機(jī)械制造技術(shù)習(xí)題詳解

機(jī)械制造技術(shù)習(xí)題及解答

第一章金屬切削基本知識

1-1什么是切削用量三要素？什么是切削層參數(shù)？它們之間有什么關(guān)系？

答：切削用量三要素：切削速度Vc、進(jìn)給量f、背吃刀量ap。

切削層參數(shù)：切削層公稱厚度心,切削層公稱寬度分,切削層公稱橫截面積A

hD=fs\nKr，bD=ap/sinKr，An=hDbn=fap

1-2確定外圓車刀切削部分幾何形狀至少需要幾種基本角度？試劃圖標(biāo)出這些基本角

度。

答：前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角、副后常。

1-3刀具切削部分的就料必須具有哪些性能?

答：（1）較高的硬度和耐磨性

（2）足夠日勺強(qiáng)度和韌性

（3）較高B勺耐熱性

(4)良好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能

(5)良好日勺工藝性

1-4常用時硬質(zhì)合金有哪幾類？

答：l)YG(K)類，即WC-C。類硬質(zhì)合金

2)YT(P)類，即WC-TiC-Co類硬質(zhì)合金

3)YW(M)類，即WC-TiC-TaC-Co類硬質(zhì)合金

第二章金屬切削基本理論

2-1什么是積屑瘤？它對加工過程有什么影響？怎樣控制積屑瘤的產(chǎn)生？

答：在切削速度不高而又能形成持續(xù)性切屑口勺狀況下，加工一般鋼料或其他塑性材

料時，常在前刀面切削處粘有剖面呈三角狀的硬塊。其硬度一般是工件材料硬度的2?3倍,

可以替代切削刃進(jìn)行切削。這部分冷焊在前刀面的金屬稱為積屑瘤。

積屑瘤對切削過程的影響：1)實(shí)際前角增大。它加大了刀具H勺實(shí)際前角，可使切削力

減小，對切削過程起積極II勺作用。積屑瘤愈高，實(shí)際前角愈大。2)使加工表面粗糙度增大。

積屑瘤的底部則相對■穩(wěn)定某些，其頂部很不穩(wěn)定，輕易破裂，一部分連附于切屑底部而排出，

一部分殘留在加工表面上，積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工時

必須設(shè)法防止或減小枳屑痛。3)對刀具壽命H勺影響。積屑瘤粘附在前刀面上，在相對穩(wěn)定

期，可替代刀刃切削，有減少刀具磨損、提高壽命口勺作用。但在積屑瘤比較不穩(wěn)定的狀況下

使用硬質(zhì)合金刀具時，枳屑瘤H勺破裂有也許使硬質(zhì)合金刀具顆粒剝落，反而使磨損加劇。

控制積屑瘤口勺重要措施有：1）減少切削速度，使溫度較低，粘結(jié)現(xiàn)象不易發(fā)生；2）采

用高速切削，使切削溫度高于積屑瘤消失的對應(yīng)溫度；3）采用潤滑性能好的切削液，減小

摩擦；4）增長刀具前角，以減小切屑與前刀面接觸區(qū)的壓力；5）合適提高工件材料硬度，

減小加工硬化傾向。

2-2試述影響切削變形的I重要原因及影響規(guī)律。

答：1）工件材料：工件材料強(qiáng)度和硬度越大，變形系數(shù)越小，即切屑變形越?。?/p>

2）刀具幾何參數(shù)：刀具幾何參數(shù)中影響最大的I是前角。刀具前角yo越大，剪切角（p

變大，變形系數(shù)就越?。?/p>

3）切削用量：a無積屑瘤口勺狀況-切削速度vc越高，變形系數(shù)越?。贿M(jìn)給量f越大，hD

增大，前刀面上的Jcav增大，摩擦系數(shù)減小，剪切角（p加大，變形系數(shù)越小。a有積屑瘤H勺

狀況-vc通過積屑瘤前角yb（即實(shí)際工作前角yoe）來影響變形系數(shù);背吃刀量ap對變形系數(shù)

基本無影響。

2-3常見的切屑形態(tài)有哪幾種？它們在什么狀況下生成？

答：1）帶狀切屑

它的內(nèi)表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金屬材料（如碳素鋼、合金鋼、銅和鋁合金）,

當(dāng)切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大時，一般常得到此類切屑。它的切削過程平

衡，切削力波動較小，已加工表面粗糙度較小。

2）擠裂切屑

此類切屑與帶狀切屑不一樣之處在外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面有時有裂紋。這種切屑大多

