机械制造技术基础考试重点及答案

1.理解大、小制造的概念。CIRP定义：制造包括制造企业的产品设计、材料选择、制造生产、质量保证、管理和营销一系列有内在联系的运作和活动。[大制造、广义理解]狭义理解：生产过程从原材料（半成品）→成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。[小制造]2.掌握机械加工工艺过程的定义，知道工序、安装、工位、工步、走刀的含义。采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置及表面质量，使之成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机械加工工艺过程。安装——在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。工位——工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。工步——指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。（在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）走刀——同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。3.掌握常用的机械加工方法（车、铣、刨、磨、拉、钻等），知道各种方法可以用来加工哪类几何表面,，同时掌握切削加工的成形运动，并能区分主运动、进给运动、定位和调整运动。主运动指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度，用v（m/s）表示。进给运动指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量（f—mm/r）或进给速度（vf—mm/min）表示。定位和调整运动使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深度，工件分度等。4.掌握机床和夹具的基本组成及各部分的作用。机床组成：1）动力源：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分2）传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件3）支撑件（机床大件）：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受重力和切削力，如床身、底座、立柱等4）工作部件：包括①与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件；②与工件和刀具有关的部件，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；③与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和操纵机构等。5）控制系统：用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统。6）冷却系统7）润滑系统8）其他装置：如排屑装置，自动测量装置夹具的组成：1）定位元件及装置2）夹紧元件及装置3）对刀及导向元件4）连接元件5）夹具体6）其他元件及装置（防护、防错、分度…）5．理解并掌握六点定位原理，掌握典型定位元件的定位分析（定位元件限制的自由度），知道完全定位、不完全定位、欠定位、过定位的含义，并能够判断工件加工某些要素时应当限制的自由度。六点定位原则：任何一个工件，在其位置尚未确定前，均具有六个自由度，即沿空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向的移动和绕他们的转动，分别以表示。要确定工件的空间位置，就需要限制其6个自由度。将工件的6个自由度万全限制，工件在空间的位置就被唯一的确定。这就是通常所说的六点定位原则。工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。a)限制；b）限制；c）限制；d）限制；e）限制；f）限制6.掌握刀具（仅限外圆车刀）的组成（刀头、刀体）及刀具切削部分的组成要素（前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃等）。掌握刀具标注角度的定义，并理解各种角度对刀具性能及切削性能的影响规律。外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。cbaZYX,,,,,车刀的切削部分由3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1个刀尖组成。刀具标注角度：1）前角γo在主剖面内测量，是前刀面与基面的夹角。通过选定点的基面位于刀头实体之外时γo定为正值；位于刀头实体之内时γo定为负值。γo影响切削难易程度。增大前角可使刀具锋利，切削轻快。但前角过大，刀刃和刀尖强度下降，刀具导热体积减小，影响刀具寿命。2）后角αo后角αo在主剖面内测量，是主后刀面与切削平面的夹角。后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反而会加快主后刀面的磨损。3）主偏角κr在基面内测量，是主切削刃在基面上投影与假定进给方向的夹角。κr的大小影响刀具寿命。减小主偏角，主刃参加切削长度增加，负荷减轻，同时加强了刀尖，增大了散热面积，使刀具寿命提高。κr的大小还影响切削分力。减小主偏角使吃刀抗力增大，当加工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。4）副偏角κr′κr′在基面内测量，是副切削刃在基面上的投影与假定进给反方向的夹角。副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和表面粗糙度。5）刃倾角λs——切削平面内测量，是主切削刃与基面的夹角。当刀尖是切削刃最高点时,λs定为正值；反之位负。λs影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度，λs常取负值；精加工时为防止切屑划伤已加工表面，λs常取正值或零。7.金属切削的变形过程，重点是三个变形区的分析。