山东大学机械制造技术基础2011年期末考试部分试题+模拟题含答案三份

THKFIGHTER１《机械制造技术基础》模拟试题一及答案一、（10分）什么是刀具的前角0、后角0、主偏角r、副偏角'r、刃倾角s。并将各角度标注在图上。答：前角0，在正交平面0P内度量的基准面P与前刀面A的夹角；后角0，在正交平面0P内度量的主后刀面A与切削平面Ps的夹角；主偏角r，在基面Pr内度量的切削平面Ps与进给方向之间的夹角；副偏角'r，在基面Pr内度量的副切削平面'Ps与进给运动反方向之间的夹角；刃倾角s，在切削平面Ps内度量的主切削刃S与基面Pr的夹角。五、（10分）什么是积屑瘤？试述积屑瘤的形成及其对切削过程的影响？答：由于刀具前刀面与切屑接触面上的摩擦，当切削速度不高且形成连续切屑时，加工钢料或其他塑性材料，常在刀刃处粘着一块剖面呈三角形的硬块，其硬度是工件材料硬度的2-3倍，称为积屑瘤。刀-屑接触面间的摩擦是产生积屑瘤的原因，压力和温度是产生积屑瘤的条件。工件材料硬化指数越大，越容易形成积屑瘤。积屑瘤对切削过程的影响：1.增大实际前角b，粘结在前刀面上，增大了实际前角，可使切削力减小。2.增大切削厚度，由于积屑瘤的产生、成长、脱落是一个周期性的动态过程，切削厚度的变化易引起振动。3.积屑瘤不稳定，易破裂，使加工表面的粗糙度增大。4.影响刀具的耐用度，积屑瘤相对稳定时，可代替刀刃切削，提高刀具的耐用度；积屑瘤不稳定时，破裂部分有可能引起硬质合金刀具的剥落，降低刀具的耐用度。六、（15分）CA6140型卧式车床的主电机功率为7.5KW，转速为1450r/min，其主运动传动链如下所示。试求：1、主轴正转和反转各有多少级转速？2、为什么主轴反转转速高于正转？3、主轴正转的最低转速和反转的最高转速各为多少？（主轴）————————电动机—————左———右VIIIIIIIMVMVIIM2582680205051802050505063435138561303434501413950305822230130答：1.主轴正转时，从Ⅰ轴到Ⅱ轴有2条传动路线，从Ⅱ到Ⅲ轴有3条传动路线，从Ⅲ轴到Ⅴ轴4条传动路线的传动比为12342020120511502015051,,,180801680504508045050uuuu其中2u和3u基本相同，所以实际只有三种不同的传动比。所以主轴正转可获得23122124级转速。同理，主轴反转时可以获得3122112级转速。2.主轴反转主要用于车削螺纹时沿螺旋线退刀而不断开主轴和刀架的传动链，以免下次切削时“乱扣”，为节省辅助时间，主轴反转转速比正转转速高。3.主轴正转最低转速：min1305122202026145010/min2304358808058nr正主轴反转最高转速：max1305034396314501678/min23034304150nr反七、（17分）图示为一带键槽的齿轮孔，孔淬火后需磨削，故键槽深度的最终尺寸L=mm25.006.62不能直接获得，这样插键槽的尺寸只能作为加工中的工序尺寸。有关内孔及键槽的加工顺序为：镗内孔至mm025.0075.57，插键槽至尺寸A，THKFIGHTER２热处理，磨内孔至mm03.0058，同时间接获得尺寸L。试确定工序尺寸A及公差。解：在本题中共有三个工序尺寸，分别为，完工尺寸2D，中间尺寸1D，和工序尺寸A。在此加工工艺中有两个设计尺寸，L=mm25.006.62，D=mm03.0058，两个加工余量：磨孔余量Z和插槽深度余量AZ（在本题中不用计算），因此可以建立两个设计尺寸链（a、b）和一个余量尺寸链（c）。建立尺寸链。由尺寸链b得：0.032058DD，则中间尺寸12/2/262.628.8752962.475ALDDmm。极限偏差：根据公式（注：直线尺寸链极值解法，各环尺寸极限偏差之间关系的公式mnmjjimnmjjiAESAEIEIAAEIAESESA1i111i11等式左边必须是封闭环的上偏差或下偏差本题以下结果有错误）得：0.2475062.475A，公差T=0.2475mm。根据余量尺寸链，可得maxmin0.28,0.225ZmmZmm。(a)(b)(c)六、（15分）CA6140型卧式车床的主电机功率为7.5KW，转速为1450r/min，其主运动传动链如下所示。试求：1、主轴正转和反转各有多少级转速？2、为什么主轴反转转速高于正转？3、主轴正转的最高转速和反转的最低转速各为多少？THKFIGHTER３（主轴）————————电动机—————左———右VIIIIIIIMVMVIIM2582680205051802050505063435138561303434501413950305822230130答：1.主轴正转时，从Ⅰ轴到Ⅱ轴有2条传动路线，从Ⅱ到Ⅲ轴有3条传动路线，从Ⅲ轴到Ⅴ轴4条传动路线的传动比为12342020120511502015051,,,180801680504508045050uuuu其中2u和3u基本相同，所以实际只有三种不同的传动比。所以主轴正转可获得23122124级转速。同理，主轴反转时可以获得3122112级转速。2.主轴反转主要用于车削螺纹时沿螺旋线退刀而不断开主轴和刀架的传动链，以免下次切削时“乱扣”，为节省时间，主轴反转转速比正转转速高。3.主轴正转最高转速：min1305122202026145010/min2304358808058nr正主轴反转最高转速：max1305034396314501678/min23034304150nr反七、（17分）某车床主轴箱体的主轴孔的设计要求为mm035.00100，其工艺过程为粗镗—半精镗—精镗—铰孔，各工序的加工余量分别为5.0、2.5、0.4、0.1，经济加工精度为H13（0.54）、H10（0.14）、H8（0.054）、H7（0.035），铸造孔的公差为4，试确定各工序尺寸（包括铸造孔）及公差。解：1.