2014年春机械制造工艺学~复习题(1)

第一章P17

1-1、生产过程：指从原材料变为成品的劳动过程的总和

工艺过程：成产过程中，凡属直接改变生产对象的形状、尺寸、性能和相对位置关系的过程。

工艺规程：用于规定产品或零部件的制造工艺和操作方法，是组织生产和和进行技术准备的根本依据

1-3、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、测量基准、装配基准。

基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、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表面加工后的尺寸、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。1-4、工件装夹的含义是什么？在机械加工中有哪几种装夹工件的方法？简述各种装夹方法的特点及应用场合。

使工件在加工前相对于刀具和机床占有正确的加工位置，并且早加工过程中始终保持加工位置的稳定可靠，这一加工过程称为装夹。

直接找正装夹：通常用于单件小批生产中加工表面单一、加工精度要求不高、生产率较低的加工情况。

划线找正装夹：通常用于单件中小批生产中加工表面复杂、加工精度要求不太高、生产率较低的铸件加工情况，也可用于大型铸件的精加工中。

夹具装夹：无需划线和找正，定位精度较高、操作简单、生产率高，广泛应用于成批和大量生产中。

1-6、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。

六点定位原理：在夹具中采用合理布置的6个定位支承点与工件的定位基准相接触，来限制工件的6个自由度，就称为六点定位原理。

完全定位：工件的6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，称为完全定位。不完全定位：没有全部限制工件的6个自由度，但也能满足加工要求的定位，称为不完全定位。欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位，称为欠定位。过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度，称为过定位。

1-10、零件是组成机器的最小单元，由整块金属或其他材料制成的。

套件是在一个基准零件上装上一个或几个零件构成的。

组件是在一个基准零件上装上若干套件及零件而构成的。

部件是在一个基准零件上装上若干组件、套件、零件构成的。

套装：将零件装配成套件的工艺过程。

组装：将零件、套件装成组件的工艺过程。

部装; 将零件、套件和组件装成部件的工艺过程。

总装：将零件、套件、组件和部件装成最终机器产品的工艺过程。

装配就是套装，组装，部装和总装的统称

1、根据生产纲领的大小，机械制造业生产可分为哪三种类型？

单件生产、成批生产、大量生产

2、完全定位，不完全定位，过定位，欠定位

完全定位：工件的六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

不完全定位：没有全部限制工件的六个自由度，但也能满足加工要求的定位过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度

欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位3、基准分为哪两类？什么是设计基准、工艺基准？工艺基准按用途分为哪四

类？

基准分为：设计基准和工艺基准

设计基准;指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准

工艺基准：指在零件的工艺过程中所采用的基准

工艺基准按用途分为：工序基准、定位基准、测量基准、装配基准

4、什么是定位？六点定位原理的定义。

定位：指确定工件在机床或夹具中占有正确位置的工艺过程

六点定位原理：在夹具中采用合理布置的六个定位支承点与工件的定位基准相接触。来限制工件的六个运动自由度

5、工件的装夹包括哪两个两个过程？

定位、夹紧

第二章P53

2-2、对零件图的结构工艺性分析的内容和作用是什么？

零件尺寸要合理：（1）尺寸规格尽量标准化；（2）尺寸标注要合理。

零件结构要合理：（1）零件结构应便于加工；（2）零件结构应便于量度；（3）零件结构应有足够的刚度。

2-3、工序是指一个或一组工人在一台机床或一个工作地点上，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程

工步是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量（机床转速和进给量）不变的条件下所连续完成的那一部分工序

2-6、决定零件的加工顺序时，通常考虑哪些因素？

机械加工工序：（1）先几面后其他；（2）先粗后精；（3）先主后次。热处理工序：（1）预备热处理；（2）最终热处理；（3）去应力处理。辅助工序包括工件的检验、去毛刺、去磁、清洗和涂防锈油等。

