"机械制造工艺设计学试题库与答案解析"
机械制造工艺设计学是机械制造领域中的一个重要分支,涉及到机械制造过程中的各种技术和方法。本试题库涵盖了机械制造工艺设计学的多个方面,包括机械制造中的研究对象、机械加工工艺系统、工艺过程划分、生产方式、毛坯加工余量的确定方法、基准的分类、机加工顺序的安排原则、零件的加工精度、机械物理性质、刀具磨损、工艺系统的振动、切削加工后引起的表面残余应力、精密机床加工精度零件的热变形、弯曲轴的冷校直、磨削长薄片状工件、自激振动的原理、普通车床上的导轨误差、切削加工中的复合工步和复合刀具、十大原始误差、机械加工过程中的加工误差、机床主轴轴向窜动、误差复映规律、工艺系统的热源、细长轴的加工精度等等。
机械制造工艺设计学的研究对象主要是机械加工中的三大问题,即加工质量、生产率、经济性。机械加工工艺系统包括机床、夹具、工件、刀具等四个方面。工艺过程划分的原因是为了提高加工质量、合理利用机床、安排热处理工序、及早发现毛坯缺陷。机械制造中的生产方式可以划分为单件小批、中批、大批大量生产三种类型。确定毛坯加工余量的方法有计算法、查表法、经验估计法等三种。
在机械制造中,基准通常可分为设计基准和工艺基准兩大类,定位基准属于工艺基准。为了保证加工质量,安排机加工顺序的原则是先面后孔、先粗后精、先主后次、先基面后其它。选择定位粗基准要考虑使各加工面都有一定的和比较均匀的加工余量、保证加工面与非加工面的相互位置精度。零件的加工精度包括三方面的容,即尺寸精度、几何形状精度、表面相互位置精度。
机械物理性质包括表面冷硬、表层残余应力、表层金相组织等。刀具磨损属于变值系统误差,可以通过计算后输入等值异号的误差来补偿。零件表面质量包括表面粗糙度及波度、表面冷硬、表层残余应力、表层金相组织等。工艺系统的振动分为强迫振动和自激振动两大类,其中振幅随切削用量而变的是自激振动。切削加工后,引起表面残余应力的主要原因有塑性变形、温度变化、金相组织变化等。
精密机床加工精度零件为了减少热变形,加工前应具备热平衡和恒温室两条。弯曲的轴进行冷校直后,原来凸出处会产生拉应力,原来凹下处产生压应力。磨削长薄片状工件时若在长度方向两端顶住,在热影响下工件发生上凸的变形,冷后具有下凹的形状误差。
自激振动的原理主要有再生振动和振型耦合两条。普通车床上用两顶尖装夹长轴外圆,若机床刚度较低,则工件产生中凹的形状误差;若工件刚度较低,则工件产生腰鼓形的误差。普通车床上对加工精度影响较大的导轨误差是水平面的平行度和导轨的平直度。切削加工中,若同时用几把刀具加工零件的几个表面则称这种工步为复合工步,若一把刀具同时加工几个表面则称这种刀具为复合刀具。
十大原始误差中,热变形、应力变形、弹塑性变形、磨损属于动误差。机械加工过程所产生的加工误差,根据性质可分为系统误差和偶然误差两大类。机床的制造误差属于常值系统误差,刀具尺寸磨损属于变值系统误差,工件材料硬度变化导致的误差为偶然误差。
车床主轴轴向窜动使被加工零件端面产生端跳误差,加工螺纹时将造成工件的螺距误差。机床主轴的轴向窜动产生于主轴承端面和主轴轴肩均不垂直时,其窜动量的大小等于其中垂直度误差较小的那一个。误差复映规律说明:工件误差是毛坯误差在工件上的复映,当工件材料、切削用量选定之后,误差复映系数的大小主要与工艺系统的刚度有关。
工艺系统的热源来自切削热、传动热、环境辐射热三个方面。为了保证细长轴的加工精度,常采用增加跟刀架面积、改变走刀方向、改变装夹方法、使用弹簧顶尖四点措施。机床刚度是刀具位置的函数,一般以刀具在工件中点的刚度值作为机床的平均刚度,测定机床刚度的方法有静态测定法和生产测定法两种。机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动获得法四种。