机械制造工程学习题及答案 超级完整

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第一章 绪论

思考下列问题:

1．机械制造工业的发展历史和现状。 2．机械制造工业在国民经济中的地位作用。 3．本课程的主要任务和要求。

第二章 金属切削加工的基础知识

一、填空题

1. 在加工中， 刀具和工件之间的相对 运动称为切削运动，按其功用可

分为 主运动 和 进给运动 。其中 主 运动消耗功率最大。 2. 切削用量三要素是指 切削速度 、 进给量 和 背吃刀量 。 *3. 刀具静止角度参考系的假定条件是 假定安装条件 和 假定运动条件 。

4. 常用的切削刃剖切平面有 正交平面 、 法平面 、 背平面 和

假定工作平面 ，它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。

5. 在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为 前角 ，后刀面与切削平面

之间的夹角称为 后角 。

6. 正交平面与法平面重合的条件是 刃倾角为0 。

7. 基准平面确定后，前刀面由 前角 和 刃倾角 两个角确定；后刀面

由 后角 和 主偏角 两个角确定；前、后刀面确定了一条切削刃，所以一条切削刃由 前角 、 后角 、 刃倾角 、 主偏角 四个角度确定。

8. 用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为 刀具标注角度参考系 和 刀具工作角度参考系 。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1. 在切削加工中，进给运动只能有一个。（ × ）

2. 背平面是指通过切削刃上选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面的平面。

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（ × ）

3. 其它参数不变，主偏角减少，切削层厚度增加。（ × ） 4. 其它参数不变，背吃刀量增加，切削层宽度增加。（ √ ） 5. 主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角Kr。（ × ） *6. 车削外圆时，若刀尖高于工件中心，则实际前角增大。（ √ ）

7. 对于切断刀的切削工作而言，若考虑进给运动的影响，其工作前角减少，工作后角增大。

（ × ）

*8. 当主偏角为90?时，正交平面与假定工作平面重合。（ √ ） 9. 切削铸铁类等脆性材料时，应选择K类（YG类）硬质合金。（ √ ） 10. 粗加工时，应选择含钴量较低的硬质合金。（ × ）

三、名词解释

1. 基面 过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。

2. 切削平面 过切削刃上选定点与切削刃相切并垂直于基面的平面。 3. 正交平面 过切削刃上选定点并同时垂直于切削平面与基面的平面。 4. 法平面 过切削刃上选定点并垂直于切削刃的平面。

5. 自由切削 刀具只有直线形主切削刃参加切削工作,而副切削刃不参加切削工作,称为自由切削。

6. 直角切削 刃倾角等于零的切削叫做直角切削。

四、简答题

1. 试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义，并分析它们的异同点和用途。

2. 为什么基面、切削平面必须定义在主切削刃上的选定点处？ 3. 试述刀具的标注角度与工作角度的区别，为 时，进给量f不能过大。

4. 试分析图2-1所示钻孔时的切削层公称厚

什么横向切削

度、公称宽度及

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与进给量、背吃刀量的关系。 5. 何谓直角切削和斜角切削？各有何特点？

6. 刀具切削部分材料必须具备那些性能？为什么？ 高的硬度、耐磨性、耐热性。足够的强度韧性。良好的导热性和工艺性 图2-1 7. 试按下列条件选择刀具材料或编号。 C⑴ 45钢锻件粗车； A⑵ HT200铸件精车； B⑶ 低速精车合金钢蜗杆； G⑷ 高速精车调质钢长轴； D⑸ 中速车削淬硬钢轴； F⑹ 加工冷硬铸铁。

A. YG3X B. W18Cr4V C. YT5 D. YN10 E. YG8 F. YG6X G. YT30

五、分析计算题

1. 试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度?o、?o、Kr、Kr?、?o?（要求标出假定主运动方向vc、假定进给运动方向vf、基面Pr和切削平面Ps）

图2-2 图2-3

2. 绘制图2-3所示45?弯头车刀的正交平面参考系的标注角度（从外缘向中心车端面）：

??6?。 ?o?15?，?s?0?，?o?8?，Kr?45?， ?o3. 设外圆车刀的?o?15?，?s?5?，?o?8?，Kr?45?，求?f，?p，?f 及?p。

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4. 如图2-4所示，镗孔时工件内孔直径为?50mm，镗刀的几何角度为?o?10?，?s?0?，若镗刀在安装时刀尖比工件中心高h?1mm，试检验镗刀的工作后角?o。 ?o?8?，Kr?75?。