确定各工序的工序尺寸为了留出铰孔加工余量，精镗后孔径的基本尺寸应该是：1D=100-0.1=99.9mm;为了留出精镗的加工余量，半精镗后孔径的基本尺寸应该是：2D=99.9-0.4=99.5mm；为了留出半精镗的加工余量，粗镗后孔径的基本尺寸应该是：3D=99.5-2.5=97.0mm；为了留出粗镗的加工余量，毛坯孔径的基本尺寸应该是：4D=97.0-5.0=92mm。2.根据经济加工精度加工精度，各工序尺寸的偏差，按照常规加以确定，即加工尺寸按“单向入体原则”标注极限偏差，毛坯尺寸按照“1/3-2/3入体原则”标注。铰孔公差：IT7=0.035精镗公差：IT8=0.054半精镗公差：IT10=0.14粗镗公差：IT13=0.54各加工尺寸如下：精镗后：+0.054099.9半精镗后：+0.14099.5粗镗后：+0.54097.0毛坯尺寸：922二、填空题：1.正交平面参考系由正交平面、基面和切削平面组成。2.金刚石刀具最适合加工的工件材料是有色金属和非金属；不适合加工铁族金属材料，原因是金刚石的碳元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化成石墨，失去切削性能。3.常用来衡量切屑变形程度的指标主要有变形系数、剪切角和剪应变。4.切削用量三要素对切削温度的影响的顺序是：切削速度进给量背吃刀量。5.切削液的作用主要有：冷却、润滑、清洗和防锈。6.工件材料强度、硬度高时，应选用较小的前角；工艺系统刚性差时，应选用较小的后角。7.CA6140型普通车床能车削四种标准的螺纹中，米制螺纹与模数螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是分段等差数列；英制螺纹与径节螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是分段调和数列。8.对于麻花钻，越接近钻头外缘，其前角越大，越接近钻头中心，其前角越小；由于麻花钻横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处会发生严重的挤压而造成很THKFIGHTER４大的轴向力。9.圆周铣削的两种铣削方式中，逆铣时切入工件时切削厚度最小，切出时的切削厚度最大；顺铣切入工件时的切削厚度最大，切出时的切削厚度最小。10.砂轮的特性主要由：磨料、粒度、结合剂、硬度、组织、形状尺寸等因素决定。11.工艺基准按不同场合和用途可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。12.工艺系统是指由：机床、刀具、夹具、工件所构成的封闭系统。13.确定工序余量的方法有：分析计算法、经验估计、查表法。14.分组互换装配法，常用于装配精度要求很高组成环数少、成批或者大量生产生产场合。15.工件以外圆表面定位时，常用的定位方式有：定心定位和支承定位。16.在生产过程中，分布图分析法具体主要用来：判别加工误差的性质、确定各种加工方法所能够达到的加工精度、确定工序能力及其等级、估计不合格率。17.机床夹具通常主要包括由定位装置、夹紧装置、对刀和导向装置、夹具体和连接元件等部分组成。18.减少工艺系统受力变形的措施为：提高接触刚度、提高工件刚度、提高机床部件的刚度、合理装夹工件以减少夹紧变形。19.定位基准精基准的选择原则是:基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则、所选用精基准，应保证工件装夹稳定可靠，夹具结构简单，操作方便。20.钻夹具的结构特点是它有装有钻套和安装钻套用钻模板。三、计算、分析、论述题1.标注如图1所示端面车刀的0、0、0、、、s(0)六个角度，并画图标注切削层参数ap、aw、ac和进给量f（10分）。2.图2所示为滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图。试分析直齿圆柱齿轮的母线、导线分别是什么线？分别用什么方法形成？分别需要几个成形运动（用图中符号表示）？列出全部传动链，并分别说明是内联系还是外联系（10分）。答：母线：渐开线，由展成法形成，需要一个复合的表面成型运动，可分解为滚刀旋转运动11B和工件旋转运动12B；导线：直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚刀沿工件的轴向运动2A。展成运动传动链：滚刀----4----5---xu----6-----7-----工件，滚刀旋转运动11B和工件旋转运动12B之间保持严格的相对运动关系，属于内联系传动链；主运动传动链：电动机-----1----2----vu------3----4----滚刀，与动力源直接相连，属于外联系传动链；进给运动传动链：工件-----7-----8-----fu-----9-----10------刀架升降丝杠，工作台为间接动力源，属于外联系传动链。3.零件部分设计要求如图3所示，上工序已加工出002.020－，005.035，本工序以如图4所示的定位方式，用调整法来铣削平面。试确定工序尺寸及其偏差。（10分）解：在本题中有三个设计尺寸和一个加工余量。可以建立三个设计尺寸链和一个余量尺寸链（在此题中可以不建）。在本题中包含三个工序尺寸，20端工序尺寸A，35端工序尺寸B，完工尺寸H。建立如下图(a)、(b)、(c)尺寸链。由尺寸链得：010.01/2/210ADmm，020.025/2/217.5BDmm，根据第三个尺寸链可得：对于H，/2B为减环，其余为增环则工序尺寸H为：3/2/2103217.524.5HADBmm极限偏差，根据公式带入式中可以求得：00(0.025)0.025ESmm0.0100.0900.10EImm4.如图5所示，以外圆柱面在V形块上定位，在插床上插内键槽