在切削黃銅或切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時產(chǎn)生。

2）單元切屑

假如在擠裂切屑的剪切面上，裂紋擴(kuò)展到整個面上，則整個單元被切離，成為梯形口勺單

元切屑，切削鉛或用很低的速度切削鋼時可得到此類切屑。

4）崩碎切屑

這是屬于脆性材料（如鑄鐵、黃銅等）H勺切屑。這種切屑的形狀是不規(guī)則H勺，加工表面

是凸凹不平的）。從切削過程來看，切屑在破裂前變形很小，和塑性材料的切屑形成機(jī)理也不

一樣。它的脆斷重要是由于材料所受應(yīng)力超過了它的抗拉極限。加工脆硬材料，如高硅鑄鐵、

白口鐵等，尤其是當(dāng)切削厚度較大時常得到這種切屑。

2-4怎樣對屑形態(tài)進(jìn)行控制？

答：1）采用斷屑槽；2）變化刀具角度；3）調(diào)整切削用最。

2-5影響切削力的重要原因有哪些？試論述其影響規(guī)律。

答；實(shí)踐證明，切削力的影響原因諸多，重要有工件材料、切削用量、刀

具幾何參數(shù)、刀具材料刀具磨損狀態(tài)和切削液等。

1）工件材料

（1）硬度或強(qiáng)度提高，剪切屈服強(qiáng)度增大，切削力增大。

（2）塑性或韌性提高，切屑不易折斷，切屑與前刀面摩擦增大，切削力增大。

2）切削用量

（1）背吃刀量（切削深度）ap、進(jìn)給量增大，切削層面積增大，變形抗力和摩擦力增

大，切削力增大。

（2）切削速度vc：加工塑性金屬時，切削速度Vc對切削力H勺影響規(guī)律如同對切削變

形影響同樣，它們都是通過積屑瘤與摩擦B勺作用導(dǎo)致時。切削脆性金屬時，由于變形和摩擦

均較小，故切削速度Vc變化時切削力變化不大。

3）刀具幾何角度

（1）前角：前角增大，變形減小，切削力減小。

（2）主偏角：主偏角Kr在30'-60°范圍內(nèi)增大，由切削厚度hD口勺影響起重要作用，

使主切削力Fz減??；主偏角Kr在600?90°范圍內(nèi)增大，刀尖處圓弧和副前角的影響更為

突出,

故主切削力Fz增大。

（3）刃傾角入s：入s對Fz影響較小，但對Fx、Fy影響較大。Xs由正向負(fù)轉(zhuǎn)變，則Fx

減小、Fy增大。

4）其他原因

（1）刀具棱面：應(yīng)選較小寬度.使Fy減小。

（2）刀具圓弧半徑：增大，切削變形、摩擦增大，切削力增大。

（3）刀具磨損：后刀面磨損增大，刀具變鈍，與工件擠壓、摩擦增大，切削力增大。

2-6影響切削溫度的重要原因有哪些？試論述其影響規(guī)律。

答：1）切削用量日勺影響

切削用量是影響切削溫度H勺重要原因。切削速度對切削溫度影響最大，隨切削速度H勺提

高，切削溫度迅速上升。進(jìn)給量對切削溫度影響次之，而背吃力量ap變化時，散熱面枳和

產(chǎn)生的熱量亦作對應(yīng)變化，故ap對切削溫度H勺影響很小。

2）刀具幾何參數(shù)H勺影響

切削溫度0隨前角Y。日勺增大而減少。這是由于前角增大時，單位切削力卜.降，使產(chǎn)生

的切削熱減少H勺緣故。但前角不小于18。?20。后，對切削溫度的影響減小，這是由于楔角變

小而使散熱體積減小的緣故。

主偏角Kr減小時，使切削寬度hD增大，切削厚度hD減小，因此，切削變形和摩擦增

大，切削溫度升高。但當(dāng)力削寬度hD增大后，散熱條件改善。由于散熱起重要作用，故伴

隨主偏角kr減少，切削溫度下降。

負(fù)倒棱寬度及刀尖圓弧半徑日勺增大，會使塑性變形區(qū)的塑性變形增大，但另首先這兩者

都能使刀具H勺散熱條件有所改善，傳出的熱量也有所增長，兩者趨于平衡，因此對切削溫度

影響很小。

3）工件材料的影響

工件材料日勺強(qiáng)度（包括硬度）和導(dǎo)熱系數(shù)對切削溫度日勺影響是很大的。工件材料強(qiáng)度（包

括硬度）增大時，產(chǎn)生的切削熱增多，切削溫度升高。工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)則直接影響切削

熱的導(dǎo)出。

4）刀具磨損的影響

在后刀面U勺磨損值到達(dá)一定數(shù)值后，對切削溫度的影響增大；切削速度愈高，影響就愈

明顯。合金鋼口勺強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)小，因此切削合金鋼時刀具磨損對切削溫度的影響，就比

切碳素鋼時大。

5）切削液的影響

切削液對切削溫度的影響，與切削液的導(dǎo)熱性能、比熱、流量、澆注方式以及自身的溫

度有很大的關(guān)系。從導(dǎo)熱性能來看，油類切削液不如乳化液，乳化液不如水基切削液。

2-7試分析刀具磨損四種磨損機(jī)制的本質(zhì)與特性，它們各在什么條件下產(chǎn)生？

答：1）硬質(zhì)點(diǎn)劃痕

在多種切削速度卜.，刀具都存在磨料磨損。尤其在低速切削時，磨料磨損便成為刀具磨

損的重要原因。一般可以認(rèn)為磨料磨損量與切削旅程成:E比。

2）冷焊粘結(jié)

