机械制造工艺学

简答题 13．制定机械加工工艺规程的原则？在一定的生产条件下，以最低的成本，按照计划规定的速度，可靠地加工出符合图纸要求的零件。2.在工艺过程中，采用机械加工的方法，按照一定的顺序，逐步改变毛坯的形状、尺寸、性质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。14.安排机械加工顺序应遵循的基本原则有：1）基准先行；2）主次分开、划分加工阶段；3）先面后孔；4）次要表面加工穿插进行。13.在加工表面、刀具、机床转速、进给量均不变的条件下所完成的那部分工艺过程，称为工步。26．工艺过程是生产过程的重要组成部分，包括直接改变毛坯的形状、尺寸、位置和材料的性质，使之成为成品和半成品的过程。27．机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工序组成的；工序又可分为安装、工位、工步、走刀几个组成部分。安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。工位：在工件的一次安装中，通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。工步：加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变得情况下所完成的工位内容。走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步。21、工艺顺序按排有哪些原则？{ 1.先加工基准面，再加工其他表面；2.一半情况下，先加工表面，后加工孔；3.先加工主要表面，后加工次要表面；4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序 }2. 精基准有哪些选择原则？ （1）基准重合原则 应选用设计基准作为定位基准。 （2）基准统一原则 应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。 （3）自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面本身作为定位基准。（4）互为基准原则 对相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。 （5）可靠、方便原则 应选定位可靠、装夹方便的表面做基准。2、何谓精基准？选择精基准应遵循什么原则?选择被加工工件的已加工面作为定位基准,这一基准称为定位精基准。1) 基准重合原则；2) 基准统一原则；3) 自为基准原则；4) 互为基准；5) 作为定位精基准的表面应定位准确,夹紧可靠,并使夹具的结构简单。*20、粗基准选择原则？精基准选择原则？{粗基准：1.保证相互位置要求的原则；2.保证加工表面加工余量合理分配的原则；3.便于工件装夹的原则；4.粗基准一般不得重复使用的原则 精基准：1.基准重合原则；2.统一基准原则；3.互为基准原则；4.自为基准原则；5.便于装夹原则 }6．简述制定工艺规程的步骤? （8分） 1）分析零件图和产品装配图 2）确定毛坯 3）拟定工艺路线 4）确定各工序尺寸及公差 5）确定各工序的设备，刀夹量具和辅助工具 6）确定切削用量和工艺定额 7）确定各重要工序的技术要求和检验方法 8）填写工艺文件。切削用量是指切削速度 v c 、 进给量 f （或进给速度 v f ）、 背吃刀量 a p 三者的总称，也称为切削用量三要素。它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。它们的定义如下： （一）切削速度 v c 切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下 v c=( π d w n )/1000 (1-1) 式中 v c ——切削速度 (m/s) ； dw ——工件待加工表面直径（ mm ）； n ——工件转速（ r/s ）。 在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工表面直径的数值进行计算，因为此处速度最高，刀具磨损最快。 （二）进给量 f 工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。 进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。 v f=fn （ 1-2 ） 式中 v f ——进给速度（ mm/s ）； n ——主轴转速（ r/s ）； f ——进给量（ mm ）。 （三）背吃刀量 a p 通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算： a p = （ d w — d m ） /2 （ 1-3 ） 式中 d w ——工件待加工表面直径（ mm ）； dm ——工件已加工表面直径（ mm ）。9．加工工序的安排原则？ 1）基面先行原则 2）先粗后精原则 3）先主后次原则 4）先面后孔原则.由一个或一组工人，在一个工作场地，对一个或多个零件，所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 13、工序基准用以确定本工序加工表面加工以后的尺寸,形状和位置所使用的基准.称为工序基准。简言之,工序图上使用的基准,称为工序基准工件定位：采取一定的约束措施来限制自由度，通常可用约束点群来描述，而且一个自由度只需要一个约束点来限制。六点定位原则：采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，实现完全定位。 完全定位：限制六个自由度。不完全定位：仅限制1~5个自由度。 过定位：工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。定位：指确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程1、造成定位误差的原因是什么？举例说明？专用夹具装夹工件，影响加工精度的因素有那些？造成造成定位误差的原因，主要有两个，一是定位基准与工序基准不重合；二是定位基准与限位基准不重合。冷作硬化的含义及其影响因素？ 机械加工过程中，加工表面受切削力的作用而产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化，甚至破碎，表面层得到强化，其硬度和强度都有所提高，这种现象称为冷作硬化。 影响冷作硬化的因素有：1)刀具的影响 2)切削用量的影响 3)工件材料的影响16、试分析影响切削加工表面冷作硬化的因素？