《機械制造工藝學(xué)》試題庫及答案一一、選擇題1.工件在安裝定位時，根據(jù)加工技術(shù)要求實際限制的自由度數(shù)少于六個，且不能滿足加工要求，這種情況稱為（）。A.欠定位B.不完全定位C.過定位D.完全定位答案：A解析：欠定位是指根據(jù)加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度沒有被全部限制的定位方式，這種情況不能保證加工精度，無法滿足加工要求。不完全定位是指工件實際被限制的自由度數(shù)少于六個，但能滿足加工要求的定位。過定位是指工件的某一個自由度被一個以上的定位支承點重復(fù)限制的定位方式。完全定位是指工件的六個自由度全部被限制的定位方式。2.車削時，切削熱傳出途徑中所占比例最大的是（）。A.刀具B.工件C.切屑D.空氣介質(zhì)答案：C解析：在車削加工中，切屑帶走的熱量最多，一般占總切削熱的50%-86%。刀具傳出的熱量約占10%-40%，工件傳出的熱量約占3%-9%，空氣介質(zhì)傳出的熱量很少。3.磨削加工時，提高砂輪速度可使加工表面粗糙度數(shù)值（）。A.增大B.減小C.不變D.不一定答案：B解析：提高砂輪速度，單位時間內(nèi)參與切削的磨粒數(shù)增多，每個磨粒的切削厚度減小，殘留面積高度降低，從而使加工表面粗糙度數(shù)值減小。4.基準(zhǔn)不重合誤差由前后（）不同而引起。A.設(shè)計基準(zhǔn)B.工藝基準(zhǔn)C.定位基準(zhǔn)D.測量基準(zhǔn)答案：B解析：基準(zhǔn)不重合誤差是指由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差。工序基準(zhǔn)屬于工藝基準(zhǔn)，所以基準(zhǔn)不重合誤差是由前后工藝基準(zhǔn)不同而引起的。5.為減小傳動元件對傳動精度的影響，應(yīng)采用（）傳動。A.升速B.降速C.等速D.變速答案：B解析：降速傳動時，傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差在輸出端會被縮小，從而減小對傳動精度的影響。升速傳動會放大傳動元件的轉(zhuǎn)角誤差。等速傳動和變速傳動對于減小傳動元件對傳動精度的影響沒有降速傳動明顯。二、判斷題1.粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上通常只允許使用一次。（）答案：正確解析：粗基準(zhǔn)是毛坯表面，表面粗糙度大、精度低。如果在同一尺寸方向上多次使用粗基準(zhǔn)，會產(chǎn)生較大的定位誤差，所以通常只允許使用一次。2.工藝系統(tǒng)的剛度主要取決于系統(tǒng)中剛度較差的元件的剛度。（）答案：正確解析：工藝系統(tǒng)的剛度類似于串聯(lián)彈簧系統(tǒng)，其整體剛度主要取決于剛度最差的那個元件的剛度。因為在受力變形時，剛度差的元件變形量大，對整個系統(tǒng)的變形影響最大。3.切削用量三要素中，對切削力影響最大的是切削速度。（）答案：錯誤解析：切削用量三要素（切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量）中，對切削力影響最大的是背吃刀量，其次是進(jìn)給量，切削速度對切削力的影響相對較小。4.工件定位時，若定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，就不會產(chǎn)生定位誤差。（）答案：錯誤解析：即使定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，也可能會產(chǎn)生定位誤差。因為定位誤差除了基準(zhǔn)不重合誤差外，還有基準(zhǔn)位移誤差。當(dāng)定位副存在制造誤差和配合間隙時，就會產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。5.表面粗糙度值越小，零件的耐磨性越好。（）答案：錯誤解析：表面粗糙度值過小，會使零件表面的潤滑油被擠出，導(dǎo)致兩表面直接接觸，摩擦阻力增大，磨損加劇。所以表面粗糙度值并非越小越好，存在一個最佳值，在這個最佳值下零件的耐磨性較好。三、簡答題1.簡述機械加工工藝過程的組成。