在切削過程中，由于刀具與工件材料日勺摩擦面.上具有高溫、高壓和新鮮表面的條件，極

易發(fā)生粘結(jié)。多種刀具材料都會發(fā)生冷焊粘結(jié)。例如，用硬質(zhì)合金刀具切削鋼件時，在形成

不穩(wěn)定積屑瘤的條件下，切削刃也許很快就因粘結(jié)磨損而損壞。在中、高切削速度下，當(dāng)形

成不穩(wěn)定積屑瘤時，粘結(jié)磨損最為嚴(yán)重。刀具與工件材料的硬度比愈小，互相間的親和力愈

大，粘結(jié)磨損就愈嚴(yán)重。刀具的表面刃磨質(zhì)量差，亦會加劇粘結(jié)磨損。

3）擴(kuò)散磨損

擴(kuò)散磨損成為硬質(zhì)合金刀具重要磨損原因之一。自80（rc開始，硬質(zhì)合金中的Co、

C、W等元素會擴(kuò)散到切屑中而被帶走。同步切屑中的Fe也會擴(kuò)散到硬質(zhì)合金中，使WC

等硬質(zhì)相發(fā)生分解，形成低硬度、高脆性的復(fù)合碳化物c由于C。的擴(kuò)散，會使刀具表面上

WC、TiC等硬質(zhì)相的粘結(jié)強(qiáng)度減少，因此加速刀具的磨損。

4）化學(xué)磨損

化學(xué)磨損重要發(fā)生于較高U勺切削速度條件下。

2-8什么是刀具的磨鈍原則？制定刀具磨鈍原則需要考慮哪些原因？

答：刀具磨損到?定程度就不能繼續(xù)使用。這個磨損程度稱為磨鈍原則。刀具日勺磨鈍原

則：1）ISO原則。ISO原則統(tǒng)一規(guī)定以1/2背吃刀量處II勺后刀面上測定日勺磨損帶寬度VB作

為刀具的磨鈍原則。2）自動化作業(yè)原則。自動化生產(chǎn)中的）精加工刀具，則常以沿工件徑向

的刀具磨損尺寸作為刀具的磨鈍原則,稱為徑向磨損量NB。

2-9什么是刀具壽命和刀具總壽命？

刀具壽命是指一把刃磨好的新刀從投入使用直至到達(dá)磨鈍原則所經(jīng)歷日勺實(shí)際切削時間。

刀具壽命乘以刃磨次數(shù)，就得到刀具總壽命。

第三章機(jī)械加工工藝的基本知識

3-1解釋下列名詞

(1)工序：一種或者一組工人在一種工作地點(diǎn)，對一種或者同步對幾種工件所持續(xù)完畢

的那部分工藝工程

(2)工步：在加工表面、切削刀具和切削用量(僅指轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量)都不變的狀況下。

所持續(xù)完畢的I那部分工藝過程。

(3)安裝：工件在機(jī)宋或者夾具中定位并夾緊口勺過程。

3?2機(jī)械加工工藝規(guī)程有什么作用？有哪些種類？各用于什么場所。

答：(1)工藝規(guī)程的作用：工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的J重要技術(shù)文獻(xiàn)；工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)

和管理的基本根據(jù)；工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間H勺基本資料。

(2)種類有：機(jī)械加工工藝過程卡片，機(jī)械加工工藝卡，機(jī)械加工工序卡。

工序卡多用于大批量生產(chǎn)或成批生產(chǎn)中比較重要的J零件.

3?3某廠年產(chǎn)295柴油機(jī)2023臺，已知連桿的1備品率為20%,機(jī)械加工廢品率為1%,

試計算連桿的年生產(chǎn)大綱，并闡明其生產(chǎn)類型及工藝特點(diǎn)。

解：N=Q?N(l+a)(l+/?)Q

=2000x2x(l+20%)(l+l%)

二4848件

該連桿屬于中型機(jī)械的輕型零件。年生產(chǎn)大綱約5000件，按生產(chǎn)類型和生產(chǎn)大綱H勺關(guān)

系查表，應(yīng)屬于成批生產(chǎn)。

其工藝過程H勺特點(diǎn)是：毛坯為模鍛件，毛坯精度及加工余量中等；以通用機(jī)床及部分高

效，專用機(jī)床流水線排列(或連桿工段)；廣泛采用專用夾具，較多采用專用刀具及專用量

具；需要中等純熟程度的J工人；有較詳細(xì)的工藝規(guī)程，對重要工序均有詳細(xì)日勺工序卡。

第四章經(jīng)典表面加工措施

4-1用縱磨法磨外圓時，需哪幾種工作運(yùn)動。

答：砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是主運(yùn)動；工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是圓周進(jìn)給運(yùn)動；工件的縱向進(jìn)

