機(jī)械制造工藝學(xué) 習(xí)題及答案 王道林

項(xiàng)目1學(xué)后測(cè)評(píng)參考答案

1.什么生產(chǎn)過(guò)程？簡(jiǎn)述其內(nèi)容。

答：機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí)，將原材料（或半成品）轉(zhuǎn)變?yōu)槌善罚ɑ驒C(jī)械零件）的全過(guò)程，稱為生產(chǎn)過(guò)程。生

產(chǎn)過(guò)程包括：生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程，毛坯制造過(guò)程，零件的機(jī)械加工、熱處理和其他表面處理

等，產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)和油漆，原材料和成品的運(yùn)輸與保管等內(nèi)容。

2.什么是工藝過(guò)程、工序、工步、工作行程、安裝和工位？并簡(jiǎn)述它們之間的關(guān)系。

答：生產(chǎn)過(guò)程中直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置或性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程，

稱為工藝過(guò)程。

一個(gè)（或一組）工人，在同一工作地點(diǎn)（或同一臺(tái)機(jī)床上），對(duì)一個(gè)零件（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)零件）

進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱為?個(gè)工序。

在一個(gè)工序中，當(dāng)加工表面、切削工具、切削用量中的進(jìn)給量和切削速度不變時(shí)所連續(xù)完成的那

部分工序稱為工步。

在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，需要分多次切削，則每進(jìn)行一次切削就是一個(gè)

工作行程。

工件在機(jī)床上或夾具中定位后加以?shī)A緊的過(guò)程稱為安裝。

工件在機(jī)床（或夾具）上所占據(jù)的每一個(gè)待加工位置稱為一個(gè)工位。它

們之間的關(guān)系如下：

3.某企業(yè)年產(chǎn)量4105型柴油機(jī)1000臺(tái)，已知連桿的備品率為5%,機(jī)械加工廢品率為1%,試計(jì)

算連桿的生產(chǎn)綱領(lǐng)，并說(shuō)明其生產(chǎn)類型及主要工藝特征。

答：N=Qn（1+a%）（I+b%）=1000*4*（1+5%）（1+1%）24242

生產(chǎn)類型：大批大量生產(chǎn)。

主要工藝特征：具有廣泛的互換性；廣泛采用金屬模機(jī)器造型、模鍛或其他高效方法，毛壞精度

高，加工余量?。簭V泛采用高效專用機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床，按流水線和自動(dòng)線排列設(shè)備：廣泛采用專用高效夾

具、復(fù)合刀具、專用量具或自動(dòng)檢具，靠調(diào)整法達(dá)到精度要求；對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求較高，對(duì)操作工

的技術(shù)水平要求較低：有詳細(xì)的工藝文件；生產(chǎn)率高、成本低。4.如題圖1-1所示零件,

單件小批生產(chǎn)時(shí)其機(jī)械加工工藝過(guò)程為：在刨床上分別刨削六個(gè)表面，達(dá)到圖樣要求；粗刨導(dǎo)軌

面A,分兩次切削；刨兩越程槽；精刨導(dǎo)軌面A；鉆孔；擴(kuò)孔；錢孔；去毛刺。試確定其工藝過(guò)

程的組成：工序、安裝、工位、工步、工作行程。

答：工序1在刨床上分別刨削六個(gè)表面，達(dá)到圖樣要求；粗刨導(dǎo)軌面A,分兩次切削；刨兩越程

槽；精刨導(dǎo)軌面A（7次安裝，9個(gè)工步，工步7有2個(gè)工作行程）

工序2鉆孔：擴(kuò)孔：錢孔（1次安裝，分3個(gè)工步）

工序3去毛刺

5.如題圖1-2所示零件，成批生產(chǎn)，毛坯為①35mm棒料。工藝過(guò)程：在鋸床上切斷下料，車端面

鉆中心孔，掉頭車另一端面鉆中心孔，在另一臺(tái)車床上將整批工件靠螺紋一邊都車至630mm,掉

頭再調(diào)刀車整批工件的①18mm外圓，換車床車①20mm外圓、車螺紋、倒角，在銃床上銃兩平面、

轉(zhuǎn)90。、銃另外兩平面，去毛刺。試確定其工藝過(guò)程的組成：工序、安裝、工位、工步、工作行程。

答：工序1在鋸床上切斷下料

工序2車端面鉆中心孔，掉頭車另一端面鉆中心孔（2次安裝，有2個(gè)工步、工作行程）

工序3在另一臺(tái)車床上將整批工件靠螺紋一邊都車至030mm工

序4掉頭再調(diào)刀車整批工件的018mm外圓

工序5換車床車020mm外圓、車螺紋、倒角（I次安裝，3個(gè)工步、各1次工作行程）

工序6在銃床上銃兩平面、轉(zhuǎn)90'、銃另外兩平面（1次安裝，2個(gè)工位）

工序7?去毛刺

6.獲得尺寸精度的機(jī)械加工方法有哪些？各有何特點(diǎn)？

答（1）試切法該方法是獲得零件尺寸精度最早采用的加工方法，同時(shí)也是目前常用的獲得高精度

尺寸的主要方法之一，主要用于單件小批生產(chǎn)。

（2）調(diào)整法調(diào)整法加工生產(chǎn)率較高，精度較穩(wěn)定，常用于批量、大量生產(chǎn)。

（3）定尺寸刀具法該方法操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)率高，加工精度較穩(wěn)定，但刀具制造復(fù)雜，成本高。

（4）自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法加工質(zhì)量較穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。數(shù)控機(jī)床上的大多數(shù)操作屬于此法。

2

7.毛坯有哪些類型？如何選擇？

答：常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件和型材等。

毛坯選擇時(shí)，需根據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求：零件的結(jié)構(gòu)形狀與大?。簧a(chǎn)綱領(lǐng)的大??；