图2-4 图2-5

5. 如图2-5所示的车端面，试标出背吃刀量ap、进给量f、公称厚度hD、公称宽度bD。又若ap?5mm，f?0.3mm/r，Kr?45?，试求切削面积AD。

第三章 金属切削过程的基本规律

一、填空题

1.金属切削过程中常见的物理现象有 积屑瘤 、 切削力 、 切削热 和 表面硬化 。 2. 根据切屑形成过程中变形程度的不同，可将切屑的基本形态分为四种类型，分别是 带状切屑 、节状切屑 、 单元切屑 和 崩碎切屑 。

*3. 第Ⅱ变形区发生在 切屑底层金属 ，其变形特点是 使金属流动缓慢，晶粒再度被拉长，沿着前刀面方向纤维化，切屑底边长度增加，切屑向外侧卷曲 。

4.切削力的来源主要是 切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性变形、塑性变形所产生的抗力 和 刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力 两方面。 5. 刀具主偏角增加，背向力Fp 减少，进给力Ff 增加 。

6. 刀具正常磨损的主要形式有 前刀面磨损 、 后刀面磨损 和 前、后刀面同时磨损 。 7. 刀具磨损的原因主要有 磨料磨损 、 粘接磨损 、 扩散磨损 和化学磨损。

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8. 切削液的作用是 冷却作用、 润滑作用、 清洗作用 和 防锈作用 。常用种类有 水溶液 、

乳化液 和 切削油 。

9. 刀具的几何参数包括 前角 、 后角 、 斜角切削与刃倾角 和主偏角和副偏角 四个方面。 10. 切削用量选择的顺序是：先选 背吃刀量 、再选 进给量 、最后选 切削速度 。 11.粗加工时，限制进给量的主要因素是 机床进给机构的强度、车刀刀杆强度和刚度、刀片强度以及装夹刚度 ；精加工时，限制进给量的主要因素是 表面粗糙度 。 二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1. 积屑瘤在加工中没有好处，应设法避免。（ × ） 2. 刀具前角增加，切削变形也增加。（ × ） 3. 影响刀具耐用度的主要因素是切削温度。（ 错） 4. 切削厚度薄，则刀具后角应取大值。（ √ ）

5. 切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最小的是背吃刀量。（ √ ）

6. 刀具耐用度是指一把新刃磨的刀具，从开始切削至报废为止所经过的总切削时间。（×） 7. 车削外圆时，在负刃倾角的影响下，切屑流向待加工表面。（ × ） *8. 当刀具主偏角一定时，若增大进给量，则切削变形通常是增大的。（ √ ） 三、选择题

1. 纵车外圆时，不消耗功率但影响工件精度的切削分力是（ B ）。

A. 进给力 B. 背向力 C. 主切削力 D. 总切削力 2. 切削用量对切削温度的影响程度由大到小的顺序是（ B ）。

A. vc?ap?f B. vc?f?ap C. f?ap?vc . D.

ap?f?vc

3. 刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向为。（ A ）

A. 流向已加工表面 B. 流向待加工表面 C. 沿切削刃的法线方向流出

4. 粗加工时，前角应取（ B ）的值；精加工时，前角应取（ A ）的值；加工材料塑性越大，前角应取（B ）的值；加工脆性材料时，前角应取（ A ）的值；材料硬度、强度越高，前角应取（ B ）的值

A. 相对较大 B. 相对较小 C. 任意取

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寸A及其上下偏差。 图5-13

7．图5-14所示为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，现许在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸50及26?0.2mm，求试切调刀时的度量尺寸H、A及其上下偏差。 ?0.06mm

8．图5-15所示为箱体零件（图中只标注了有关尺寸），试分析计算：

⑴若孔O1、O2分别都以M面为基准镗孔时，试标注两镗孔工序的工序尺寸；

⑵检验孔距时，因(80?0.08)mm不便于测量，故选测量尺寸A1，试求工序尺寸A1及其上下偏差；

⑶若实测尺寸A1超差了，能否直接判断该零件为废品？

图5-14 图5-15

?0.0219．图5-16所示衬套，材料为20钢，?300mm内孔表面要求磨削后保证渗碳层深度

?0.030.80mm，试求：

⑴磨削前精镗工序的工序尺寸及偏差；

⑵精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差；

图5-16 图5-17

10．图5-17所示叶片泵传动轴的工艺过程如下：①粗车外圆至?260；②精车外圆至?0.28mm；③划键槽线；④铣键槽深度至尺寸A；⑤渗碳深度t，淬火HRC56～62；⑥?25.30?0.084mm

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磨外圆至尺寸?250，要求保证渗碳层深度0.9～1.1mm。试求： ?0.14mm⑴计算铣键槽时的槽深尺寸A及其偏差；

