山东科技大学泰山科技学院2011-2012学年机械制造技术基础（上）期末试题 一．填空（每题2分，共20分）
1. 机械制造技术主要是研究________、________、________和________等内容。 2. 机械加工工艺系统是有________、________、________和________组成。
3. 机床主轴部件的功能是：支承并带动________旋转，承受________等载荷，完成________运动。 4. 刀具在切削加工过程中，影响加工角度是________，制造刀具的依据是________。 5. 切屑有________、________、________、________四种形式。
6. 常用来衡量切屑变形程度的指标主要有________、________和________。 7. 切削热可通过多种形式传导和散发，其中带走热量最多的是________。
8. 当工件的定位基面为外圆柱面时，常用的定位元件有________、________、________。
9. 在机床CM6132，字母C表示________，字母M表示________，主参数32的含义是________。 10. 机械加工中使用的定尺寸刀具有：________、________、________、________。 一．判断（每题1分，共10分）
1. 在切削加工中，进给运动只能有一个。 （ ） 2. 刀具的标注角度随着刀具的安装条件和进给量的大小变化而变化。 （ ） 3. 刃倾角的功用之一是控制切屑流向，若刃倾角为负，则切屑流向已加工表面。 （ ） 4. 车床上安装车刀时，刀尖高于工作回转中心，其工作角度将会比标注角度前角变小，后角变大。 （ ） 5. 弹簧卡头属于定心加紧机构。 （ ） 6. 只要采用六个支承钉进行定位，就可以限制工件的六个自由度。 （ ） 7. 切削用量三要素中，对刀具耐用度影响最小的是背吃刀量。 （ ） 8. 铣削加工时，主运动是工件直线运动。 （ ） 9. 在镗床上使用镗模可保证这些孔的形状精度和位置精度，而与镗床自身精度无关。 （ ） 10. 钻削加工是半封闭式的切削加工，因此切削过程中排屑和冷却是首要问题。 （ ） 二．名称解释（每题3分，共15分） 1. 表面成形运动： 2. 积屑瘤：
3. 内联系传动链： 4. 六点定位： 5. 刀具标注前角：
三．简答题（每题10分，共30分）
1. 试述塑性金属切削层的变形规律及特点。
2. 车削是切削合力常分解成哪几个分力？试分析各分力在加工过程中的作用。 3. 刀具磨损过程中有哪几个阶段？为何出现这种规律？ 四．分析计算题（共4题，25分）
1. 如图所示，镗削前面大孔，试确定各定位元件限制了工件哪些自由度？属于哪种定位方式？（5分）
2. 试分析加工工件A面和孔时，需要限制的自由度。要求：有详细分析过程。（5分）
—2— —3—
3. 钻孔，已知条件和加工要求如图所示，试分析定位方案中工序尺寸L的定位误差，
（5分）
4. 图示为机床主运动传动系统（10分） （1）试写出主运动传动路线表达式；（2）分析主轴转数级数；（3）计算主轴的最低转数。
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答案 一．填空
1.金属切削基本规律、工艺系统的组成及工作原理、零件的加工过程、保证零件加工的措施 2.工件、机床、夹具、刀具
3.工件或刀具、切削力和驱动力等、表面成形 4.工作角度、标注角度
5.带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑 6.变形系数、剪切角、剪应变 7.切屑
8.V型块、短定位套、长定位套、半圆套 9.车床、精密、最大回转直径为320mm 10.钻头、铰刀、拉刀、丝锥
二．判断 1—5. × 、× 、√、 ×、 √ 6—10. × 、√、 ×、 ×、 √ 三．名词解释
1.表面成形运动：形成发生线的运动，或为了要形成工件表面的发生线，机床上的刀具和工件按照形成发生线的方法（展成法、轨迹法、相切法），而所作的相对运动。