現(xiàn)有生產(chǎn)條件；新技術(shù)、新工藝、新材料的充分利用等。

8.如題圖1-3所示零件，若按調(diào)整法加工，試分析加工平面2時(shí)及鎮(zhèn)孔4的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、

工序基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)。

答：加工平面2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為平面3,定位基準(zhǔn)為平面1、6,工序基準(zhǔn)為平面，測(cè)量基準(zhǔn)為平面3

鋒孔4的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為平面6及孔5,定位基準(zhǔn)為平面1、6,工序基準(zhǔn)為平面6及孔5,測(cè)量基準(zhǔn)平

面6及孔5。9.簡(jiǎn)

述粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇原則。

答：粗基準(zhǔn)的選擇原則：

①若主要保證T件上某重要表面的加T余品均勻，則應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn).

②若零件上有某個(gè)表面不需要加工，則應(yīng)選擇該不需加工的表面為粗基準(zhǔn)。

③如果工件上有多個(gè)不加工面，則應(yīng)選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)，

④如果零件上每個(gè)表面都需加工時(shí)，則應(yīng)選加工余量和位置誤差最小的表面作為粗基準(zhǔn)，

⑤作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積可以使工件定位可靠、夾緊方便。

⑥粗基準(zhǔn)在同一自由度方向只能使用一次。

精基準(zhǔn)的選擇原則：①基準(zhǔn)重合原則；②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；③白為基準(zhǔn)原則：④互為基準(zhǔn)原則；⑤便

于裝夾原則。10.零件

的切削加工順序安排的原則是什么？常用的熱處理工序如何安排？

答：先粗后精；先主后次；先面后孔；基準(zhǔn)先行。

預(yù)備熱處理主要包括時(shí)效處理、正火處理、退火處理和調(diào)質(zhì)處理等。時(shí)效處理一般安排在粗加工

的前后，對(duì)于精密零件，可安排多次時(shí)效處理；正火與退火處理為最終熱處理作準(zhǔn)備，高碳鋼采用退火,

低碳鋼采用正火，一般安排在粗加工之前；調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工之后。

最終熱處理主要指淬火處理、滲碳淬火處理及滲氮處理等。常安排在精加工（磨削）之前進(jìn)行，其

中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。II.制

定工藝規(guī)程時(shí)，為什么要?jiǎng)澐旨庸るA段？什么情況下可以不劃分或不嚴(yán)格劃分加工階段？答：利

于保證加工質(zhì)量；便于合理使用設(shè)備；便于安排熱處理工序和檢驗(yàn)工序；便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以

及避免損傷已加工表面。

對(duì)有些重型零件或余量小、精度不高的零件，則可以在一次安裝中完成表面的粗加工和精加工，

3

概率法計(jì)算得：4=10；罌7〃〃%

4|4O’82（AO）

50-8.1

mm,A,=60±0.04mm,A=30K）：mm,因.心不便測(cè)

17.如題圖1-7所示工件，A=7020a

量，試重新標(biāo)出測(cè)量尺寸及其公差。

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中A3為封閉環(huán)。計(jì)算得：A4=30^,^mm

18.如題圖1-8所示工件，已加工完成外圓、內(nèi)孔及端面，現(xiàn)需在銃床上銃出右端缺口，求調(diào)整刀

具時(shí)的測(cè)量尺寸H、A及其偏差。

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中26和5分別為封閉環(huán)。

計(jì)算得：A=6聰〃tmH=254黑mm

圖1圖2

19.如題圖1-9a所示軸套零件其余各表面均已加工完畢。試分別計(jì)算三種定位方案鉆孔的工序尺

寸及偏差。

答：方案一：基準(zhǔn)重合，Aj=12±0.1mm

方案二：工藝尺寸鏈下圖1?其中A1=8°OO5nun?.=12±0.1nun，計(jì)算得A2=20普〃

方案三：工藝尺寸鏈下圖2,其中&=8°oosmm?A()=12±0.1mm>4=401」計(jì)算得

A3=20*wmm

圖1圖2

5

20.如題圖1-10所示為一模板零件簡(jiǎn)圖，鏢削兩孔（入、0?時(shí)均以底面M為定位基準(zhǔn)，試標(biāo)注鐐

削兩孔的工序尺寸。檢驗(yàn)兩孔孔距時(shí)，因其測(cè)量不便，試標(biāo)出測(cè)量尺寸A的大小及其偏差。若A

超差，可否直接判定該模板為廢品？

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。鋒削兩孔的工序尺寸分別為50±0.05機(jī)機(jī)和B=13O±O.O5〃"〃。

檢驗(yàn)兩孔孔距時(shí).因其測(cè)量不便,測(cè)量尺寸4為50二鬻〃〃〃

0.一

mc

4-011

8

CQ

，-

05

0.

輸

圖1圖2

21.如題圖1-11中帶鍵槽軸的工藝過(guò)程為：車外圓至00.5°mm,銃鍵槽深度為7Hmm,

熱處理，磨外圓至設(shè)磨后外圓與車后外圓的同軸度為0.05mm,求保證鍵槽深度

設(shè)計(jì)尺寸4位2mm的銃槽工序尺寸

oo

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中A=1540⑼8〃〃〃，4=4加，其=0±0.025〃“〃，

440.00800I

=15.25°加〃。4=H+THmm,Ao為封閉環(huán)。計(jì)算得：A_TH=4.25+OJO7/W7?

nH+

2-0,05303~O+0.017

22.如題圖1-12所示工件，由于設(shè)計(jì)尺寸0.66°。,5mm不便測(cè)量，車削時(shí)采用鉆、鎮(zhèn)孔的.3mm、

。7卅mm；調(diào)頭車端面2,保證總長(zhǎng)U.%0smm,鐐孔夕*mm,保證深度4,試分析計(jì)算:

（1）校核所注軸向尺寸能否保證設(shè)計(jì)尺寸要求？

（2）按等公差法分配各組成環(huán)的公差，并求出工序尺寸

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。

（1）因封閉環(huán)公差小于個(gè)組成環(huán)公差之和，故所注軸向尺寸不能保證設(shè)計(jì)尺寸要求。

6

（2）按等公差法分配各組成環(huán)的公差為5±0.0256團(tuán)、11.4'）05〃2〃2,則工序尺寸為:

A=5.74喘癡n

O.66-O,I5<AO>

5+0.05

0

0.

