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1、1-9 试述工件装夹的含义。在机械加工中有哪几类装夹方式？简述每种装夹方法的特点及其应用场合。试述工件装夹的含义。在机械加工中有哪几类装夹方式？简述每种装夹方法的特点及其应用场合。答：工件装夹的含义是定位和夹紧，也称为安装。在机械加工中有三类装夹方式。（1）夹具中装夹：该方法由夹具保证定位和夹紧，易于保证加工精度，操作简单方便，效率高，但需要制造或购买夹具。多用于大批大量生产。（2）直接找正装夹：可省去夹具的定位元件，比较经济，但需要有夹紧装置，装夹效率低。用于单件、小批生产。(3)划线找正装夹：所需设备简单，适应性强，但精度和生产率均较低。多用于单件、小批中的复杂铸件的粗加工。1-11 在图
2、在图 1-30 中，注有粗糙度符号的表面为待加工表面，试分别确定应限制的自由度。中，注有粗糙度符号的表面为待加工表面，试分别确定应限制的自由度。答：应限制的自由度说明：图 1-30 a)：应限制 5 个自由度： X、Y、Z 的移动自由度，X、Y 的转动自由度。图 1-30 b)：应限制 6 个自由度：X、Y、Z 的移动自由度，X、Y、Z 的转动自由度。图 1-30 c)：应限制 6 个自由度：X、Y、Z 的移动自由度，X、Y、Z 的转动自由度。图 1-30 d): 应限制 5 个自由度：X、Y 的移动自由度； X、Y、Z 的转动自由度。2-1 车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆
3、轴类零件的加工误差有何影响？影响程度各有何不同？车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆轴类零件的加工误差有何影响？影响程度各有何不同？ 答：导轨在垂直平面内的直线度引起的加工误差发生在被加工表面的切线方向上，是非敏感误差方向，对零件的加工精度影响小；导轨在水平面内的直线度引起的加工误差发生在加工表面的法线上是误差敏感方向，对加工精度影响大。2-8 设已知一工艺系统的误差复映系数为设已知一工艺系统的误差复映系数为 0.25，工件在本工序前有圆度误差，工件在本工序前有圆度误差 0.45mm，若本工序形状精度规定允许差，若本工序形状精度规定允许差 0.01，问至少进给几次方能使形状精度合
4、格？问至少进给几次方能使形状精度合格？ 答：答：根据教材（第 2 版，P54）式（2-22）g=*m，根据式（2-23） ，=C/k；式中 g 为工件形状误差， 为误差复映系数，m 为背吃刀量之差。设 为常数，需要进给 n 次能够达到形状精度要求；总误差复映系数；由式（2-22）可得到m=g/=0.45/0.25=1.8为： 总= 123= 则： ； 可以解得 n=3.7454 .= 0.01= ；2-13 在车床上加工一长度为在车床上加工一长度为 800mm，直径为，直径为 60mm 的的 45 钢光轴。现已知机床各部件的刚度分别为钢光轴。现已知机床各部件的刚度分别为ktj=90000N/m
5、m，kwz=50000N/mm，kdj=40000N/mm，加工时的切削力，加工时的切削力 Fc=600N，Fp=0.4Fc。试分析计算一次进给后的工件。试分析计算一次进给后的工件轴向形状误差（工件装夹在两顶尖之间）轴向形状误差（工件装夹在两顶尖之间） 。解：解：方法方法 1：先单独考虑机床和刀具的变形，不考虑工件的变形，工件加工后呈马鞍形。根据第 2 版教材 P52 公式，机床的总变形为 ，= 1 ( )2+1 ( )2+1 Fp=0.4Fc=0.4*600=240N；计算几个特殊点的变形量：当 x=0 时，=0.00867 mm；= (1 +1 )当 x=L 时，= = (1 +1 )=
6、0.0108 当 x=L/2 时，= (1 4+1 4+1 )= 0.00787 当， =(+ ) = 285.71 = = (1 + +1 )= 0.00771 再单独考虑工件的变形，工件变形以后为腰鼓形，工件的变形为=3( )22 当 x=0 或者 x=L 时，yg=0；当 x=L/2 时，工件的变形量最大，为=348式中 代入上式可得： = 2.0 105， = 4/64=643484=64 240 0.8348 2.0 1011 3.14 0.064= 2.01将上述两种变形曲线相应的点叠加，即可以得到该工件加工时的变形曲线，由于工件的刚度较差，容易变形，所以总体形状误差是腰鼓形。综合
7、：x=0 时，y0=0.00867mm，x=L 时，yL=0.0108mm；x=L/2 时，ymax=2.01+0.00787=2.01787mm故工件形状误差为：2(ymax-y0) =4.0184mm.方法方法 2： 对工艺系统总刚度求极值， 令，可求出 ymax， = 1 ( )2+1 ( )2+1 +( )22 3 = 0令 x=0，求出 ymin。 计算结果和方法 1 相同。2-16 车削一批轴的外圆，其尺寸为车削一批轴的外圆，其尺寸为 (250.05)mm，已知此工序的加工误差分别曲线是正态分布，其标准差为，已知此工序的加工误差分别曲线是正态分布，其标准差为 =0.025mm，曲线
8、的顶峰位置偏于公差带中值左侧。试求零件的合格率，废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率减低。曲线的顶峰位置偏于公差带中值左侧。试求零件的合格率，废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率减低。(该题缺少条件，该题缺少条件，无法求解！若取无法求解！若取 x 平均平均=24.98mm，可解如下，可解如下)答：答： 公差带中心为 25mm，而分布平均值为 24.98mm，在公差带中心左侧。公差为：T=25.05-24.95=0.1mm；工序能力系数计算：，三级工序能力，可能出现不合格产品。= 6=0.1 6 0.025= 0.6667合格品率计算：右边：z1=(25.05-24.98)/0.025=
