汽车制造工艺学全部答案

《汽车制造工艺学》课堂作业答案

第4章机床夹具设计

一、判断题（对打√，错打×）

1．工件在夹具中定位时，如所限制的自由度少于六个，则称为欠定位。（×）

2．工件在夹具中定位时，只要是多于六点的定位就一定会出现过定位。

（√）

3．工件在夹具中定位时，在定位基面上作用六个支承点则称为完全定位。

（×）

4．工件在夹具中定位时，采用完全定位就不会出现欠定位。

（√）

5．工件在夹具中定位时，如出现欠定位就一定是不完全定位方式。

（×）

6．工件在夹具中定位时，只要少于或等于六点的定位就不会出现过定位。

（×）

7．工件在夹具中定位时，如出现过定位则认为该定位方案是错误的。

（×）

8．工件在夹具中定位时，就一定存在定位误差。

（√）

二、选择题（用字母表示正确答案）

1．在车床上采用中心架支承加工长轴时，属于（C ）的定位方式。

A．完全定位B．不完全定位C．过定位D．欠定位

2．机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具（A ）。

A．车床夹具B．钻床夹具C．镗床夹具D．铣床夹具

3．常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是（B ）。

A．斜楔B．螺旋C．偏心D．铰链

4．套类零件以心轴定位车削外圆时，其定位基准面是（B ）。

A．心轴外圆柱面B．工件内圆柱面

C．心轴中心线D．工件孔中心线5．在磨床上磨削平面时，保证被加工平面的尺寸精度和平行度，应限制（C ）个自由度。

A．5个B．4个C．3个D．2个6．工件以外圆柱面在长V形块上定位时，限制了工件（C ）自由度。

A．6个B．5个C．4个D．3个7．用双顶尖装夹工件在车床上车削外圆时，限制了工件（B ）自由度。

A．6个B．5个C．4个D．3个8．箱体类工件常以一面两孔定位，相应的定位元件应是（B ）。

A．一个平面、二个短圆柱销B．一个平面、一个短圆柱销、一个短削边销

C．一个平面、二个长圆柱销D．一个平面、一个长圆柱销、一个短圆柱销

9．套类零件以心轴定位车削外圆时，其定位基准是（B ）。

A．工件外圆柱面B．工件内圆柱面中心线

C．心轴外圆柱面D．心轴中心线

10．在平面磨床上磨削工件平面时，不能采用下列哪一种定位方式？（D ）A．完全定位B．不完全定位C．过定位D．欠定位

11．一面二孔定位中，削边销的削边方向应是（C ）。

A．与两孔中心连线同方向B．与两孔中心连线方向成45o

C．与两孔中心连线方向成90oD．任意方向均可

12．工件以圆柱面在短V形块上定位时，限制了工件（D ）个自由度。

A．5 B．4 C．3 D．2

三、问答题

4．1机床夹具由哪些部分组成？每个组成部分各有什么作用？

1）定位元件确定工件在机床夹具中正确位置的元件。

2）夹紧装置将工件压紧夹牢，以确保工件在加工过程中不因受外力作用而破坏其定位后的既定位置的装置。

3）对刀装置确定或引导刀具与工件被加工表面之间位置的元件。

4）连接元件确定夹具在机床上占有正确位置的元件。

5）夹具体将夹具所有元件和装置连接成为一个整体的基础件。

6）其它装置根据工件的某些特殊加工要求而设置的装置。

4．3工件在夹具中夹紧的目的是什么？夹紧与定位有何区别？对夹紧装置有哪些基本要求？

工件定位后，就必须采用一定的机构将工件压紧夹牢，以便保证工件在切削过程中不会因受切削力、重力、惯性力或离心力等外力作用而破坏原定位置。从而保证工件的加工精度和安全生产。