23.如題圖1-13所示，階梯軸精車后靠火花磨削M、N面。試計(jì)算試切法精車M、N面的工序尺

寸^（靠火花磨削余量為0.1±0.02mm）

答：試切法精車M面的工序尺寸的尺寸鏈圖如下圖1,其中'=50±0.1〃〃〃，4=0.1±0.02加，計(jì)算

得&=50.1±0.0即即。試切法精車N面的工序尺寸的尺寸鏈羽如下圖2：其中&=40±0.08〃〃〃，

A,=0.1±0.02〃〃〃，計(jì)算得人2=39.9±0.06〃〃〃

圖1圖2

24.什么是時(shí)間定額？批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)時(shí)的時(shí)間定額分別如何計(jì)算？

答：時(shí)間定額又稱為工時(shí)定額，是在一定的生產(chǎn)技術(shù)組織條件下，規(guī)定的單件產(chǎn)品（如一個(gè)零件）

或完成某項(xiàng)工作（如某一道工序）必須的時(shí)間。

批量生產(chǎn)時(shí)，單件時(shí)間定額為上述時(shí)間之和。即

T^.=7\本+/輔助+丁布陽(yáng)+丁休&+T

在大量生產(chǎn)時(shí)，每個(gè)工作地點(diǎn)完成固定的一道工序，一般天需要考慮準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間，如果要計(jì)算,

因N值很大，丁，20,也可忽略不計(jì)。所以單件時(shí)間定領(lǐng)為

丁定轍=T通件=T基本+T塘助+T柿+T體必

25.什么叫工藝成本？它有那兩類費(fèi)用組成？單件工藝成本與年產(chǎn)量有何關(guān)系？

答：與工藝過(guò)程直接有關(guān)的那一部分費(fèi)用，稱為工藝成本。

工藝成本分為可變費(fèi)用I和不變費(fèi)用駟部分。

單件工藝成本與年產(chǎn)量是雙曲線的關(guān)系。

項(xiàng)目2學(xué)后測(cè)評(píng)參考答案

7

I.原始誤差包括哪些內(nèi)容？

答：原始誤差是影響工件加工精度的主要因素，主要包括原理誤差、機(jī)床誤差、刀具誤差、夾具誤差，

以及工藝系統(tǒng)受力變形、熱變形和內(nèi)應(yīng)力變形引起的誤差等。2.何謂加

工原理誤差？由于近似加工方法都將產(chǎn)生加工原理誤差，因而都不是完善的加工方法，這種說(shuō)法對(duì)

嗎？

答：這種說(shuō)法不對(duì)。采用近似的加工原理，一定會(huì)產(chǎn)生加工誤差，但使得加工成為可能，并且簡(jiǎn)化了加

工過(guò)程，使機(jī)床結(jié)構(gòu)及刀具形狀得以簡(jiǎn)化，刀具數(shù)量大大減少，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)率有效提高，因此，

只要將誤差合理地限制在規(guī)定的公差范圍之內(nèi)，就是一種行之有效的方法。3.主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤

差有哪三種基本形式？它們對(duì)加工精度有何影響？

答：主軸回轉(zhuǎn)誤差有軸向竄動(dòng)，純徑向跳動(dòng)和純角度搜動(dòng)三種基本形式。

主軸回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生原因主要是：滑動(dòng)軸承軸頸或滾動(dòng)釉承滾道的圓度誤差；滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán)的壁

厚誤差：滑動(dòng)軸承的軸頸、軸承套或滾動(dòng)軸承滾道的波度：滾動(dòng)軸承滾子的圓度誤差和尺寸偏差：抽承間隙

以及切削中的受力變形等。此外軸承定位端面與軸心線垂直度誤差、軸承端面之間的平行度誤差以及鎖緊

螺母端面的跳動(dòng)等。

4.為什么對(duì)普通車床床身在水平平面內(nèi)直線度要求高于垂直面內(nèi)直線度要求？而對(duì)平面磨床床身

導(dǎo)軌的要求則相反？對(duì)鐐床導(dǎo)軌的直線度要求，為什么在水平面和垂直面內(nèi)都有較高要求？

答：對(duì)普通車床，機(jī)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差，使得刀尖的直線運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生同樣程度的位移△匕

而此位移剛好發(fā)生在被加工表面的法線方向，所以工件的半徑誤差就等于?△，；而車床尋軌在垂

直面內(nèi)的直線度誤差，使得刀尖在被加工表面的切線方向產(chǎn)生了位移從而造成加工誤差

A/?-AZ72/?,也就是說(shuō)，車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工誤差的影響是很小的，可忽略不

計(jì)。所以對(duì)普通車床床身在水平平面內(nèi)直線度要求高于垂宜面內(nèi)直線度要求。

對(duì)平面磨床，導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差將宜?接反映到工件上，而導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差

對(duì)工件的加工誤差的影響很小，所以對(duì)平面磨床床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度要求高于水平面內(nèi)宜線度要求。

