1、機械制造工藝學復習題及參考答案第一章1.1 什么叫生產過程、工藝過程、工藝規程？答案：生產過程是指從原材料變為成品的勞動過程的總和。在生產過程中凡屬直接改變生產對象的形狀、 尺寸、性能及相對位置關系的過程， 稱為工藝過程。在具體生產條件下， 將最合理的或較合理的工藝過程， 用文字按規定的表格形式寫成的工藝文件，稱為機械加工工藝規程，簡稱工藝規程。1.3 結合具體實例，說明什么是基準、設計基準、工藝基準、工序基準、定位基準、測量基準、裝配基準。答案：基準是指用以確定生產對象幾何要素間的幾何關系所依據的點、線、面。設計基準是指在零件圖上標注設計尺寸所采用的基準。工藝基準是指在零件的工藝過程中所采用

2、的基準。在工序圖中， 用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、 位置所采用的基準， 稱為工序基準。在加工時，用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所采用的基準，稱為定位基準。在加工中或加工后，用以測量工件形狀、位置和尺寸誤差所采用的基準，稱為測量基準。在裝配時，用以確定零件或部件在產品上相對位置所采用的基準，稱為裝配基準。1.6 什么是六點定位原理？什么是完全定位與不完全定位？什么是欠定位與過定位？各舉例說明。答案：六點定位原理： 在夾具中采用合理布置的6 個定位支承點與工件的定位基準相接觸，來限制工件的6 個自由度，就稱為六點定位原理。完全定位： 工件的 6 個自由度全部被限制而在夾具中占

3、有完全確定的唯一位置，稱為完全定位。不完全定位： 沒有全部限制工件的6 個自由度， 但也能滿足加工要求的定位，稱為不完全定位。欠定位：根據加工要求，工件必須限制的自由度沒有達到全部限制的定位，稱為欠定位。過定位： 工件在夾具中定位時，若幾個定位支承重復限制同一個或幾個自由度，稱為過定位。（舉例在課本page12、 13）。1.10 何謂零件、套件、組件和部件？何謂套裝、組裝、部裝、總裝和裝配？答案：零件是組成機器的最小單元，它是由整塊金屬或其它材料構成的。套件是在一個零件上，裝上一個或若干個零件構成的。它是最小的裝配單元。組件是在一個基準零件上，裝上若干套件而構成的。部件是在一個基準零件上，

4、裝上若干組件、 套件和零件構成的。 部件在機器中能完成一定的、完整的功用。將零件裝配成套件的工藝過程稱為套裝。將零件和套件裝配成組件的工藝過程稱為組裝。將零件、套件和組件裝配成部件的工藝過程稱為部裝。將零件、套件、組件和部件裝配成最終產品的工藝過程稱為總裝。裝配就是套裝、組裝、部裝和總裝的統稱。第二章2.2 對零件圖的結構工藝性分析的內容和作用是什么？答案：零件尺寸要合理： （ 1）尺寸規格盡量標準化；（ 2）尺寸標注要合理。零件結構要合理： （ 1）零件結構應便于加工； （ 2）零件結構應便于量度； （3）零件結構應有足夠的剛度。2.5 粗、精基準選擇的原則是什么？答案：粗基準的選擇原則：

5、（ 1）重要表面余量均勻原則； （ 2）工件表面間相互位置要求原則； （ 3）余量足夠原則； （ 4）定位可靠原則； （ 5）不重復使用原則。精基準的選擇原則： （ 1）基準重合原則； （ 2）統一基準原則； （3）自為基準原則； （4）互為基準反復加工原則； （ 5）定位可靠性原則。2.6 決定零件的加工順序時，通常考慮哪些因素？答案：機械加工工序： （ 1）先幾面后其他； （ 2）先粗后精；（ 3）先主后次。熱處理工序： （ 1）預備熱處理； （ 2）最終熱處理； （ 3）去應力處理。輔助工序包括工件的檢驗、去毛刺、去磁、清洗和涂防銹油等。2.7 何謂工序分散、工序集中？各在什么情況下采用

