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机械制造技术基础【贾振元版】1-4章课后答案
第一章 机械加工方法及切削机床1.车窗有哪些主要类型？简述各种车床的工艺范围及组成。答： （1）CA6140 型卧式车床 通用程度高，适用范围广，适用于中、小型的 轴类和盘类零件的加工，可车削内外圆柱面、圆柱面、各种环槽、成形面 及端面； 能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹；也可以车削加 大螺距螺纹、 非标准螺距及较精密的螺纹； 还可以进行钻孔、 扩孔、 铰孔、 滚花机压光。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身等部件组成。 （2）立式车床 主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸较小、且形状比较复 杂的大型 或重型零件。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身（直 径很大的圆形工作台） 。 等部件组成。 （3）转塔车床 适用于加工形状比较复杂的小型棒料工件。它由主轴箱、进 给箱、溜板箱、 床鞍、刀架和床身等部件组成。2：车床的主运动和两个主参数是什么？答：主运动是主轴的旋转运动；卧式车床两个主参数分别是床上工件的最大 回转直径、工件最大长度；立式车床两个主参数分别是最大车削直径、最大工件 高度。3：试写出 CA6140 型卧式车床的主传动路线的表达式？答 ： 电 动 机 经 变 速 机 构 带 动 主 轴 旋 转 ， 实 现 主 运 动 。4：在 CA6140 型卧式车床的主运动、车螺纹运动、纵向和横向 进给运动、 快速运动等传动链中， 那条传动链的两端件之间具有 严格的传动比，那条传动链是内联系传动链？答： 车螺纹、纵向和横向进给的两端件之间具有严格的传动比且是内联系的 传动链。5：铣削、车削、M削、钻削各有什么特点和不同?答： （1)铣削特点 生产率较高、刀齿散热条件较好、铣削加工范围广泛、 铣削时容易产生振动。 （2）车削特点 适用范围广；易于保证被加工零件表面的位置精度；可用于 有色金属零件的精加工；切削过程比较平稳；生产成本较低；加工的万能性好。 （3） 镗削的特点 加工机座、 箱体、 支架等外形复杂的大型零件的主要设备； 加工范围广； 能获得较高的精度和较低的表面粗糙度；能有效的校正原孔的轴线 偏斜， 保证孔及孔系的位置精度；M削的加工效率低。 （4）钻削的特点 容易产生“引偏” ；排屑困难；切削热不易传播；加工精 度差。6：成批和大量生产中，铣削平面时采用端铣还是周铣法？为 什么？答：多采用端铣；因为端铣的加工质量较好；生产率较高。7：实际生产中，目前多采用顺铣还是逆铣？为什么？答： 顺铣，因为顺铣加工的工件表面质量比逆铣好且顺铣在工件上的行程较 短。8:为什么扩孔钻扩孔比钻头扩孔的加工质量好？答：因为（1）扩孔钻的刚性较好（2）导向性好（3）切削条件较好9.镗床镗孔和车床镗孔有何不同？各适用于什么场合答：⑴区别：车床车孔的精度不高，而且受工件的形状限制，而镗床镗孔的精度 高，不受工件形状的限制。⑵适用范围：镗床：加工各种复杂和大型工件上（如 箱体）有预制孔的孔，尤其是直径较大的孔或孔系；车床：精度要求不高，回转 体工件。10. .在镗床上镗孔有哪四种方法？各自的应用场合如何？答： ①镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动这种方式 镗削的孔径一般小于 120mm 左右；②镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，并做纵向进 给运动，这种方式主轴悬伸的长度不断增大，刚性随之减弱，一般只用来镗削长 度较短的孔；③镗床平旋盘带动镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动，Φ 200mm 以上的孔多用这种镗削方式，但孔不宜过长；④浮动镗削：镗床和铣床镗 孔多用单刃镗刀。在成批或大量生产时，对于孔径大（＞Φ80mm） 、孔深长、精 度高的孔，均可用浮动镗刀进行精加工。11. 滚齿机和插齿机各有何工艺特点？简述它们各自的特点 及主要应用范围。答：一、特点滚齿：①获得齿形是按展成法原理形成，与铣齿相比，无论是齿形 精度，还是机床分度精度都要高，可以获得 8―7 级的齿轮精度；②可以用同一 模数的滚刀滚削出模数相同而齿数不同的齿轮，可以减少大量刀具，不但提高了精度，还降低了刀具成本；③加工范围广，可以加工直齿、轮斜齿轮及涡轮；④ 滚齿属连续切削， 精度和生产效率都高；⑤滚齿不能滚削内齿轮和相连太近的多 联齿轮；⑥滚齿适宜于单件小批量生产，也适宜于成批大量生产。插齿：①获得 齿形是按展成法原理形成， 刀具的选用只要求模数和压力角与被切齿轮相同，与 齿数无关，节省了刀具，降低了成本；②插齿与滚齿加工精度基本相同，但插齿 的表面粗糙略低于滚齿；③齿形比滚齿高，但分度精度略低于滚齿；④回程是空 程，所以生产率不如滚齿高；⑤可以加工内齿轮相距很近的多联齿轮。二、适用 范围：滚齿：直齿轮，斜齿轮，涡轮；插齿：直齿圆柱齿轮，内齿轮，双联或多 联齿轮。12.磨削加工有何特点？答：①加工精度高，表面粗糙度小；②可加工高硬度材料，不宜加工塑性很大， 硬度很低的有色金属及其合金； ③径向分力大； ④磨削温度高； ⑤砂轮有自脱性； ⑥应用越来越广泛。13. 试简述在外圆磨床上磨外圆锥面的三种方法。答：①头架绕其垂直轴线转动一定角度，磨削锥度较大的圆锥面；②砂轮架可以 绕其垂直轴线旋转一定角度以满足磨削短圆锥面；普通外圆磨床：③头架、砂轮 架不转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚度高，旋转精度好，适于中、大批量 磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴轴肩。14. 简述砂轮的自锐性。答：磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切 削力超过粘合剂强度时，磨钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的自 锐性。砂轮有自锐性可使砂轮连续加工，这是其他刀具没有的特性。15． 在无心外圆磨床上与在万能外圆磨床磨外圆相比有何优缺 点？无心磨床适用于大批量的生产中磨削细长轴以及不带中心孔的轴、 销等零件， 套、 而周向不连续的表面或外圆和内空的同轴度要求很高的表面不宜在无心磨床上 加工，它的主要参数以最大磨削直径表示。 