對(duì)鎮(zhèn)床，導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度的直線度誤差和垂直面內(nèi)的直線度誤差都將直接反映到加工工件上,

因此，對(duì)鏈床導(dǎo)軌的直線度在水平面和垂直面內(nèi)都有較高要求.5.何謂傳動(dòng)鏈

誤差？在何種情況下才要考慮機(jī)床的傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響？

答：傳動(dòng)鏈誤差是由于傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件存在制造誤差和裝配誤差引起的。

對(duì)于某些加工方式，例如車或磨螺紋、滾齒、插齒以及磨齒等，為保證工件的加工精度，除了主

軸回轉(zhuǎn)誤差和導(dǎo)軌誤差外，還要求刀具與工件之間具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。此時(shí)，它是影響加工精度

8

的主要因素?。需要考慮機(jī)床的傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響。

6.刀具的制造誤差是如何影響工件的加工精度的？刀具的磨損有哪三個(gè)階段？

答：刀具的制造誤差對(duì)加工精度的影響，隨刀具種類的不同而不同。

采用定尺寸刀具加工時(shí)，刀具的尺寸誤差直接影響工件的尺寸精度；采用成形刀具加工時(shí)，切削

刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調(diào)整不正確，都會(huì)直接影響工件加工表面的形狀精度；采用展成法加工

時(shí)，切削刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調(diào)整不正確，同樣會(huì)影響工件加工表面的形狀精度；采一般刀具

（如車刀、銃刀、償?shù)兜龋r(shí)，刀具的制造誤差對(duì)加工精度無(wú)直接影響。

刀具的磨損過(guò)程可分為初期磨損階段、正常磨損階段和急劇磨損階段等三個(gè)階段。

7.在車床上加工心軸時(shí)，如題圖2-1所示，粗、精車外圓B及臺(tái)肩面A,經(jīng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)A有圓柱度

誤差、4對(duì)A有垂直度誤差。試從機(jī)床幾何誤差的影響，分析產(chǎn)生以上誤差的原因。

答：產(chǎn)生A圓度誤差的原因是車床主軸回轉(zhuǎn)軸線的徑向跳動(dòng)。

產(chǎn)生A圓柱度誤差的原因是車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差：床身導(dǎo)軌和主軸向轉(zhuǎn)軸線在

水平面內(nèi)不平行；床身導(dǎo)軌的扭曲；主軸回轉(zhuǎn)軸線的角度擺動(dòng)。

產(chǎn)生B對(duì)A的垂直度誤差的原因是：主軸回轉(zhuǎn)軸線的軸向竄動(dòng)；刀架橫溜板導(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)

軸線不垂直。

8.用小鉆頭加工深孔時(shí)，在鉆床上常發(fā)現(xiàn)孔軸心線偏彎，如題圖2-2a所示；在車床上常發(fā)現(xiàn)孔徑

擴(kuò)大，如題圖2-2b所示，試分析其原因。

答：由丁小鉆頭的兩切削刃刃磨不對(duì)稱或由丁?工件端面不平，使玷頭的兩刃切削力不等，細(xì)K鉆頭的剛

性差在切削力作用卜.易變形。若在鉆床上加工，刀具回轉(zhuǎn)，工件不動(dòng)，孔的軸線產(chǎn)生偏彎。若在車床上加

工，工件回轉(zhuǎn)，鉆頭不動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生孔徑擴(kuò)大（孔有錐度）。

9.在外圓磨床上磨削薄壁套筒，工件安裝在夾具上，如題圖2-3所示，當(dāng)磨削外圓至圖紙要求尺

寸（合格），卸下工件后發(fā)現(xiàn)工件外圓呈鞍形，試分析造成此項(xiàng)誤差的原因。

答：由于工件的剛性差，夾緊時(shí)工件因變形成腰鼓形。磨削時(shí)，工件中部的加工余量大，磨去的多，磨至尺

寸要求后卸下工件，因彈性變形恢復(fù)，使工件呈鞍形。

10.如果龍門刨床床身導(dǎo)軌不直，如題圖24所示，在工件的剛度很差和很大兩種情況下，加工后

的工件分別會(huì)成什么形狀？

答（1）當(dāng)工件剛度很差時(shí)，工件在切削力作用下產(chǎn)生相應(yīng)的變形，加工后的平面是平直的。

（2）當(dāng)工件剛度很大時(shí)?，工件幾乎不變形，導(dǎo)軌不宜誤差直接復(fù)映到加工表面上，加工后的平面

呈中凹。

11.在內(nèi)圓磨床上加工盲孔，如題圖2-5所示，若只考慮磨頭的受力變形，試推想孔表面會(huì)產(chǎn)生怎

9

樣的加工誤差？

答：孔可能產(chǎn)生錐度。因?yàn)樯拜喪菓冶郯惭b的，磨削受力時(shí)，最左端撓度大，孔呈口大底小的錐度。

12.在大型立車上加工盤形零件的端面及外圓時(shí)，如題圖2-6所示，因刀架較重，試推想由于刀架

自重可能會(huì)產(chǎn)生怎樣的加工誤差？

答：刀架自重引起橫梁變形，加工端面時(shí)，刀架移動(dòng)使橫梁各處變形不一致，因此工件表面加工后呈

中回形狀，加工外圓時(shí)，隨著刀架下伸使懸臂加長(zhǎng)而剛度變小，外圓產(chǎn)生錐度，直徑上小下大。

13.簡(jiǎn)述誤差復(fù)映現(xiàn)象，并說(shuō)明誤差復(fù)映系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？