6、？答案：工序分散是將零件各個表面的加工分得很細，工序多， 工藝路線長， 而每道工序所包含的加工內容卻很少。主要用于缺乏專用設備的企業，在大批量生產中利用原有臥式機床組織流水線生產。工序集中則相反， 零件的加工只集中在少數幾道工序里完成， 而每道工序所包含的加工內容卻很多。適用于一般情況下的單件小批量生產，多應用于臥式車床， 在成批生產中， 應盡可能采用多刀半自動車床、 轉塔車床等效率較高的機床使工序集中。（ page35）2.8 試述總余量和加工余量的概念，說明影響加工余量的因素和確定余量的方法。答案：總余量： 在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設計尺寸之差，稱為加工總余量（毛

7、坯余量） ，即某加工表面上切除的金屬總厚度。加工余量： 在切削加工時， 為了保證零件的加工質量， 從某加工表面上所必須切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量分為總余量和工序余量兩種。加工余量的數值， 一般與毛坯的制造精度有關， 目前一般采用經驗估計的方法， 或按照技術手冊等資料推薦的數據為基礎，并結合生產實際情況確定其加工余量的數值。2.10 成批生產圖 2-36 所示的零件。其工藝路線為： （ 1）粗、精刨底面； （2）粗、精刨頂面；（ 3）在臥式鏜床上鏜孔，先粗鏜，在半精鏜、精鏜?85H7 孔，將工作臺準確地移動（ 85± 0.03）mm ，再粗鏜、半精鏜 ?65H7 孔。試分

8、析上述工藝路線有無缺陷？提出解決方案。答案：（提示：粗精加工要分開） 。2.13 何謂工藝尺寸鏈？如何判定工藝尺寸鏈的封閉環和增、減環？答案：工藝尺寸鏈： 尺寸鏈是指由相互聯系的按一定順序排列的封閉尺寸組，在零件的加工過程中，由有關尺寸組成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。判定工藝尺寸鏈的封閉環和增、減環： （1）封閉環，根據尺寸鏈的封閉性，封閉環是最終被間接保證精度的那個環，尺寸鏈的封閉環是由零件的加工工藝過程所決定的。（ 2）增環，當其余各組成環不變，凡因其增大（或減小）而封閉環也相應增大（或減小）的組成環稱為增環。（ 3）減環，當其余各組成環不變，凡因其增大（或減小）而封閉環也相應減小（或增大）的

9、組成環稱為減環。2.16 圖 2-39 所示的零件，在鏜孔D 1000 _0(+0.3)mm 的內徑后，再銑端面A ，得到要求尺寸為 540 _(-0.35)0 ，問工序尺寸B 的基本尺寸及上、下偏差應為多少？答案：根據題意畫出尺寸鏈圖，根據尺寸鏈判斷孔尺寸D 1000 _0(+0.3)mm 半徑 500 _0(-0.15)為減環，尺寸540 _(-0.35)0 為增環，尺寸B 為封閉環，尺寸 B 的上偏差增環上偏差減環下偏差0 0 0，尺寸B 的下偏差增環下偏差減環上偏差0.35 0.15 0.5，所以 B 40 _(-0.5)0。2.17 圖 2-40 中零件，成批生產時用端面B 定位加工

10、表面A ，以保證尺寸10 _0(+0.2) ，試標注銑此缺口時的工序及公差。答案：根據尺寸鏈圖判斷尺寸10 _0(+0.2) 為封閉環，尺寸25 _0(+0.06) 為增環，缺口尺寸環，尺寸 A 的下偏差增環上偏差封閉環上偏差0A 為減0 0，尺寸 A 的上偏差增環下偏差封封閉環下偏差 0.06 0.2 0.14。所以 A 15 _(-0.14)0 。第三章3.3 什么是原始誤差？影響機械加工精度的原始誤差有哪些？答案：零件工藝系統中各方面的誤差都有可能造成工件的加工誤差， 凡是能直接引起加工誤差的各種因素都稱為原始誤差。影響機械加工精度的原始誤差有： 加工原理誤差；工件裝夾誤差；工藝系統靜誤

