机械制造工程学

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1、第一章夹具和工件的定位与夹紧名词解释：1、安装：工件从定位到夹紧的整个过程。2、完全定位：工件的六个自由度被不重复地完全限制的定位。3、不完全定位：允许少于六点的定位，即工件的六个自由度不全都被限制的定位。4、过定位：工件上的某个自由度被限制了两次以上的定位。5、欠定位：工件的定位支承点数少于所应限制的自由度数，从而使应该限制的自由度没有 被限制的定位。6、六点定位原则：工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动 自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。用适当分布的六个支承点（即定位元件）来限制 工件的六个自由度的原则称为六点定位原则。7、定位误差：工件上被加工表面的设计基准

2、（零件图上尺寸标注的基准）相对于定位元件 工作表面（定位基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，称为定位误差。简答：1、何谓夹具？其作用是什么？在机械加工中，依据工件的加工要求，使工件相对机床、刀具占有正确位置，并能迅速、 可靠地夹紧工件的机床附加装置，称为机床夹具，简称夹具。机床夹具的作用：（1）保证加工精度；（2）降低工人的劳动强度；（3）提高劳动生产率和降低加工成本；（4）扩大机床的工艺范围（例如在车床上使用镗夹具，就可代替镗床来做镗孔工作，解决了 缺乏设备的困难）。2、定位套筒和剖分套筒的使用特点。定位套筒：为圆孔定位件。特点：结构简单；定心精度不高；一般利用套筒内孔与端面 一起定位，以减

3、少工件的倾斜，但若工件的端面较大时，定位孔应做得短一些，以免过定位。剖分套筒：为半圆孔定位件。下半孔放在夹具体上，起定位作用；上半孔装在可卸式或铰链式的盖 上，仅起夹紧作用。主要适用于大型轴类零件的精密轴颈定位，以便于工件安装。3、对工件夹紧的基本要求有哪些？夹得稳一一不得破坏工件原有的稳定定位；夹紧机构的动作应平稳，有足够的刚度和强 度。夹得牢一一夹紧力过大过小都不好。此外夹紧机构应能自锁。夹得快一一夹紧机构应尽量简单、紧凑，操作安全省力、迅速方便，以减轻工人的劳动强 度，缩短辅助时间，提高生产率。4、常用的典型夹紧机构有哪些？各有何特点？常见的夹紧机构：斜楔、偏心、螺旋。工作原理：机械摩擦

4、的斜楔自锁原理。斜楔夹紧的特点：（1）结构简单，有增力作用，且愈小增力作用愈大。（2）夹紧行程小，且受 影响。 增大能增大行程但自锁性变差。（3）夹紧和松开要手动敲击，操作不方便。螺旋夹紧特点：结构简单，夹紧可靠，应用广泛；装卸工件的辅助时间较长。偏心夹紧机构较前两种夹紧机构，偏心夹紧机构是一种快速夹紧机构，其种类有圆偏心和曲线偏心，可 以做成端面凸轮或平面凸轮的形式。圆偏心因结构简单，制造方便，较曲线偏心应用广泛。 特点：结构简单，制造方便；操作方便，夹紧迅速。5、动力夹紧装置的特点？常用的动力夹紧装置有哪些？动力夹紧的特点：操作简单省力、动作迅速，使辅助时间大为减少。常用的动力夹紧装置有：

5、气动夹紧、液压夹紧、气一液压组合夹紧、真空夹紧、电磁夹 紧。第二章机械加工精度名词解释：1、经济精度：指在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技 术等级的工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。2、误差敏感方向：原始误差对加工精度影响最大（加工误差最大）的那个方向。3、常值系统误差：加工误差的大小和方向保持不变。4、变值系统误差：误差随加工时间按一定规律变化的误差。5、随机误差：在依次加工一批工件时，误差出现的大小和方向作不规则变化的误差。6、随机创制成型：利用工件与刀具之间的复杂运动轨迹使工件上各点与刀具各点均匀接触 并受到均匀切削的成型方

