机械制造工艺设计学课后习题及参考答案与解析

机械制造工艺学复习题及参考答案第一章什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程

1.1答案生产过程是指从原材料变为成品的劳动过程的总和在生产过程中凡属直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程，称为工艺过程在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件，称为机械加工工艺规程，简称工艺规程结合具体实例，说明什么是基准、设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基

1.3准、装配基准答案基准是指用以确定生产对象几何要素间的儿何关系所依据的点、线、面设计基准是指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准工艺基准是指在零件的工艺过程中所采用的基准在工序图中，用以确定本工序被加工外表加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准，称为工序基准在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准在加工中或加工后，用以测量工件形状、位置和尺寸误差所采用的基准，称为测量基准在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准，称为装配基准什么是六点定位原理什么是完全定位与不完全定位什么是欠定位与过定位各举例说明

1.6答案六点定位原理在夹具中采用合理布置的个定位支承点与工件的定位基准相接触，来限制6工件的个自由度，就称为六点定位原理6完全定位工件的个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定6位不完全定位没有全部限制工件的个自由度，但也能满足加工要求的定位，称为不完全定6位欠定位根据加工要求，工件必须限制的自由度没有到达全部限制的定位，称为欠定位过定位工件在夹具中定位时，假设几个定位支承重复限制同一个或几个自由度，称为过定位（举例在课本）pagel213o何谓零件、套件、组件和部件何谓套装、组装、部装、总装和装配

1.10答案零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料构成的套件是在一个零件上，装上一个或假设干个零件构成的它是最小的装配单元组件是在一个基准零件上，装上假设干套件而构成的部件是在一个基准零件上，装上假设干组件、套件和零件构成的部件在机器中能完成一定的、完整的功用将零件装配成套件的工艺过程称为套装将零件和套件装配成组件的工艺过程称为组装将零件、套件和组件装配成部件的工艺过程称为部装将零件、套件、组件和部件装配成最终产品的工艺过程称为总装装配就是套装、组装、部装和总装的统称第二章对零件图的构造工艺性分析的内容和作用是什么

2.2答案零件尺寸要合理）尺寸规格尽量标准化；［）尺寸标注要合理（12零件构造要合理）零件构造应便于加工；［）零件构造应便于量度；）零件构造应有（12（3足够的刚度粗、精基准选择的原则是什么

2.5答案粗基准的选择原则［）重要外表余量均匀原则；）工件外表间相互位置要求原则；）11213余量足够原则；［）定位可靠原则；［）不重复使用原则45精基准的选择原则）基准重合原则；［）统一基准原则；）自为基准原则；）互（12（3（4为基准反复加工原则；［）定位可靠性原则5决定零件的加工顺序时，通常考虑哪些因素

2.6答案机械加工工序）先几面后其他；［）先粗后精；）先主后次（12（3热处理工序［）预备热处理；）最终热处理；〕去应力处理1（2（3辅助工序包括工件的检验、去毛刺、去磁、清洗和涂防锈油等何谓工序分散、工序集中各在什么情况下采用

2.7答案工序分散是将零件各个外表的加工分得很细，工序多，工艺路线长，而每道工序所包含的加工内容却很少主要用于缺乏专用设备的企业，在大批量生产中利用原有卧式机床组织流水线生产工序集中则相反，零件的加工只集中在少数几道工序里完成，而每道工序所包含的加工内容却很多适用于一般情况下的单件小批量生产，多应用于卧式车床，在成批生产中，应尽可能采用多刀半自动车床、转塔车床等效率较高的机床使工序集中（）page35试述总余量和加工余量的概念，说明影响加工余量的因素和确定余量的方法

2.8答案总余量在由毛坯加工成成品的过程中，毛坯尺寸与成品零件图的设计尺寸之差，称为加工总余量（毛坯余量），即某加工外表上切除的金属总厚度加工余量在切削加工时，为了保证零件的加工质量，从某加工外表上所必须切除的金属层厚度，称为加工余量加工余量分为总余量和工序余量两种加工余量的数值，一般与毛坯的制造精度有关，目前一般采用经历估计的方法，或按照技术手册等资料推荐的数据为根基，并结合生产实际情况确定其加工余量的数值成批生产图所示的零件其工艺路线为［）粗、精刨底面；）粗、精刨顶面；

2.