11、差； 調整誤差；工藝系統動誤差；度量誤差。3.4 什么是加工原理誤差？是否允許存在加工原理誤差？答案：加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產生的誤差。采用近似的成形運動或近似的刀削刃輪廓， 雖然會帶來加工原理誤差， 但往往可簡化機構或刀具形狀，或可提高工作效率，有時因機床結構或刀具形狀的簡化而使近似加工的精度比使用準確切削刃輪廓及準確成形運動進行加工所得到的精度還要高。因此，有加工原理誤差的加工方法在生產中仍在廣泛使用。3.5 什么是主軸回轉誤差，機床主軸回轉誤差對零件加工精度有何影響？答案：所謂主軸回轉誤差是指主軸實際回轉軸線相對于其理想回轉軸線的漂移。主軸回轉誤差

12、對零件加工精度的影響： 主軸的徑向圓跳動會使工件產生圓度誤差； 主軸的軸向竄動會使車出的端面與圓柱面不垂直或加工出的端面近似為螺旋面， 在加工螺紋時使螺距產生周期誤差； 主軸的傾角擺動不僅影響加工表面的圓度誤差，而且影響工件表面的圓柱度誤差。3.6 影響機床主軸回轉誤差的因素有哪些？答案：影響機床主軸回轉誤差的因素有： 軸承的誤差、 軸承的間隙、 與軸承配合零件的誤差以及主軸轉速等多種因素。3.10 影響機床部件剛度的因素有哪些？為什么機床部件的剛度值遠比其按實體估計的要小？答案：影響機床部件剛度的因素主要有： 連接表面間的變形； 薄弱零件的變形； 零件表面間摩擦力的影響；接合面的間隙。在工藝

13、系統的受力變形中， 機床的變形最為復雜， 且通常占主要成分。 由于機床部件剛度的復雜性，很難用理論公式來計算，一般都用實驗方法來測定。 機床部件的剛度曲線不是線性的， 其剛度不是常數， 一般取曲線兩端點連線的斜率來表示其平均剛度，因此，機床部件的剛度值遠比其按實體估計的要小。3.11 如何減小工藝系統受力變形對加工精度的影響？答案：一方面采取適當的工藝措施減小載荷及其變化；另一方面是采取提高工藝系統的剛度的措施：合理設計零部件結構、 提高聯接表面的剛度。3.12 什么是誤差復映現象？誤差復映系數的含義是什么？減小誤差復映有哪些工藝措施？答案：毛坯誤差部分的反映在工件上的現象叫做“誤差復映現象”

14、，并稱g/m 為誤差復映系數。其中g 為工件誤差，m 為毛坯誤差，由于g通常小于m，所以是一個小于1 的正數，它定量的反映了毛坯誤差加工后減小的程度。減小差復映的工藝措施有：增加走刀次數，提高加工精度；將毛坯分組， 使一次調整中加工的毛坯余量比較均勻，減小力的變化。第四章4.1 一般軸類零件加工的典型工藝路線是什么？為什么這樣安排？答案：一般軸類零件加工的典型工藝路線是： 正火車端面、 鉆頂尖孔粗車各表面精車各表面銑花鍵、鍵槽等熱處理修研頂尖孔粗磨外圓精磨外圓檢驗。為了盡可能降低加工成本，在保證加工質量的前提下提高加工效率。4.2 試分析主軸加工工藝過程中如何體現“基準統一” 、“基準重合”

