汽车制造工艺学习题及答案.docx

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汽车制造工艺学习题及答案

第一章作业答案

1、解释名词术语

工艺过程、工序、工步、试切法、静调整法、加工经济精度

答：

工艺过程：

在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。

工序：

一个或一组工人，在一个工作地（机械设备）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，称为工序。

划分工序的依据是加工是否连续完成和工作地是否改变。

工步：

在一次安装或工位中，加工表面、加工工具和切削用量中的转速及进给量不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为工步。

静调整法：

先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。

比试切法生产率高，而且加工尺寸的稳定性也好，适合于成批大量生产。

加工经济精度：

在正常生产条件下，每种加工方法所能保证的公差等级，称为加工经济精度。

2、汽车零件切削加工时，零件尺寸精度的获得方法有几种？

答：

有四种：

（1）试切法：

通过试切—测量—调整—再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。

常用于单件小批生产。

（2）静调整法：

先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。

比试切法生产率高，而且加工尺寸的稳定性也好，适合于成批大量生产。

（3）定尺寸刀具法：

是利用刀具的相应尺寸来保证加工尺寸的。

如用钻头、铰刀直接保证被加工孔的尺寸。

（4）主动和自动测量法：

是在一些精密机床上加工工件尺寸的同时，利用检测装置测量和控制被加工表面尺寸的一种方法。

3、汽车零件加工时，零件形状的获得方法有几种？

答：

有三种：

（1）轨迹法：

是靠刀具运动轨迹来获得所需要的工件形状的一种方法。

（2）成形法：

是使用成形刀具加工，获得工件表面的方法。

（3）展成法：

在加工时刀具和工件做展成运动，刀刃包络出被加工表面的形状，称为展成法、范成法或滚切法。

8、在大批大量和单件小批生产时，汽车零件尺寸分别采用什么方法获得？

答：

大批大量生产中，汽车零件尺寸多采用静调整法、定尺寸刀具法和主动及自动测量法来保证；单件小批生产中多采用试切法和定尺寸刀具法来保证尺寸精度。

第二章作业答案

一、解释下列名词术语

设计基准、工序基准、定位基准、六点定位规则、第一类自由度、第二类自由度、定位误差、基准不重合误差、基准位移误差

答：

设计基准：

是设计图样上所采用的基准。

工序基准：

在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、位置的基准。

定位基准：

即在加工中用来确定工件在机床工作台上的正确位置所用的基准。

一般在工序图中用规定符号表示出来。

可分为粗基准和精基准。

六点定位规则：

用适当分布的六个定位点与工件接触，即能限制住六个自由度，使工件在夹具中占有唯一确定位置的规则，称为六点定位规则。

第一类自由度：

为保证加工要求必须要限制的自由度。

第二类自由度：

对加工要求没有影响的自由度。

定位误差：

用静调整法加工工件时，由于定位的不准确使一批工件的工序基准偏离理想位置，从而引起工序尺寸变化的加工误差，称为定位误差。

基准不重合误差：

由于定位基准和工序基准不重合引起的加工误差。

其值为在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值。

以△j,b表示。

基准位移误差：

由于工件定位基面和定位元件制造不准确，使定位基准产生位置变化而导致工序基准在工序尺寸方向上产生偏移而引起的加工误差。

以△j,y表示。

基准位移误差值等于在工序尺寸方向上定位基准的最大位移量。

二、思考题

4、用静调整法加工一批工件时，为何工件必须正确定位？

怎样才能正确定位？

答：

工件正确定位，调整好与刀具之间的相对位置，才能保证加工要求。

工件工序基准正确定位了，工件才能正确定位，而工序基准的正确定位要靠限制工件的第一类自由度来实现。

5、何谓过定位？

在何条件下允许存在过定位？

答：

如果工件在组合定位时，若出现一个自由度同时被两个或两个以上的定位元件限制，就称为过定位。

过定位将造成定位不稳定，或使定位元件或工件发生变形，影响加工精度，工件甚至无法装夹，所以，一般情况下应尽量避免产生过定位。

但当定位基准或定位元件制造精度较高时，或粗加工某些刚性较差的零件时，允许过定位出现。

例如齿坯滚齿时的定位和采用跟刀架车削细长轴。