6、法。7、原始误差：加工过程中引起工艺系统各环节间偏离正确的相对位置的各种因素。8、误差复映：加工过程中当毛坯（上一道工序）有误差时，此误差会以一定的规律传递到 工件（下一道工序）上。9、热平衡：工艺系统中各部分当单位时间内输入的热量与散发的热量相等时，其温度就保 持在一个稳定值上，这种状态称热平衡状态。10、接触刚度：是指零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力，用名义压强的增量与 接触变形增量之比表示。11、加工原理误差：采用了近似的加工方法进行加工而产生的误差，近似加工方法包括近似 的刀刃形状、近似的成型运动轨迹。12、阿贝原则：工具上基准尺的测量线应与工件上的被测线在同一直线上13、残

7、余应力：在没有外力作用下或去除外力后构件内仍存留的应力。简答：1、试分析经济精度范围的两个边界点的确定原则。当加工误差为2时，再提高一点加工精度（即减少加工误差）则成本将大幅上升；当加 工误差达到3后，加工误差即使大幅增加，成本降低却甚少；故经济精度的范围在2到3 之间。详见下图成本12Ks 4AA3 A 4加工俣差2、主轴回转误差包括哪些方面？对加工精度有何影响？主轴回转误差包括：轴向漂移、径向漂移、角向漂移轴向漂移：瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的漂移运动。影响端面形状精度，加工螺 纹时会造成螺距误差，不影响圆柱面形状精度。径向漂移：瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线，但沿y和z轴方向有漂

8、移运动。影 响工件圆柱面的形状精度，对端面精度无影响。角向漂移：瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角，但其交点位置固定不变的漂移运 动。既影响端面也影响圆柱面的形状精度。3、主轴几何偏心对加工精度的影响？在不同的机床上有不同的表现。车削、圆磨削时不产生圆度误差和端面的平面度误差，但会产生同轴度误差和端面垂直 度误差；铣削时产生直线度、平面度误差(几何偏心会和加工面法向同向)；钻、镗时加工出的孔径尺寸变化。定心轴肩支承面与回转轴线不垂直，在安装卡盘时会引起卡盘与主轴回转轴线的几何偏 心，因此对加工精度的影响亦如上述。4、工艺系统热变形的热源主要有哪些？切削热(2) 传动系统的摩擦等能量损耗(3)

9、 派生热源(4) 外部热源5、分别举例说明什么是提高加工精度的补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差 法、均化原始误差法、就地加工法？补偿原始误差：是指人为地造成一种新的误差去抵消原有的原始误差，或利用原有的一 种误差去补偿另一种误差，从而达到减少加工误差的目的。如：轴承选配法提高主轴的回转 精度、龙门铣床利用辅助梁使横梁产生相反方向预变形、用夹紧变形补偿平面加工时的热变 形、精磨导轨时预先装上横进给机构和操纵箱等部件使床身在变形状态下精加工。转移原始误差：把影响加工精度的原始误差转移到不影响或少影响加工精度的方向或零 部件上去。例：用镗模加工箱体孔系，转塔车床刀架转位误差的转移。均分原

10、始误差：采用误差分组的方法把待加工工件按误差大小分n组，每组的尺寸波动 就缩小为原来的1/N ,然后按各组分别调整刀具和工件的相对位置，从而解决因毛坯或上道 工序精度太低不能保证加工精度问题。均化原始误差：其实质就是将机床、刀具上局部较大误差使工件整个加工表面都受到同 样的影响，就会对传递到工件表面的加工误差起均化作用。例如，研磨就是利用随机创制成 型原理达到均化误差。就地加工法：就是指把各相关零件先行装配使它们处于工作时要求的相互位置关系，然 后就地进行最终精加工。如,车床就地修正卡爪的同轴度，刨床就地修正工作台与导轨的平 行度。6、对系统性误差如何进行分类，一般各自有哪些具体的原始误差（至