給運(yùn)動；砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動。

4-2簡述銃削加工的工藝特點(diǎn)。

答：（1）工藝范圍廣，（2）生產(chǎn)效率高。（3）輕易產(chǎn)生振動。（4）刀齒散熱條件很好。

（5）銃削加工與刨削加工質(zhì)量大體相稱，粗、精加工后都可以到達(dá)中等精度。粗銃后尺寸

公差等級可到達(dá)IT13-ITU,Ra為12.5UUm。

4-3與中心磨相比，在無心磨床上磨外圓時具有哪些工藝特性。

答：（1）無需打中心孔、且裝夾工件省時省力，可持續(xù)磨削，故生產(chǎn)效率高。

（2）被磨工件以加工面自身定位，清除了中心孔誤差、磨床工件臺誤差等原因的影響，

故尺寸精度很好。（3）由于導(dǎo)輪和托板沿被磨工件切削全長上支承，故支撐剛度好，剛度

差日勺工件也可采用較大的切削用量進(jìn)行磨削。（4）輕易實(shí)現(xiàn)工藝過程的自動化。（5）有一

定日勺棱圓度誤差變化，圓度誤差一般不不不小于0.002mmo（6）所能加工單的工件有一定

局限，不能磨帶槽的工作，也不能膜內(nèi)外圓同軸度較高的工件。

4-4編制齒輪加工工藝過程大體可劃分為哪幾種階段

答：（1）毛胚成型鑄造、棒料或鑄件。（2）粗加工切除較多出量。（3）半精加工車、

滾、插齒面。（4）熱處理調(diào)制、滲碳、淬火、齒面高頻淬火等。（5）精加工精修基準(zhǔn)，

精加工齒面（磨、剃、疥、研、拋）。

第七章機(jī)械加工精度

7-1何謂加工精度與加工誤差？

答：加工精度是指零件加工后日勺實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀及各表面互相位置等參數(shù)）

與理想幾何參數(shù)符合的程度。

加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離程度

7-2何謂誤差敏感方向？

答：誤差敏感方向指原始誤差對加工精度影響最大方向，一般是指通過刀刃被加工表

面的法線方向

7-3在車床上車削一批小軸，經(jīng)測量實(shí)際尺寸不小于規(guī)定尺寸，從而必須返修的小軸

數(shù)為24%,不不小于規(guī)定向尺寸從而不能返修的小軸數(shù)為2%,若小軸的直徑公差為0.16mm,

整批工件的實(shí)際尺寸按正態(tài)分布，試確定該工序的均方差。。

解：由于可修復(fù)廢品為24%,則Q1=0.5-0.24=0.26,由于不可修復(fù)廢品為2%,則

Z1二XI=（0.08-4））

Q2=0.5-0.02=0.48,查表可得：Z1=0.71,Z2=2.05,一0-a=0.71

X2_(O.O84-A)

Z2=O

<y=2.05

整頓可得：

0.08-Ao=0.71o-......(1)

0.08-金=2.05。.(2)

（1）+（2）得：0.16=2.76°cr=0.06

⑴一（2）得：2A（）cr=l.34crAo=O.04

故車削工序的均方差b=0.06（mm）

7?4在車床上用三爪卡盤夾持軸承外環(huán)的外圓進(jìn)行做孔時，試問三爪卡盤的制造誤差（如

有偏心）對鎮(zhèn)孔的尺寸，幾何形狀及相對位置精度（如孔對定位外圓的同軸度誤差）與否

有直接影響？為何？

答：三爪卡盤的偏心對鎖孔后的尺寸，幾何形狀誤差并無直接依J影響?？ūP的J偏心只會引起

像孔余最不均勻，通過誤差復(fù)映規(guī)律對鍵孔的尺寸及幾何形狀產(chǎn)生間接口勺很小日勺影響。

三爪卡盤口勺偏心會使鎮(zhèn)的孔與定位外圓產(chǎn)生同樣的偏心i即同軸度誤差）。

7?5在鉆床上用鉆模擴(kuò)孔時，試問鉆套直徑的誤差（如尺寸變大了）對擴(kuò)孔直徑與否直

接影響？若改用單刃像刀，仍用上述鉆模來引導(dǎo)刀桿進(jìn)行鍵孔，則鉆套直徑的誤差對像孔

尺寸的精度有否直接影響？假如上述工作都改在車床上進(jìn)行，其影響又怎樣？

答：在鉆床上：用擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑不受直接影響。用單刃鋒刀，鋒孔尺寸會變小。在

車床上：用擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑會受影響（由于被加工孔的軸線是車床主軸的回轉(zhuǎn)軸線），用

單刃鐐刀、鐐孔尺寸不受直接影響。

7-6在內(nèi)圓磨床上磨削主軸錐孔時，若工件回轉(zhuǎn)軸線與砂輪回轉(zhuǎn)軸線不等高，錐孔會產(chǎn)

生怎樣的加工誤差？當(dāng)用原則檢查棒做著色檢查接觸狀況時會發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？它對機(jī)床主

軸的使用性能有何影響？

答：磨削后，錐孔呈旋轉(zhuǎn)雙曲面。因此，在用原則檢查棒做著色檢查時，發(fā)現(xiàn)主軸錐

孔口勺接觸面積減小。當(dāng)主釉錐孔與工具錐柄結(jié)合時，因錐面接觸面積小，接觸剛度低，使

頂尖的定位精度減少，便錐孔的磨損加劇。

7-7.在無心磨床上磨削銷軸外圓，規(guī)定外徑d=0124器mm,抽樣一批零件,

經(jīng)實(shí)測后計算得到T=ll.974mm,(J=0.005mm,其尺寸分布符合正態(tài)分布。

(1)試求工序能力系數(shù)以及可返修的不合格品率；(2)工藝系統(tǒng)通過怎樣的調(diào)

整可使不合格品率減少，調(diào)整量多大為宜?

