机械制造工程原理习题集

第一章 金属切削的基本要素习题

1．1切削加工时，工件表面是如何形成的？

1．2形成发生线的方法有哪些？并说明各种方法中切削刃的形状与发生线的接触方式及其所需要的运动？

1．3试用简图及文字说明在下列加工方法中，为了加工出所需零件表面，机床必须具备哪些成形运动？

1）用外圆车刀车削外圆锥体。2）用圆柱铣刀铣削平面 3）用螺纹车刀车削外圆锥螺纹 4）用麻花钻钻削圆柱孔 5）用插齿刀加工直齿圆柱齿轮齿面

1．4什么是主运动，什么是进给运动，各有何特征？什么是合成切削运动？什么是合成切削速度角？

1．5何谓切削用量三要素？怎么定义？

1．6试说明外圆车刀切削部分结构要素中三面两刃一刀的含义？

1．7为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么区别？

1．8刀具标注参考系有哪几种？它们是由哪些参考平面所构成？并给这些参考平面下定义。 1．9试绘出外圆车刀主剖面标注角度参考系和法剖面标注角度参考系中的四个参考平面的平面图，并在各参考平面内标注出相应的基本刀具标注角度

1．10确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？ 1．11试述判定车刀前角，后角和刃倾角正负号的规则。 1．12试说明切削层各参数的定义及表达式？

1．13何为直角切削和斜角切削？何为自由切削和非自由切削？ 1．14车断车刀最后不是车断，而是挤断为什么？

1．15当用Kr=45度的车刀车外圆时，工件加工前直径为62mm，加工后直径为54mm，工件每秒钟转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动1。6mm，试求f,ap,Vc，切削宽度，切削厚度，切削面积。

1．16车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？

1．17刀具在高温，高压以及冲击和震动条件下切削时应具备哪些基本要求？

1．18高速钢是在高碳钢中添加了哪些主要合金元素？高速钢按其化学成分，切削性能和制造方法可分为哪些类型？

1．19什么是硬质合金？其性能取决于哪些因素？可分为哪四大类型？各适宜哪些加工范围？

1．20高速钢和硬质合金各有哪些优缺点？能否将这两种刀具材料进行组合形成一种新的刀具材料以发挥其综合优势？

1．21什么是超硬刀具材料？各有何特点和优势？

第二章 金属切削过程及切削参数优化选择习题

2．1如何划分金属切削过程中的三个变形区？在这三个变形区内各形成哪些变形？各自有何特征？

2．2切屑形态一般可分为哪四种类型？各自形成的切削条件有哪些？

2．3试根据变形系数（ξ）公式和剪切角（Φ）公式来判断刀具的前角，摩擦角和剪切角对切削变形的影响？

2．4阐述刀—屑摩擦的特点，试说明为什么刀具前刀面上的摩擦不服从古典摩擦法则？ 2．5试描述积屑瘤现象及其产生条件？试说明积屑瘤的形成原因及其与切削速度的关系？ 2．6积屑瘤对切削过程有哪些影响？如何控制积屑瘤的形成？

2．7影响切削变形的主要因素有哪些？试分析各因素对切削变形的影响程度及规律？

2．8分析切削力的来源？切削合力为什么要分解为三个切削力？并说明各切削分力的定义及其作用。

2，9切削力的理论公式与经验公式有何区别？影响切削力的因素有哪些？ 2．10说明切削力实验数据的处理和建立指数经验公式的方法？ 2．11何为单位切削力？有何用途？如何计算切削功率？

2．12切削热有哪些来源？可由哪些途径传出？影响切削温度的因素有哪些？ 2．13为什么切削速度对切削温度的影响很大，但又不成1：1的关系？

2．14试解释为什么切削用量中的三要素对切削力的影响与对切削温度的影响正好相反？ 2．15刀具有哪几种磨损形态？被加工材料和切削条件对刀具磨损形态有何影响？ 2．16试分析刀具产生五种磨损的机理和原因？