{切削用量的影响 刀具几何形状的影响 加工材料性能的影响}7.在确定夹紧力的作用点时，应遵循的原则是：1）应落在定位元件支承的范围内，2）应落在工件刚性较好的部位，3）应尽量靠近工件加工表面。3、如何正确地确定夹紧力？正确确定夹紧力，主要是正确确定夹紧力的方向，作用点和大小。4、何谓误差复映?何谓误差复映系数?误差复映系数与哪些因素有关?把工件加工前的误差Δ前，以类似的形状反映到加工后的工件上去的这一规律，称为误差复映规律。工件加工前的误差与加工后的误差之比，称为误差复映系数。误差复映系数定量的反映了毛坯误差经加工后的减少的程度，主要与工艺系统刚度和径向切削力系数这两个因素有关，它与工艺系统刚度成反比，与径向切削力系数成正比。误差敏感方向：对加工精度影响最大的那个方向8、何谓“误差复映”现象？何谓误差复映系数？减少误差复映有哪些措施？{由于工艺系统误差变形的变化，是毛坯误差部分反映到工件上 措施：增大走刀次数，增大工艺系统刚度，减小进给量，提高毛坯精度}}7 何谓毛坯误差复映规律？如何利用误差复映规律来测试机床刚度？如何减少毛坯误差对加工精度的影响？答案：毛坯误差按递减规律传给工件称误差复映规律。测试机床刚度时可用一带三个凸出台阶的轴，分别测量三个凸台的直径，在一次走刀中切去台阶，再分别测量三点的受力和尺寸，求得3点的误差复映系数ε，根据k=C/ε，解联立方程即令可求出机床刚度。首先尽量提高毛坯的精度，减少加工余量；增加走刀次数；提高工艺系统的刚度。10．什么是表面强化工艺，常用方法有哪些 ？表面强化处理是通过冷压使表面层发生冷态塑性变形，提高硬度，并产生残余压应力的加工方法，常见的表面强化方法有：喷丸强化，滚压加工，液体磨料强化。积屑瘤现象：由于刀具前刀面与切屑接触面上的摩擦，当切屑速度不高且形成连续切屑时，加工钢料或其他塑性材料，常常在刀刃处粘着一块剖面呈三角状的硬块，其硬度是工件材料硬度的2~3倍，称为积屑瘤2、积屑瘤的作用 优点：积屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃进行切削，提高了刀刃的耐磨性；同时积屑瘤的存在使得刀具的实际前角变大，刀具变得较锋利。 缺点：积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程，（1）部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上，（2）而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变，（3）同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。 鉴于积屑瘤的优缺点，我们在粗加工时应设法形成积屑瘤，而在精加工时则要避免积屑瘤的产生。1 精加工（不希望产生积屑瘤）1）积屑瘤会改变切削深度，不能保证加工尺寸精度；2）积屑瘤使前角变大，由于积屑瘤粘附在刀具前面上，加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，变形小，但积屑瘤消失时，切削力又变大，容易引起振动。2 粗加工1）硬质合金材料的刀具：在积屑瘤比较不稳定的情况下，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒破落，反而使刀具磨损加剧。影响积屑瘤的主要因素由于积屑瘤是在很大的压力、强烈摩擦和剧烈的金属变形的条件下产生的。因而，切削条件也必然通过这些作用而影响积屑瘤的产生、长大与消失。1、工件材料。当工件材料的硬度低、塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数(大于1)和接触区长度比较大。在这种条件下，易产生积屑瘤。当工件塑性小、硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。切削脆性材料是产生积屑瘤的可能更小。2、刀具前角。刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。据有关资料介绍，刀具前角γ0≥40时，积屑瘤产生的可能就小。3、切削速度。切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。以中碳钢为例，切削速度Vc2m/min时，不产生积屑瘤。当Vc2m/min～30m/min时，积屑瘤从生产到生长到最大。也即是说，切削温度为300℃ 左右时，切屑与刀具间的摩擦系数最大，积屑瘤达到最高高度。随着切削速度相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。高速切削时(Vc 120m/min)，由于切削温度很高(800℃以上)，切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消灭。所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削，或采用低速(Vc5m/min)切削，以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。4、切削厚度。切塑性材料时，切削力、切屑与前刀面接触区长度都将随切削厚度的增加而增大，将增加生成积屑瘤的可能性。所以，在精加工时除选取较大的刀具前角，在避免积屑瘤的产生切削速度范围内切削外，应采用减小进给量或刀具主偏角来减小切削厚度。3. 加工阶段可以划分为哪几个阶段？1） 粗加工阶段——其主要任务是切除大部分加工余量，应着重考虑如何获得高的生产率。 2） 半精加工阶段——完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作好准备。3） 精加工阶段——使各主要表面达到图纸规定的质量要求。 4） 光整加工阶段——对于质量要求很高的表面，需进行光整加工，主要用以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。 22、如何划分加工阶段？划分加工阶段有哪些好处？{ 加工阶段划分：1.粗加工阶段·半精加工阶段·精加工阶段·精密光整加工阶段 可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。另外，在粗加工阶段发现毛坯有缺陷时就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。此外还可以合理的使用设备，低精度机床用于粗加工精密机床专门用于精加工，以保持精密机床的精度水平；合理的安排人力资源，高技术工人专门从事精密超精密加工，这对保证产品质量，提高工艺水平来