2.积屑瘤：在一定的切削速度下，加工一般钢料或者其他的塑性材料。常常在前刀面处粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2~3倍，在处于比较稳定的状态下，能够代替刀刃进行切削，这块冷焊在前刀面上的金属成为积屑瘤或者刀瘤。
3.内联系传动链：传动链的两个末端作的转角或者位移量之间如果有严格的比例关系要求的传动链，称为内联系传动链。
4.六点定位：用合理分布的六个点限制工件的六个自由度。
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5.刀具标注前角：在正交平面内测量的前刀面和基面间的夹角。 四．简答题
1.切屑层金属大致划分为三个区域：第一变形区（剪切滑移）、第二变形区（纤维化）、第三变形区（纤维化与加工硬化）
第一变形区（近切削刃处切削层内产生的塑性变形区）金属的剪切受刀具的作用，经过第一变形区的塑性变形后形成切屑，切削层受刀具前刀面与切削刃的挤压作用，使近切削刃的金属先产生弹性变形，之后弹性变形，并同时使金属晶格产生滑移。
第二变形区（与前刀面接触的切屑层产生的变形区）内的金属的挤压摩擦变形，经过第一变形区后形成的切屑要沿着前刀面的方向排出，还必须克服刀具对切屑挤压而产生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。 第三变形区（近切削刃处已加工表面内产生的变形区）金属的挤压变形，已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压摩擦，造成纤维化和加工硬化。
2.（1）切削力分为：切削力Fc（主切削力Fx）—在主运动方向上的分力 背向力Fp（切深抗力Fy）—在垂直于工作平面上的分力 进给力Ff（进给抗力Fz）—在进给方向上的分力 （2）切削力的作用：
①主切削力：作用在工件上，并通过卡盘传递到机床主轴箱，它是设计机床主轴、齿轮和计算主运动功率的主要依据，作用于道具上，使刀杆弯曲，刀片受压，故用它决定刀杆、刀片尺寸；切削力是设计夹具和选择切削用量的重要依据。
②背向力的作用：作用于工件上，纵车外圆时如果加工工艺系统刚性不足，它是影响加工精度、引起切削震动的主要原因。背向力不消耗切削功率。
③进给力的作用：作用在机床进给机构上，是计算进给机构薄弱环节零件的强度和检验进给机构强度的主要依据。它消耗总切削功率的1%~5%
3.（1）初期磨损阶段：新刃磨的刀具刚刚投入使用，后刀面与工件的实际接触面积很小，单位面积上承受的正压力较大，再加上刚刃磨后的后刀面微观凹凸不平，刀具磨损速度很快。此阶段成为刀具的初期磨损阶段，刀具刃磨以后如能用细粒度磨粒的油石对刃磨面进行研磨，可以显著降低刀具的初期磨损量。 （2）正常磨损阶段：经过初期磨损后，刀具后刀面与工件的接触面积增大，单位面积上承受的压力逐渐减小，刀具后刀面的微观粗糙表面已经磨平，因此磨损速度变慢，此阶段称为刀具正常磨损阶段，它是刀具的有效工作阶段。
（3）急剧磨损阶段：当刀具磨损量增加到一定程度时，切削力与切削温度急剧升高，刀具磨损速度加快，直至丧失切削能力，此阶段称为急剧磨损阶段，在急剧磨损阶段让刀具继续工作是一件得不偿失的事情，既保证不了加工质量，又加速消耗刀具材料。如果刀刃崩裂，损失更大，刀具在急剧磨损阶段之前必须更换。
五．分析计算题 1.支承板：
支承钉：
菱形销：
，平行度需要限制
属完全定位
，轴线垂直与B面需要限制
2.加工A面时：74尺寸需要限制 加工孔时：100尺寸需要限制
，保证孔轴线位于对称面需要限制
3.工序基准（轴线）与定位基准（轴线）重合，不存在基准不重合误差△B=0
限位基准（轴线）与定位基准（轴线）不重合，存在基准位移误差，按照图示位置可知基准位移变动方向为任意方向，故△Y=δD+δd+△min=0.025+[-0.009—(-0.025)]=0.050 工序尺寸L的定位误差△D=△B+△Y=0.050 4（1）传动路线表达式：
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（2）分析主轴的转速级数：2×4×2=16 （3）计算主轴的最低转速：Mmin=1440×
2424201453026×××××=66 r/min 3838202266468 5