简答题1. 何谓轴向直廓蜗杆,为什么又称阿基米德蜗杆?
在轴向截面内,蜗杆的牙形两侧是直线,所以称为轴向直廓蜗杆。在垂直于轴心线的截面(即截面切后形成的端面)内,它的齿形是阿基米德螺线,所以这种蜗杆又称阿基米德蜗杆。
2. 分析曲轴车削变形的主要原因,并提出控制曲轴车削变形的措施。
曲轴车削变形的原因如下:
1)工件静不平衡。
2)顶尖或支撑螺栓顶得过紧。
3)顶尖孔钻的不正。
4)受切削力和切削热的影响。
5)车床精度低,切削速度选择不当。
控制曲轴车削变形的措施如下:
1)精确加工顶尖孔,必要时研磨顶尖孔。
2)仔细校正工件的静平衡。
3)顶尖或支承螺栓顶的松紧要适当,加工时除切削部位外,其它部位均应用支承螺栓顶牢。
4)划分粗、精加工阶段。
5)注意调整车床主轴间隙。
3. 精车大平面时,为什么通常由中心向外缘进给?
一般精车大平面时,都采用由中心向外缘进给,这是因为:
1)用车外圆的偏刀由里向外进给时,由于车刀前角合理,开始虽然切削速度很低,但刀具很锋利,车出的表面表面粗糙度值比较小。车到外面,刀具略有磨损,但因为切削速度高了,表面粗糙度值也比较小。
2)由里向外车大平面时,由于刀尖逐渐磨损,车出的是略微内凹的平面,而这符合一般盘类零件和底座类零件的使用要求。
4. 深孔钻的排屑方式有哪几种?说明排屑原理。
目前国内外采用的深孔钻的排屑方式有三种:
(1)外排屑 枪孔钻头是有刀头与成形空心钻杆经焊接而制成的。其120°的V形槽就是外排屑槽。加工时,管子内部通过高压大流量切削液,从刀头端面喷出到加工孔的加工面上。切削液一方面是冷却主切削刃,另一方面高压大流量的切削液推动切屑经过120°V形排屑槽逐渐向孔外排出。
(2)内排屑 切削液经过封油头钻杆内管和外管间的环形空间进入刀头切削区。高压、大流量的切削液推动切下的切屑进入钻杆内孔,经过全部钻杆而在钻杆末端排出。这种切屑从钻杆内部排出的方式为内排屑。
(3)喷吸式内排屑 深孔钻头与由内管与外管组成的钻杆连接。大部分切削液是从外管与内管所形成的环形间隙中进入到刀头切削区,起到把切下的切屑推入内管的内孔中并由钻杆末端排出的作用。还有一小部分切削液经过内管上倾斜的“月牙孔”向内管的内孔高速喷射,使排屑通路(即内管的内孔)形成负压,而使内管孔外产生吸力。在一推一吸的作用下,深孔的排屑困难问题得到了很好的解决,因而生产效率为最高,也是较先进的深孔加工方法。
5. 定位误差产生的原因是什么?如何计算。
一批工件在夹具中加工时,引起加工尺寸产生误差的主要原因有两类:
1)由于定位基准本身的尺寸和几何形状误差以及定位基准与定位元件之间的间隙所引起的同批工件定位基准沿加工尺寸方向的最大位移,称为定位基准位移误差,以△y表示。
2)由于工序基准与定位基准不重合所引起的同批工件尺寸相对工序基准产生的偏移,称为基准不重合误差,以△B表示。
上述两类误差之和即为定位误差,可得计算公式
△D=△y+△B
6. 减小工件表面粗糙度的方法有哪些?
减小工件表面粗糙度的方法有:
1)减小残留面积高度。
2)避免积屑瘤的产生。
3)消除鳞刺的产生。
4)防止和消除振纹。
5)避免磨损亮斑。
6)防止切屑拉毛工件已加工表面。
7. 怎样切削淬火钢?