M1432 型万能外圆磨床主要应用于磨削内外圆锥表面、阶梯轴轴间、端面和简单 的成形回转体等。这种磨床属于普通精度等级，加工精度可达 IT7~IT6 级，表面 粗糙度 Ra 为 1.25~0.8μm。他的通用性较大，但自动化不高，磨削效率低，所 以车间、机修车间和单件、小批量生产的车间。16．磨内圆远不如磨外圆应用的广泛。为什么？外圆磨削相比，内园磨削主要有下列特征： (1)磨削精度较难控制。因为磨削时砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷 却条件差，工件容易产生热变形；特别是因为砂轮轴细长，刚性差，易产生弯曲 变形，造成圆柱度（内圆锥）误差。因此，一般需要减小磨削深度，增加光磨次 数。(2)磨削表面粗糙度 Ra 大。内圆磨削时砂轮转速一般不超过 20000r/min，由 于砂轮直径很小，其线速度很难达到外圆磨削时 30～50m/s。内圆磨削的粗糙度 Ra 值一般为 1.6～0.4μm。 (3)生产率较低。因为砂轮直径很小，磨耗快，冷却液不易冲走屑末，砂轮容 易堵塞，故砂轮需要经常修整或更换。此外，为了保证精度和表面粗糙度，必须 减小磨削深度和增加光磨次数，也必然影响生产率。 综上所诉，磨外圆比内园广泛。17．简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表 面形成原理和应用范围。（1）电火花加工： 放电过程极为短促，具有爆炸性。爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面， 被液体介质迅速冷却凝固， 继而从两极间被冲走。每次电火花放电后是工件表面 形成一个凹坑。在进给机构的控制下，工具电极的不断进给，脉冲放电将不断进 行下去，无数个点蚀小坑将重叠在工件上。最终工作电极的形状相当精确的“复 印”在工件上。生产中可以通过控制极性和脉冲的长短（放点持续时间的长短） 控制加工过程。 适应性强，任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料，只要能导电，都可 以加工， 如淬火钢和硬质合金等， 电火花加工中材料去出是靠放电时的电热作用 实现的材料可加工行主要取决于材料的导电性及热学特性， 不受工件的材料硬度 限制。 （2）电解加工 将电镀材料做阳极（接电源正极） ，工件作阴极，放入电解液并接通直流电源 后，作为阳极的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。 并由电解液将其溶解物迅速冲走，从而达到尺寸加工目的。 应用范围管，可加工任何高硬度、高强度。高韧性的难加工金属材料，并能意 见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔（如锻模、叶片） （3）激光加工 通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑， 再次高温下任何坚硬的材 料都将瞬间几句熔化和蒸发， 并产生强烈的冲击波，是融化的物质爆炸式的喷射 去处。 激光束的功率很高， 几乎对任何难度加工的金属和非金属材料 （如皋熔点材料、 内热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料）都可以加工，也可以加工异型孔。 （4）超声波加工 工作中超声振动还是悬浮液产生空腔，空腔不断的扩大直至破裂或不断压缩 至闭合。质疑过程时间极端，空腔闭合压力可达几百兆帕，爆炸时可产生水压冲 击，引起加工表面破碎，形成粉末。 适宜加工各种脆硬材料， 特别是电火花加工和电解加工难以加工的不导电材料 和半导体材料，如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等；队遇到点的 硬质合金、淬火钢等也能加工，但工作效率低。18:特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？（1）加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬 脆材料和精密微细的零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料，而不 是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切削，不产生强烈的弹、 塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也 远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工范围光、适应性强。 （5）各种加工方法易结合形成新工艺方法，便于推广应用。19:机床运动有哪几类？实现这些运动的传动原理如何表示？ 试举例。（1）表面成形运动。直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面的道 具和工件间的相对运动， 称为表面成形运动。 表面成形运动是机床最基本的运动， 亦称为工作运动。表面成形运动包括主运动和进给运动。所谓主运动，是指直接 切除工件上的多余部分，使之转变为切削的运动。所谓进给运动，是指不断的把 切削层投入切削， 以逐渐切出整个工件表面的运动。主运动和进给运动的形式和 数量取决于工件要求的表面形状和所采用的工具的形状。通常，机床主要采用结 构上易于实现的旋转运动和直线运动实现表面成形运动，且主运动只有一个，进 给运动可有一个或几个。 （2）辅助运动。机床上除表面成形运动以外的所有运动，都是辅助运动。它 包括：为活动一定加工尺寸，使刀具切入工件的切入运动；为缩短辅助时间、提 高生产率的快速引进和退回运动；使刀具与工件处于正确相对位置的调位运动 （如摇臂钻床钻头移位） ；实现工件周期调换的分度运动（如铣床分度转位）等。 此外，机床的启动、停止、变速、变向以及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制 运动也属于辅助运动。20:车床、 铣床、 钻床和磨床的主要参数和设计序号如何表示？ 第二主参数分别是什么？机床主参数表示机床工作能力、影响机床基本构造的主要参数。一般以机床所 能加工的最大尺寸的折算表示于组、系代号之后。 设计序号： （1）设计单位代号，根据设计单位的不同采用不同的命名方式。 （2）组代号，用一位阿拉伯数字（不包括“0” ）表示，放在设计单位代号之后， 并用“―”分开。专用机床的组，由各机床厂和机床研究所根据产品情况自行确 定。 （3）设计顺序号，按各机床厂和机床研究所的设计顺序排列，放在专用机床的 组代号之后。