2．17何谓刀具磨钝标准？试述制定刀具磨钝标准的原则？ 2．18刀具磨损过程一般分几个阶段？试述其规律性？ 2．19刀具使用寿命和刀具磨钝标准有什么关系？

2．20切削用量三要素对刀具使用寿命的影响程度有何不同？ 2．21试述选择刀具合理使用寿命的原则和方法。

2．22试述产生刀具破损的原因，刀具破损的主要形式及防止刀具破损的措施。

2．23试述合理的选择切削用量与刀具使用寿命，生产率有何关系。在保证一定的刀具使用寿命和提高生产率的前提下，选择切削用量的基本原则是什么？ 2．24什么是刀具的合理几何参数？它包括了哪些基本内容？ 2．25试述刀具前角的功用及其合理值的选择？ 2．26试述刀具后角的功用及其合理值的选择？

2．27试述刀具主偏角和副偏角的功用及其合理值的选择？ 2．28试述刀具刃倾角的功用及其合理值的选择？

第三章 金属切削机床与刀具习题

3．1在机床上，为了获得所需要的工件表面形状，除必须的表面成形运动外，还需要哪些运动？

3．2什么是机床的传动链？根据其性质可分为哪两类？各有何特点？

3．3什么是机床传动原理图？有何用途？传动原理图中的“定比机构”和“换置机构”是指机床上的哪些机构？

3．4什么是机床传动系统图？什么是机床传动系统的转速图？各有何用途？ 3．5 CA6140型卧式车床有哪六大组成部分？各组成部分有何功用？

3．6 CA6140型卧式车床的主运动传动链的两个末端件是什么？其主轴正转和反转时各可获得几级变速？在CA6140型卧式车床上可加工几种螺纹？ 3．7车刀按其用途可分为哪几种？其结构有哪几种类型？

3．8成形车刀有哪几种类型？有何特点？如何形成其前角和后角的？ 3．9在钻床上可完成哪些加工？可使用哪些孔加工刀具？

3．10麻花钻刀体结构的五刃六面代表什么？并分析麻花钻的前角，后角，主偏角和端面刃倾角的变化规律？

3．11在铣床上可完成哪些加工？铣削方式上顺铣和逆铣各有何优缺点？对称铣削和不对称铣削的特点？

3．12磨削外圆时，工件和砂轮需做哪些运动？

3．13砂轮的硬度和磨粒的硬度有何不同？砂轮的硬度对磨削加工有哪些影响如何选择？砂轮组织的选择原则？

第四章 工件的定位夹紧与夹具设计习题

4．1机床夹具由哪些部分组成？每个组成部分各有什么作用？

4．2试说明产生定位误差的原因？定位误差包括哪两部分？定位误差的数值一般应控制在工件加工误差的什么范围内？

4．3工件在夹具中夹紧的目的是什么？夹紧与定位有何区别？对夹紧装置有哪些基本要求？

4．4何谓“六点定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夹具中的六个自由度？ 4．5工件在夹具中定位时，是否只要有六个定位支承点作用于工件定位基面上即为“完全定位”？为什么？ 4．6工件在夹具中定位时，是否只要实现了“完全定位”，就不会出现“欠定位”？为什么？ 4．7工件在夹具中定位时，是否只要作用于工件定位基面上的定位支承点不超过六个，就不会出现“过定位”，为什么？

4．8工件在夹具中定位时，由于受定位元件的约束而得到定位与工件被夹紧而得到固定的位置有何不同？工件不受定位元件的约束只靠夹紧而固定在某一位置上，是否也算定位？ 4．9试说明可调支承与辅助支承有何区别？各自应在什么场合使用？ 4．10工件以平面定位时所用的定位元件有哪些？

4．11试根据下图a),b),c),d)中所示的4个零件的工序图，分别确定各零件在本工序中应限制的第一种自由度（空间直角坐标系均标注在主视图中） 4．5在设计夹具的夹紧装置时，对夹紧力的大小，方向和作用点有何要求？ 4．12，试说明斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构的各自工作原理？ 4．13试说明钻套的作用及其结构形式？ 4．14试说明镗套的作用及其结构形式？

4．15滑动式镗套与固定式镗套在结构上有什么区别？ 4．16滑动式镗套与滚动式镗套比较有何优缺点？

4．17单支承前导引镗模和单支承后导引镗模各适用于什么场合各有何优缺点？

4．18铣床夹具可分为哪几种类型？其设计要点是什么？铣床夹具如何确定铣刀与工件加工表面的位置？

4．19车床夹具可分为哪几种类型？其设计要点是什么？

4．20在图4.1中a)所示套类零件上铣键槽，保证尺寸540?0.14mm及对称度要求，现有三种定位方案，分别如图4.1中b)，c)，d)所示，试计算三种不同定位方案的定位误差。