機械加工工藝過程由若干個工序組成，每個工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。-工序：是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是工藝過程的基本單元。-安裝：工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱為安裝。在一道工序中，工件可能需要多次裝夾。-工位：為了減少工件的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具等，使工件在一次裝夾中先后處于幾個不同的位置進(jìn)行加工。工件在機床上所占據(jù)的每一個位置稱為工位。-工步：在加工表面、加工工具和切削用量（不包括切削速度）都不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。-走刀：在一個工步中，若被加工表面需要切除的金屬層很厚，可分幾次切削，每進(jìn)行一次切削就是一次走刀。2.什么是定位誤差？它由哪兩部分組成？定位誤差是指由于工件在夾具上（或機床上）定位不準(zhǔn)確而引起的加工誤差。定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移誤差兩部分組成。-基準(zhǔn)不重合誤差：是指由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差。當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)的位置會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致加工尺寸產(chǎn)生誤差。-基準(zhǔn)位移誤差：是指由于定位副的制造誤差和配合間隙，使定位基準(zhǔn)在工序尺寸方向上產(chǎn)生的位置變化而引起的誤差。例如，在圓柱孔用圓柱銷定位時，由于銷與孔之間存在間隙，工件會在一定范圍內(nèi)移動，從而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差。3.簡述提高機械加工表面質(zhì)量的工藝措施。提高機械加工表面質(zhì)量的工藝措施主要包括以下幾個方面：-減小表面粗糙度：-選擇合適的刀具幾何參數(shù)，如減小刀具的主偏角、副偏角，增大刀尖圓弧半徑等，可以減小殘留面積高度，降低表面粗糙度。-合理選擇切削用量，適當(dāng)提高切削速度，減小進(jìn)給量，也有助于減小表面粗糙度。-改善工件材料的性能，通過熱處理等方法改善工件材料的硬度、韌性等性能，使其更易于加工，從而提高表面質(zhì)量。-采用磨削、研磨、拋光等光整加工方法，可以進(jìn)一步降低表面粗糙度，提高表面質(zhì)量。-降低表面層的物理力學(xué)性能變化：-合理選擇切削參數(shù)，避免切削溫度過高，減少表面層的熱損傷和殘余應(yīng)力。例如，在高速切削時，要注意控制切削速度和切削深度，防止產(chǎn)生過高的切削溫度。-采用冷卻潤滑措施，使用合適的切削液可以降低切削溫度，減少刀具與工件之間的摩擦，降低表面層的物理力學(xué)性能變化。-進(jìn)行表面強化處理，如噴丸、滾壓等，可以提高表面層的硬度和疲勞強度，改善表面層的物理力學(xué)性能。四、分析計算題1.如圖所示零件，鏜孔前A、B、C面已經(jīng)加工好。鏜孔時，為使工件裝夾方便，選擇A面為定位基準(zhǔn)，并按工序尺寸L進(jìn)行加工。已知設(shè)計尺寸H=100±0.1mm，L1=70±0.05mm。試計算工序尺寸L及其偏差。解：-首先分析尺寸鏈：設(shè)計尺寸H是封閉環(huán)，L和L1是組成環(huán)。根據(jù)尺寸鏈的基本公式：封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和，即H=L-L1。-計算工序尺寸L的基本尺寸：由H=L-L1可得，L=H+L1。已知H=100mm，L1=70mm，所以L的基本尺寸為L=100+70=170mm。-計算工序尺寸L的上、下偏差：根據(jù)封閉環(huán)的上偏差等于各增環(huán)上偏差之和減去各減環(huán)下偏差之和，封閉環(huán)的下偏差等于各增環(huán)下偏差之和減去各減環(huán)上偏差之和。在尺寸鏈中，L是增環(huán)，L1是減環(huán)。