车床名称 卧式车床 立式车床 摇臂钻床 坐标镗床 外圆磨床 矩台平面磨床 龙门铣床 升降台铣床第二主参数 工件最大长度 最大工件高度 最大跨距 工作台工作面长度 最大磨削长度 工作台工作面长度 工作台工作面长度 工作台工作面长21.机床按什么分类？我国机床型号编织法中机床分为哪些大 类？这些机床代号非别是什么？答：机床主要是按照加工性质和所用刀具进行分类的。 我国机床分为 12 类， 车床 C 钻床 Z 躺床 T 磨床 M 2M 3M 齿轮加工机床 Y 螺 纹加工机床 S 铣床 X 刨插床 B 拉床 L 超声波及电加工机床 G 切断机床及其他 车床 Q。22.机床上有哪些运动？他们的特点和作用是什么？答：机床上的运动有表面成形运动和辅助运动。 表面成形运动分为主运动和进给运动， 主运动能切削工件上多余的部分使之 转变成切屑的运动.进给运动是指不断地把切屑层投入切削。通常，机床主要采 用结构上易于实现的旋转运动和直线运动实现表面成形运动，且主运动只有一 个，进给运动可以有好几个。 辅助运动可以缩短辅助时间 提高生产效率 使刀具与工件处于正确的相对 位置的调动运动.23.机床传动系统的基本组成部有哪些？各部分的作用是什 么？答：传动系统包括主传动系统 进给传动系统和其他传动系统。 主传动系统对机床的使用性能 结构和制造成本都有明显的影响。 进给传动系统是用来实现机床的进给运动和辅助运动.第二章 金属切削原理与刀具1.金属切削过程的实质是什么？答： 金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属，使工件得到符合技术要求 的几何精度和表面质量的过程，其力学本质是挤压、剪切、滑移。2. 切削运动可以分为哪两类，各有什么特点？答： 切削运动可以分为主运动和进给运动两类。主运动是切削多余金属层的最基 本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进 给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程 中可以有一个或几个。3.切削用量的参数有哪些，各自含义是什么？答：切削用量的参数有切削速度、进给量、背吃刀量。切削速度是切削加工时， 刀具切削刃上选定点相对工件的主运动速度； 进给量是工件或刀具主运动每转一 转或每一行程时， 刀具和工件之间在进给运动方向上的相对移动量；背吃刀量是 在垂直于主运动和进给运动方向的平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的 接触长度。4.试述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用，并指 出如何选择？答:前角对切削的难易程度有很大的影响；后角是为了减小后刀面与工件之间的 摩擦和减小后刀面的磨损； 主偏角其大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力大 小等； 副偏角的作用是为了减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩 擦，以防止切削时产生震动；刃倾角主要影响切削刃的强度和切屑的流出方向。 前角的选择原则：①粗加工、断续切削、刀材强度韧性低、材强度硬度高，选较 小的前角；②工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前 角；③成形刀具、自动线刀具取小前角；后角的选择原则：①粗加工、断续切削、 工材强度硬度高， 选较小后角, 已用大负前角应增加α0 ； ②精加工取较大后角， 保证表面质量；③成形、复杂、尺寸刀具取小后角；④系统刚性差，易振动，取 较小后角；⑤工材塑性大取较大后角，脆材减小α0；主偏角的选择原则：①主 要看系统刚性。 若刚性好， 不易变形和振动，κr 取较小值；若刚性差（细长轴） ， κr 取较大值；②考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取 90 °； 镗盲孔＞90 °；κr 小切屑成长螺旋屑不易断较小κr，改善刀具切入条件，不 易造成刀尖冲击； 副偏角的选择原则： 系统刚性好时， 取较小值， 系统刚性差时， 取较大值；刃倾角的选择原则：①粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高， λs 取负值；②精加工、系统刚性差（细长轴） ，λs 取正值；③微量极薄切削， 取大正刃倾角。5.车外圆时，车刀装得过高过低、偏左或偏右、刀具角度会发生哪些变化？什么情况下可以利用这些变化？答;车刀装得过高时工作前角增大，工作后角减小；过低时工作前角减小，工作 后角增大；刀偏左时车刀的工作主偏角减小，副偏角增大；刀偏右时车刀的工作 主偏角增大，副偏角减小。7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。答：在正交平面参考系中的主要标准角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾 角。 前角是在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角；后角是在正交平面内 测量的主后刀面与切削平面之际的夹角； 主偏角是在基面内测量的主切削刃在基 面内的投影与进给方向的夹角； 副偏角是在基面内测量的副切削刃在基面内的投 影与进给方向的反方向的夹角； 刃倾角是在切削平面内测量的主切削刃与基面之 间的夹角。8 偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响？当车削 细长轴时，主偏角应选的较大还是较小？为什么？答：对耐用度影响：主遍角越小,刀具耐用度越高,相对容易引起振动,（主要用于 硬度高的工件） 主遍角越大,刀具耐用度略低,相对切削轻快（主要用于细长轴 。 和台阶轴） 。对切削力影响：主偏角增大，Fx，Fy 减小，Fz 增大。切削细长轴 硬增大主偏角，轴向力增大，其他力较小，震动减小，相对切削轻快。9 试述刀具的标注角度与工作角度的区别。为什么横向切削时， 进给量不能过大？答： 刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在标注角度参 考系中的几何角度。 它是制造和刃磨刀具必须的，并在刀具设计图上予以标注的 角度； 以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面所确定的刀具 角度成为刀具的工作角度，又称实际角度。 因为横向切削时若进给量过大， 即刀具背吃刀量过大，使得在切削时工件受挤压 严重，甚至是挤断工件，从而影响工件加工质量，同时也降低刀具使用寿命。