答：毛坯的形狀誤差以類似的形式復(fù)映到加工后的工件表面上，這種現(xiàn)象稱為誤差復(fù)映現(xiàn)象。

誤差復(fù)映系數(shù)的大小與工藝系統(tǒng)的剛度、進(jìn)給量、切削深度以及系數(shù)Cp等因素有關(guān)。

14.什么是工件的內(nèi)應(yīng)力？試分析產(chǎn)生工件內(nèi)應(yīng)力的主要原因？

答：工件的內(nèi)應(yīng)力是指在沒有外界載荷的情況下，存在于零件內(nèi)部互相平衡的應(yīng)力。

產(chǎn)生工件內(nèi)應(yīng)力的主:要原因是：由于金屬內(nèi)部宏觀或微觀的組織發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生

的。其外界因素來(lái)自熱加工和冷加工。

15.試分析題圖2-7所示床身鑄坯形成殘余內(nèi)應(yīng)力的原因，并確定A、B、C各點(diǎn)殘余內(nèi)應(yīng)力的符

號(hào)，當(dāng)粗刨床面切去A層后，床面將會(huì)如何變形？

答：A點(diǎn)壓應(yīng)力，B點(diǎn)拉應(yīng)力，C點(diǎn)壓應(yīng)力。

當(dāng)粗刨床面切去4層后，床面將會(huì)產(chǎn)生中凹變形。

16.如題圖2-8”所示的鑄件，若只考慮鑄造殘余內(nèi)應(yīng)力的影響，試分析用端銃刀銃去上部連接部

分后，工件將發(fā)生怎樣的變形？乂如題圖2-8b所示的鑄件，當(dāng)采用寬度為B的三面刃盤銃刀分別

將中部板條和左邊框板條切開時(shí)，開口寬度3的尺寸分別如何變化？

答：用端銃刀銃去上部連接部分后，工件將呈鞍形。

采用寬度為3的三面刃盤銃刀將中部板條切開時(shí)，開口寬度B的尺寸變大。采

用寬度為B的三面刃盤鐵刀將左邊框板條切開時(shí)，開口寬度B的尺寸變小。

17.根據(jù)加工誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可分為哪幾類？這幾類誤差各有什么特點(diǎn)？

答：根據(jù)加工誤差的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，分為系統(tǒng)性誤差和隨機(jī)誤差兩類。

系統(tǒng)性誤差主要特點(diǎn)是：當(dāng)順序加工一批零件時(shí)，產(chǎn)生的誤差大小和方向若保持不變或按一定的

規(guī)律變化。

隨機(jī)性誤差的主要特點(diǎn)是：在加工一批零件中，產(chǎn)生的誤差大小和方向是無(wú)規(guī)律地變化的。它是

由于各種彼此之間沒有任何依賴關(guān)系的隨機(jī)因素共同作用而產(chǎn)生的。因此隨機(jī)性誤差舟現(xiàn)的時(shí)機(jī)和大小,

事先是不能確定的。

10

18.在自動(dòng)車床上加工一批直徑為。8毋里0smm的小軸，抽檢25件其尺寸見題表2-1。

17.8917.9217.9317.9417.94

17.9517.9517.9617.9617.96

17.9717.9717.9717.9817.98

17.9817.9917.9918.0018.00

18.0118.0218.0218.0418.05

試根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制實(shí)際尺寸分布曲線，計(jì)算合格品率.、廢品率、可修復(fù)廢品率及不可修復(fù)廢品率.，答:

I)分組、確定組距、計(jì)算組界、統(tǒng)計(jì)頻數(shù)、計(jì)算頻率，結(jié)果如下表。

組別尺寸范圍(mm)中點(diǎn)尺寸x(tnm)組內(nèi)零件數(shù)m頻率m/n

117.88-17.9117.89511/25

217.91?17.9417.92544/25

317.94?17.9717.95588/25

417.97-18.0017.98577/25

518.00-18.0318.01533/25

618.03?18.0618.04522/25

2)繪制實(shí)際尺寸分布曲線，如下圖所示。

計(jì)算得到平均值為17.975mm；均方根誤差為0.032mm.；

MZi=(17.975-17.92)/0.032=1.71查表得次z)=0.4554；

Z2=(18.03-17.975)A).032=1.71查表得點(diǎn)z)=0.4554；

因此，合格品率為91.08%,廢品率為8.92%。

4)計(jì)算可修復(fù)率、不可修復(fù)率

可修復(fù)率與不可修復(fù)率均為4.46%,,

19.在兩臺(tái)相同的自動(dòng)車床上加工一批小軸的外圓，要求保證直徑或1±0.02mm。第哈加工1000件,

其直徑尺寸按正態(tài)分布，平均值Xi1=11.005mm,均分差。尸0.004mm。第二臺(tái)加工500件，其

直徑尺寸也按正態(tài)分布，平均值X?2=lL015mm,均分差。2=0.0025mm。試求：

II

(I)在同一張圖上繪制兩臺(tái)機(jī)床加工的兩批工件的尺寸分布圖，并指出哪臺(tái)機(jī)床的工序精度

高？

(2)計(jì)算并比較哪臺(tái)機(jī)床的廢品率高，并分析其產(chǎn)生的原因及提出改進(jìn)方法。

答(1)第一臺(tái)機(jī)床的工序精度6m=6X0.004=0.024(mm),

第二臺(tái)機(jī)床的工序精度6(72=6X0.0025=0.015(mm)

因?yàn)?6<6歷，故第二臺(tái)機(jī)床的工序精度高。

(2)笫一臺(tái)機(jī)床加工的小軸，其直徑全部落在公差帶內(nèi)，故無(wú)廢品。

第二臺(tái)機(jī)床加工的小軸，有部分小軸的直徑落在公差帶外，成為可修復(fù)廢品.