102.361（2〕在卧式镇床上像孔，先粗像，在半精链、精（3像孔，将工作台准确地移动〔）再粗像、半精链孔试分析上述工艺85H785±

0.03mm,65H7路线有无缺陷提出解决方案答案提示粗精加工要分开何谓工艺尺寸链若何判定工艺尺寸链的封闭环和增、减环

2.13答案工艺尺寸链尺寸链是指由相互联系的按一定顺序排列的封闭尺寸组，在零件的加工过程中，由有关尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链判定工艺尺寸链的封闭环和增、减环［封闭环，根据尺寸链的封闭性，封闭环是最终被1间接保证精度的那个环，尺寸链的封闭环是由零件的加工工艺过程所决定的增环，当其余各组成环不变，凡因其增大〔或减小〕而封闭环也相应增大或减小的组2成环称为增环减环，当其余各组成环不变，凡因其增大〔或减小而封闭环也相应减小或增大的组成3环称为减环图所示的零件，在链孔的内径后，再铳端面得到要求尺寸

2.162-39D=1000_0+

0.3mm A,为问工序尺寸的基本尺寸及上、下偏差应为多少540_-

0.350,B答案根据题意画出尺寸链图，根据尺寸链判断孔尺寸半径为减DM1000_0+

0.3mm500_0-

0.15环，尺寸为增环，尺寸为封闭环，540_350B尺寸的上偏差二增环上偏差一减环下偏差=尺寸的下偏差=增环下偏差一减环上B0—0=0,B偏差=一所以

0.35—

0.15=—

0.5,B=40_-

0.50O图中零件，成批生产时用端面定位加工外表以保证尺寸试标注铳

2.172-40B A,10_0+

0.2,此缺口时的工序及公差答案根据尺寸链图判断尺寸为封闭环，尺寸为增环，缺口尺寸为减环，10_0+

0.225_0+

0.06A尺寸的下偏差=增环上偏差一封闭环上偏差一A=0尺寸的上偏差三增环下偏差封一封闭环下偏差=所以0=0,A

0.06—

0.2=—

0.14A=15_-

0.140o第二早什么是原始误差影响机械加工精度的原始误差有哪些

3.3答案零件工艺系统中各方面的误差都有可能造成工件的加工误差,但凡能直接引起加工误差的各种因素都称为原始误差影响机械加工精度的原始误差有加工原理误差；工件装夹误差；工艺系统静误差；调整误差；工艺系统动误差；度量误差什么是加工原理误差是否允许存在加工原理误差

3.4答案加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进展加工而产生的误差采用近似的成形运动或近似的刀削刃轮廓，虽然会带来加工原理误差，但往往可简化机构或刀具形状，或可提高工作效率，有时因机床构造或刀具形状的简化而使近似加工的精度比使用准确切削刃轮廓及准确成形运动进展加工所得到的精度还要高因此，有加工原理误差的加工方法在生产中仍在广泛使用什么是主轴回转误差，机床主轴回转误差对零件加工精度有何影响

3.5答案所谓主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对于其理想回转轴线的漂移主轴回转误差对零件加工精度的影响主轴的径向圆跳动会使工件产生圆度误差；主轴的轴向窜动会使车出的端面与圆柱面不垂直或加工出的端面近似为螺旋面，在加工螺纹时使螺距产生周期误差；主轴的倾角摆动不仅影响加工外表的圆度误差，而且影响工件外表的圆柱度误差影响机床主轴回转误差的因素有哪些