10 试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其进给量、被吃刀量 的关系。答：因为钻头有两对称切削刃，故有： 切削层公称宽度 b： b=ap/ 2sinKr 公称厚度 h ：h=2fsinKr 式中 Kr 为主偏角，f 为进给量，ap 为背吃刀量。11.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。1.高速 钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形 状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。但抗弯性比高速钢 低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。3.陶瓷刀具有很高的硬度和耐磨性， 有很高的耐热性和化学稳定性， 有较低的摩擦系数， 可应用范围广。 4.超硬材料刀具常用的有金刚石刀具和立方氮化硼。金刚石刀具不宜于切削铁及 其合金工件。立方氮化硼是高速切削黑色金属的较理想刀具材料。12.刀具的工作条件对刀具材料提出哪些性能要求，何者为主？答：1，高的硬度和耐磨性，2 足够的强度和韧性。3 高的耐热性。4.更好的热物 理性能和耐热冲击性能。在不同的工作条件下各有偏倚。13.试述各类硬质合金的性能和使用范围。举例说明选用不同牌 号时要考虑的问题。答：切削用硬质合金分为三类：1.P 类。此类硬质合金硬度高，耐热性好，在切 削韧性材料时的耐磨性较好，但韧性较差。一般适用于加工钢件。2.K 类。此类 硬质合金的韧性较好，耐磨性较差。它适用于加工铸铁，有色金属及合金材料。 也可用于加工高强度钢， 耐热合金等难加工材料。3.M 类。抗弯性能，疲劳强度， 冲击韧性，高温硬度和强度，抗氧化能力和耐磨性等较好。既可用于加工铸铁， 也可用于加工钢。 选用不同牌号要考虑其加工精度。如：加工钢件时 YT5 用于粗加工，YT30 用于 精加工。14.试比较硬质合金和高速钢性能的主要区别。答：高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速 切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。耐用度较 高速钢几十倍，耐用度相同时，切削速度可提高 4 至 10 倍。但抗弯性比高速钢 低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。15.按一下工件材料及切削条件合理选择刀具材料（供选刀具材 料：YG3，YG8，YT5，YT30，W18Cr4V）,并说明理由。 ①粗铣铸铁箱体平面。 ②精镗铸铁箱体孔。 ③齿轮加工的剃齿工 序。④45 钢棒料的粗加工。⑤精车 40Cr 工件外圆。答：①选用 YG8。此牌号类刀具常用于粗加工铸铁类工件。②选用 YG3。此牌号 类刀具常用于精加工铸铁类工件。③选用 W18Cr4V。齿轮加工工具常用高速钢 刀具。④选用 YT5 。此牌号类刀具常用于粗加工钢件。⑤选用 YT30。此牌号 类刀具常用于精加工钢件。16．金属切削过程有何特征？用什么参数来表示和比较？答：金属切削是会产生很大的力和切削热量。一般以刀具为准，刀具的几个重要 参数：主倾角，刃倾角，前角，后角，副倾角和副后角，用这几个参数比较。17.切削过程的三个变形区各有何特点? 它们之间有什么关联？答：第一变形区特征：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。第二变形区特征：使切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面 上；切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。第三变形区特 征：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹， 造成纤维化和加工硬化。这三个变形区相互关联、 相互影响、 相互渗透。18.有哪些指标可用来衡量切削层的变形程度？它能否真实反映 出切削过程的全部变形实质？他们之间有什么样的关系？答： （1） 、相对滑移ε； （2） 、切削厚度压缩比Λh； （3）剪切角Φ。它们间的关 系不大。19.什么是积屑瘤？积屑瘤产生的条件是什么？如何抑制积屑 瘤？答：积屑瘤是在加工材料时，而在前刀面处黏着一块剖面有事呈三角状的硬块。 积屑瘤产生式由于冷焊产生， 具体是切屑和前刀面在一定的温度与压力下产生黏 结，这便是冷焊。防止积屑瘤产生的主要方法有：①降低切削速度，使切削温度 降低，黏结不易产生。②增大切削速度，使切削温度提高，黏结不在产生。③采 用润滑性能好的切削液。④增大刀具前角，以减小切屑与前角接触区的压力。⑤ 适当改变工件材料的加工特性，减小加工硬化倾向。20.结合切削的形成分析切削力的来源？答： 切削时， 刀具使被加工材料发生变形并成为切、 切削所需的力， 即为切削力， 而根据切削变形分析知切削力的来源有两方面：①是切削层金属，切屑和工件表 面金属的弹性变形，塑性变形所以产生的抗力；②是刀具与切屑，工件表面间的 摩擦阻力。21 车削时切削力 Fr 为什么常分为三个相互垂直的分力？说明这 三个分力的作用。答：由于切削力的来源有两方面：①是切削层金属，切屑和工件表面金属的弹性 变形，塑性变形所以产生的抗力；②是刀具与切屑，工件表面间的摩擦阻力；而 为了便于测量与应用，将其分解为三个相互垂直的分离。而三分力的作用：Fz 主切削力或切向力，与过度面相切并与基面垂直，是用来计算车刀强度，设计机 床零件，确定界定机床功率所必需；Fx 进给力，在基面内与轴线方向平行，并 与进给方向相反，用来计算车刀进给功率必需；Fy 背向力，处于基面内与购并 高见轴线垂直， 它是用来确定与工件加工精度相关的工件挠度，以及机床零件和 车刀强度。22．影响切削力的因素有哪些，分别是如何影响的？答： （1）被加工材料的影响，被加工材料的强度越高，硬度越大，切削力越大， 同时受材料加工硬化能力大小的影响。化学成分影响材料的物理力学性能，从而 影响切削力的大小。 （2）切削用量对切削力的影响。被吃刀力和进给量增大，切 削力增大；切削速度 V 对切削力的影响可从 F-V 关系图上反应。 （3）刀具几何参数对切削力的影响。 前角增大切削力减小；车刀的负棱是通过其宽度与进给量的 比来影响切削力，比越大切削力增大；主偏角对切削力影响。 （4）刀具材料对切 削力的影响。 （5）切削液对切削力的影响（6）刀具磨损对切削力的影响。23． 