区别：使工件在机床上相对于刀具的切削成形运动处于准确的相对位置，称为定位。将已经精定位好的工件通过夹具等固定于锁定为的位置上称为夹紧。

要求：（１）确保工件既定位置不变

（２）夹紧力的大小要适当

（３）夹紧机构的自锁性能可靠

（４）夹紧装置应操作方便、安全、省力和工艺性好

4．4何谓“六点定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夹具中的六个自由度？

一个尚未定位的工件在空间直角坐标系中具有（六个运动）六个自由度。这六个自由度是指工件在空间直角坐标系中沿着三个相互垂直坐标轴线所处位置的可能性，绕这三个相互垂直坐标轴线角度方位所处位置的可能性。由此可见，要使工件在夹具中占有确定的位置，就是要在空间直角坐标系中，通过定位元件限制工件的六个自由度。

不是。工件定位时应限制的自由度的数目，是根据工件在本工序的加工要求以及考虑提高工件定位稳定性和加工刚性等方面来确定的。

4．5工件在夹具中定位时，是否只要有六个定位支承点作用于工件定位基面上即为“完全定位”？为什么？

不是。工件定位时其六个自由度全部被限制的定位称为完全定位。两个或两个以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自由度时就成为了过定位。

4．6在设计夹具的夹紧装置时，对夹紧力的大小，方向和作用点有何要求？（１）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置，夹紧力应指向主要定位基面

（２）夹紧力的作用方向应使工件所需夹紧力尽可能最小

（３）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形尽可能最小

作用点：

（１）夹紧力的作用点应作用在夹具定位元件支承表面所形成的稳定受力区域内

（２）夹紧力的作用点应作用在工件刚性较好的部位上

（３）夹紧力的作用点应尽量靠近工件的加工表面

4．7工件在夹具中定位时，是否只要作用于工件定位基面上的定位支承点不超过六个，就不会出现“过定位”，为什么？

不是。当两个或两个以上的定位支承点重复限制工件上的同一个自由度时就成为了过定位。4．8工件在夹具中定位时，由于受定位元件的约束而得到定位与工件被夹紧而得到固定的位置有何不同？工件不受定位元件的约束只靠夹紧而固定在某一位置上，是否也算定位？

当工件受定位元件约束得到的定位位置相对于刀具有唯一确定性，而没有被夹紧得到的位置没有相对刀具的唯一性，当进行下一个同样的工件夹紧时候，位置不确定。不算。4．9试说明可调支承与辅助支承有何区别？各自应在什么场合使用？

主要支承既能支承工件，又能限制工件的自由度。辅助支承是在工件定位后才实现支承的作用。因此只能起到支承工件的作用。

4．10工件以平面定位时所用的定位元件有哪些？

工件以平面定位

1）主要支承既能支承工件，又能限制工件的自由度。

（1）固定支承支承钉（平头、球头、锯齿头）支承板（无槽、有槽）（2）可调支承（平头、球头、锯齿头）

（3）自位支承（也称为浮动支承）工作面形式有：两点式、三点式和多点式。

浮动方式有：球面浮动式、杠杆浮动式、滑柱浮动式。

2）辅助支承辅助支承是在工件定位后才实现支承的作用。因此只能起到支承工件的作用。辅助支承的结构形式很多。常见的有螺旋式、自位式和推引式等。

第5章机械制造质量分析与控制

一、判断题（对打√，错打×）

1、误差复映指的是机床的几何误差反映到被加工工件上的现象。(×)

2、由原理误差所引起的加工误差属常值系统性误差。(√)

3、工艺系统的磨损引起的加工误差属变值系统性误差。(√)

4、工艺系统的受热变形引起的加工误差属变值系统性误差。(√)

5、用展成法加工齿形表面时，产生表面形状误差的主要因素是机床的传动

链误差。(√)

6、工件因安装时产生的加工误差属随机性误差。(√)

7、工件因内应力变形产生的加工误差属随机性误差。(√)

8、机械加工中允许存在原理误差。(√)

9．加工原理误差是由于机床几何误差所引起的。(×)

10．车床主轴的纯轴向窜动对车削端面的形状精度有影响。(√)

11．卧式镗床镗孔时误差敏感方向是不断变化的。(√)

12．尺寸链中的减环就是指当该组成环的尺寸减小时，封闭环尺寸也会随之减小。(×)