(其中，F(xiàn)(l)=0.3413,F(1.5)=0.4332,F(2)=0.4772,F(2.5)=0.4938)

解:

1)根據(jù)所計算的工和6b做分布圖

計算工序能力系數(shù)g:

^=-0.016-(^043)=09<1

〃6b6x0.005

工序能力系數(shù)不不小于1表明該工序能力局限性，產(chǎn)生不合格率是不可防止的。

工件規(guī)定的最小、最大尺寸為:

F

min=11.957mm,tZmax=11.984mm工件也許出現(xiàn)的極限尺寸為:

4加=X-3a=(11.974-0.015)mm

=11.959mm>Jmin

故不會產(chǎn)生不可修復(fù)的廢品。

AnaX=X+3(7=(11.974+0.015)mm=11.989mm>dmax，故會產(chǎn)生可修復(fù)的不

合格品。

可返修的不合格品率為：g=0.5-F(z),

x-x11.984-11.974?

而2=-------=----------------------=2

0.005

因此：C2=0.5-F(2)=0.5-0.4772=2.28%

2)重新調(diào)整機(jī)床，使分散中心x和公差帶中心%,重疊，則可減少不合格

品率。

調(diào)整.A=(11.974-11.9705)mm=0.0035mm。

7-8.在兩臺相似的車床上加工一軸外圓，規(guī)定直徑。11±0.02卯〃，第一臺加工

1000件，其尺寸按正態(tài)分布，平均值當(dāng)=11.005,均方差⑦=0.0(M""〃。第二

臺加工500件，其直徑尺寸也按正態(tài)分布，且X2=11.015,<T2=0.0025/m/o試

求:

(1)在同一圖上畫出兩臺機(jī)床加工時兩批工件的尺寸分布圖，并指出哪臺機(jī)床

的工序精度高?

(2)比較哪臺機(jī)床的不合格品率高，分析其原因并提出改善的措施?

z1.801.851.901.952.002.102.20

F(z)0.46410.46780.47130.47440.47720.48210.4861

n解rr.■

(1)給出尺寸曲線分布圖。

第一臺工序精度：66=0.024

第二臺工序精度：6%=0°15

6CT2<6a]

因此，第二臺機(jī)床工序精度高

T

(2)y-0.005=0.015>3<7,=0.012

故第一臺無不合格品。

第二臺機(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)的不

合格品。

z々一月11.02-11.015

―/_0.0025一

F(2)=0.4772

因此，不合格品率為0.5-F(2)==2.28%

原因：系統(tǒng)誤差過大，系刀具調(diào)整不妥導(dǎo)致。

改善措施:

竺”=0.0075/HW

車刀重新調(diào)整，多進(jìn)刀2,使尺寸分布中心

與公差帶中心重疊。

7-9.某孔尺寸規(guī)定為①10±0.02mm,用①10mm的鉆頭加工一批工件后，實(shí)測零

件尺寸服從正態(tài)分布，其算術(shù)平均值1=10.080mm,均方根偏差。=0.010mm。問：

（1）該加工措施時常值系統(tǒng)誤差為多少？怎樣調(diào)整鉆頭尺寸才能消除此誤差？

（2）消除常值系統(tǒng)誤差后，不合格品率為多少？（畫圖并計算）

（3）怎樣調(diào)整鉆頭的尺寸才能防止不可修復(fù)的不合格品的產(chǎn)生？

（4）若想不產(chǎn)生不合格品，應(yīng)選用。值等于多少的高精度加工措施或設(shè)備？（16

分）

Z1.801.851.901.952.002.102.20

F(z)0.46410.46780.47130.47440.47720.48210.4861

解：

1）該加工措施的常值系統(tǒng)誤差為0.080m。

這重要是由于鉆頭的尺寸有偏差所導(dǎo)致的，可將鉆頭直徑磨小0.080mn來

消除該誤差。（4分）

2）如圖所示，陰影部分為不合格品率。

（2）=04772

因此，不合格品率為：

1-0.4772*2=4.56%（4分）

3）要想防止不可修復(fù)的不合格品的產(chǎn)生,

需將鉆頭直徑縮小至（D9.99m（即將鉆頭直徑再磨小0.01m）。（4分）

4）若想不產(chǎn)生不合格品，則應(yīng)保證3540.02

因此，a<0.0067

即，選用。值不不小于0.0067的高精度加工措施或設(shè)備。（4分）

第八章機(jī)械加工表面質(zhì)量

8-1機(jī)械加工表面質(zhì)量包涵哪些重要內(nèi)容？為何機(jī)械零件的表面質(zhì)量與加工精度具有

同等重要的意義？

答：加工表面質(zhì)量包括：（1）表面粗糙度及波度。（2）表面層物理力學(xué)性能H勺變化（表

面層因塑性變形引起的冷作硬化：表面層中的殘存應(yīng)力：表面層因切削（力）熱引起的金相

組織變化。）

機(jī)械零件加工后表面層的狀態(tài)會影響零件的使用性能，使用壽命及工作可靠性，從而影

響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此要根據(jù)產(chǎn)品日勺工作規(guī)定，訂出合適的表面質(zhì)量與加工精度。

8?2為何機(jī)器上許多靜止連接的接觸表面（如車床床頭箱與床身結(jié)合面，過硬配合的軸

與孔表面等），往往都規(guī)定較小的表面粗糙度，而有相對運(yùn)動的I表面又不能對粗糙度規(guī)定過

?。≧aO.1—Ra0.012）?