为什么要研究切削热的产生与传出？仅从切削热的产生多少 能否说明切屑区的温度？答：大量的切削热使得切削温度升高，这将直接影响刀具前刀面上的摩擦系数、 积屑瘤的形成与消退、 加工精度和以加工表面质量等，是分析工件加工质量和刀 具寿命的重要内容。不能，因为各材料的传热不同。24． 背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为 什么？如何运用这一规律指导生产实践？答：是不一样，背吃刀量增大一倍，主切削力增大一倍，切削热也成倍增加，但对切削温度 影响很小。 进给量对切削力和切削温度的影响也是有差异的。 吃刀深度对切削温度的影响最 小，进给量次之，切削速度影响最大。因此，从控制切削温度和成本的角度出发，在机床允 许的情况下，选用较大的吃刀深度和进给量比选用大的切削速度更有利。25． 解释切削用量三要素对切削力和切削温度的影响为什么正好 相反。答：背吃刀量：背吃刀量直接决定切削宽度和切削刃的实际工作长度。切削变形 主要在垂直切削宽度方向的平面内发生，与切削宽度方向尺寸关系不大。这样， 背吃刀量增加，切削热增加，但同时切削宽度、切削刃参加工作长度增加，改善 散热条件。 进给量：进给量增大，切削力、切削热增加，时，切削厚度也增大，刀屑接触长 度也增加，由切屑带走的切削热增加，散热面积也增加，这样对温度影响小。 切削速度：切削速度增大，切削力、切削热增大，同时热量散失也快，温度变化 不大。26． 增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越 大，切削温度越低？答：因为前角增大，变形和摩擦减小，因而切削热减少，但前角不能过大，否则 刀头部分的楔角减小使散热体积减小，不利于切削温度的降低。27.刀具磨损的种类极其原因？答：刀具磨损分为正常磨损和非正常磨损；正常刀具磨损有三种形态：前刀面磨 损、后刀面磨损和边界磨损。原因是：加工时，在刀刃附近的前、后到面上，形成很大的剪应力； 加工硬化。 非正常刀具磨损包含塑形破损和脆性破损。 原因是： 脆性大的刀具材料切削高硬度材料或断续切削；切削一定时间后，刀具材料因交 变机械应力和热应力所致的疲劳损坏。28.切削加工常用的切削液有哪几种？他在切削中的主要作用是 什么？答：常见的切削液有：水溶液；乳化液；切削油。 在切削过程中，为了降低切削力和切削温度，减小刀具磨损，改善加工质量和提 高生产率，常使用各种切削液。使用切削液不仅可以起到冷却作用，而且还可以 起到润滑、清洗和除锈的作用。29.什么叫刀具磨钝标准？刀具磨钝标准和那些因素有关？答：刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。磨钝 标准与工件的加工质量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。30.什么叫刀具使用寿命？刀具使用寿命于哪些因素有关？答： 一把新刀从开始使用直支达到磨钝标准所经历的实际切削时间，曾为刀具寿 命。影响的因素有：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具材料；其它因素。31.何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？粗加工和精加工可选用的刀具耐用度是否相同？为什么？ 答 ：最高生产率耐用度是以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的生产时间最少来衡量的；最低成本耐用度是以每件产品（或工序）的加工费用 最低为原则来指定的。 粗加工和精加工可选用的刀具耐度不同，因为粗加工主要考虑效率问题，所 用刀具制造简单， 而精加工主要注重表面粗糙度等问题， 所用刀具也是要求较高， 所以前者用最高生产率耐用度，后者用最低成本耐用度。32.选择切削用量的原则是什么？从刀具寿命出发时， 按什么顺序选择切削用量？从机床动力出发时，按什么顺序选择切削用 量？为什么？答：选择切削用量的原则是要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。从刀具 的寿命出发，首先选尽可能大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量，最后选 尽可能大的切削速度。从机床的动力出发，首先选择尽可能大的切削速度，其 次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的背吃刀量。33.工件材料切削加工性的含义是什么？为什么说它是相对的？答： 工件材料切削加工性是指在一定的切削条件下，对工件材料进行切削加工的 难易程度。 因为切削加工的具体情况和要求不同，不同情况下的衡量指标也不相同， 这就使得所谓的难易程度有不同的内容，所以说工件材料切削加工性是一个 相对概念。34 试述改善材料切削加工性的途径。答：影响工件材料切削加工性的因素包含有物理力学性能、化学成份、金相组织 以及加工条件等方面，生产实际中常考虑以下两方面： （1）调整材料的化学成分 （2）采用热处理改善材料的切削加工性。第三章 机械加工与装配工艺规程制定1．什么是机械加工工艺过程？机械加工工艺过程是指用机械的加工方法（包括钳工的手工操作）按规定的顺序 把毛坯(包括轧制材料)变成零件的全部过程。 2.工艺过程的基本单元是什么？如何划分？ 工序是工艺过程的基本单元。工序又可分为安装、工位、工步和走刀。 3.什么是工序、安装、工步、工位和走刀？ ▲工序指的是一个工人（或一组工人）在一个工作地点（一般是指一台机床）对 一个工件 （对多轴机床来说是同时对几个工件） 所连续完成的那一部分工艺过程。 ▲一个工序有时在零件的几次装夹下完成， 这时在零件每装夹一次下所完成的那 部分工作称为一次安装。 ▲在多轴机床上或在带有转位夹具的机床上加工时， 工件在机床上所占有的一个 位置上所完成的那部分工作称为一个工位。 ▲工步的定义：在加工表面、切削刀具和切削用量（对车削来说，指主轴转速和 车刀进给量，不包括切深，对其他加工也类似）都不变的情况下所连续完成的那 一部分工作。 ▲刀具在加工表面上对工件每一次切削所完成的那一部分工作称为一次走刀。4.机械加工工艺规程制定的指导思想？保证质量、提高效率、降低成本。5.不同生产类型的工艺过程的特点是什么？单件小批生产中广泛使用万能机床、通用夹具、通用刀具和万能量具，一般采用 较低精度的毛坯 大批大量生产中广泛使用各种高效率的、自动化程度高、专用的机床、夹具、刀 具和量具，一般尽可能使用精度较高的毛坯。6.什么是机械加工工艺规程？它的作用是什么？工艺规程的设 计的原则和步骤有哪些？▲将合理的工艺过程和操作方法，按照一定的格式写成文件，用来指导生产，这 个工艺文件就叫做加工工艺规程。 ▲工艺规程的作用： （1）工艺规程是组织生产的指导性文件 （2）工艺规程是生产准备工作的依据 （3）在新建和扩建加工车间时，可参考同类工厂的工艺资料设计工艺规程，并 计算出应配备的机床设备的种类和数量，确定车间的面积和机床的布置 ▲工艺规程的设计原则：保证质量、提高效率、降低成本。 ▲工艺规程的设计的步骤： （1）分析零件图和产品装配图 （2）确定毛坯 （3）拟定工艺路线，这是制订工艺的核心（4）确定工序所采用的机床、夹具、刀具和量具（5）确定加工余量，计算工序尺寸及公差 （6）确定工序的切削用量和工时定额 （7）确定各重要工序的检查方法 （8）填写工艺文件7.何为零件的结构工艺性？零件的结构工艺性:在保证零件使用性能的前提下，制造该零件的可行性和经济 性。8.毛坯的种类及其选择的原则？▲毛坯的种类有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。 ▲（1）铸件 铸件适用于做复杂形状零件的毛坯 （2）锻件 锻件适用于对强度有一定要求，形状比较简单的零件。当为单件小批 量、大尺寸工件时，采用自由锻；当为大批量生产、中小尺寸工件时，采用模锻。 （3）型材 型材有热轧和冷拉两种。热轧型材尺寸范围大，精度较低，用于一般 机器零件。冷拉型材尺寸范围较小，精度较高，多用于制造毛坯精度要求较高的 中小零件。9.获得加工尺寸的几种方法？（1）材料的去除原理 （2）材料的基本原理 切削加工 磨削加工 特种加工 铸造 锻造 焊接 涂层（3）材料的累加成型原理10.何为设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准 和装配基准?▲设计基准：在设计时或在设计图纸上确定零件位置或零件上某一点、线、面位 置的那些点、线、面。 ▲工艺基准:在加工、测量和装配时所使用的基准。 ▲工序基准：在工序图上确定零件位置或零件上某一表面位置的点、线、面。 ▲定位基准:在加工时，用以确定工件在机床上或在夹具中正确位置所采用的基准。 ▲测量基准：工程测量时作为标准的原点。 ▲装配基准:在装配时，确定零件的点、线、面的基准。11.图 3.81 所示为箱体的零件图及工序图， 试在图中指出： ①平 面 2 的设计基准、定位基准及测量基准；②镗孔 4 的设计基准、 定位基准及测量基准。12.粗基准、精基准的定义及其选择的原则？▲以毛坯表面作为基准者称为粗基准 ▲粗基准选择的原则： （1）互为位置要求原则 （2）余量均匀原则 （3）选择粗基准时，必须考虑定位准确、夹紧可靠，以及夹具结构简单、操纵 方便 （4）不重复使用粗基准原则 ▲以加工过的表面为基准者称为精基准 ▲精基准选择的原则： （1）基准重合原则 （2）最短路线原则 尽量选择设计基准作为精基准 当选用设计基准为精基准有困难时，可以采用非设计基准作为精基准，但应尽量减少基准的转换次数，以减少基准不重合误差（3）统一基准原则当工件以某一精基准定位，可以较方便地加工所有其他表面时，则应尽早的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后各工序都以它 为基准 （4）所选择的精基准，应能保证工件定位准确、夹紧可靠，并有合适的定位夹 紧机构 （5）在光整加工和磨削加工中，用自为基准或互为基准的方法，来减少加工余 量，提高生产效率，保证表面层的质量13.什么是经济加工精度？经济加工精度是指在正常的机床、刀具、工人等工作条件下，以最有利的消耗成 本所能达到的加工精度14.加工阶段是如何划分的？划分加工阶段的目的？▲加工阶段分为： 粗加工阶段 （2） （1） 半精加工阶段 光整加工阶段 ▲划分工阶段的目的： （1）保证加工质量 工阶段可及时发现毛坯缺陷 （2）合理使用设备 （3）粗加 （3） 精加工阶段 （4）（4）适应热处理的需要15.加工工序的安排应遵循哪些原则？热处理工序及辅助工序应 如何安排?▲加工工序的安排应遵循的原则： （1）先粗后精，粗精分开 （3）先主要平面，后次要面 后进行 ▲热处理工序及辅助工序安排： （1）正火、调质等改善材料机械性能和加工性的热处理，应放在粗加工以前或 粗加工和半精加工之间进行 （2）消除内应力的热时效工序，一般放在粗加工前或放在粗加工与半精加工之 间进行 （3）淬硬工序一般放在半精加工和精加工之间进行 （2）先加工平面再加工孔 （4）有些零件的精加工工序必须在装配以16.分散工序和集中工序的特点及其适用的场合?▲分散工序的特点： （1）机床、刀具、夹具等工艺装备比较简单，调整和维修方便、容易，生产准 备工作周期较短，便于工人掌握 （2）有利于选择最合理的切削用量，减少机动时间 （3）工艺路线长，设备和工人数量多，生产周期长，运输量大，生产面积也较 大 ▲集中工序的特点： （1）采用高生产率的专用设备和工艺装备，减少工件的安装次数，而且每次安 装后可加工许多表面，有利于保证这些表面的互相位置精度 （2）工艺路线短，设备和工人数量少，又复杂，生产周期准备较长，变换产品 困难 ▲大批量生产适于工序分散原则，单件小批生产适于工序集中原则，产品经常变 换适于工序分散原则，零件加工质量技术要求高适于工序分散原则，零件尺寸、 重量大，适于工序集中原则17.什么是加工余量、工序间余量和总余量？加工余量和工序尺 寸与公差之间有何关系？▲加工余量是指： 加工表面为了达到所需要的精度和表面质量而应切除的金属层 厚度即加工前后的尺寸之差 ▲工序间余量： 某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度，即该工序加工前后 尺寸之差 ▲总余量： 是指零件从毛坯变为成品的整个加工过程中某一表面所切除的金属层 的总厚度即零件上同一表面毛坯尺寸与图纸尺寸之差18.影响加工余量的因素有哪些？答：1）前一工序的公差。 2）前一工序所遗留的表面粗糙度值和表面缺陷层深度。19．什么是尺寸链？何谓尺寸链的封闭环和组成环？答：又相互关联的按一定顺序首位相接构成封闭环的一组尺寸称为尺寸链。 封闭环：尺寸链中在加工过程中最后间接获得的尺寸成为封闭环。组成环：尺寸链中直接获得的并对封闭环有影响的尺寸环都称为组成环。20.尺寸链有哪些种类？尺寸链的计算方法有几种？又可分为几 种计算情况？答：直线尺寸链，平面尺寸链，空间尺寸链。 尺寸链的计算方法： 1）极值法 2）统计法。22.图 3.82 所示为零件简图，其内、外圆均已加工完毕，外圆尺 寸为Φ90 ?0.10 mm,内孔尺寸为Φ60 0 mm。现铣键槽，其深度要求 为 50+0.030 0 +0.05mm，该尺寸不便直接测量，为检测键槽是否合格，可直接测量哪些尺寸？试求出它们的尺寸链及其极限偏差。以外圆为基准解：1）计算基本尺寸 5=90-A A=852)平均偏差 0．