13．切削速度越大，冷硬现象越严重。(×)

14．装配尺寸链中的封闭环是装配过程中最后形成的一环。(√)

15．当车床的前后导轨存在扭曲时，工件会产生圆柱度度误差。(√)

16. 当加工精度很高，组成环数很少，大批量生产情况下，可采用调整法进

行装配。(×)

17. 磨削时当其他条件不变时,砂轮的线速度从30m/s提高到60m/s,表面粗糙

度值会减小。(√)

18. 车床主轴的纯径向跳动不影响加工轴类零件的圆度误差。(√)

19. 加工表面层产生的残余压应力，能提高零件的疲劳强度。(√)

20. 定位误差属于常值系统性误差。(×)

21. 经济加工精度是指同一设备最低加工成本所能达到的加工精度。(√)

22. 误差复映是由于工艺系统受力变形所引起的。(√)

23. 减小误差复映的有效方法是提高工艺系统的刚度。(√)

24. 刀具磨损所引起的加工误差属于随机性误差。(×)

25. 工件受热变形造成的加工误差属于随机性误差。(×)

26. 加工原理误差是由于近似的刀具廓形所引起的。(√)

27. 切削加工时，进给量和切削速度对表面粗糙度的影响不大。(×)

28. 表面的微观几何性质主要是指表面粗糙度。(×)