15、、“互為基準” 的原則？它們在保證主軸的精度要求中起什么作用？答案：采用頂尖孔作為定位基準（空心軸用孔口倒角或者用帶有中心孔的錐堵代替中心孔），這樣，可以實現基準統一，能在一次安裝中加工出各段外園表面及其端面， 可以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度，加工效率高并且所用夾具結構簡單。采用支承軸徑定位，因為支承軸徑既是裝配基準，也是各個表面相互位置的設計基準，這樣符合基準重合的原則，不會產生基準不重合誤差，容易保證關鍵表面間的位置精度。主軸通孔的加工不能安排在最后，所以安排工藝路線時不可能用主軸本身的中心孔作為統一的基準，而要使用中心孔和外圓表面互為基準，這樣可以避免引起變形。4

16、.4 為什么箱體加工常采用統一的精基準？試舉例比較采用“一面兩孔”或“幾個面”組合定位兩種方案的優缺點及其適用場合？答案：保證主要加工表面（主要支承軸的軸徑）的加工余量均勻，同時定位基準面應形狀簡單、加工方便，以便保證定位質量和夾緊可靠。此外，精基準的選擇還與生產批量的大小有關。采用“一面兩孔”的定位方式在各種箱體加工中的應用十分廣泛，例如（page115），“一面兩孔”定位夾具，這種定位方式，夾具結構簡單，裝卸工件方便， 定位穩定可靠， 并且在一次裝夾中，可以加工除定位面以外的所有5 個平面和孔系，也可以作為從粗加工到精加工大部分工序的定位基準，實現“基準統一”。采用 “幾個面” 組合定位，

17、 零件的裝配基準通常也是整個零件上各項主要技術要求的設計基準，因此選擇裝配基準作為定位基準，不存在基準不重合誤差， 并且在加工時箱體開口一般朝上，便于安裝調整刀具、更換導向套、測量孔徑尺寸、觀察加工情況和加注切削液等。例如（page115）吊架鏜模結構， 由于加工中吊架需要反復裝卸，加工輔助時間長， 不易實現自動化，而且由于吊架的剛性較差，加工精度也會受到影響，所以這種定位方式只適合于生產批量不大或無中間孔壁的簡單箱體。（page114、 115）4.6 保證箱體平行孔系孔距精度的方法有哪些？各適用于哪種場合？答案：保證箱體平行孔系孔距精度的方法有： （1）找正法，這種方法加工效率低，通常只適

18、用于單件小批量生產；（ 2）坐標法，這種方法的加工精度取決于機床坐標的移動精度，實際上就是坐標測量裝置的精度，因此這種方法只適用于坐標測量裝置的精度高的機床進行加工；（ 3）鏜模法這種方法加工精度高，生產效率也高。在成批和大批零生產中，多采用鏜在鏜床上加工孔系，在小批生產中，當零件形狀比較復雜，精度要求較高時，也常采用此法。4.7 齒輪的典型加工工藝過程由哪幾個加工階段所組成？答案：齒輪的典型加工工藝過程為：毛坯制造齒坯熱處理齒坯加工輪齒加工輪齒熱處理輪齒主要表面精加工輪齒的精加工。4.8 常用的齒形加工方法有哪些？各有什么特點？應用在什么場合？答案：仿形法：（ 1）銑齒，加工精度及生產率較低

19、，一般精度在和生產率都較高，但拉刀制造困難，成本高，故只在大量生產時使用，主要用于拉內齒輪。9 級以下；（ 2）拉齒，加工精度展成法：（ 1）滾齒，通常能加工6 10 級精度齒輪，最高能達4 級，生產率較高，通用性好，常用以加工直齒、斜齒的外嚙合圓柱齒輪和渦輪；（ 2）插齒，通常能加工 7 9 級精度齒輪，最高能達 6 級，生產率較高，通用性好，適用于加工內外嚙合齒輪、扇形齒輪、齒條等； （ 3）剃齒，能加工 5 7 及精度齒輪，生產率高，主要用于齒輪滾、插等加工后、淬火前齒面的加工；（ 4）冷擠齒，能加工 68 級精度齒輪，生產率比剃齒高，成本低， 多用于齒形淬硬前的精加工，以代替剃齒， 屬