經(jīng)計(jì)算z=2,查表可得我Z)=0.4772。

廢品率為0.5—0.4772=2.28%。

分析可知，第二臺(tái)機(jī)床產(chǎn)生廢品的主要原因是刀具調(diào)整不當(dāng)，使一批工件尺寸分布中心偏大于公差

帶中，從而產(chǎn)生可修廢品，改進(jìn)的辦法是對(duì)第一臺(tái)機(jī)床的車刀重新小調(diào)整，使之再進(jìn)刀

0.0075mm為宜。

20.加工一批工件，其外圓直徑尺寸及其偏差為娘8±0.6mm,測(cè)得25件的尺寸見題表2-2。

尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸

試件號(hào)試件號(hào)試件號(hào)試件號(hào)試件號(hào)

/min/minZmm/mm/mm

128.1628.101128.201628.002128.10

227.90727.801228.381728.102228.2

327.70828.101328.431827.902327.90

428.00927.951427.901928.042428.06

528.201028.261527.842027.862527.80

已知以前在相同工藝條件下加工同類工件的標(biāo)準(zhǔn)差為0.14mm,試?yán)L制該批零件的天-R點(diǎn)圖

及判定該工序的穩(wěn)定程度。

答：已知。=0.14mm,且X=28.0mm

》點(diǎn)圖及R點(diǎn)圖的控制界限分別是：

元的上控制線28.199mm亞的下控制線27.182mm

R的上控制線0.689mm,R的下控制線0

CP=776(7=1.2/(6X0.14)=1.43,屬于工序能力一級(jí)，說(shuō)明該工序的工藝過(guò)程是穩(wěn)定的。

項(xiàng)目3學(xué)后測(cè)評(píng)參考答案

1.表面質(zhì)量的含義包括哪些主要內(nèi)容？為什么機(jī)械零件的表面質(zhì)量與加工精度有同等重要的意

12

義？

答：表面質(zhì)量的主要內(nèi)容包括：表面層的幾何形狀特征（表面粗糙度和波度）、表面層的物理力學(xué)

性能（表面層的加工硬化、表面層材料金相組織的變化、表面層的殘余應(yīng)力）。

之所以說(shuō)機(jī)械零件的表面質(zhì)量與加工精度具有同等重要的意義是因?yàn)椋阂粋€(gè)零件的加工質(zhì)量分

為兩部分，一是零件加工精度（含尺寸、形狀、位置精度），二是表面質(zhì)量（含表面粗糙度和表面變

質(zhì)層）。前者是從宏觀上保證加工的零件滿足設(shè)計(jì)要求，后者是說(shuō)微觀上所存在加工缺陷。它主要

影響零件的裝配精度、疲勞強(qiáng)度等。所以就是從不同的角度保證零件的加工精度以滿足使用要求。2.試舉例

說(shuō)明機(jī)械零件的表面粗糙度對(duì)其使用性能的影響“

答：表面粗糙度對(duì)零件的使用性能影響：表面粗糙度越小，零件耐磨性、耐蝕性越好，疲勞強(qiáng)度越大，

配合精度越高，配合性質(zhì)越穩(wěn)定；冷作硬化使耐磨性有所提高，并提高零件的疲勞強(qiáng)度和耐蝕性；表面

層殘余壓應(yīng)力的存在，可以提高零件的疲勞強(qiáng)度，提高零件的耐蝕性。3.為什么機(jī)器

上許多靜止連接的接觸表面往往要求較小的表面粗糙度？

答：靜止連接的接觸表面往往要求較小的表面粗糙度主要是從接觸剛度和配合質(zhì)量考慮。零件的表面

粗糙度一方面會(huì)影響零件磨損，間接影響零件配合質(zhì)量；另一方面零件的表面粗糙度會(huì)影響配合表面的

實(shí)際有效接觸面積，影響接觸剛度。當(dāng)承受較大載荷時(shí)，兩表面相配合表面微觀變形較大，對(duì)零件配合產(chǎn)

生影響。4.車削一鑄鐵零件的外

圓表面，若進(jìn)給量戶0.5mm/r,車刀刀尖的圓弧半徑『4mm,問能達(dá)到的表面粗糙度數(shù)值為多少？

f2（J52

答：“力匚=匕」=7.8叩］

8ro8x4

5.工件材料為15鋼，經(jīng)磨削加工后要求表面粗糙度達(dá)RaSCMpm是否合理？若要滿足此加工要求，

應(yīng)采取什么措施？

答：不合理。因?yàn)?5鋼材質(zhì)太軟，磨削時(shí)磨屑會(huì)嵌入砂輪氣孔內(nèi)而影響磨削，并劃傷已加工表面

影響表面粗糙度，使表面粗糙度值只能達(dá)到大于Ra=0.4同m,要實(shí)現(xiàn)Ra=0.04卜im的要求，必須先將

工件粗車，然后滲碳，再淬火一回火，最后進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨及光整磨削，才能達(dá)到目的。

6.為什么有色金屬用磨削加工得不到小的表面粗糙度數(shù)值？通常為獲得較小的表面粗糙度應(yīng)采用

哪些加工方法？若需要磨削有色金屬，為提高表面質(zhì)量應(yīng)采取什么措施？

答：由于有色金屬塑形大，導(dǎo)熱性好，磨削時(shí)工件表面層的塑性變形大，溫升高?，且切屑會(huì)迅速堵塞砂

輪的磨粒間隙，使砂輪失效。

為獲得較小的表面粗糙度應(yīng)采用高速精車或金剛饃的方法來(lái)加工小粗糙度的有色金屬零件。

13

若需要磨削有色金屬，可利用合金元素使有色金屬的韌性下降，以減小磨削表面的粗糙度。

7.機(jī)械加工過(guò)程中，為什么會(huì)造成被加工零件表面層物理力學(xué)性能的改變？這些改變對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量