答：由「靜止連接W、J接觸表面的粗糙度影響接觸剛度及配合性質(zhì)，因此解除表面規(guī)定有

較小的表面粗糙度。

對于相對運(yùn)動的表面，當(dāng)表面很光滑時，由于潤滑油被擠出，表面間分子親和力大，產(chǎn)生“咬

焊”作用。表面間產(chǎn)生相對運(yùn)動會加劇磨損，因此磨損不僅有機(jī)械作用，并且有分子作用。

因此有相對運(yùn)動口勺表面對粗糙度不能規(guī)定過小。因而零件表面粗糙度存在一種最佳范圍，它

取決于使用規(guī)定，工作條件及零件材料等。

8-3工件材料為15鋼，經(jīng)磨削加工后規(guī)定表面粗糙度RaO.4與否合理？若要滿足此加

工規(guī)定，應(yīng)采用什么措施？

答：由于低碳鋼材料塑性大，磨削時加工表面層H勺塑性變形大，且砂輪易堵塞，加工表

面磨不光，Ra0.4難以到達(dá)。為滿足圖紙附加工規(guī)定，可使工件表面在磨削前滲碳淬火，以

提高表面硬度，減少加工表面層塑性變形對表面粗糙度的影響。

8-4為何有色金屬用磨削加工得不到小粗糙度？一般為獲得小粗糙度的加工表面加工

表面層爭取那些加工措施？若需要磨削有色金屬，為減小表面粗糙度層采用什么措施？

答：由于有色金屬材料塑性大，導(dǎo)熱好，因此磨削時工件表面層的塑性變形大，溫度高,

口磨削易堵塞砂輪，因此加工表面常常磨不光。

一般采用高速精車或者金剛的措施來加工小粗糙度H勺有色金屬零件。

若需要磨削有色金屬，可運(yùn)用合金元素是有色金屬H勺韌性下降，以減小磨削表面H勺粗糙度。

第九章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定

9-1零件的加工為何一般要劃分加工階段？

答：1保證加工質(zhì)量。2有助于合理使用設(shè)備。3便于安排熱處理工序，使冷熱加工

工序配合更好。4便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。5精加工，光整加工安排在后，可保護(hù)精加工

和光整加工過H勺表面少受磕碰損壞。

9?2安排工序次序時，一般遵照哪些原則？

答：1基面先行。2先粗后精。3先主后次。4先面后孔。

9?3精基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵照哪些原則？

答：精基準(zhǔn)的選擇原則：

1）基準(zhǔn)重疊日勺原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面日勺設(shè)計基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，以免產(chǎn)

生基準(zhǔn)不重疊誤差。

2）統(tǒng)一基準(zhǔn)的原則。當(dāng)工件以某一精基準(zhǔn)定位，可以比較以便地加工大多

數(shù)（或所有）其他表面，則應(yīng)盡早地把這個基準(zhǔn)面加工出來，并到達(dá)一定精度，

后來工序均以它為精基準(zhǔn)加工其他表面。

3）互為基準(zhǔn)的原則。某些位置度規(guī)定很高日勺表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加

工日勺措施到達(dá)位置度規(guī)定。

4）自為基準(zhǔn)的原則。意在減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量

均勻的工序，常以加工面自身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。

5）便于裝夾日勺原則。所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位精確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡

樸，操作以便。

粗基準(zhǔn)的選擇原則：

1）保證互相位置規(guī)定的原則。假如要保證工件上加工面和不加工面的互相

位置規(guī)定，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。

2）保證加工表面加工余量合理分派的原則。假如必須保證工件某重要表面

的余量均勻，應(yīng)選擇該表面日勺毛坯面作為粗基準(zhǔn)。

3）便于工件裝夾的原則。為了保證定位精確，夾緊可靠，規(guī)定選用的J粗基

準(zhǔn)應(yīng)盡量平整、光潔和有足夠大日勺尺寸。

4）粗基準(zhǔn)一般不得反復(fù)使用的原則。假如能使用精基準(zhǔn)定位，則粗基準(zhǔn)一

般不應(yīng)被反復(fù)使用。

9-4選擇加工措施是考慮哪些原因？

答：1工件材料日勺性質(zhì)。2工件口勺構(gòu)造形狀和尺寸。3生產(chǎn)類型。4本廠（或本車間）的）

既有設(shè)備狀況和技術(shù)條件。

9-5影響加工余量的原因有哪些？

答：1表面粗糙度Ra和缺陷層Ha。2前道工序H勺尺寸公差。3前道工序H勺形位誤差。4

本工序加工時日勺裝夾誤差。

9-6編制工藝規(guī)序時必須滿足那些規(guī)定？

答:編制工藝規(guī)程時必須可靠保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量（滿足圖紙?zhí)岢隹谏姿屑夹g(shù)規(guī)定）。在保證質(zhì)