⑵渗碳时应控制的工艺渗碳层深度t及其偏差。

11．图5-18（a）所示为轴套零件简图（图中只标注了有关的轴向尺寸），按工厂资料，其工艺过程的部分工序如图5-18（b）所示：工序Ⅴ，精车小端外圆、端面及台肩；工序Ⅵ，钻孔；工序Ⅶ，热处理；工序Ⅷ，磨孔及底面；工序Ⅸ，磨小端外圆及肩面。试求工序尺寸A、B及其偏差。

图5-18

12．某零件的加工路线如图5-19所示：工序Ⅰ，粗车小端外圆、轴肩及端面；工序Ⅱ，车大端外圆及端面；工序Ⅲ，精车小端外圆、轴肩及端面。

试校核工序Ⅲ精车小端外圆的余量是否合适？若余量不够应如何改进？

图5-19

13．图5-20（a）所示箱体简图中已标注了有关的尺寸，按工厂资料，该零件加工的部分工序草图如图5-20（b）所示（工件以底面及其上两销孔定位）。试求精镗时的工序尺寸A及其上下偏差。

图5-20

14．图5-21（a）所示为某零件简图，其部分工序如图5-21（b）、（c）、（d）所示。试校核工

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序图上所标注的工序尺寸及偏差是否正确？如不正确应如何改正？

图5-21

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第六章 机械加工精度

一、填空题

1．零件的机械加工是在由 机床 、 刀具 、 夹具 和 工件 组成的工艺系统内完成的。 2．主轴回转误差的三种基本形式是 径向圆跳动 、 轴向窜动 和 角度摆动 。 *3．工艺系统热变形的热源大致可分为内部热源和外部热源，内部热源包

括 切削热 和 摩擦热 ；外部热源包括 周围环境温度通过空气对流 和 热源通过辐射传到工艺系统的热量 。

4．加工误差按其统计规律可分为 系统误差 和 随机误差 两大类， 其中 系统误差 又分为常值系统误差和变值系统误差两种。

二、选择题

1．车床主轴的纯轴向窜动对（ BCD ）的形状精度有影响。 A. 车削内外圆 B. 车削端平面 C. 车内外螺纹 D. 切槽 2．造成车床主轴抬高和倾斜的主要原因是（ A ）。 A. 切削力 B. 夹紧力

C. 主轴箱和床身温度上升 D.刀具温度高 3．车削模数蜗杆时造成螺距误差的原因是（ C ）。 A. 配换齿轮 B. 刀具变形 C. 工件变形 D. 夹具变形

三、名词解释

1．加工误差 零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离量。

2．尺寸精度 机械加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的接近程度。

*3．误差复映 在待加工表面有什么样的误差，加工表面也必然出现同样性质的误差。 *4．误差补偿 加工中随时测量工件的实际尺寸，随时给刀具补偿的方法。

四、简答题

1．什么是误差敏感方向？车床与镗床的误差敏感方向有何不同？

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2．加工误差根据其统计规律可分为哪些类型？有何特点？ 3．提高加工精度的主要措施有哪些？

五、分析计算题 1．在车床上车削一批小轴，经测量实际尺寸大于要求的尺寸从而必须返修的小轴数占24％，小于要求的尺寸从而不能返修的小轴数占2％，若小轴的直径公差T?0.16mm，整批工件的实际尺寸按正态分布，试确定该工序的均方差?，并判断车刀的调整误差为多少？ 2．在车床上加工一长度为800mm，直径为?600mm，材料为45钢的光轴。已知机床各部件的刚度分别为Kdj?5?10N/mm，Ktj?4?10N/mm，Kwz?4?104N/mm。加工时的切削力Fc?600N，Fy误差。

44?0.4Fc。如图

6-1所示，试计算在一次走刀后的轴向形状

图

图6-1

3．加工一批工件的外圆，图纸要求尺寸为?20?0.07mm，若加工尺寸按正态分布，加工后发现有8％的工件为废品，且其中一半废品的尺寸小于零件的下偏差，试确定该工序能达到的加工精度？

4．在三台车床上分别用两顶尖安装工件，如图6-2所示，各加工一批细长轴，加工后经测量发现1号车床产品出现腰鼓形，2号车床产品出现鞍形，3号车床产品出现锥形，试分析产生上述各种形状误差的主要原因。

