔB,而引起的定位误差ΔPB称为第一类定位误差或基准不重合误差。ΔPB= f1（ΔB）；由于工件定位面和夹具定位工作面的制造误差，使工件定位基准相对夹具调刀基准发生的位置变化ΔE，而引起的定位误差ΔPE称为第二类定位误差或基准位移误差。
十五、圆柱孔定位的定位误差：过盈配合时，定位面与定位工作面不存在配合间隙，因而没有相对位置变化ΔE=0，则ΔPE=0 ；间隙配合时，工件圆柱孔轴线相对定位元件外圆柱面轴线会发生相对位置变化
十六、夹紧力的三要素：夹紧力的作用点、方向、和大小。
十七、合理选择加紧力的作用点：应作用在工件刚性加号的部位，以免工件变形；夹紧力的作用点应正对于定位元件或定位元件所形成的稳定受力区内，以免因加紧力引起的工件的移动和翻转；应尽可能靠近加工部位，这样可以减小切削力对夹紧力的作用力矩，从而减小工件加工时的变形和振动；精良避免直接作用在精加工的表面上，以免造成压痕
十八、合理选取夹紧力的作用方向：主要夹紧力的作用方向应指向主要定位基准；夹紧力的作用方向尽可能有利于减小夹紧力；夹紧力的方向应有助于定位，而不应破坏定位。
十九、基本夹紧机构：斜契夹紧机构；螺旋夹紧机构；圆偏心夹紧机构；对中定心夹紧机构 第三章 机械加工工艺设计基础
工艺过程的组成：由工序、工步、走刀组成 工序：在同一工作地点，对同一工件、由一个（或一组）工人连续完成的那一部分工艺过程。
第 3 页 共 13 页
机械制造工艺学习题试题库
工步：在被加工表面，切削工具和机床的切削用量均保持不变的条件下完成的那部分工作 走刀：在一个工步中，切削工具从被加工表面上每次进给切去一层厚度。 2. 实施工艺过程必须遵循的原则
优质、高产、低耗是实施工艺过程必须遵循的三个原则
所谓优质，就是保证产品的质量全部符合设计图纸的技术要求。 所谓高产和低耗，就是在保障生产安全的前提下，保证符合要求的高生产效率及经济的合理性。
3.确定生产类型及组织形式。
根据年产量及零件结构与工艺的复杂程度确定生产类型，然后根据生产类型来确定零件机械加工的生产组织形式。采用成组技术组织生产会加大零件组的产量。 4.工序顺序安排及加工阶段的划分。（三原则） a, 先基准后其他 b, 先主后次 c, 先粗后精
5.设计工艺过程时，划分加工阶段的原因，什么情况下可以不划分或不严格划分？ （1）粗加工阶段切除金属较多，产生较大切削力、切削热、内应力和切削变形。 （2）可合理使用机床设备
（3）为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理充分发挥其效果。 （4）粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，有利于及时报废或补修，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。
（5）有利于合理使用操作工人和技术质量的管理。
（6）精加工工序安排在最后，可以保护精加工后的表面少受损或不受损伤。
当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高和加工余量小时，则可以不划分加工阶段，例如在自动机上加工零件就是如此。另外，有些重型零件由于装夹、运输比较困难，常不划分加工阶段，在一次装夹下完成全部粗加工和精加工；或在粗加工后松开夹紧，在消除夹紧变形后，再用较小的夹紧力重新夹紧进行进行精加工，这样，就有利于保证重型零件的加工质量。
6.热处理工序问题
精加主轴加中，粗加工后进行时效处理以消除应力；在半精加工后进行淬火处理以便提高表面硬度；在精加工后进行冰冷处理或低温回火以便获得稳定的组织；最后进行光整加工以便获得好的表面质量。 如何获得较高的生产率？
将粗、精加工分开，按照粗加工-----半精加工-----精加工------光整加工四个阶段进行，并保证光整表面达到图纸规定的要求 7. 加工余量的确定。
定义：毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差称为加工余量。 怎样确定。 形成因素：（1）前工序的表面质量，如表面粗糙度、表面变质层。
（2）前工序的尺寸公差 （3）前工序的形状和位置公差 （4）本工序的装夹误差 8.粗基面：使用毛坯表面作为定位基准。要求粗基面稳定可靠，要有大的定位基面面积。选择时有一定的要求：
（1）选择重要的加工表面（2）各加工表面中加工余量最小的表面 （3）与加工表面有较高的位置精度的不加工表面
（4）选择平整、光洁、无飞边、无冒口等缺陷的表面 精基准的选择：
以已加工的表面为定位基准时，此表面为精基准。选择精基准有5大原则
第 4 页 共 13 页