量的前提下應(yīng)當(dāng)不停地最大程度的提高生產(chǎn)率，滿足產(chǎn)品的規(guī)定，并盡量的節(jié)省花費(fèi)，減少

投資，減少制導(dǎo)致本，這就是經(jīng)濟(jì)性。在這幾方面規(guī)定中，保證質(zhì)量是關(guān)鍵，因此好的工藝

規(guī)程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性三者得良好統(tǒng)一。

9?7為何毛坯尺寸的公差范圍一般是雙向分布的，而工序的公差一般采用“單向入體分

布”？

答：毛坯尺寸的］公差采用雙向分布是考慮毛坯制造工藝的經(jīng)濟(jì)性，有助于提高毛坯日勺合

格率，減少毛坯口勺廢品率，并且可以簡化毛坯制造時H勺工裝設(shè)計等產(chǎn)品準(zhǔn)備工作。

機(jī)械加工工序尺寸的公差按“單向入體分布”是認(rèn)為規(guī)定的，目的J是防止產(chǎn)生不可修的廢品,

且能以便加工時的I調(diào)刀工作。

9-8加工大型箱體時（單件，小批生產(chǎn)），常常要先劃線后加工，試分析箱體加工時的

粗基準(zhǔn)是哪些表面？為何？

答：箱體加工前，應(yīng)以箱體的內(nèi)腔和鑄孔為粗基準(zhǔn)，把待加工的I平面和孔劃出，而在加

工時，工件應(yīng)按劃線找正安裝。這樣既能使鏡孔的余量均勻適合，又能保證加工后口勺平面和

孔與不加工口勺箱體內(nèi)腔有一定口勺位置精度。

9-8在圖所示的工件中，尺寸Ao不好測量，改測尺寸A2,試用工藝尺寸鏈確

定A2的大小和公差。若A2實(shí)測成果超差，與否都是廢品，其原因是什么？

在工藝尺寸鏈中，4唐寸閉環(huán)，A是增環(huán)，&

是減環(huán)。

則有:

A)=A-A?=4=A-、

=4=50—10=40mm

ES。=ES1-EI2=EI,=ES[-ES(、

=EI、=0—0=0mm

EI(=EL-ES2=ES,=EI「EI.

=ES2=—0.17+0.36=0.19min

因此，測量尺寸4=40號9

實(shí)測成果超差，也未必是廢品，存在假廢品。

其原因是測量基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重疊。

9?9磨削一表面淬火后的外圓面，磨后尺寸規(guī)定為幀°噂。3m口。為了保證磨后工件表

面淬硬層的厚度，規(guī)定磨削的單邊余量為0.3±0.05,若不考慮淬火時工件的變形，求淬火

前精車的直徑工序尺寸。

解：

建立尺寸鏈。

卜用,J

-----丁卜代2=3。，需6丁

其中Z=0.3±0.05是尺寸鏈口勺封閉環(huán)；&=30一35,是尺寸鏈的減環(huán)；R1是尺寸鏈

的增環(huán),

p_or\Q+0.035

解此尺寸鏈得：2一⑵力amm

由此可得：淬火前精車的直徑工序尺寸為D'=30-3-o>7nim

9-10.在一般車床上按調(diào)整法加工一批工件（圖示）。若大端面1已加工好了，現(xiàn)以它

為定位基準(zhǔn)加工小端面3及臺肩面2,規(guī)定保證尺寸40”飛

按極值法計算工序尺寸4、A及其上下偏差。

13

A1=50個

A

40中

解：（1）建立尺寸鏈圖，圖中440J'是間接保證的尺寸，應(yīng)為封閉環(huán)（圖中右圖幾

按極值法求即時極限尺寸。

40.2=50.1—A2ninAan；n=9.9(nun)

40=50—A2mxA2M=10(mm)

故A2應(yīng)按10°<i（mm）標(biāo)注。

9-11圖示為套類零件加工內(nèi)孔及鍵糟的有關(guān)尺寸，其加工次序如下；

（1）鎮(zhèn)孔至①39.4o*3

.ESA

（2）插鍵槽保證尺寸AE/A.