3.6答案影响机床主轴回转误差的因素有轴承的误差、轴承的间隙、与轴承配合零件的误差以及主轴转速等多种因素影响机床部件刚度的因素有哪些为什么机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小

3.10答案影响机床部件刚度的因素主要有连接外表间的变形；薄弱零件的变形；零件外表间摩擦力的影响；接合面的间隙在工艺系统的受力变形中，机床的变形最为复杂，且通常占主要成分由于机床部件刚度的复杂性，很难用理论公式来计算，一般都用实验方法来测定机床部件的刚度曲线不是线性的，其刚度不是常数，一般取曲线两端点连线的斜率来表示其平均刚度，因此，机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小若何减小工艺系统受力变形对加工精度的影响

3.11答案一方面采取适当的工艺措施减小载荷及其变化；另一方面是采取提高工艺系统的刚度的措施:合理设计零部件构造、提高联接外表的刚度什么是误差复映现象误差复映系数的含义是什么减小误差复映有哪些工艺措施

3.12答案毛坯误差局部的反映在工件上的现象叫做“误差复映现象〃，并称£为误差复映系=Ag/Am数其中为工件误差，为毛坯误差，由于Ag AmAg通常小于所以£是一个小于的正数，它定量的反映了毛坯误差加工后减小的程度Am,1减小差复映的工艺措施有增加走刀次数，提高加工精度；将毛坏分组，使一次调整中加工的毛坯余量对比均匀，减小力的变化第四章一般轴类零件加工的典型工艺路线是什么为什么这样安排

4.1答案一般轴类零件加工的典型工艺路线是正火一车端面、钻顶尖孔一粗车各外表一精车各外表一铳花键、键槽等一热处理一修研顶尖孔一粗磨外圆一精磨外圆一检验为了尽可能降低加工成本，在保证加工质量的前提下提高加工效率试分析主轴加工工艺过程中若何表达“基准统一〃、“基准重合〃、“互为基准〃的原则

4.2它们在保证主轴的精度要求中起什么作用答案采用顶尖孔作为定位基准［空心轴用孔口倒角或者用带有中心孔的锥堵代替中心孔），这样，可以实现基准统一，能在一次安装中加工出各段外园外表及其端面，可以很好的保证各外圆外表的同轴度以及外圆与端面的垂直度，加工效率高并且所用夹具构造简单采用支承轴径定位，因为支承轴径既是装配基准，也是各个外表相互位置的设计基准，这样符合基准重合的原则，不会产生基准不重合误差，容易保证关键外表间的位置精度主轴通孔的加工不能安排在最后，所以安排工艺路线时不可能用主釉本身的中心孔作为统一的基准，而要使用中心孔和外圆外表互为基准，这样可以防止引起变形为什么箱体加工常采用统一的精基准试举例对比采用“一面两孔〃或“几个面〃组合定

4.4位两种方案的优缺点及其适用场合答案保证主要加工外表〔主要支承轴的轴径）的加工余量均匀，同时定位基准面应形状简单、加工方便，以便保证定位质量和夹紧可靠止匕外，精基准的选择还与生产批量的大小有关采用“一面两孔〃的定位方式在各种箱体加工中的应用十分广泛，例如〔）一面两pagell5,“孔〃定位夹具，这种定位方式，夹具构造简单，装卸工件方便，定位稳定可靠，并且在一次装夹中，可以加工除定位面以外的所有个平面和5孔系，也可以作为从粗加工到精加工大局部工序的定位基准，实现“基准统一〃采用“几个面〃组合定位，零件的装配基准通常也是整个零件上各项主要技术要求的设计基准，因此选择装配基准作为定位基准，不存在基准不重合误差，并且在加工时箱体开口一般朝上，便于安装调整刀具、更换导向套、测量孔径尺寸、观察加工情况和加注切削液等例如）（pagell5吊架键模构造，由于加工中吊架需要反复装卸，加工辅助时间长，不易实现自动化，而且由于吊架的刚性较差，加工精度也会受到影响，所以这种定位方式只适合于生产批量不大或无中间孔壁的简单箱体、）（pagell4115保证箱体平行孔系孔距精度的方法有哪些各适用于哪种场合

