机械制造工艺学清华大学出版社课后习题答案

《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编着清华大学出版社第一章机械制造工艺预备1-1配工艺过程为研究对象。

其中机械加工工艺过程指冷加工工艺过程。

机械制造的工艺过程特指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。

此外，机械制造工艺学还包括非常规加工方法概述，随着技术发展进步，非常规制造方法越来越多在工程实际中获得应有，并取得效果。

1-3参考答案要点：生产过程是指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。

工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成锻《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编着清华大学出版社第二章机械加工工艺规程制定2-1参考答案要点：机械工艺规程在指导生产上发挥重要作用，主要体现在如下几个方面：12312342-2参考答案要点：机械加工工艺审查主要审查内容包括四个方面：1、审查设计图纸的完整性、统一性；2、审查设计图纸的结构工艺性；3、审查图样标注的合理性；4、审查材料选用的合理性。

零件毛坯选择需综合考虑多方面因素。

通常主要包括如下几个方面因素：1) 零件的材料；设计图纸选用材料是毛坯选择考虑的重要因素。

2) 零件的力学性能要求；零件的力学性能要求通常是选择毛坯种类的主要考虑因素。

3) 零件的形状及尺寸；零件的形状复杂程度和零件的尺寸也是选择毛坯种类的重要因素。

4) 零件毛坯的生产条件；毛坯的选择还要考虑特定企业现场生产能力以及外协生产的可行性。

5) 毛坯制造的经济性。

毛坯选择还应考虑毛坯制造的经济性。

进行毛坯生产方案的经济技经济性较好的毛坯制造方案。

2-5参考答案要点：定位基准可分为粗基准和精基准两种，因此定位基准的选择原则也分为粗基准选择的原则1) 基准重合的原则；2) 基准统一原则；3) 互为基准原则；4) 自为基准原则。

（理解基础上，适当展开，参看教材相应文字）2-6⑴浮动铰刀铰孔；⑵拉齿坯内孔；⑶无心磨削销轴外圆；⑷磨削床身导轨面；⑸箱体零件攻螺纹；⑹珩磨连杆大头孔。

123456机械制造过程采用工序集中原则拟定工艺路线时的特点如下：1) 采用柔性或多功能机械加工设备及工艺装备，生产率高；2) 工件装夹次数少，易于保证加工表面间位置精度，减少工序间运输量，缩短生产周期；3) 机床数量、操作工人数量和生产面积可以较少，从而简化生产组织和计划工作；4) 因采用柔性或多功能设备及工艺装备，所以投资大，设备调整复杂，生产准备工作量大，转换产品费时2-8参考答案要点：2-9参考答案要点：为什么要划分加工阶段?零件加工往往分阶段进行，其原因是机械加工过程中存在误差复映规律，需要分多次加工12345对于加工质量要求较高或结构比较复杂的零件，可将零件的整个工艺路线划分为如下几个阶段：(1) 粗加工阶段在粗加工阶段，机械加工主要任务是快速去除多余金属。

因此粗加工采用大切削用量提高生产率。

粗加工阶段还要加工出精基准，供下道工序加工定位使用。

(2) 半精加工阶段半精加工阶段是过度阶段，主要任务是依据误差复映规律，采用多次加工，减少粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做准备。

并完成一些次要表面的加工。

半精加工阶段通常安排在热处理前完成。

(3) 精加工阶段在精加工阶段，机械加工的主要任务是保证零件各主要表面达到图样规定要求。

实现手段是均匀切除少量加工余量。

精加工阶段通常安排在热处理后进行。

加工提供可靠的高质量的定位基准。

(2) 先主要后次要原则零件的主要表面是加工精度和表面质量要求较高的面，其加工过程往往较为复杂，工序数目多，且零件主要表面的加工质量对零件质量影响较大，因此安排加工顺序时应优先考虑零件主要表面加工；零件一些次要表面如孔、键槽等，可穿插在零件主要表面加工中间或其后进行。

(3) 先面后孔原则零件机械加工顺序应先进行平面加工工序，后进行孔加工工序。

如箱体、支架和连杆等工件，因平面轮廓平整，定位稳定可靠，应先加工平面，然后以平面定位加工孔和其它表面，这样容易保证平面和孔之间的相互位置精度。

(1) 预备热处理安排通常，退火与正火处理安排在粗加工之前进行；正火处理可以匀化金相组织，改善材料切削性。

退火处理可以降低锻件硬度，提高材料切削性，去除冷、热加工的应力，细化匀化晶粒，使碳化物球化，提高冷加工性能。

调质处理可以使零件具有在强度、硬度、塑性和韧性等方面普遍较好的综合机械性能。

调质处理通常安排在粗加工后进行。

2-12参考答案要点：1）工序设计内容包括为每一道加工工序选择适当的机床设备并配备工艺装备；2）确定每一道加工工序的切削用量；3）确定每一道加工工序的加工余量；4）确定每一道加工工序的工序尺寸及公差等。

（理解基础上，适当展开，参看教材相应文字）2-131232-14参考答案要点：工序名称工序余量工序的经济精度工序尺寸及公差精磨0.1 0.013（IT6）30工件装夹是将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。

工件装夹的包含了定位、夹紧两个方面内涵。

工件一般可采用如下几种装夹方式：(1)直接装夹是将工件的定位基准面直接密切贴合在机床的装夹面上，不需找正即可完成定位，通过夹紧工件，使其在整个加工过程中保持正确位置。