图6-2

5．在卧式铣床上铣削键槽，如量发现，靠工件两端深度大于中度比调整的深度尺寸小，试分析原因，及如何设法克服减小这种

图6-3所示，经测间，且中间的深产生这一误差的误差。

图6-3

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四、名词解释

1．可动调整法 在装配尺寸链中，选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，已达到装配精度

2．协调环 作为试凑对象的组成环称为协调环 3．公共环

4．装配尺寸链组成最短原则 使每一相关零件仅有一个组成环列入尺寸链

五、简答题

1．说明装配尺寸链中组成环、封闭环、协调环和公共环的含义？ 2．保证机器或部件装配精度的主要方法有几种？

3．极值法解尺寸链与概率法解尺寸链有何不同？各用于何种情况？

4．何谓修配法？其适用的条件是什么？采用修配法获得装配精度时，选取修配环的原则是什么？若修配环在装配尺寸链中所处的性质（指增环或减环）不同时，计算修配环尺寸的公式是否相同？为什么？

5．何谓分组装配法？其适用的条件？如果相配合工件的公差不等，采用分组互换法将产生什么后果？

6．何谓调整法？可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法各有什么优缺点？ 7．制定装配工艺规程的原则及原始资料是什么？制定装配工艺的步骤是什么？

六、分析计算题 1．图8-1所示为CA6140车床主轴法兰盘装配图，根据技术要求，主轴前端法兰盘与床头箱端面间保持间隙在0.38～0.95mm 图8-1

范围内，试查明影响装配精度的有关零件上的尺寸，并求出有关尺寸的上下偏差。

2．图8-2所示为齿轮箱部件，根据使用要求，齿轮轴肩与轴承端面间的轴向间隙应在1～1.75mm之间范围内。若已知各零件的基本尺寸为、A2?50mm、

A3?A4?5mm、A4?140mm。试确定这些尺寸的公差及偏差。

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图8-2 图8-3

3．图8-3所示为主轴部件，为保证弹性挡圈能顺利装入，要求保持轴向间隙为

0.42A0?0??0.05mm。已知：A1?32.5mm、A2?35mm、A3?2.5mm试计算确定各组成零

件尺寸的上、下偏差。

0.15A2?20mm、4．图8-4所示为键槽与键的装配简图。其尺寸是A1?20mm、 A0?0??0.05mm。

⑴当大批生产时，采用完全互换法装配，试求各组成零件尺寸的上下偏差；

⑵当小批量生产时，采用修配法装配，试确定修配的零件并求出各有关零件尺寸的公差。

图8-4 图8-5 图8-6

5．图8-5所示为某一齿轮机构的局部装配图。装配后要求保证轴右端与右端轴承端面之间的间隙在0.05～0.25mm内，试用极值法和概率法计算各组成环的尺寸公差及上下偏差，并比较两种方法的结果。

6．查明图8-6所示立式铣床总装时，保证主轴回转轴线与工作台面之间垂直度精度的尺寸链。

第九章 夹具设计基本原理

一、填空题

1．对于夹具上定位元件的基本要求是 足够的精度 、 较好的耐磨性 、 足够的强度和刚度

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和 叫好的工艺性 。

2．造成定位误差的原因有 基准不重合误差 和 基准位移误差 。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）

1．不完全定位在工件的定位方案中是不允许出现的。（ × ）

2．可调支承一般每件都要调整一次，而辅助支承可以每批调整一次。（ × ） 3．采用六个支承钉定位，则限制了六个自由度。（ ）

三、选择题

1．用（ B ）来限制六个自由度，称为完全定位。根据加工要求，只需要限制少于六个自由度的定位方案称为（ D ）。

A. 六个支承点 B. 具有独立定位作用的六个支承点 C. 完全定位 D. 不完全定位 E. 欠定位 2．零件在加工过程中不允许出现的情况是（ B ）。 A. 完全定位 B. 欠定位 C. 不完全定位

3．工件定位中由于（ B ）基准和（ D ）基准不重合而产生的加工误差，称为基准不重合误差。

A. 设计 B. 工艺 C. 测量 D. 定位 E. 装配 4．基准不重合误差的大小与（ B ）有关。 A. 本道工序要保证的尺寸大小和技术要求 B. 本道工序的设计基准与定位基准之间的位置误差 C. 定位元件和定位基准本身的制造误差 四、简答题

1．应用夹紧力的确定原则，分析图9-1所示夹紧方案，指出不妥之处并加以改正。

图9-1

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2．根据六点定位原理，分析图9-2所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。 3．根据六点定位原理，分析图9-3所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。如果属于过定位或欠定位，请指出可能出现什么不良后果，并提出改进方案。

4．如图9-4所示，根据工件加工要求，确定工件在夹具中定位时应限制的自由度。

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图9-2

图9-3

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