4.6答案保证箱体平行孔系孔距精度的方法有［）找正法，这种方法加工效率低，通常只适用于单1件小批量生产；（）坐标法，这种方法的加工精度取决于机床坐标的移动精度，实际上就是坐标测量装置2的精度，因此这种方法只适用于坐标测量装置的精度高的机床进展加工；（）镶模法这种方法加工精度高，生产效率也高在成批和大批零生产中，多采用镜在像3床上加工孔系，在小批生产中，当零件形状对比复杂,精度要求较高时，也常采用此法齿轮的典型加工工艺过程由哪几个加工阶段所组成

4.7答案齿轮的典型加工工艺过程为毛坯制造一齿坯热处理一齿坯加工一轮齿加工一轮齿热处理一轮齿主要外表精加工一轮齿的精加工常用的齿形加工方法有哪些各有什么特点应用在什么场合

4.8答案仿形法铳齿，加工精度及生产率较低，一般精度在级以下；拉齿，加工精度和生m9

（2）产率都较高，但拉刀制造困难，成本高，故只在大量生产时使用，主要用于拉内齿轮展成法）滚齿，通常能加工级精度齿轮，最高能达级，生产率较高，通用性（16〜104好，常用以加工直齿、斜齿的外啮合圆柱齿轮和涡轮；（）插齿，通常能加工级精度齿轮，最高能达级，生产率较高，通用性好，适用于加27〜96工内外啮合齿轮、扇形齿轮、齿条等；［）剃齿，能3加工及精度齿轮，生产率高，主要用于齿轮滚、插等加工后、淬火前齿面的加工；）冷5〜7（4挤齿，能加工级精度齿轮，生产率比剃齿高，6〜8成本低，多用于齿形淬硬前的精加工，以代替剃齿，属于无切削加工；〔〕圻齿，能加工56〜7级精度齿轮，多用于经过剃齿和淬火后齿形的精加工；［［磨齿，加工精度高，能加工级精度齿轮，但生产效率低，加工成本高，多用于63〜7齿形淬硬后的精加工第五章机床夹具通常由哪几局部组成各起和作用

5.2答案机床夹具的组成局部）、定位元件（定位装置），定位元件与工件的定位基面相接处,用（1于确定工件在夹具中的正确位置（）、夹紧元件夹紧装置），夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，使工件在加工过程中保21持夹具中的既定位置（）、对刀与引导元件，对刀元件用于确定刀具在加工前处于正确位置，引导元件用于确定3刀具位置并引导刀具进展加工（〕其它元件级装置，有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铳床夹具还要有定4位件等常见的定位方式、定位元件有哪些

5.3答案工件以平面定位固定支承，包括支承钉、支承钉；可调支承，自位支承，辅助支承工件以外圆定位形块，定位套，半园套，圆锥套V工件以圆孔定位定位销；圆锥销；定位心轴，包括圆柱心轴，圆锥心轴工件以组合外表定位平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其他外表组合、锥面与锥面组合等辅助支承与自位支承有何不同

5.4答案辅助支撑是在工件实现定位后才参与支承的定位元件，不起支承作用，只能提高工件加工时刚度或起辅助定位作用自位支承又称浮动支承，在定位过程中，支承本身所处的位置随工件定位基准面的变化而自动调整并与之相适应尽管每一个定位置与工件间可能是二点或三点接触，但实质上仍然只起一个定位只承当的作用，只限制工件的一个自由度,常用于毛坯外表、断续面、阶梯外表定位试分析三种基本夹紧机构的优缺点及其应用