二、选择题

1、车削加工时，其工件加工误差的敏感方向是指刀尖处于加工表面的

（ A ）。

A、法线方向

B、切线方向

C、圆周方向

2、磨削烧伤的实质是指工件表层金属产生了（ C ）。

A、冷作硬化

B、残余应力

C、金相组织变化

3、多次走刀时，总误差复映系数等于各次走刀误差复映系数（ B ）。

A、之和

B、之积

C、倒数和

D、倒数积

4．车削加工中大部分切削热传给了（D ）。

A．机床B．工件C．刀具D．切

屑

4．在车床两顶尖上装夹车削光轴，加工后检验发现中间直径偏小，两端直径

偏大，其最可能的原因是（ A ）。

A．两顶尖处刚度不足B．刀具刚度不足

C．工件刚度不足D．刀尖高度位置不准确6．下列影响加工误差的因素中，造成变值系统误差的因素是（C ）。

A．机床几何误差B．夹具制造误差C．刀具磨损D．工件受力变形

7．车床主轴采用滑动轴承时，造成主轴径向跳动的最主要原因是（C ）。

A．轴颈圆度误差B．轴套孔圆度误差

C．轴颈与轴套间隙偏大D．轴颈与轴套间隙偏小8．为保证加工过程中不产生废品，X点图中的控制线范围应（ B ）加工尺寸公差范围。

A．大于B．小于C．小于或等于D．大于或等于

9．下列影响加工误差的因素中，造成变值系统误差的因素是（D ）。

A．调整误差B．工艺系统几何误差

C．工艺系统受力变形D．工艺系统受热变形10．切削时刀具热变形的热源主要是（A ）。

A．切削热B．运动部件的摩擦热

C．辐射热D．对流热

11．采用动调整法加工外圆表面时，造成调整误差的主要因素有（B ）。

A．样件的制造误差B．进给机构示值误差

C．刀具安装误差D．对刀误差

12．普通卧式车床纵向导轨在垂直面内直线度对加工精度中的圆柱度误差影响（C ）。

A．很大B．较大C．较小D．等于零

13．为保证加工精度，在制订工艺规程选择机床时，主要应考虑（B ）。

A．机床的新旧程度B．机床精度与工序要求相适应

C．机床的生产自动化水平D．机床的成本14．工件直接安放在立式钻床的工作台上，主轴进给钻孔，加工后发现孔中心线与定位平面不垂直，其可能原因是（ D ）。

A．钻床主轴径向跳动B．钻床主轴轴向串动

C．钻床主轴套筒轴线与工作台面不垂直D．钻床工作台面与导轨

不垂直

15．工件以外圆表面在三爪卡盘上定位，车削内孔和端面，若三爪卡盘定位面与车床主轴回转轴线不同轴将会造成（ D ）。

A．被加工孔的圆度误差B．被加工端面平面度误

差

C．孔与端面的垂直度误差D．被加工孔与外圆的同

轴度误差

三、问答题

1机械加工表面质量包括了哪些主要内容？对零件的使用性能有什么影响？

机械加工表面质量是指零件在加工后表面层的状态。它存在着不同程度的表面粗糙度、冷硬、裂纹等表面缺陷。影响着机械零件的精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度等，从而影响产品的使用性能和寿命。（表面微观几何形状特征：表面粗糙度表面波度；表面物理力学性能的变化：表面层冷作硬化表面层残余应力表面层金相组织的变化）1.对耐磨性的影响 2.对耐疲劳性的影响 3.对耐腐蚀性的影响 4.对配合质量的影响

5.对加工精度持久性的影响

2影响切削加工表面粗糙度的主要因素有哪些？影响磨削加工表面粗糙度的主要因素有哪些？

一是切削刃与工件相对运动的轨迹所形成的表面粗糙度——几何因素，二是被加工材料的性质及切削原理的有关因素——物理因素。此外，加工中工艺系统的振动,被加工材料,刀具几何角度、刃磨质量，切削液等

降低措施：

(1）合理选择刀具几何参数减少刀具的主偏角和副偏角；适当增大刀具的前角、后角和刃倾角。

(2）合理选择切削用量选择较高的切削速度；减少进给量，但不易太小

(3）改善工件材料的组织性能材料韧性、塑性↑→金属塑性变形愈大↑→Ra↑

金相组织粗大、晶粒大↑→Ra↑，常用正火、调质处理

(4）合理选择刀具材料和提高刃磨质量刀具材料强度↑→Ra↓刃磨质量↑→Ra↓冷却、润滑↑→Ra↓}

1）砂轮的粒度2)砂轮硬度3)砂轮的修整4)砂轮的速度

(5）磨削切深与工件速度

3什么是加工表面冷作硬化现象？产生加工冷作硬化的主要原因是什么？

机械加工过程中因切削力的作用产生塑性变形,使晶格扭曲,畸变,晶粒间产生剪切滑移,晶格

扭曲,晶粒被拉长和纤维化,甚至破碎,形成纤维状组织,引起材料强化,这些都会使表层金属的硬度和强度提高,这种现象称为冷作硬化.

（零件在机械加工过程中，表面层金属产生强烈的塑性变形，使表层的硬度和强度都有提高，这种现象称作冷作硬化。）

产生原因：(1)切削力的作用→切削层金属产生剪切滑移→塑性变形→晶格畸变、晶粒纤维化→表面强化

(2)切削热产生的金相组织变化→硬度变化

4什么是加工表面的金相组织变化？为什么磨削加工时常产生磨削“烧伤”现象？为什么磨削高合金钢较普通碳素钢更易产生“烧伤”现象？

加工表面的金相组织变化指：回火烧伤退火烧伤淬火烧伤

原因：磨削区温度未超过淬火钢的相变温度,但已超过马氏体转变温度,则工件表层中的回火马氏体组织将发生回火现象,而转变为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体),此现象称为回火烧伤.如果磨削区温度超过了相变温度,而磨削区域又无冷却液进入,表层金属将产生退火组织,表面硬度将急剧下降,这种烧伤称为退火烧伤.如果磨削区温度超过了相变温度,再加上冷却液的急冷作用,表层金属发生二次淬火,使表层金属出现二次淬火马氏体组织,其硬度比原来的回火马氏体的高,在它的下层,因冷却较慢,出现了硬度比原先的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体),这种烧伤称为淬火烧伤.

