机械制造技术基础专升本练习题

机械制造技术基础专升本练习题内容摘要：

导轮、砂轮的接触相当于是在假想的 V 形槽中转动，工件的凸起部分和 V 形槽两侧的接触不可能对称，这样使工件在多次转动中，逐步磨圆。 优点 : ①生产率高 (无须打中心孔 ,且装夹省时 ),所以多用于成批 13 生产和大量生产； ②磨削表面尺寸精度 ,几何形状精度较高 ,表面粗糙度 Ra 小； ③能配上自动上料机构 ,实现自动化生产。 内圆磨床 用于磨圆柱孔和圆锥孔 , 主参数是最大磨削内孔直径。 主要类型 普通内圆磨床、无心内圆磨床 、 行星内圆磨床及专用内圆磨 床。 砂轮主轴部件是内圆磨床的关键部分。 应用较普遍的中型内圆磨床砂轮主轴，转速一般在 10,000～ 20,000r/min 左右，常由普通的交流异步电动机经平带传动。 在磨削小孔（例如直径小于 10mm）时，要求砂轮主轴的转速高达 80,000～ 120,000r/min 或更高。 目前常采用内连式中频（或高频）电动机驱动的内圆磨具。 由于没有中间传动件，可达到的转速较高，同时它还具有输出功率大，短时间过载能力强、速度特性硬、振动小等优点，所以近年来应用日益广泛。 平面磨床 平面磨床用于磨削各种零件 的平面。 卧轴矩台式磨床 (生产率低些 ,但加工精度较高 ,Ra 较小 ,属于周边磨 削 )；立轴矩台式磨床；立轴圆台式磨床 (生产率高 ,但加工精度较低 ,Ra 较大 ,属于端面磨削 )；卧轴圆台式磨床。 磨削方式 端面磨削、周边磨削 21 砂轮的特性 砂轮特性决定于 磨料 ,粒度 ,结合剂 ,硬度 ,组织及形状尺寸。 （ 1）磨料 锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的韧性 （ 2）粒度 粗磨用粗粒度 ,精磨用细粒度。 当工件材料软，塑性大 ,磨削 面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件 （ 3）结合剂 ① 陶瓷结合剂 化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉 90%，但脆性大，不宜制成薄片，不宜高速。 ② 金属结合剂（ M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性 好，但自锐性差，适于金刚石、立方氮化。 ③树脂结合剂（ B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨 或切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差 (300℃ )，自锐性好。 ④橡胶结合剂（ R） 强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、 导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差 (200℃ )，自锐性好。 （ 4）硬度 指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难 易程度。 取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。 硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。 硬度分 7 大级 (超软、软、中软、中、中硬、硬、超硬 )， 16 小级。 砂轮硬度选择原则： • 磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮； • 磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤； • 砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮； • 成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。 14 22 齿轮加工机床和刀具的分类及应用 齿轮加工机床分为 : 圆柱齿轮加工机床主要由滚齿机、 插齿机等。 圆锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿齿轮的铣齿机。 用来精加工齿轮齿面的机床有 珩齿机、剃齿机和磨齿机等。 齿轮加工方法 （ 1） 成形法 : 是用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削轮齿 . ①盘状齿轮铣刀 :为铲齿成形铣刀 ,其加工精度 ,生产率都较低 ,但结构简 单 ,成本低 .刀具是旋转运动。 铣刀沿齿轮坯的轴向移动。 ②指状齿轮铣刀 :加工模数较大齿轮 .(m=10100mm),如 :直齿 ,斜圆柱齿 , 人字齿。 （ 2）范成法 (包络法或展成法） 是利用齿轮的啮合原理进行切削的 ,只需一把刀具就能加工出模数相同 而齿数不同的齿轮 ,其加工精度和生产率比成形法高 ,因而应用也最广泛 .采 用范成法的加工齿轮的机床有滚齿机 ,插齿机 ,磨齿机 ,剃齿机和珩齿机等。 （ 3）齿轮精加工方法 剃齿 ,珩齿 ,磨齿 ,研齿 （ 4）齿轮粗加工方法 铣齿 ,滚齿 ,插 23 滚齿机的直齿滚齿原理及传动原理图 加工直齿圆柱齿轮的传动原理 三条传动链，两个独立的成形运动。 ① 范线运动传动链 渐开线齿廓的形成，靠滚刀的旋转运动 B11 和工件的旋转运 动 B12 组成复合运动 ；属 “内联系 ”传动链。 它们的运动联系有严格的传动比要求，即滚刀转 1转，工件应该相应地转过一个齿（当 K=1， K 为滚刀的头数）； ②主运动传动链 属 “外联系 ”传动链。 即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链 ； ③轴向进给运动传动链 形成直线导线的运动是滚刀的旋转和滚刀（刀架）沿工件轴线方向的竖直进给运动。 轴向进给运动传动链为： 工件 —7— 8—uf—9—10—刀架升降丝杠 —刀架，它是外联系传动链。 24 机械加工工艺过程 用机械加工 的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。 25 工艺过程的组成（工序、安装、工位、工步和走刀） 工艺过程 是由一个或若干个依次排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。 （ 1）工序 一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程，称为 工序。 它是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。 工序的安排和组成与零件的生产批量有关 (单件小批、大批大量 )。 15 工序的特点：三定一连续。 划分工序的主要依据是 （ 1）工作地点是否变动 2）工作是否连续 机械加工工艺过程是由一个或若干个按顺序排列的工序所组成；工序又可细分为安装、工步、走刀。 （ 2）安装 工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为 装夹 ； 一次装夹所完成的那部分加工过程称为 安装。 