2-7、工序分散：将零件各个表面的加工分的很细，工序多，工艺路线长，而每道工序所包含的加工内容却很少。在单件小批量生产，大批大

量生产可采用工序分散原则。

工序集中：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。在成批生产，大批大量生产中可采用工序

集中原则。

2-8、加工余量：在切削加工时,为了保证零件的加工质量，从某加工表面上所必须切除的金属层厚度

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

2-14、尺寸链的特征：封闭性、关联性

尺寸链的计算方法：封闭环的公称尺寸，封闭环的极限尺寸，封闭环得上极限偏差雨下极限偏差，封闭环的公差

2-21、生产率：在单位时间内生产出合格产品的数量，或在单位时间内为社会创造财富的价值。措施：缩短基本时间，缩短辅助时间，缩短技术性服务时间，缩短准备结束时间

2-22、时间定额：在一定的技术和生产组织条件下制定出来的完成单件产品或某工序所消耗的时间作用：是安排生产计划、进行成本核算的重要依据；在新设计和扩建工厂（车间）时，又是计算设备和人员数量的依据。

单件时间定额：完成一个工序的时间定额

6、封闭环的定义

根据尺寸链的封闭性，封闭环是最终被间接保证精度的那个环。

7、当哪类精度要求较高时，应采用“互为基准”的原则？

内外圆表面同轴度

8、粗定位基准的选择原则有哪些？

重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量互够原则、定位可靠性原则、不重复使用原则

9、精定位基准的选择原则有哪些？

基准重合原则、统一基准原则、自为基准原则、互为基准反复加工原则定位可靠性原则

10、工艺过程一般可以划分哪些加工阶段？划分加工阶段有什么目的？

加工阶段划分：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段

目的：利于保证加工质量、便于合理使用机床、便于安排热处理工序

11、工序集中的特点有哪些？

1.便于采用高效专用机床和工艺装备，生产率高。

2.减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积。

3.减少了工序数目，减少了运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产

周期。

4.减少了工件安装次数，不仅有利于提高生产效率，而且由于在一次安装中

加工许多表面，也易于保证他们之间的相互位置精度。

5.因为采用的专用机床和专用工艺装备数量多而复杂，所以机床和工艺装备

的调整、维修较困难，生产准备工作量大。

12、机械加工工序的安排遵循什么原则。

13、可安排在切削加工之前的热处理工序有哪

14、何谓工艺尺寸链，如何判断减环和增环；

在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链

按其封闭环的性质

第三章P97

15、获得尺寸精度的方法有哪些？

试切法，定尺寸刀具法，调整法，自动控制法，

16、零件的加工精度包括哪三方面内容？

尺寸精度，形状精度，位置精度

17、形状精度获得的方法有哪几种？

轨迹法，成形法，展成法

18、机械加工中的振动有哪几类？

自由振动，强迫振动，自激震动

19、减少工艺系统受力变形的措施有哪些？

合理设计零部件，提高联接表面的接触刚度，采用合理的装夹方式、加工方式提高工艺系统刚度

20、表面质量对零件使用性能的影响有哪些？

21、机械加工时，工件表面产生残余应力的主要原因是什么？

毛坯制造和热处理过程中产生的残余应力，冷校直带来的残余应力，切削加工带来的残余应力

22、磨削表层裂纹产生的原因是什么？

23、什么是加工原理误差？

指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差24、主轴回转误差的三种基本形式是什么？

纯径内圆跳动，纯轴向窜动，纯倾角摆动

3-3、原始误差：凡是能直接引起加工误差的各种因素。原始误差分为:加工原理误差,工件装夹误差，调整误差，工艺系统误差，度量误差

3-4、加工原理误差：采用了近似成形运动或近似切削刃轮廓进行加工而产生的误差允许存在加工原理误差

3-5、主轴回转误差：主轴实际回转轴线相对其理想回转轴线的漂移对加工零件的影响：主轴的径向内圆跳动、轴向窜动、倾角摆动对加工的影响

3-6、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。

3-10、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？

影响机床部件刚度的因素：联接表面间的接触变性、薄弱零件的变形、零件表面间摩擦力的影响、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。