一般被加工材料的硬度越低，塑性越大时，切削后的冷硬现象越严重，如：碳钢中含碳量愈大，强度变高，塑性变小，冷硬程度变小。

5磨削工件外圆时，为什么相应提高工件和砂轮的线速度，不仅可以避免“烧伤”，提高生产率，而且又不会增大表面粗糙度值？

?VC ↑→θ↑→有利于加工硬化回复（2）VC ↑→塑性变形程度↓→h,N↓

?（3）VC ↑→后刀面与工件接触时间缩短→使加工硬化难以充分进行。

6为什么在机械加工时，工件表面层会产生残余应力？磨削加工时工件表面层残余应力产生的原因与切削加工时是否相同？为什么？

当切削与磨削过程中加工表面层相对于基体材料发生形状，体积变化或金相组织变化时，在加工后的表面层中将残留有应力。

工件在切削加工时，其表面层在切削力和切削热的作用下，会产生不同程度的塑性变形，引起体积改变，从而产生残余应力。磨削时，是因为表面的金相组织变化使得工件内部组织的相互作用产生应力。

7控制加工表面质量的途径及方法有哪些？各有何特点及其应用范围？

1）合理选择刀具几何参数减少刀具的主偏角和副偏角；适当增大刀具的前角、后角和刃倾角。2）合理选择切削用量选择较高的切削速度；减少进给量，但不易太小

3）改善工件材料的组织性能材料韧性、塑性↑→金属塑性变形愈大↑→Ra↑

金相组织粗大、晶粒大↑→Ra↑，常用正火、调质处理

4）合理选择刀具材料和提高刃磨质量

刀具材料强度↑→Ra↓刃磨质量↑→Ra↓冷却、润滑↑→Ra↓

磨削裂纹及避免产生裂纹的措施：

1，提高冷却效果（1）采用高压大流量冷却（2）加装空气挡板（3）采用内冷却砂轮

（4）采用侵油砂轮（5）采用间断磨削

2，磨削用量选择径向进给量增大,或切深增大-> t ↑↓工件纵向进给量增大-> t ↓->减轻烧伤↓->粗糙度↑提高工件速度和减小切深-> 残余拉应力↓

3，改善砂轮磨削性能

(1)考虑自锐性(2)不同磨料在磨削不同材料的工件时有它一定的适用范围

第6章机械制造工艺规程设计

一、判断题（对打√，错打×）

1．在机械加工中，一个工件在同一时刻只能占据一个工位。(√ )

2．在一道工序中如果有多个工步，那么这些工步可以是顺序完成，也可以同步完成。(√ )

3．在一道工序中只能有一次安装。(× )

4．加工高精度表面时所用的定位基准称为精基准。(× )

5．用三把外圆车刀，同时车削阶梯轴的三个台阶，称为三个工步。(× )

6．在尺寸链中只有一个封闭环。(√ )

7．在尺寸链中可以没有减环。(√ )

8．在尺寸链中必须有增环。(√ )

9．机器的装配质量完全取与机器零件的制造精度。(× )

10．某工序的最小加工余量与该工序尺寸公差无关。(× )

11．一个表面的加工总余量等于该表面的所有加工余量之和。(√ )

12．经济加工精度是指同一设备最低加工成本所能达到的加工精度。(√ )

13．提高加工效率，只能是设法减少工艺过程的基本时间。

(× )

14．尺寸链中的减环就是指当该组成环的尺寸减小时，封闭环尺寸也会随之减小。(× )

15．装配尺寸链中的封闭环是装配过程中最后形成的一环。(√ )