安装是工序的一 部分。 每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。 如表 中第一工序，若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装 (分别对两端进行加工 )，每次安装有两个工步 (车端面和钻中心孔 )。 在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。 3）工位 为减少工序中的装夹次数，常采用转位（或移位）夹具、回转工作台或回转夹具、多轴机床，使 工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称 一个工位。 采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。 4）工步 工步是工序的组成单位。 在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称 工步。 当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。 当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。 划分工步的目的，是便于分析和描述比较复杂的工序，更好地组织生产和计算工时。 （ 5）走刀 被加工的某一表面，由于余量 较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，称 一次走刀。 26 基准的定义和分类 在零件图上或实际的零件上，用来确定一些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面称为基准。 基准的分类 根据基准的用途，基准可分为 设计基准 和 工艺基准 两大类。 设计基准 设计人员在零件图上标注尺寸或相互位置关系时所依据的那些点、线、面称为 设计基准。 工艺基准 零件在加工或装配过程中所使用的基准，称为 工艺基准 (也称制造基准 )。 27 各种工艺基准的定义 工艺基准按用途又可分为： （ 1）工序基 准 在工序图上标注被加工表面尺寸 (称工序尺寸 )和相互位置关系时，所依据的点、线、面称为 工序基准。 （ 2）定位基准 工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。 确定位置的过程称为定位。 16 （ 3）测量基准 在工件上用以测量己加工表面位置时所依据的点、线、面称为 测量基准。 一般情况下常采用设计基准为测量基准。 （ 4）装配基准 在装配时，用来确定零件或部件在机器中的位置时所依据的点、线、面称为装配基准。 如齿轮装在轴上，内孔是它的装配基准；轴装在箱体孔上，则轴 颈是装配基准；主轴箱体装在床身上，则箱体的底面是装配基准。 28 机械加工中获得工件尺寸精度和形状精度的方法 图 6－ 1是一个车削的试切法例子。 试切法的生产率低，要求工人的技术水平较高，否则质量不易保证，因此多用于单件、小批量生产。 2．调整法 先按规定尺寸调整好机床、夹具、刀具和工件的相对位置及进给行程，从而保证在加工时自动获得尺寸。 这种方法使得生产率大大提高，但精度低些，主要取决于机床、夹具的精度和调整误差。 调整法可分为：静调整法、动调整法。 (1) 静调整法：加工之前用对刀块或样件来调整刀具的位置。 静调整法调整精度较低。 (2) 动调整法：按试切零件进行调整，直接测量试切零件的尺寸，可以试切一件或一组零件，所有试切零件合格，即调整完毕，可进行加工。 精度比静调整法高，多用于大批和大量生产 3．尺寸刀具法：大多利用定尺寸的孔加工刀具等来加工孔。 4. 主动测量法 （在线检测） 加工过程中，边加工边测量加工尺寸，达到要求时就立即停止加工。 这种方法在大批量生产中精度高，质量稳定，生产率高。 注意：前一工序加工精度有一定的要求。 29 精基准的选择原则 选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。 因此，要遵循以下几个原则 ：(1)基准重合的原则 ， 尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。 这样可以减少由于定位不准确引起的加工误差。 (2)基准不变的原则 ， 尽可能使各个工序的定位基准相同。 (3)互为基准，反复加工的原则 ， 当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。 (4)自为基准的原则 ， 当精加工或光整 加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。 (5)应能使工作装夹稳定可靠、夹具简单 ， 一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较低的表面为精基准。 30 粗基准的选择原则 在零件加工过程的第一道工序，定位基准必然是毛坯表面，即粗基准。 选择粗基准时应从以下几个方面考虑： (1)选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量。 (此原则简称：余量均匀原则 ) (2)某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。 (此原则简称 ：相互位置原则 ) (3)选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准。 该表面不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。 (此原则简称：光滑平整原则 ) 4)粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工序中使用一次，不允许重复使用。 (此原则简称：一次使用原则 ) 17 上述有关粗、精基准选择原则中的每一项，只说明某一方面问题，在实际应用中，有时不能同时兼顾。 因此要根据零件的生产类型及具体的生产条件，并结合整个的工艺路线进行全面考虑，抓住主要矛盾，灵活运用上述原则，正确选择粗、精基准。 31 加工阶段的划分原 因 将工艺过程 划分粗、精加工阶段的原因是 ： ① 在粗加工阶段，由于切除大量的多余金属，可以及早发现毛坯的缺陷 (夹渣、裂纹、气孔等 )，以便及时处理，避免过多浪费工时。 ② 粗加工阶段容易引起工件的变形，这是由于切除余量大，一方面毛坯的内应力重新分布而引起变形，另一方面由于切削力、切削热及夹紧力都比较大，因而造成工作的受力变形和热变形。 为了使这些变形充分表现，应在粗加工之后留有一定的时间。 然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上述变形。 ③ 划分加工阶段可以合理使用机床。 如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的 机床；精加工阶段可以使用功率小、精度高的机床。 这样有利于充分发挥粗加工机床的动力，又有利于长期保持精加工机床的精度。 ④ 划分加工阶段可在各个阶段中插入必要的热处理工。