有何影響？

答：機(jī)械加工過(guò)程中由于切削力、切削熱的作用，使加工表面層產(chǎn)生塑性變形，加工中表面層產(chǎn)生的高

溫或大的溫度梯度，以及在已加工表面上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)等，使表面層的顯微硬度、金相組織及殘余應(yīng)力

分布都會(huì)發(fā)生變化，如冷硬、磨削燒傷、裂紋等，都會(huì)造成加工表面層物理力學(xué)性能的改變，從而影響零

件的耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕能力及精度穩(wěn)定性等產(chǎn)品質(zhì)量。8.磨削淬火鋼時(shí)，加工表面

層的硬度可能升高或降低，試分析其原因。

答：淬火鋼在不同磨削條件下出現(xiàn)的表面層硬度不?樣。當(dāng)磨削深度小于10用。時(shí)，由于溫度的影

響使表面層的回火馬氏體產(chǎn)生弱化，并與塑性變形產(chǎn)生的冷作硬化現(xiàn)象綜合而產(chǎn)生了比基體硬度低的部

分，而表面的里層由于磨削加工中的冷作硬化作用起了主導(dǎo)作用而又產(chǎn)生了比基體硬度高的部分，當(dāng)磨削

深度為20?30|im時(shí)，冷作硬化的作用減少.磨削溫度起了主導(dǎo)作用。由于磨削區(qū)溫度高于馬氏體

轉(zhuǎn)換溫度，低于相變溫度而使表面層馬氏體回火燒傷。當(dāng)磨削深度增至5()用口時(shí)，磨削區(qū)最高溫度

有超過(guò)了相變臨界溫度，極冷時(shí)產(chǎn)生淬火燒傷，而再往里層則硬度又逐漸升高直至未受熱影響的基

體組織。9.為什么會(huì)產(chǎn)生磨削燒傷

及裂紋？它們對(duì)零件的使用性能有何影響？減少磨削燒傷及裂紋的方法有哪些？

答：磨削加工時(shí)，磨削熱使表面溫升過(guò)高，對(duì)已淬火的鋼件會(huì)引起金相組織的變化，使表層的硬度、強(qiáng)度比

加工前明顯降低，同時(shí)在表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限會(huì)產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重影響零件的使

用性能。

磨削燒傷與表層溫升有十分密切關(guān)系，因此減輕燒傷的根本途徑是減少磨削熱和改善散熱條

件，如合理選擇砂輪，正確選擇磨削用量，并有效利用冷去I?系統(tǒng)。

項(xiàng)目4學(xué)后測(cè)評(píng)參考答案

1.試簡(jiǎn)述機(jī)床主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求。

答：車床主軸既是一種單軸線的階梯軸、空心軸，也是長(zhǎng)徑比小于12的剛性軸。主要表面是同軸

線的若干個(gè)外圓柱面、圓錐面和孔，次要表面有鍵槽、花鍵、螺紋和端面結(jié)合孔等。

(1)主軸有兩個(gè)支承軸頸A、B,其圓度公差為0.005mm,徑向跳動(dòng)公差為0.005mm；支承

軸頸尺寸精度為IT5,表面粗糙度為Ra0.4

14

（2）主軸的工作表面具體要求有：內(nèi)外錐面的尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和接觸

精度；定心表面對(duì)支承軸頸48軸心線的同軸度：定位端面。對(duì)支承軸頸Ad軸心線的跳動(dòng)等。

（3）主軸次要軸頸的尺寸公差等級(jí)要求一般為IT7級(jí)，圓度公差為0.01mmo同時(shí)，主軸次

要軸頸對(duì)支承軸頸44的徑向圓跳動(dòng)允差為0.015mm。

（4）主軸螺紋的公差等級(jí)一般為6h,與支承軸頸48的同軸度允差為①0.025mm,主軸上的

螺母支承端面圓跳動(dòng)允差在500mm半徑上為0.025mnu

（5）主軸軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當(dāng)提高其硬度，以改善它的裝配工藝性

和裝配精度。軸頸表面硬度一般為40?50HRC。

2.主軸加工中，常以頂尖孔作為定位基準(zhǔn)，試分析其特點(diǎn)，

答：以兩頂尖孔作為軸類零件加工中的定位基準(zhǔn)，既符合基準(zhǔn)重合原則，又能實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一。所以，只要有

可能，就盡量采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。

兩頂尖孔的質(zhì)量對(duì)零件加工精度的影響很大，應(yīng)盡量做到兩頂尖孔的軸心線重合、頂尖接觸面積

大、表面粗糙度小。否則，將會(huì)因工件與頂尖間的接觸剛度變化而產(chǎn)生加工誤差。因此，應(yīng)始終注意保

持兩頂尖的質(zhì)量，這是軸類零件加工中的關(guān)鍵問題之一。

3.試分析主軸加工中，是如何體現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”、“轆重合”、“互稗準(zhǔn)”、“自懶準(zhǔn)”原則的？答：采

用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)，這樣，可以實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其瑞面，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。

采用支承軸徑定位，因?yàn)橹С杏詮郊仁茄b配基準(zhǔn)，也是各個(gè)表面相互位置的設(shè)計(jì)基?ft，這樣符合

基準(zhǔn)重合的原則。

為保證支承釉頸與兩端隹孔的同軸度要求，采用互為基準(zhǔn)原則。

超精加工、研磨、雙輪布磨等外圓表面光整加工方法都是“浮動(dòng)的”，均依靠被加工表面本身

自定中心。即采用自為基準(zhǔn)原則。

4.在主軸深孔加工過(guò)程中，工件和刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式有哪兒種？試比較其優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合。