15=-0.05-△L 3)计算公差 0.3-0= TL +0-(-0.1) 4)极限偏差 ESL=0.2+TL0.5=-0.1 ESI=-0.3 L=85 ?0.3 以内孔为基准 1）计算公差 5=45-30-A 2)平均偏差 0.15=-0.05-0.025-△L 3）计算公差 △L=-0.225 A=10?0.1△L=-0.2TL=0.20.3= TL+0.1+0.05 TL=0.15 4）极限偏差 ESL=-0.15 L=10 ?0.3?0.15ESI=-0.323．图 3.83 所示为加工轴套的车削工序图，由于设计尺寸 0.66 ?0.1 mm 不便直接测量，工艺采用：钻、镗孔Φ6.3 0 mm―― 镗孔Φ7 0 mm、深 5±0.015mm――掉头车端面 2，控制总长 11.4 ?0.04 mm――镗孔Φ7 0 mm，控制测量深度 A，画出尺寸链图， 试求工序尺寸 A 及其极限偏差。0.66=11.4-A-5 A=5.740 +0.1 +0.1 0 +0.080.66=11.4（5-0.015） I -EA EAI=5.755 0.56=11.36- （ 5+0.015 ） -EAL EAL=5.78524.何谓时间定额、单件时间及其单件时间的组成?答： （1）时间定额：完成某一工序所规定的工时。 （2）单间时间：完成零件某一工序所用的时间。 （3）单间时间的组成 1）基本时间 2）辅助时间 3）工作地点服务时间 4）休息和自然需要时间 5）准备终结时间。25.提高劳动生产效率的工艺措施有哪些？答：1）缩短基本时间 2）缩短辅助时间 3）缩短准备中介时间。26.什么是工艺成本、可变费用、不变费用？怎样比较不同的工 艺方案的经济性？答： 所谓工艺成本， 是指生产成本中与工艺过程有关的那一部分成本而过程无关 的那一部分成本。 于年产量直接有关的费用称为可变费用。 与零件产量没关系的费用称为不变费用。 对不同工艺方案进行经济比较时一般分为两种情况： (1)当需要比较的工艺方案的基本投资相近，或在采用现有设备条件的情况下， 工艺成本既可以作为衡量各种方案经济性的依据。 (2)当需要比较两个工艺过程方案的基本投资差额较大时，必须同时考虑不同方 案的基本投资差额的回收期限。27.什么是装配工艺尺寸链？装配尺寸链的封闭环是是什么？答： 装配尺寸链通常是以装配精度指标或装配要求作为封闭环，所有与该精度指 标有关的零件尺寸作为组成环。封闭环是装配所要保证的装配精度或技术要求， 它为最后的间接保证。28.保证装配精度的装配方法有哪几种？它们各适用什么场合？答：互换装配法，选择装配法，修配装配法，调整装配法。 互换装配法主要适用于不需要很高的人技术水平，流水线和自动生产线。选择装 配法主要适用于大批，大量生产的情况下，对装配精度要求很高的场合。修配装 配法主要适用于在大批量生产或单件小批生产中，对于装配精度要求较高，组成 环数目较多的场合。 调整装配法主要适用于装配精度要求较高，封闭环精度要求 较高的场合。第四章 机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？机床夹具，就是将工件进行定位，加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和 刀具间的相对位置关系的附加装置。 机床夹具的分类：按使用特点分： 1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附 件提供给用户。 （2）专用夹具（3）成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分 装置可以调整，以适应不同零件的加工。 （4）组合夹具：由一套预先制造好的标 准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样， 组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。 组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。 （5）随行夹具：在自动线或柔 性制造系统中使用的夹具。按使用机床分： 车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具。按动力源分：手动夹具、气动夹具、 液压夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 机床夹具的作用:（1）保证加工精度；零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和 表面相互位置精度。夹具的最大功用是保证加工表面的位置精度。 （2）提高生产 率，降低生产成本；快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短辅助时间， 提高了成品率，降低了成本。 （3）扩大机床的加工范围；如在车床上加镗夹具， 可完成镗孔加工。 （4）减轻工人劳动强度2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？直接装夹: 精度高，效率低，对工人技术水平高； 划线找正装夹:精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件。3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？（1）定位元件，定位装置。用来确定工件在夹具上位置； （2）夹紧元件，夹紧 装置。用来夹紧工件，使其位置固定下来（3）导向元件（钻套、对刀块） ，用来 确定刀具与工件相互位置（4）连接元件（5）夹具体，将夹具的各种元件，装置 连接起来。 （6）动力装置，减轻工人体力劳动，提高劳动生产率。此外有分度机 构、 操作元件等。4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？机床夹具有车床夹具，磨床夹具，钻床夹具，铣床夹具和镗床夹具等。5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？定位 : 使工件在机床或夹具上占有正确位置。 夹紧 : 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。6.什么叫六点定位原理?合理布置六个定位支承点， 使工件上的定位基面与其接触，一个支承点限制工件 一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即 六点定位原理。