已知ES(H)=+0.1mm，EI(H)=-0.1mm，ES(L1)=+0.05mm，EI(L1)=-0.05mm。ES(H)=ES(L)-EI(L1)，則ES(L)=ES(H)+EI(L1)=+0.1+(-0.05)=+0.05mm。EI(H)=EI(L)-ES(L1)，則EI(L)=EI(H)+ES(L1)=-0.1+0.05=-0.05mm。所以，工序尺寸L=170±0.05mm。2.某軸類零件上有一外圓，設(shè)計尺寸為φ50-0.03-0.06mm，加工后測量發(fā)現(xiàn)外圓尺寸按正態(tài)分布，其平均值X=49.97mm，均方根偏差σ=0.005mm。試計算該工序的工藝能力系數(shù)Cp，并分析該工序的工藝能力及產(chǎn)生廢品的情況。解：-計算公差范圍T：根據(jù)設(shè)計尺寸φ50-0.03-0.06mm，可得公差上限Tu=49.97mm，公差下限Tl=49.94mm。則公差范圍T=Tu-Tl=49.97-49.94=0.03mm。-計算工序能力系數(shù)Cp：工序能力系數(shù)Cp的計算公式為Cp=T/(6σ)。已知T=0.03mm，σ=0.005mm，代入公式可得Cp=0.03/(6×0.005)=1。-分析工藝能力：根據(jù)工藝能力系數(shù)的大小，可將工藝能力分為五個等級。當(dāng)Cp=1時，工藝能力等級為二級，工藝能力基本滿足要求，但有一定的廢品率。-分析產(chǎn)生廢品的情況：由于平均值X=49.97mm，恰好等于公差上限Tu，此時會產(chǎn)生一定數(shù)量的尺寸偏大的廢品。根據(jù)正態(tài)分布的性質(zhì)，可通過計算超出公差范圍的概率來確定廢品率。計算Z值，Z=(X-Tl)/σ=(49.97-49.94)/0.005=6。查正態(tài)分布表可知，尺寸在公差范圍內(nèi)的概率約為0.9999994，所以廢品率約為1-0.9999994=0.0000006。但由于實際加工中可能存在其他因素的影響，實際廢品率可能會略高于此值。五、綜合題1.試制定如圖所示階梯軸的機械加工工藝過程（包括工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、定位基準(zhǔn)），生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。材料為45鋼，毛坯為熱軋圓鋼。|工序號|工序名稱|工序內(nèi)容|定位基準(zhǔn)||----|----|----|----||1|下料|按尺寸要求截取熱軋圓鋼毛坯|無||2|鍛造|將毛坯鍛造至大致形狀|無||3|正火|對鍛造后的毛坯進(jìn)行正火處理，改善切削性能|無||4|粗車|粗車各外圓、端面和臺階，留加工余量|兩端中心孔||5|鉆中心孔|在兩端鉆中心孔|外圓表面||6|精車|精車各外圓、端面和臺階至尺寸要求|兩端中心孔||7|銑鍵槽|銑鍵槽至尺寸要求|外圓表面和一端中心孔||8|淬火|對軸的指定部位進(jìn)行淬火處理，提高硬度|無||9|回火|對淬火后的軸進(jìn)行回火處理，消除內(nèi)應(yīng)力|無||10|磨削|磨削各外圓至尺寸要求和表面粗糙度要求|兩端中心孔||11|檢驗|檢驗軸的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量|無|制定該工藝過程的思路如下：-下料工序是根據(jù)零件的尺寸和加工余量要求，截取合適長度的熱軋圓鋼毛坯。-鍛造工序可以改善毛坯的內(nèi)部組織，提高零件的力學(xué)性能。-正火處理可以細(xì)化晶粒，改善切削性能，為后續(xù)的切削加工做好準(zhǔn)備。-粗車工序是去除大部分加工余量，采用兩端中心孔定位可以保證各外圓的同軸度。-鉆中心孔為后續(xù)的加工提供定位基準(zhǔn)。-精車工序是進(jìn)一步加工各外圓、端面和臺階，達(dá)到較高的尺寸精度和表面質(zhì)量。-銑鍵槽工序是在軸上加工鍵槽，采用外圓表面和一端中心孔定位，保證鍵槽的位置精度。-淬火和回火工序是對軸的指定部位進(jìn)行熱處理，提高軸的硬度和耐磨性，同時消除內(nèi)應(yīng)力。-磨削工序是對各外圓進(jìn)行精加工，進(jìn)一步提高尺寸精度和表面質(zhì)量。-最后進(jìn)行檢驗工序，確保零件符合設(shè)計要求。在中批生產(chǎn)中，采用這種工