20、于無切削加工；（ 5）珩齒，能加工 67 級精度齒輪，多用于經過剃齒和淬火后齒形的精加工；（ 6）磨齒，加工精度高，能加工 3 7 級精度齒輪，但生產效率低，加工成本高，多用于齒形淬硬后的精加工。第五章5.2 機床夾具通常由哪幾部分組成？各起和作用？答案：機床夾具的組成部分： （ 1）、定位元件（定位裝置） ，定位元件與工件的定位基面相接處，用于確定工件在夾具中的正確位置。（ 2）、夾緊元件（夾緊裝置） ，夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，使工件在加工過程中保持夾具中的既定位置。（ 3）、對刀與引導元件， 對刀元件用于確定刀具在加工前處于正確位置，引導元件用于確定刀具位置并引導刀具進行加工。（

21、4）其它元件級裝置，有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位件等。5.3 常見的定位方式、定位元件有哪些？答案：工件以平面定位：固定支承，包括支承釘、支承釘；可調支承，自位支承，輔助支承。工件以外圓定位：V 形塊，定位套，半園套，圓錐套。工件以圓孔定位：定位銷；圓錐銷；定位心軸，包括圓柱心軸，圓錐心軸工件以組合表面定位： 平面與平面組合、平面與孔組合、平面與外圓柱面組合、 平面與其他表面組合、錐面與錐面組合等。5.4 輔助支承與自位支承有何不同？答案：輔助支撐是在工件實現定位后才參與支承的定位元件， 不起支承作用， 只能提高工件加工時剛度或起輔助定位作用。自位支承又稱浮動支

22、承， 在定位過程中， 支承本身所處的位置隨工件定位基準面的變化而自動調整并與之相適應。盡管每一個定位置與工件間可能是二點或三點接觸， 但實質上仍然只起一個定位只承擔的作用， 只限制工件的一個自由度，常用于毛坯表面、斷續面、階梯表面定位。5.7 試分析三種基本夾緊機構的優缺點及其應用。答案：斜楔夾緊機構：結構簡單，工作可靠，但由于它的機械效率低，很少直接用于手動夾緊，而常用在工件尺寸公差較小的機動夾緊機構中。螺旋夾緊機構： 螺旋升角小于斜楔的楔角， 螺旋夾緊機構的擴力作用遠大于斜楔夾緊機構，結構也很簡單，制造容易，夾緊行程大，擴力比大，自鎖性能好，尤其適合于手動夾緊機構。 但夾緊動作緩慢，效率低

23、，不宜使用在自動化夾緊裝置上。偏心夾緊機構：操作方便，夾緊迅速，結構緊湊；缺點是夾緊行程小，夾緊力小，自鎖性能差，因此常用于切削力不大、夾緊行程較小，振動較小的場合。第六章6.1 鉆床夾具分哪些類型？各類鉆模有何特點？答案：鉆床夾具分為：（ 1）固定式鉆模：在機床上的位置一般固定不動，加工精度高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔及同軸線的孔，或搖臂鉆床上加工軸線平行的孔系。（ 2）分度式鉆模：有回轉式和直線式分度，回轉式鉆模應用較多，可實現工件一次安裝，經夾具分度機構轉位可順序加工各孔。（ 3）翻轉式鉆模：主要用于加工小型工件同一表面或不同表面上的孔結構上比回轉式鉆模簡單，適合中小批量工件的加工，加工時一般手動翻轉，稍大工件時必須設計專門的托架，以便翻轉夾具。（ 4）蓋板式鉆模：沒有夾具體，定位元件和夾緊裝置直接安裝在鉆模板上，結構簡單，切屑易于清除，適用于加工小孔，可不設夾緊裝置。（ 5）滑柱式鉆模：夾具可調，操作方便，夾緊迅速；鉆孔的垂直度和孔距精度不太高，適合于中等精度的孔和孔系加工。6.3 鉆模板的形式有幾種？哪種的工作精度最高？答案：鉆模板的形式有： （ 1）固定式；（ 2）鉸鏈式；（ 3）可卸式。其中固定式的工作精度最高