9、2.8，查表 2-5，F(2.8)=0.4974；左边：z2=(24.98-24.95)/0.025=1.2，查表 2-5，F(1.2)=0.3849；所以，合格品率为：F(2.8)+F(1.2)=0.8823=88.23%；不合格品率为：1-0.8823=0.1177=11.77%。工艺系统的调整是减小标准差 （减小随机误差） ，使分布中心和公差中心尽可能重合。 若若 =0.01mm，其它条件不变。，其它条件不变。则：公差带中心为 25mm，而分布平均值为 24.99mm，在公差带中心左侧。工序能力系数 Cp=0.6667 不变，三级工序能力。合格品率计算：右边：z1=(25.05-24.9
10、9).0.025=2.4，查表 2-5，F(2.4)=0.4918；左边：z2=(24.99-24.95)/0.025=1.6，查表 2-5，F(1.6)=0.4452；所以，合格品率为：F(2.4)+F(1.6)=0.937=93.7%；不合格品率为：1-0.937=0.063=6.3%。2-18 有一批零件，其内孔尺寸为有一批零件，其内孔尺寸为 mm，属于正态分布。试求尺寸在，属于正态分布。试求尺寸在mm 之间的概率。之间的概率。70+ 0.0370+ 0.03 + 0.01 答：答：假定内孔尺寸中心和分布中心重合，则 x 平均=70.015mm，按照3 考虑，则 =0.005.在分布图右
11、边 70.015 至 70.03 的概率约为 50%，由于 70.01 至 70.015 的概率为 F()=F(1)=0.3413，则所求概率为 0.5+0.3413=0.8413=84.13%。70.015 70.01 0.0053-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P98-99）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成： 表面粗糙度； 波纹度； 纹理方向； 表面缺陷 。B表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面： 表面层金属冷作硬化； 表面层金属的金相组织变化；表面层金属的残余
12、应力。3-7 为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P110）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化） 。 3-11 什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P113）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化： 1) 如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为 720，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为 300，工件表面金属的马氏体将转
13、化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。2) 如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为淬火烧伤。 3) 如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。3-16 机械加工中，为什么工件表层金属会产生残余应力？机械加工中，为什么工件表层金属会产生残余应力？答：（教材 P115-117）工件表层产生残余应力的原因是：（1）冷态塑性变形：机械加工时，工件表面受到挤压与
14、摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。（2）热态塑性变形：机械加工时，切削或磨削热使工件表面局部温升过高，引起高温塑性变形。表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力；（3）金相组织变化：切削时产生的高温会引起表面的相变。比容大的组织比容小的组织体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。3-17 试述加工表面产生压缩残余应力的原因，试述表面产生拉伸残余应力的原因。试述加工表面产生压缩残余应力的原因，试述表面产生拉伸残余应力的原因。 答：（P115-116）A. 加工表面产生压缩残余应力的原因：(1) 机械加工时加工表面的金属层内产生
15、塑性变形，使表层金属的比容增大。由于塑性变形只在表面层中产生，这样就在表面层内产生了压缩残余应力；(2) 当刀具从被加工表面上切除金属时，表层的纤维被拉长，刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用；刀具切离后，弹性变形将逐渐恢复，而塑性变形不能恢复，表面层金属拉伸塑性变形，受到与它相连的里层未发生塑性变形金属的阻碍，因此就在表层金属中产生了压缩残余应力。B表面产生拉伸残余应力的原因：(1) 在机械加工中，切削区会产生大量的切削热，工件表面的温度往往很高。工件受热膨胀时，表层金属处于没有残余应力作用的完全塑性状态中，冷却时表层金属收缩受到里层金属阻碍，这样就在表面层内产生了拉伸残余应力。(2) 比容减小，表面层金属由于相变而产生的收缩受到基体金属的