7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位， 凡是超过六个定位支承点就是过定位， 不超过六个支承点就不会 过定位，这种说法对吗？为什么？不对， 因为有六个定位支承点不一定就限制了六个自由度， 即不一定为完全定位; 超过六个支承点不一定是过定位，有可能是欠定位，也有可能是过定位和欠定位 同时存在；不超过六个支承点时，某个支承点可能会被重复限制出现过定位。8.定位、 欠定位和过定位是否都不允许存在？为什么？根据加工 要求应予以限制的自由度或工件六个自由度都被限制了就不会 出现欠定位或过定位吗？试举例说明。完全定位与不完全定位都是合理的定位方式，是允许存在的；而欠定位是不允许 的，它可能产生破坏定位，可能使工件不能装入、工件变形或夹具变形等危害， 但当工件定位面精度较高，夹具定位元件精度也较高时，过定位是允许存在的。 根据加工要求应予以限制的自由度或工件六个自由度都被限制了不会出现欠定 位，但可能出现过定位，例如：四条腿的桌子，需要限制的自由度都被定位但出 现了过定位。9.常见的定位元件有哪些，分别限制的自由度的情况如何？1）定位销定位：短销限制两个自由度，长销限制四个自由度。2）V 型块定位:短型的限制两个自由度，长型的限制四个自由度。 3）锥销定位：固定锥销可限制三个自由度，浮动锥销限制两个自由度。 4）顶尖定位：两个顶尖配合限制五个自由度。10.可调支承，自位支承和辅助支承的不同之处？答:可调支承：多用于毛面定位，每批调整一次； 自位支承：一般只限制一个自由度，即一点定位; 辅助支承：在工件定位后才参与支承的元件，不限制自由度，主要用于提高 工件的刚度和定位稳定性。11.根据六点定位原理， 试分析图 4.74 中各零件的定位方案中各 个定位元件所限制的自由度。1 三爪卡盘：Z 平动，Y 平动,Y 旋转,Z 旋转 平动 2 挡块：X 平动 Z 旋转1 三爪卡盘：Z 平动，Y2 顶尖：X 平动，Y 旋转，1 顶尖：X 平动，Z 平动，Y 平动 2 顶尖：Y 旋转，Z 旋转小锥度心轴：Z 平动，Y 平动1 三爪卡盘：Z 平动，Y 平动 2 中心架：Y 旋转，Z 旋转1 小平面：X 平动 2 心轴：Z 平动，Y 平动,Y 旋转,Z 旋转1 小平面：X 平动 2 顶尖：Z 平动，Y 平动 3 顶尖：Y 旋转，Z 旋转1 心轴：X 平动,Y 平动 2 平面：Z 平动，X 旋转，Y 旋转1 心轴：Z 平动，Y 平动 2 平面：X 平动，Y 旋转，Z 旋转1 锥销：Z 平动，Y 平动，X 平动 2 锥销：Y 旋转，Z 旋转V 块：Z 平动，X 平动，Z 旋转 ，X 旋转 旋转 2 圆柱销：Y 旋转V 块：Z 平动，X 平动，Z 旋转，小平面：Y 平动 圆柱销：X 旋转12.何谓定位误差？定位误差由哪些因素引起？定位误差数值一 般应控制在零件公差的什么范围之内？答：定位误差是指因工件在夹具中定位不准确而带来的误差。 （1）定位基准与设计基准不重合（2）定位基面与定位元件间的间隙（3）定位 基面本身的形状误差。制订夹具公差时，应保证夹具的定位、制造和调整误差的 总和不超过零件公差的 1/3～1/5 。图 4.75（a)所示零件，底面 3 和侧面 4 已加工好，现需加工台 阶面 1 和顶面 2，定位方案如图 4.75（b)所示，求各工序的定位 误差。答：工序一：加工顶面 2，以底面和侧面定位，调刀基准是与底面 3 相接触的定 位平面，定位基准和设计基准都是底面 3，二者与调刀基准重合，加工时，使刀 具调整尺寸与工序尺寸一致，即 C=H±△H ,则定位误差 △dw=0.工序二：加工台阶面 1，定位同工序一，定位基准为底面 3，与调刀基准重合， 设计基准为顶面 2，定位基准与设计基准不重合，导致加工尺寸 A±△A A±△A±△H ，其误差为 2△H。即△jb=2△H. 变为图 4.76 所示为套筒零件铣平面，以内孔（D0+△D）中心O 为定位基准， 套在心轴 d0-△d O1 上， O1 为调刀基准， 则 配合间隙为△，工序尺寸为 H+△H0 求心轴水平放置和垂直放置是工序尺寸 H+△H0 的定位 误差。答：当心轴水平放置时，定位基准与调刀基准间最大和最小距离分别为：OO1max=OA-01A=(D+△D)/2-(d-△d)/2 OO1min=D/2-d/2￣ 则 由 于 基 准 发 生 位 移 而 造 成 的 加 工 误 差 为 △ jw=OO1max COO1min = △ D/2+ △ d/2=1/2(△D+△d). 若心轴垂直放置，此时定位误差为 △jw=△D+△d+△ (△=D-d) 15.图 4.77 所示圆柱体零件的直径为 d0-△d ，均放在 V 型块上定位铣平面，其加 工表面的设计尺寸的基准分别为上母线 B ，下母线 C 和零件中心线 O，试分别 计算其定位误差。答：尺寸 H1 的定位误差： 这时设计基准的最大位置变动量为 B1B2 ，即定位误 差：△dw1=B1B2=AB2-AB1=△R(1/sin /2 +1) ，即定位误差：尺寸 H2 的定位误差，这时设计基准的最大位置变动量为 C1C2 △dw2=C1C2=AC2-AC1=△R(1/sin /2 -1)尺寸 H3 的定位误差，这时设计基准的最大位置变动量为 O1O2 ，即定位误差：△dw3=O1O2=AO2-AO1=△R/sin/2.16.为什么会出现基准位移误差？以工件的孔和外圆在心轴和 V 型块上定位为例。答： 将工件定位工作面与夹具定位元件的定位工作面合称为定位副，由于定位副 制造不准确， 使定位基准相对夹具的调刀基准发生位移而产生的定位误差，称为 基准位移误差。例详见上两题。17 夹紧力的确定原则是什么？答：夹紧力方向（1）一般垂直于主要定位基准面（2）应使所需夹紧力尽可能小 （3）应使工件变形尽可能小。夹紧力作用点应在定位元件上或几个定位元件形 成的稳定受力区域内，应使工件的夹紧变形尽可能小，不影响精度，应尽可能靠 近工件被加工表面，提高加工部位的夹紧刚性。夹紧力大小的确定： （1）类比法（2）计算分析法18 钻套的种类有哪些？分别适用于什么场合？答:固定钻套：主要在中小批生产中用来加工小孔或孔间距较小，需要结构紧凑 的地方。 （过盈配合） 可换钻套：多用在打批量生产中。 快换钻套：它广泛用 于需要连续更换刀具的场合。 19.夹具的动力装置有几种？各有什么特点？ 答：手动夹紧机构优点：结构简单，制造容易，成本低。缺点：动作慢，劳动强 度大，夹紧力变动较大。机动夹紧优点：夹紧力小，变形小，劳动强度较小，动 作较快， 对工人操作经验的要求可以降低， 便于较远距离操纵。 缺点： 成本较高。 气动夹紧：压缩空气黏度小，管路损失小；管道不易堵塞，维护简便；不污染环 境，输送分配方便。缺点是与液压系统相比，工作压力较低。 液动夹紧：夹具 结构简单紧凑；液压夹紧刚性大，工作平稳，夹紧可靠；噪音小。气-液动联合 夹紧：成本比液压夹紧低。电磁夹紧：操作方便，响应快。}