5.7答案斜楔夹紧机构构造简单，工作可靠，但由于它的机械效率低，很少直接用于手动夹紧,而常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧机构中螺旋夹紧机构:螺旋升角小于斜楔的楔角，螺旋夹紧机构的扩力作用远大于斜楔夹紧机构,构造也很简单，制造容易，夹紧行程大，扩力比大，自锁性能好，尤其适合于手动夹紧机构但夹紧动作缓慢，效率低，不宜使用在自动化夹紧装置上偏心夹紧机构操作方便，夹紧迅速，构造紧凑；缺点是夹紧行程小，夹紧力小，自锁性能差，因此常用于切削力不大、夹紧行程较小，振动较小的场合第六章钻床夹具分哪些类型各类钻模有何特点

6.1答案钻床夹具分为固定式钻模在机床上的位置一般固定不动，加工精度高，主要用于立式钻床上加工直m径较大的单孔及同轴线的孔，或摇臂钻床上加工轴线平行的孔系［分度式钻模有回转式和直线式分度，回转式钻模应用较多，可实现工件一次安装,经2夹具分度机构转位可顺序加工各孔翻转式钻模主要用于加工小型工件同一外表或不同外表上的孔构造上比回转式钻模简3单，适合中小批量工件的加工，加工时一般手动翻转，稍大工件时必须设计专门的托架，以便翻转夹具盖板式钻模没有夹具体，定位元件和夹紧装置直接安装在钻模板上，构造简单，切屑4易于去除，适用于加工小孔，可不设夹紧装置〕滑柱式钻模夹具可调，操作方便，夹紧迅速；钻孔的垂直度和孔距精度不太高，适5合于中等精度的孔和孔系加工钻模板的形式有几种哪种的工作精度最高

6.3答案钻模板的形式有固定式；［钱链式；［可卸式其中固定式的工作精度最高123键床夹具可分为几类各有何特点其应用场合是什么

6.8答案按其所使用的机床不同，锋床夹具可分卧式和立式两类；按其导向支架的布置形式，可分为双支承链模、和无支承键模类3双支承键模锤模的两个支承分别设置在刀具的前方和前方，像孔的位置精度主要取决于镇模支架上像套孔之间的位置精度，而不受机床工作精度的影响，通用性好，适用于批量加工，可用于低精度机床加工高精度零件单支承锋模锋杆在锋模中只有一个锋套引导，锋杆与机床主轴刚性连接，即锋杆插入机床主轴的莫氏锥孔中，并保证链套中心与主轴轴线重合,机床主轴的回转精度影响工件链孔精度，通用性较差，适用于精度高的机床批量加工无支承键模工件在刚度好、精度好的金刚镶床、坐标链床或数控机床、加工中心上镜孔时，夹具上不设键模支承，加工孔的尺寸和位置精度由停床保证无支承夹具只需设计定位、夹紧装置和夹具体即可适用于在刚度好、精度好的金刚镶床、坐标键床或数控机床、加工中心上像孔pagel71172决定铳床夹具型耳座尺寸的原始依据是什么两耳的座的距离应与铳床工作台的两个

6.10U T行槽的距离一致铳床夹具与铳床工作台的连接方式有哪几种

6.11车床夹具分为几类各有何特点

6.13心轴类车床夹具适用于以工件内孔定位，加工套类，盘类等回转体零件主要用于保证工件被加工外表与定位基准间的同轴度角铁类车床夹具其构造不对称，用于加工壳体，支座，杠杆，接头等零件上的盘旋面和端面卡盘类车床夹具加工零件大多是以外圆及端面定位的对称零件，多采用定心夹紧机构，因而其构造基本上是对称的，回转时不平衡影响较小花盘类车床夹具夹具体为一大圆盘形零件，装夹工件一般形状较复杂数控夹具端面驱动夹具以中心孔定位的轴类工件的车磨加工不停车夹具能在机床主轴旋12转时装卸工件的车床夹具称为不停车夹具..。