（3）熱處理；

（4）磨孔至①曲「叼。

設(shè)磨孔時的軸線與螳孔軸線的同軸度為①0.L試求插鍵槽的工序尺寸A￡:。

解：（圖示）設(shè)計尺匚46「"是幾道工序聯(lián)合保證的尺寸，應(yīng)為封閉環(huán)。并畫出尺寸鏈

計算圖（圖中右圖）。

計算插鍵槽口勺工序尺寸A鍵

46.3=20.0135+Amax一19.70+0.05

Amax=45.9365（mm）

46=20+Amin-19.75—0.05

Amin=45.8（mm）故插鍵槽的工序尺寸應(yīng)標(biāo)注為45.80*0-13（mm）

46*

10-1確定箱體零件機(jī)械加工工藝的基本原則是什么？

答：（1）先面后孔。（2）粗精分開，先粗后精。（3）基準(zhǔn)的選擇一般箱體零件的粗基準(zhǔn)

都用它上面的重要孔和另一種相距較遠(yuǎn)的孔作為粗基準(zhǔn)，以保證加工時的余量均勻。（4）精

基準(zhǔn)的選擇一般采用基準(zhǔn)統(tǒng)一方案，常以箱體零件U勺裝配基準(zhǔn)（中、小批量生產(chǎn)）或?qū)ｉT加

工時一面兩孔為定位基準(zhǔn)，使整個加工工藝過程基準(zhǔn)同意，夾具構(gòu)造類似。（5）工序集中，

先主后次。（6）合理安排時效處理。

10-2外圓磨削為何宜將工件安裝在死頂尖上？

答：磨外圓時，若工件安裝在死頂尖上，因頂尖不轉(zhuǎn)，磨床頭架主軸的回轉(zhuǎn)誤差不會傳

遞給被加工工件，工件外圓表面經(jīng)加工后形狀精度較高。

第十一章機(jī)械裝配工藝基礎(chǔ)

11，在機(jī)械生產(chǎn)過程中，裝配過程起什么重要作用？

答：裝配工作時產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，若裝配不妥，雖然所有口勺零件加工都合格，也不

一定可以裝配出合格的產(chǎn)品，反之，當(dāng)零件的制造質(zhì)品并不什么良好時，只要裝配中采用合

適時工藝方案，也能使產(chǎn)品到達(dá)規(guī)定日勺規(guī)定。

11-2何謂完全呼喚法和不完全互換法？

答：完全互換法指合格FI勺零件在進(jìn)入裝配時，不經(jīng)任何選擇、調(diào)整和修配就可以使裝配

對象所有到達(dá)裝配精度的裝配措施。

不完全互換法是指機(jī)器或者部件口勺所有合格零件，在裝配時無需選擇、修配或變化其

大小或位置，裝配后即能使絕大多數(shù)裝配對象到達(dá)裝配精度H勺裝配措施。

11?3制定裝配工藝過程時，應(yīng)滿足那些基本規(guī)定？

答：（1）保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，并盡量做到較低的零件加工精度，來滿足裝配精度的

規(guī)定。（2）保證縮短裝配周期，力爭提高生產(chǎn)率。（3）合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝

配的工作量。（4）盡量減少裝配工作所付出的成本在產(chǎn)品成本中的比例。（5）裝配工藝規(guī)程

應(yīng)做到對的、完整、協(xié)調(diào)、規(guī)范。（6）在充足運(yùn)用本企業(yè)既有U勺生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡量采

用國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)。（7）工藝規(guī)程中所使用的術(shù)語，符號，代號，計量單位，文獻(xiàn)格式

等，規(guī)定對應(yīng)原則的規(guī)定，并盡量與國際原則接軌。（8）制定裝配工藝規(guī)程時要寵妃考慮安

全生產(chǎn)和防止環(huán)境污染為題。

11-4何謂分組裝配法

答：將構(gòu)成環(huán)的公差相對于互換裝配法所求之值放大若干倍，使其能經(jīng)濟(jì)的加工出來，

然后，將各構(gòu)成環(huán)按其實(shí)際尺寸大小分為若干組，并按對應(yīng)組進(jìn)行裝配，這種裝配措施稱為

分組裝配法。

11-5何謂修配裝配法

修配裝配法是將尺寸漣中各構(gòu)成環(huán)日勺公差相對「互換裝配法所求之值增大，使其能按改

生產(chǎn)條件下較經(jīng)濟(jì)日勺公差加工，裝配時將尺寸鏈中某一預(yù)先選定日勺環(huán)清除部分材料已變化其

實(shí)際尺寸，使封閉環(huán)到達(dá)其公差與極限偏差規(guī)定。

11-6何謂協(xié)調(diào)環(huán)

答：互換裝配法中已知封閉環(huán)偏差，確定各構(gòu)成環(huán)偏差時（反計算），一般需要選用一

種構(gòu)成環(huán)，它口勺極限偏差不是事先定好的，而是通過計算確定，以便與其他構(gòu)成環(huán)相協(xié)調(diào)，

最終滿足封閉環(huán)極限偏差的規(guī)定，這個構(gòu)成環(huán)稱為協(xié)調(diào)環(huán)。

11-7試述分組裝配法的基本原理及分組應(yīng)滿足的條件。

按等公差法分派公差，將公差放大到經(jīng)濟(jì)精度進(jìn)行加工；裝配前將互配軍件

測量分組，裝配時按代應(yīng)組進(jìn)行裝配來到達(dá)裝配精度n勺措施。

分組時應(yīng)滿足的條件：

配合件口勺公差范圍應(yīng)相等，公差應(yīng)同方向增大，增大的倍數(shù)等于分組數(shù)。

為保證零件分組后數(shù)量匹配，配合件的尺寸分布應(yīng)為相似的對稱分布。