第Ⅰ变形区：即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。第Ⅱ变形区：靠近前刀面处切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。第Ⅲ变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。8.切屑的的基本类型和各种切屑的形成条件。9.刀具的失效形式、刀具磨损的主要原因、刀具的使用寿命。工具钢和高速钢刀具的主要破损形式是烧刃、卷刃和折断。硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石刀具由于韧性较低，容易发生崩刃、折断、剥落和热裂。10.掌握机械加工质量的内涵，知道其组成方面，系统地理解哪些因素会对零件的机械加工质量产生影响。知道机械加工精度和机械加工表面质量的内涵，理解表面质量对零件使用性能都有哪些方面的影响。机械加工质量通常包括机械加工后表面几何方面的质量和材料性能方面的质量。加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。加工误差：零件加工后实际几何参数与理想几何参数的偏差。表面质量对零件使用性能的影响：11.理解原始误差的含义，知道原始误差的种类，理解各种原始误差对零件加工性能的影响方式。知道误差敏感方向的含义，能够判断误差敏感方向。原始误差——引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向。误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。12.理解机械加工工艺规程的含义和工艺规程的设计原则。将制订好的零（部）件的机械加工工艺过程按一定的格式（通常为表格或图表）和要求描述出来，作为指令性技术文件，即为机械加工工艺规程机械加工工艺规程设计原则：1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。13.知道粗基准和精基准的含义，掌握两种基准的选择原则，并能够灵活的应用这些原则。使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。粗基准选择原则：1.保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。2.余量均匀分配原则——如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。3.便于工件装夹原则——要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。4.粗基准一般不得重复使用原则精基准选择原则：1.基准重合原则——选用被加工面设计基准作为精基准2.统一基准原则——当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工3.“互为基准”的原则——对某些位置要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度4.“自为基准”的原则——对一些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而且均匀，这时可以已经精加工过的表面自身作为定位基准5.便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。14.知道外圆柱面、内圆柱面和平面几种常见几何面的加工路线，能够在给定的条件下灵活选取这些加工路线。（一）外圆表面（外圆柱面）的加工路线1．粗车→半精车→精车：2．粗车→半精车→粗磨→精磨：3．粗车→半精车→粗磨→精磨→光整加工（二）孔（内圆柱面）的加工路线1．钻→粗拉→精拉：2．钻→扩→铰3．钻（粗镗）→半精镗→精镗→浮动镗4．钻（粗镗）→半精镗→粗磨→精磨→研磨（三）平面的加工路线1．粗铣→半精铣→精铣→高速精铣2．粗刨→半精刨→精刨→宽刀精刨或刮研3．粗铣→半精铣→粗磨→精磨→研磨15.理解尺寸链、组成环、封闭环、增环、减环的含义，并能够在特定的尺寸链中判断其类型，并掌握尺寸链的计算。尺寸链：由若干相互有联系的尺寸按一定顺序首尾相接形成的尺寸封闭图形工艺尺寸链：在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链装配尺寸链：在机器设计和装配过程中，由有关零件设计尺寸形成的尺寸链尺寸环：组成尺寸链的每一个尺寸，成为尺寸链的尺寸环封闭环：凡在零件加工过程或机器装配过程中最终形成的环组成环：尺寸链中除封闭环以外的各环。其尺寸一般由加工直接得到增环：凡该环变动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增大或减小）的环减环：由该环变动（增大或减小）引起封闭环反向变动（减小或增大）的环例：下图a)所示为一轴套零件，尺寸0-0.138mm和0-0.058mm已加工好，b)、c)、d)为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸A1、A2、A3。解：1）图b：基准重合，定位误差=0，故A1=100.1mm。2）图c：尺寸A2、100.1和0-0.058构成一个尺寸链，其中尺寸100.1是封闭环，A2和0-0.058是组成环，且A2为增环，0-0.058为减环，由尺寸链极值算法，其基本尺寸为：8+10=18mm。上偏差为：ES=0.1+（-0.05）=0.05mm；下偏差为：EI=-0.1+0=-0.1mm。故A2=0.05-0.118。3）同样是尺寸链的求解问题，根据尺寸链极限算法求解公式，可知A3的基本尺寸为38-8-10=20mm，上偏差ES=0，下偏差EI=-0.05，故A3=0-0.0520。16.理解并掌握加工阶段的划分，知道各阶段的主要任务。粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求光整加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求17.理解工序集中于工序分散，并知道各自的特点。工序集中：使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少优点：1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；3