16．当加工精度很高，组成环数很少，大批量生产情况下，可采用调整法进行装配。 (×）

二、选择题

1．零件机械加工工艺过程组成的基本单元是（B ）。

A．工步B．工序C．安装D．走刀

2．工步是指（B ）。

A．在一次装夹过程中所完成的那部分工序内容

B．使用相同刀具对相同表面所连续完成的那部分工序内容

C．使用相同刀具对不同表面所连续完成的那部分工序内容

D．使用不同刀具对不同表面所连续完成的那部分工序内容

3．在每一工序中确定加工表面的尺寸和位置所依据的基准，称为（B）。

A．设计基准B．工序基准C．定位基准D．测量基准

4．下面（D）的结论是正确的。

A．一道工序只能有一次安装B．一次安装只能有一个工位C．一个工位只能完成一个工步D．一道工序只能在一台设备上完成

5．粗基准是指（A）。

A．未经加工的毛坯表面作定位基准B．已加工表面作定位基准C．粗加工的的定位基准D．精加工时的定位基准6．批量是指（D）。

A．某一个产品中的零件数B．每年制造相同产品的零件数

C．一个工人一年加工的零件数D．每批制造相同产品的零件数

7．零件的生产纲领是指（C）。

A．一批投入生产的零件数量B．生产一个零件所花费的劳动时间

C．零件全年计划期的生产量D．一个零件从投料到产出所花费的时间

8．精基准是指下列哪一种表面作为定位基准。（A）

A．已经加工过的表面B．未加工的表面

C．精度最高的表面D．粗糙度值最低的表面9．工序基准定义为（B）。

A．设计图中所用的基准B．工序图中所用的基准

C．装配过程中所用的基准D．用于测量工件尺寸、位置的基准

10．工序的最小加工余量由（A）决定。

A．上道工序的尺寸公差B．上道工序的表面粗糙度

C．本道工序的装夹误差D．上道工序的装夹误差11．零件的结构工艺性是指（B）。

A．零件结构对强度的影响B．零件结构对加工可行性的影响

C．零件结构对刚度的影响D．零件结构对装配可行性的影响

12．车削细长轴时，由于工件刚度不足造成在工件轴向截面上的形状是（C）。

A．矩形B．梯形C．鼓形D．鞍形13．下列影响加工误差的因素中，造成随机误差的因素是（D）。

A．原理误差B．机床几何误差C．机床热变形D．安装误差

14．误差复映系数与工艺系统刚度（C）。

A．无关B．成正比C．成反比D．成平

方关系

三、问答题

1何谓工艺尺寸链？如何判断尺寸链中的封闭环和组成环？工艺尺寸链中，其公差最大的尺寸是否就是封闭环？

尺寸链：指相互联系并按一定顺序排列的封闭尺寸组合。

封闭环：在零件的加工或装配过程中，其精度是被间接保证的尺寸。

组成环：在零件的加工或装配过程中，直接得到的尺寸。

是。

3机械加工一般划分为哪几个阶段？划分加工阶段有什么意义？

1）粗加工阶段

2）半精加工阶段

3）精加工阶段

4）精密、超精密加工和光整加工阶段

1）有利于保证工件的加工质量2）能尽早发现毛坯的缺陷3）便于热处理等工序的安排4）可以合理的使用设备5）可避免工件上重要表面受到损伤

4何谓工序集中？何谓工序分散？影响工序集中、工序分散的主要因素有哪些？工件的加工工序少，工艺路线短，每道工序的加工内容多。所用设备少，减少了生产面积及其操作者，可减少工件的安装次数，保证位置精度。

工件的加工工序多，工艺路线长，每道工序的加工内容少，所用设备多，生产面积大，操作者多

5何谓加工余量？影响加工余量的因素有哪些？

加工总余量（毛坯余量）与工序（工步）加工余量

①上道工序（工步）的尺寸公差：Ta

②上道工序（工步）的形位误差：еa

③上道工序（工步）的表面粗糙度：Ry

④上道工序（工步）的表面缺陷层：Ha

⑤本道工序（工步）的安装误差：ε b

6如何安排零件的机械加工顺序？在机械加工过程中，如何安排热处理工序？基面先行、先粗后精、先平面后孔、主次穿插

1）预备热处理（正火、退火、调质），安排在切削加工之前。

2）去内应力热处理（人工失效、正火、退火），安排在粗加工之后。

3）最终热处理（淬火、淬火-回火），为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；也可安排在精加工之后。

7何谓粗基准？其选择原则是什么？

选择未经加工的表面作为定位基准的，则称为粗基准。

1）保证位置精度原则 2）保证余量足够原则 3）保证余量均匀原则

4）保证材料切除 5）不重复使用原则 6)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁

8何谓精基准？其选择原则是什么？

选择已加工的表面作为定位基准的，则称为精基准。

1）基准重合原则：2）基准统一原则：3）互为基准原则4）自为基准原则：