3-11、如何减小工艺系统受力变形对加工精度的影响？

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：合理设计零部件结构、提高联接表面的刚度

3-12什么是误差复映现象？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？

毛坯误差部分的反映在工件上的现象叫做“误差复映现象”，并称ε＝Δg/Δm为误差复映系数。其中Δg为工件误差，Δm为毛坯误差，由于Δg通常小于Δm，所以ε是一个小于1的正数，它定量的反映了毛坯误差加工后减小的程度。

减小差复映的工艺措施有：增加走刀次数，提高加工精度；将毛坯分组，使一次调整中加工的毛坯余量比较均匀，减小力的变化。

第四章P120

25、轴类零件的精基准选择通常有哪两种？

采用装配基面定位，采用“一面两孔”定位

4-1、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？

一般轴类零件加工的典型工艺路线是：正火—车端面、钻顶尖孔—粗车各表面—精车各表面—铣花键、键槽等—热处理—修研顶尖孔—粗磨外圆—精磨外圆—

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。

4-2、试分析主轴加工工艺过程中如何体现“基准统一”、“基准重合”、“互为基准”的原则？它们在保证主轴的精度要求中起什么作用？

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表面及其端面，可以很好的保证各外圆表面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结构简单。

采用支承轴径定位，因为支承轴径既是装配基准，也是各个表面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，容易保证关键表面间的位置精度。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轴本身的中心孔作为统一的基准，而要使用中心孔和外圆表面互为基准，这样可以避免引起变形。

4-3、主轴中心孔在加工中起什么作用？为什么在精加工阶段前都要进行中心孔的研磨？中心孔的研磨的方法有哪些？

起定位基准的作用。作为定位基面的中心孔的形状误差会复映到加工表面上去，中心孔与顶尖的接触精度也将直接影响加工误差，因此，对于精密轴类零件，在拟定工艺过程时必须保证中心孔具有较高的加工精度。用石油或橡胶砂轮修研、用铸铁顶尖修研、用硬质合金顶尖修研、应中心孔专用磨床磨削。

4-4、为什么箱体加工常采用统一的精基准？试举例比较采用“一面两孔”或“几个面”组合定位两种方案的优缺点及其适用场合？

保证主要加工表面（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。此外，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（page115），“一面两孔”定位夹具，这种定位方式，夹具结构简单，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5个平面和孔系，也可以作为从粗加工到精加工大部分工序的定位基准，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。

吊架镗模结构，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

4-6、4-7

4-8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？

仿形法：（1）铣齿，加工精度及生产率较低，一般精度在9级以下；（2）拉齿，加工精度和生产率都较高，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：（1）滚齿，通常能加工6～10级精度齿轮，最高能达4级，生产率较高，通用性好，常用以加工直齿、斜齿的外啮合圆柱齿轮和涡轮；（2）插齿，通常能加工7～9级精度齿轮，最高能达6级，生产率较高，通用性好，适用于加工内外啮合齿轮、扇形齿轮、齿条等；（3）剃齿，能加工5～7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；（4）冷挤齿，能加

工6～8级精度齿轮，生产率比剃齿高，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；（5）珩齿，能加工6～7级精度齿轮，多用于经过剃齿和淬火后齿形的精加工；（6）磨齿，加工精度高，能加工3～7级精度齿轮，但生产效率低，加工成本高，多用于齿形淬硬后的精加工

第五章P149

5-2、机床夹具通常由哪几部分组成？各起和作用？机床夹具的组成部分：（1）、定位元件（定位装置），定位元件与工件的定位基面相接处，用于确定工件在夹具中的正确位置。

（2）、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持夹具中的既定位置。

（3）、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，引导元件用于确定刀具位置并引导刀具进行加工。

（4）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，铣床夹具还要有定位件等

5-3、常见的定位方式、定位元件有哪些？

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：V形块，定位套，半园套，圆锥套。

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

工件以组合表面定位：平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其他表面组合、锥面与锥面组合等。

5-4、辅助支承与自位支承有何不同？

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担的作用，只限制工件的一个自由度，常用于毛坯表面、断续面、阶梯表面定位