?0.0254．21在图4.2中所示齿坯中，其内孔与外圆已加工合格（d=800mm）,本?0.1mm,D=350?0.2工序在插床上加工键槽，要求保证尺寸H=38.50mm。试分析采用图4。2中所示的定位方

案能否满足加工要求（要求定位误差不大于工件加工误差的1/3）？（忽略外圆与内孔的同轴度误差）

图4.1

图4.2

第五章 机械加工表面质量习题

5．1机械加工表面质量包括了哪些主要内容？对零件的使用性能有什么影响？

5．2影响切削加工表面粗糙度的主要因素有哪些？影响磨削加工表面粗糙度的主要因素有哪些？

5．3什么是加工表面冷作硬化现象？产生加工冷作硬化的主要原因是什么？

5．4什么是加工表面的金相组织变化？为什么磨削加工时常产生磨削“烧伤”现象？为什么磨削高合金钢较普通碳素钢更易产生“烧伤”现象？

5．5磨削工件外圆时，为什么相应提高工件和砂轮的线速度，不仅可以避免“烧伤”，提高生产率，而且又不会增大表面粗糙度值？

5．6为什么在机械加工时，工件表面层会产生残余应力？磨削加工时工件表面层残余应力产生的原因与切削加工时是否相同？为什么？

5．7控制加工表面质量的途径及方法有哪些？各有何特点及其应用范围？ 5．8机械加工过程的振动对零件的加工有哪些影响？

5．9什么是强迫振动？其振源主要来自哪些方面？如何防止和消除？ 5．10什么是自激振动？与强迫振动有何区别？如何减少和消除？

第六章 机械加工精度习题

6．1什么是加工精度？什么是加工误差？两者的含义有何不同？ 6．2获得零件加工表面尺寸精度的方法有哪些？ 6．3获得零件加工表面几何形状精度的方法有哪些？ 6．4获得零件加工表面相互位置精度的方法有哪些？

6．5什么是原理误差？为什么在生产实际中允许存在原理误差？

6．6机床几何误差包括哪几个方面？其中对加工精度影响最大的是哪些？ 6．7机床主轴的回转误差可分为哪四种基本形式？

6．8何谓工艺系统的刚度？影响工艺系统刚度的主要因素有哪些？提高工艺系统刚度的措施9哪些？

6．10为什么对卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于在垂直面内的直线度要求？ 6．11在精密丝杠车床上加工一根丝杠，其丝杠的螺纹部分长度为2000mm，室温为20 o C,加工后被加工丝杠温度升至45 o C,车床进给丝杠温度升至30o C,若被加工丝杠材料与车床进

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给丝杠材料均为45钢（а=1.1×10/C）。试求被加工丝杠因热变形而引起的螺距累计误差是多少？

6．12在导轨磨床上磨削某床身导轨面时，已知床身长2000mm，高600mm，磨削后导轨的上下面温差为5oC,试分析磨削后导轨面将产生怎样的直线度误差及其直线度误差值是多少？若要保证导轨全长的直线度误差不超过0。02mm，磨削后导轨的上下面温差应控制在

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什么范围？（а=1.2×10/C）。

6．13什么是工件的内应力？产生工件内应力的主要原因有哪些？ 6．14加工误差按其性质可分为哪几类？它们各有何特点或规律？

6．15正态分布曲线的两个特征参数分别表征了正态分布曲线的哪些特性？ 6．16试说明保证和提高加工精度有哪些方法？

6．17试分析在普通卧式车床车削细长轴时，产生圆柱度的原因有哪些？可采用哪些措施来减少或消除圆柱度误差？

6．18试说明加工误差统计分析方法中分布图分析法和点图分析法的优缺点？

第七章 机械加工工艺规程的制定习题

7．1何谓工艺尺寸链？如何判断尺寸链中的封闭环和组成环？工艺尺寸链中，其公差最大的尺寸是否就是封闭环？

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