11、少各写出三种） 系统性误差：依次加工一批工件时，加工误差的大小和方向保持不变或误差随加工时间 按一定规律变化的误差。可以分成：常值系统误差、变值系统误差常值系统误差：如加工原理误差；机床、刀具、夹具的制造误差、机床受力变形引起的 加工误差；机床、夹具、量具磨损引起的加工误差。变值系统误差：如机床、刀具热平衡前热变形过程中引起的加工误差；刀具磨损引起的 加工误差；多工位机床回转工作台的分度误差和它的夹具安装误差引起的加工误差。 论述：1、试述误差复映的机理。误差复映：加工过程中当毛坯（上一道工序）有误差时，此误差会以一定的规律传递到 工件（下一道工序）上。复映规律：毛坯误差将复映到从毛坯到成品的

12、每一个机械加工工序中，但每次走刀后工 件的误差将逐步减少。A （误差复映系数），则8= 匕k + A多次走刀时，A = 8 Ag 11 mA = 8 A = 8 8 Ag 22 g 11 2 mA = 8 A = 8 8 8 Ag 33 g 212 3 m2. 试述低速进给时产生爬行现象的机理及应对。爬行现象：机床进给系统的运动件，当其运行速度低到一定值（如0.5mm/min）时，往 往不是作连续匀速运动，而是时走时停、忽快忽慢，这种现象称之为爬行。爬行现象产生的原因:传动系统刚度不足以及溜板与导轨间的摩擦系数在低速范围内随 滑动速度的增加而降低的特性造成的（副摩擦特性）。消除爬行的方法：（消

13、除爬行现象的方法主要围绕减少摩擦进行）提高滑移面的加工精度，减少表面粗糙度；改善润滑条件；提高传动系统的刚度；采用静压导轨、滚珠丝杠及在导轨面上粘贴聚四氟乙烯；操作时先将刀架后退一段距离，然后以较快速度不停顿地将刀架送到所需位置上，或轻 轻敲击手柄，使微量进给产生振动，利用振动来消除静摩擦的影响。第三章机械加工表面质量名词解释：1、积屑瘤：指在加工中碳钢时，在刀尖处出现的小块且硬度较高的金属粘附物。2、表面冷硬：工件因切削加工而产生塑性变形时，表层金属得到强化的现象。3、磨削烧伤：当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化， 使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生

14、，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削 烧伤。简答：1、表面质量的含义包括哪些主要内容？表面质量的内容：表面几何形状、表面层的物理机械性能。表面几何形状包括：宏观表面几何形状、粗糙度（微观）、波度（细观）。表面层的物理机械性能：（1）表层的冷作硬化、（2）表层残余应力、（3）表面层金相组 织的变化。2、表面粗糙度产生的原因？机械加工中降低表面粗糙度的措施？ 粗糙度产生的原因：1、切削过程中刀刃在工件表面留下的残留面积。2、切削过程的物理因素引起的粗糙度。3、刀刃与工件位置的微幅振动。要降低切削加工表面粗糙度首先应判断影响表面粗糙度的主要原因是几何因素还是物理 因素。几何因素：主要考虑减小残留面积

15、的高度，可采取的措施有：减小进给量；减小刀具主、副 偏角；增大刀尖圆弧半径。物理因素：与工件材料性质及切削机理密切相关，可从以下几方面考虑：1）工件材料的性质2）切削用量3）刀具材料和几何参数4）切削液3、受迫振动的消减措施有哪些？主要原则：不发生共振；增加系统静刚度和阻尼、减小激振力幅值从而减小振幅。（1）消除和减少机内振源的激振力。（2）改变激振频率和系统固有频率以避免发生谐振。改变主轴转速以改变激振频率；改变工件夹具系统的静刚度以提高系统的固有频率，避开谐 振区。（3）减少冲击切削对振动的影响。4、抑制切削颤振的措施有哪些？（1）合理选择切削用量。避免中速切削（v=2060m/min）；增大进给量；减小切深。（2）合理选择刀具的几何参数。适当增大主偏角和前角；适当减小后角；采用减振车刀。（3）提高工艺系统的抗振性增加静刚度和阻尼都可提高系统的抗振性能。对于静刚度，重点是提高薄弱环节在主振方向的静刚度，在增加静刚度的同时要注意减轻重 量，以提高系统的固有频率。对于阻尼，各活动接合