1)采用红硬性高和耐磨、耐冲击的硬质合金刀具,如YT05、YW1、YM051、YN10、600、626等刀具材料。
2)刀具角度应随着淬火钢硬度的提高,应增大刀口强度,所以应选用负前角和较小的后角。刀尖半径通常在0.5~1mm之间。在不引起振动的情况下,应尽可能减小主偏角。
3)车削淬火钢时,切削速度可取高些,进给量和背吃刀量应取小些。
4)车削淬火钢的切削用量,切削速度要取高些,进给量和背吃刀量要取小些。
8. 梯形螺纹牙型角误差或半角误差如何测量。
可用测量梯形螺纹中径误差的三针,测量牙型角误差或半角误差。测量前,先选择合适的两组不同直径的三针。测量时,把这两套三针依次放进梯形螺纹槽内,按照测量梯形螺纹中径的三针测量法进行测量。牙型角(或半角)可根据两次分别量得的M
1和M
2值按下式计算
式中D
1、D
2——两组三针直径、D
1为大三针直径,D
2为小三针直径(mm);
M
1、M
2——D
1、D
2三针直径测量值(mm);
α——梯形螺纹牙型角(°)。
9. 试述三拐曲轴各曲柄轴颈之间夹角的平板、垫块测量法。
如图所示,将被测曲轴两端支承在一对V形架上,并且调整两端,在支承轴颈与平板平行。然后,在一个曲柄轴颈下垫入一垫块,使曲柄轴颈中心与支承轴颈中心的连线和平板水平面成30°夹角。垫块高度h可按下式计算
式中M——支承轴颈外的圆顶点高度(mm);
D——支承轴颈的实际直径(mm);
R——偏心距(mm);
θ——曲轴轴颈与主轴中心水平面夹角(°);
d——曲柄轴颈的实际直径(mm)。
检验曲柄轴颈之间夹角时,只须用百分表测出这一曲柄轴颈外圆顶点的读数和另一侧曲柄轴颈外圆顶点的读数。若两者读数相同,则说明这两个曲柄轴颈之间的夹角等于120°;若两读数有差异,则说明两个曲柄轴颈之间的夹角有误差,这时测出无垫块处曲柄轴颈中心与支承轴颈中心的连线对平板水平面间的夹角θ,则其与30°之差即为所求的夹角误差
△θ=30°-θ
式中H——有垫块处曲柄轴颈顶点读数(mm);
H'——无垫块处曲柄轴颈顶点读数(mm);
同理,可以检验出其它曲柄轴颈中心之间的夹角误差。
10. 在车床花盘角铁上加工工件,要达到位置公差(平行度、垂直度)要求,主要应注意些什么?
在车床花盘角铁上加工工件,要达到形位公差要求,应注意以下几点:
1)精度要求高的工件,它的安装基准面必须经过平磨或精刮,基准面要求平直,接触良好。
2)车床花盘平面最好是在本车床上精车出来,角铁必须经过精刮。
3)夹紧工件时,要防止工件变形。
4)工件装上后,必须要平衡。
5)车床主轴间隙过大和导轨不直,都会影响工件的形位精度。
11. 工件分粗、精阶段加工,为什么能提高加工精度?
精加工时采用很小的背吃刀量及进给量进行切削(切削力小,变形少),可以修正粗加工中产生的各种误差。此外,粗加工后如将工件放置一段时间,使工件充分变形后再进行精加工,可以减小残余应力对加工精度的影响。因此,分粗、精车加工可以提高加工精度。
12. 加工硬化是如何形成的?对切削加工和表面质量有何影响。
由于刀具切削刃口存在钝圆半径,切削时使切削层内一层薄的金属不能沿滑移面滑移,经过刃口挤压变形后留在已加工表面上,同时刀具后面上磨损棱面和已加工表面的弹性变形存在恢复现象,使后面对已加工表面产生挤压与摩擦而进一步变形,因而更提高了表面的硬度,该现象称为表面加工硬化。
加工硬化使下道工序加工时,增加了刀具磨损。并使已加工表面上出现微细裂纹和表面残余应力,影响工件的表面质量,但加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性。所以也有采用滚压加工、冷挤压等工艺使工件表面硬化来改变工件的使用性能。
13. 精加工不锈钢和铝合金应选用哪一种切削液?
精加工不锈钢时,应选用氧化煤油或75%煤油加25%油酸或植物油。
精加工铝合金时,可选用煤油或煤油与矿物油的混合油。
14. 什么是刀具的寿命?影响刀具寿命的因素有哪些?
一把新刃磨好的刀具(或可移位刀片上一个新切削刃),从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所使用的切削时间,称为刀具的寿命。
一把新刃磨好的刀具,从开始切削起,经过反复刃磨和使用,直至完全失去切削能力而报废的实际总切削时间,称为刀具的总寿命。
影响刀具寿命的主要因素有:
1)工件材料。
2)刀具材料。
3)刀具的几何参数。
4)切削用量。
15. 为什么孔将钻穿时容易产生钻头扎住不转或折断的现象。
因为当钻心刚钻穿工件时,轴向阻力突然减小,由于机床进给机构的间隙和弹性变形的突然恢复,将使钻头以很大的进给量自动切入,以致造成钻头折断或钻孔质量降低等现象。所以当孔将要钻穿时,必须减小进给量。
16. 铰削余量为什么不宜太小或太大?
在铰削时,铰削余量不宜太小或太大。因为铰削余量太小时,上道工序残留下的变形难以纠正,原有的加工刀痕也不能去除,使铰孔质量达不到要求。同时,当余量太小时,铰刀的啃刮很严重,增加了铰刀的磨损。铰削余量太大时,则将加大每一刀齿的切削负荷,破坏了铰削过程的稳定性,并且增加了切削热,使铰刀的直径胀大,孔径也随之扩张。同时,切屑的形成,必须呈撕裂状态,使加工后表面的质量也降低了。
17. 深孔加工的特点及工艺上需采取哪些措施?