5-6、

5-7。试分析三种基本夹紧机构的优缺点及其应用。

斜楔夹紧机构：结构简单，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，结构也很简单，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，结构紧凑；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P187

6-1、钻床夹具分哪些类型？各类钻模有何特点？钻床夹具分为：

（1）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。（2）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，经夹具分度机构转位可顺序加工各孔。

（3）翻转式钻模：主要用于加工小型工件同一表面或不同表面上的孔结构上比回转式钻模简单，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。

（4）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，结构简单，切屑易于清除，适用于加工小孔，可不设夹紧装置。

（5）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，适合于中等精度的孔和孔系加工。

6-3、钻模板的形式有几种？哪种的工作精度最高？

钻模板的形式有：（1）固定式；（2）铰链式；（3）可卸式。其中固定式的工作精度最高。

6-7、

6-8、镗床夹具可分为几类？各有何特点？其应用场合是什么？

按其所使用的机床不同，镗床夹具可分卧式和立式两类；

按其导向支架的布置形式，可分为双支承镗模、和无支承镗模3类。

双支承镗模：镗模的两个支承分别设置在刀具的前方和后方，镗孔的位置精度主要取决于镗模支架上镗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。单支承镗模：镗杆在镗模中只有一个镗套引导，镗杆与机床主轴刚性连接，即镗杆插入机床主轴的莫氏锥孔中，并保证镗套中心与主轴轴线重合，机床主轴的回转精度影响工件镗孔精度，通用性较差，适用于精度高的机床批量加工。

无支承镗模：工件在刚度好、精度好的金刚镗床、坐标镗床或数控机床、加工中心上镗孔时，夹具上不设镗模支承，加工孔的尺寸和位置精度由镗床保证。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、精度好的金刚镗床、坐标镗床或数控机床、加工中心上镗孔

6-9、

6-13、车床夹具分为几类？各有何特点？

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表面与定位基准间的同轴度。

角铁类车床夹具其结构不对称，用于加工壳体，支座，杠杆，接头等零件上的回旋面和端面。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，因而其结构基本上是对称的，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1端面驱动夹具以中心孔定位的轴类工件的车磨加工。2不停车夹具能在机床主轴旋转时装卸工件的车床夹具称为不停车夹具

6-14

钻套可分为：标准钻套、特殊钻套、快换钻套

特殊钻套的用途

可换钻套、快换钻套的用途。

夹紧点、夹紧力、加紧方向分析

简单零件的工艺过程设计

思考题：

26、基准不重合误差，基准位移误差

27、镗套的结构分为哪两种？固定式和回转式

28、常见专用的车床夹具有哪四种类型？心轴类、角铁类、卡盘类、花盘类

29、工件以外圆柱面作为定位基准时，可以选择的定位元件有哪些？

V形块，定位套、半圆套、圆锥套

工件以圆孔定位的常用元件有定位销、圆柱心轴、圆锥销、圆锥心轴30、加工箱体类平行孔系，为保证孔距精度，一般采用哪些方法？

找正法、坐标法、镗模法

31、使用哪类镗模时，镗杆与主轴必须采用浮动联接？

32、薄壁套筒零件安装在车床三爪卡盘上，以外圆定位车内孔，如何保证内

孔不变形？

33、什么是基准位移误差？

34、夹具中对刀元件作用是什么？

35、常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是哪类夹紧机构？

36、什么是精基准？轴类零件定位用的顶尖孔是属于精基准还是粗基准？

37、加工箱体类零件加工时最常用的精定位基准是什么？

38、哪一类机床夹具需要考虑静平衡要求的？

39、零件的加工精度包括哪三方面内容？尺寸精度，形状精度，位置精度

40、提高生产率有哪些工艺措施？

缩短基本时间，缩短辅助时间，缩短技术性服务时间，缩短准备结束时间