(2) 找正装夹是利用可调整工具将工件夹持在机床上，并使机床作慢速运动，利用划针或千分表检测和调整工件的位置，使之处于正确位置的装夹方式。

(4) 对刀元件和导向元件对刀元件用于确定刀具在加工前正确位置。

(5) 夹具体是夹具的基座和基础件。

(6) 其它装置或元件主要有分度装置、排屑装置等。

3-3参考答案要点：夹具的分类方法比较多，1）机床夹具按应用范围、使用特点可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、成利用夹具装夹工件进行加工，产生加工误差的主要因素有：(1) 工件装夹误差；(2) 夹具对定误差；(3) 加工过程误差参考答案要点：在夹具上布置了六个支承点，当工件基准面安置在这六个支承点上时，就限制了它的全部自由度，见图T3-6(b)。

工件底面（M面）紧贴在支承点1、2、3上，限制了工件的x)、y)、z r三个自由度；工件侧面（N面）紧靠在支点4、5上，限制了、y r z)两个自由度；工件的端面（P面）在支承点6上，限制了x r自由度。

(a) (b) (c)图3-2 平行六面体定位时支承点的分布示例3-72) 辅助支承。

2）工件以圆柱孔定位：1) 在圆柱体上定位常用定位元件有定位销和定位心轴。

2) 在圆锥体上定位常用定位元件是小锥度心轴和圆锥销。

3）工件以外圆柱面定位：常用V型块、半圆定位块、定位套、自动定心机构等。

4）工件以一组表面定位：以“一面两孔”定位为最常见的组合位方式。

主要采用的定位元件有哪些？支撑钉、支撑板、定位销、定位心轴、V型块、半圆定位块、定位套、自动定心机构等3-9参考答案要点：图（a）分析平面定位限制工件绕水平轴两个转动自由度，一个铅垂方向平动自由度。

度。

改进措施：当工件较长时，这种过定位是允许的图（c）分析固定长V形块定位，限制水平方向1个平动自由度和2个转动自由度。

一个铅垂方向平动自由度。

固定短V形块定位，限制1个水平方向转动自由度和1个平动自由度。

无过定位、无欠定位。

参考答案要点：(1) V形块定位（参见教材75页公式）定位误差：(1sin)22sin2daTda?Δ《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编着清华大学出版社第四章机械加工精度控制4-14-3参考答案要点：固定顶尖（死顶尖）的优点：1）具有较高的支撑刚度，有助于提高工艺系统刚度。

2）死顶尖没有可旋转顶尖（活顶尖）中的旋转轴承结构，因此具有更高的定位精度，工件具有更高的回转精度，两个顶尖可以保持更高的同轴度。

因此，使用死顶尖的目的是提高加工精度。

顶尖本身具有形状误差时，会引起工件外圆的圆度。

改进措施要求工件上顶参考答案要点：车削螺纹时，要求工件旋转一周，相应刀具移动一个螺距，这种运动关系是由刀具与工件间的传动链来保证的，即保持传动比恒定，SiTiTzzzzzzzzS=××××=（为总传动比）。

i如果机床丝杆导程或各齿轮制造存在误差，将会引起工件螺纹导程的加工误差。

总传动比反映了误差传i递的程度，增速传动比会放大加工误差，而减速传动比能够减小加工误差。

4-6参考答案要点：接触刚度是指零件接合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。

误差复映系数的含义是什么？通常以加工前后误差的比值衡量误差复映的程度，定义为误差复映系数。

哪些因素影响其大小？影响误差复映系数的因素有：1）加工余量不均匀；2)材料硬度不均匀3)机床、夹具和刀具等在不同部位时的刚度不同。

(2) ()100(600)(600)y3360018FLxxxxxxEILEIEI?.×?==EIπ===××××mm（3）xtjcgyyy=+xtmaxxt300(2) 成形刀具(如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等)的切削刃形状精度将直接影响加工表面形状精度。

(3) 展成加工(如齿轮加工、花键加工等)时，刀具切削刃形状精度和有关尺寸精度都会影响加工精度。

在精加工以及大型工件加工时，刀具磨损对加工精度可能会有较大的影响。

刀具磨损磨损往往是影响工序加工精度稳定性的重要因素。

1）合理设计零件结构；2）设立消除残余应力的热处理工序；3）合理安排工艺过程（理解基础上，适当展开，参看教材相应文字）4-13参考答案要点：根据统计规律，加工误差分为：系统误差和随机误差。

参考答案要点：工艺稳定性是指采用所使用的工艺加工出来的产品尺寸是否稳定在某一公差范围之内。

如何评价工艺稳定性？在点图上做出中心线和上下控制线后，即可根据点图分布的情况判别工艺系统的稳定性。

假如加工中系统误差影响很小，加工误差主要是随机误差，且保持不变，那么这种波动属于正常波动，加工工艺是稳定的，点图中点密集分布在中线附近。

这说明分散范围小，该工艺过程处于控制之中。

假如点图中点的分布波否则可能出现废品。

需要注意的是工艺系统的稳定性与出不出废品是两个不同的概念，加工工件的合格与否是用公差衡量的。

4-153）计算可修复与不可修复废品率minmin Ad>，不会产生不可修复不合格品maxmax Ad>，不合格品全部为可修复不合格品。

161600.005xXzσ?.===，(0)0F=合品率 0.5()0.5050%QFz=??所以总合格品率0.5=总合格品率Q 可修复废品率100%4-16参考答案要点：工序能力×=σ误差补偿法是人为地制造出一种新的原始误差，以补偿或抵消原有的原始误差，从而减少加工误差，提高加工精度。

3）转移原始误差各种原始误差反映到零件加工误差上的程度，与其是否在加工误差的敏感方向上有直接关系。