深孔加工的特点:随着加工孔长度的增加,使孔加工所用刀具的刚性减弱。另一方面,孔的精度和表面粗糙度要求的提高,又使刀具形状趋于复杂。深孔加工极易产生振动和加工孔的轴线偏离中心现象;切削液注入困难,切屑不易排出,经常出现切屑堵塞,拉毛孔壁并使刀具磨损加剧,极易造成刀具折断;刀具埋在深孔中切削无法观察,加工质量较难控制等。
一般深孔加工工艺上采取的措施是采用具有适合深孔加工的几何形状和几何角度的刀具及解决冷却排屑问题。
18. 改进工夹具有哪几个主要原则?
改进工夹具的主要原则:
1)为保证工件达到图样的精度和技术要求,检查夹具定位基准与设计基准、测量基准是否重合。
2)为防止工件变形,夹具夹紧力与支承件要对应。
3)薄壁工件尽可能不用径向夹紧的方法,而采用轴向夹紧的方法。
4)如工件因外形或结构等因素,使装夹不稳定,可增加工艺撑头。
19. 如图所示的锥齿轮座,每批数量约为50件,试说明其加工方法。
(答案提示)
1)工件毛坯为铸件,划线时应根据
及
外圆轴线(不加工表面)为粗基准。
2)加工应先夹持住
外圆,车削
孔,作为以后车削的定位精基准。
3)
孔表面车一刀,作为粗车
外圆时软卡爪反撑用。
4)以
及下平面作为胀力心轴的定位基准,精车
尺寸。
5)最后以基准面B及
外圆为定位基准,用车床角铁车削
孔及
外圆端面。
20. 机械加工工艺系统由哪些要素组成,系统的整体目的是什么?
机械加工工艺系统由金属切削机床、刀具、夹具和工件四个要素组成,它们彼此关联、互相影响,该系统的整体目的是在特定的生产条件下,适应环境的要求,在保证机械加工工序质量和产量的前提下,采用合理的工艺过程,降低该工序的加工成本。
21. 工件以外圆柱面为定位基准在V形块上定位,试分析圆柱体有无定位误差。
因工件制造误差,一批零件中存在着最大尺寸D
max、最小尺寸D
min的圆柱体,放在V形块上定位,在垂直轴Y方向上,圆柱体在最大尺寸D
max时,中心为O。出现D
min时,中心下降到O',也就是出现在Y轴上的定位基准位移误差△jy,如图所示。
计算式为
α为V形块夹角。
当V形块夹角90°时,△jy=0.707(D
max-D
min)
而在水平轴X方向上没有定位基准位移误差。
22. 试述车削曲轴的装夹方法有哪几种?
曲轴加工原理与加工偏心轴基本相似。在车削中,除保证曲柄轴颈对主轴轴颈的尺寸和位置精度外,还要保证各曲柄轴颈之间的角度要求。这也是多拐曲轴加工中最关键的问题。同时曲轴工件的刚度较小,易弯曲变形,车削中准确装夹是非常重要的。常用的曲轴安装加工方法有:
1)钻偏心顶尖孔,在两顶尖间装夹曲轴。主要用于偏心距较小的曲轴。
2)在偏心夹板上装夹曲轴。主要用于偏心距大、曲轴端面无法钻顶尖孔的多拐曲轴。
3)用偏心卡盘安装曲轴,即在车床主轴和尾座两端均装上偏心可调卡盘。用于不同偏心距的曲轴加工。
4)在非偏心夹具上装夹曲轴。主要用于批量大的曲轴加工。
23. 怎样确定车床夹具的类型和结构。
1)研究过去使用过的同类夹具的结构,分析参考并改进夹具设计。
2)选择定位基准,确定定位方法和结构形式。
3)确定夹紧方法,设计可靠的夹紧机构。
4)了解所使用车床的规格、性能和精度等级,确定联接和固定方法。
24. 车削多线螺纹要注意哪些主要问题?
1)分线方法和正确分线。若分线方法选择不恰当,分线操作时不正确,出现分线误差,就会造成所车削的多线螺纹的螺距不等,从而严重影响内、外螺纹的旋合精度,降低使用寿命。
2)车床交换齿轮的调整要根据导程来确定,正确调整车床手柄位置。
3)多线螺纹的导程都较大,要特别注意导程对刀具两切削刃后角的影响。其螺旋升角要根据导程计算,并在刃磨时加以注意。
4)精车多线螺纹时,要在所有螺旋槽都粗车完毕后一起精车,否则,很难保证螺纹牙形的一致性。
25. 精基准的选择应遵循哪些原则?
选择精基准的原则:
1)选用加工表面的设计基准为定位基准,即基准重合原则。
2)所选用的定位基准能用于多个表面及多个工序的加工,即基准统一原则。
3)当加工表面的余量很小时,可以用待加工表面本身定位,即“自身定位”。
4)所选定位基准应有较大的装夹表面,其精度应与加工精度相适应,即精度一致原则。