答：深孔加工可采取的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式有：

（1）采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給的加工方式，使鉆頭有自定中心的能力，避免鉆孔時(shí)偏斜。

（2）工件不動(dòng)，刀具旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給（適合加工方箱類工件）。

（3）工件旋轉(zhuǎn)，刀具做反向旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給。

（4）工件旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給。

5.如題圖4-1所示零件，單件小批生產(chǎn)，材料為20Cr,試編寫其機(jī)械加工工藝過(guò)程。如屬大量生

產(chǎn)，機(jī)械加工工藝過(guò)程又該怎樣？

15

答：?jiǎn)渭∨a(chǎn)時(shí)，其機(jī)械加工工藝過(guò)程為:

車一端面，打中心孔；掉頭車另i端面，打中心孔；粗車外圓與槽；調(diào)質(zhì)處理；精車外I員I、槽、螺紋

及倒角；銃鍵槽，去毛刺。

大量生產(chǎn)時(shí)，其機(jī)械加工工藝過(guò)程為：

銃兩端端面及打中心孔；粗車外圓與槽；調(diào)質(zhì)處理；精車外同、槽、螺紋及倒角；銃鍵槽；去毛刺。

6.試簡(jiǎn)述箱體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)要求。

答：箱體類零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工準(zhǔn)度大。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，一般中型機(jī)

床制造廠，在箱體類零件的機(jī)械加工工時(shí)約占整個(gè)產(chǎn)品加工工時(shí)的15%?20%。

箱體類零件中，機(jī)床主粕箱的精度要求較高，可歸納為以下五項(xiàng)精度要求。

（1）軸承孔的尺寸與形狀精度。主軸孔一般要求IT6級(jí)，其余孔為IT6?IT7級(jí)?？椎膸缀涡?/p>

狀精度除作特殊規(guī)定外，一般都在尺寸公差范圍內(nèi)。

（2）孔與孔的位置精度.一般孔距允差為+0.025?+0.060mm,而同一中心線卜的支承孔的

同軸度約為最小孔尺寸公差之半。

（3）孔與平面的位置精度。

（4）主要平面的精度。

（5）表面粗糙度。-?般規(guī)定主軸孔為Ra0.4?0.8pm,其他各縱向孔為Ra1.6Mm；孔的內(nèi)端面

為Ra3.2pm,裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面為Ra0.63?Ra2.5pm,其他平面為Ra2.5~RalOgnio

7.舉例說(shuō)明箱體零件的粗、精基準(zhǔn)選擇時(shí)，主要應(yīng)考慮哪些問題？

答（1）粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，箱體類零件一般都選擇重要孔（如主軸箱的主軸孔）為粗基準(zhǔn)。

（2）精基準(zhǔn)選擇時(shí)，箱體加工精基準(zhǔn)的選擇也與生產(chǎn)批量的大小有關(guān)。

單件小批生產(chǎn)用裝配基面做定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)重合。這種定位方式不足之處：加工箱體中間壁上的

孔時(shí)，為了提高刀具系統(tǒng)的剛度，應(yīng)當(dāng)在箱體內(nèi)部相應(yīng)的部位設(shè)置刀桿的導(dǎo)向支承。因此這種定位方式

只適用于單件小批生產(chǎn)。

大批量生產(chǎn)時(shí)采用一面兩孔作定位基混，基椎小重合。常以頂血和兩定位銷孔為精基準(zhǔn)。這種定

位方式是加工時(shí)箱體「I朝卜，中間導(dǎo)向支架可固定在夾具上。由于簡(jiǎn)化了夾具結(jié)構(gòu)，提高了夾具的剛度,

同時(shí)工件的裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。

實(shí)際生產(chǎn)中，一面兩孔的定位方式在各種箱體加工中應(yīng)用十分廣泛。

8.什么是孔系？其加工方式有哪幾種？試說(shuō)明各種加工方式的特點(diǎn)和適用范圍。

答：箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系?？紫悼煞譃槠叫锌紫?、同軸孔系和

16

交叉孔系。

根據(jù)箱體生產(chǎn)批量和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的加工方法也不相同。

（1）生產(chǎn)中，保證平行孔系孔距精度的方法主要有找正法、鋒模法和坐標(biāo)法三種。

找正法是在通用機(jī)床（銃床、鎮(zhèn)床）上，人工利用輔助工具找正要加工孔的正確位置的加工方法。

這種方法加工效率低，一般只適于單件小批生產(chǎn)。

鐐模法是利用鋒模夾具加工孔系。中批生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)一般都采用此法。

坐標(biāo)法鋒孔是借助于測(cè)量裝置，調(diào)整機(jī)床主軸與工件間的△平和垂直方向上的相對(duì)位置，來(lái)保證

孔距精度的一種鋒孔方法。坐標(biāo)法鐐孔的孔距精度主要取決坐標(biāo)H勺移動(dòng)精度。用坐標(biāo)法加工箱體的孔系

時(shí)，應(yīng)選主軸孔為基準(zhǔn)孔，并應(yīng)按照齒輪嚙合關(guān)系依次加工其他各孔。

（2）成批生產(chǎn)中，一般采用鐐模加工同軸孔系，其同軸度由錨模保證。單件小批量生產(chǎn)，一

般不采用鎮(zhèn)模，其同軸度用利用已加工孔作支承導(dǎo)向、利用鎮(zhèn)床后立柱上的導(dǎo)向套支承鐐桿和調(diào)頭獴等

方法來(lái)保證。

（3）成批生產(chǎn)中，一般采用鐐模加工交又孔系。

9.浮功鐐刀有何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？用其加工箱體孔有何優(yōu)點(diǎn)？能否比善孔的相互位置精度？答：

浮動(dòng)鐐刀相