6、箱壳体类工件采用一面两孔作为定位基准时，为何夹具定位元件中的一个短圆柱销要采用短菱形销？

菱形销削边方向如何？

答：

因为若采用短圆柱销会出现过定位，导致工件有时出现无法装夹的现象，为了消除过定位，短圆柱销要换成菱形销，菱形销的削边方向与两孔中心连线方向垂直。

7、何谓定位误差？

定位误差产生的原因是什么？

定位误差：

用静调整法加工工件时，由于定位的不准确使一批工件的工序基准偏离理想位置，从而引起工序尺寸变化的加工误差，称为定位误差。

定位误差产生的原因：

（1）基准不重合误差：

由于定位基准和工序基准不重合引起的加工误差。

其值为在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值。

以△j,b表示。

（2）基准位移误差：

由于工件定位基面和定位元件制造不准确，使定位基准产生位置变化而导致工序基准在工序尺寸方向上产生偏移而引起的加工误差。

以△j,y表示。

基准位移误差值等于在工序尺寸方向上定位基准的最大位移量。

10、定心夹紧机构有哪两类？

它们各具有何特点？

答：

定心夹紧机构分为机械式和弹性变形式两种。

机械式定心夹紧机构是利用斜楔、螺旋、偏心、齿轮和齿条等刚性传动件，使定位夹紧元件做等速位移来实现定心夹紧的。

弹性变形式定心夹紧机构是利用薄壁弹性元件受力后产生的均匀变形，而使工件定位和夹紧的机构。

三、分析题

1、试分析图2-74所示工件的加工要求，确定工序基准，分析应限制的第一类自由度。

（1）在图a所示连杆小头上钻通孔，欲保证：

1）钻孔直径φD。

2）小头孔φD对端面A的垂直度φt。

3）小头孔φD对小头不加工外圆壁厚的均匀性。

答：

1）工序基准为φD的轴线，不需要限制自由度，因为φD直接由钻头直径保证

2）工序基准为端面A，需要限制的自由度为。

3）工序基准为外圆的轴线，需要限制的自由度为

（2）在图b所示减速器主动锥齿轮轴两端铣端面和钻中心孔，欲保证：

1）轴向工序尺寸47mm和300mm。

2）轴两端面对轴线的垂直度。

3）轴两端中心孔对未加工之轴颈轴线的同轴度。

答：

1）工序基准为左端面，需限制的自由度为

2）工序基准为轴线，需要限制的自由度为

3）工序基准为未加工之轴颈轴线，需要限制的自由度为

（3）在图c所示的汽车传动轴总成滑动叉上磨削两个平面，欲保证：

1）两个平面K及Q间的工序尺寸为118mm。

2）两平面K、Q对孔2×φ39轴线B-C的垂直度公差0.1mm。

3）两平面K、Q的对称中心平面对外圆φ95轴线A的对称度公差0.15mm。

答：

1）工序基准为平面K、Q，需限制的自由度为。

2）工序基准为孔2×φ39轴线B-C，需限制的自由度为

3）工序基准为外圆φ95轴线A，需限制的自由度为

（4）在d）图所示活塞上镗削活塞销孔，欲保证：

1）销孔直径φ28mm。

2）销孔至活塞顶面间工序尺寸56±0.08mm。

3）销孔对活塞裙部外圆的对称度公差0.2mm。

答：

1）工序基准为φ28孔轴线，孔径由镗刀直接保证，不需限制自由度。

2）工序基准为活塞顶面，需限制。

3）工序基准为外圆轴线A，需限制

（5）在图e中所示汽车变速器拨叉轴上铣削两个半圆凹槽，欲保证：

1）两个半圆凹槽半径R5.65mm.2）两个半圆凹槽轴向工序尺寸分别为35mm及（26±0.1mm）

3）凹槽底工序尺寸16.4mm。

答1）工序基准为凹槽中心线，凹槽尺寸由刀具直径直接保证，不需限制自由度。

2）工序基准为左端面、右边半圆凹槽的中心线，需限制自由度

3）工序基准为拨叉轴下母线，需限制的自由度为

2、分析下列各专用机床夹具定位元件所限制自由度的情况。

1）答：

a）图中两圆柱销1限制，短V形块4限制

2）答：

b）图中平面支承6限制，定位套11限制，短菱形销2限制

3）答：

c图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，定位槽12限制

4）答：

d图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，浮动V形块5限制

5）答：

e图中平面支承6限制，短圆柱插销13限制，浮动短V形块5限制

6）答：

f图中圆拉刀导向部分9限制，自位支承10限制

7）答：

g图中两个短圆柱销1限制，短菱形销2限制

9）答：

i图中左右一对短V形块4限制，前后一对V形块4限制，出现过定位，去掉任意一个短V形块即可消除过定位（也可采用其他方法）。

10）答：

j图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，短菱形插销3限制

四、定位误差的分析计算题

1、在图2-76所示阶梯轴上铣削一平面，其工序尺寸为30mm，有图a、b、c、d、e所示五种定位方案，试计算：

1）如果不考虑阶梯轴两外圆的同轴度公差时，五种定位方案的定位误差。

2）如果考虑阶梯轴两外圆的同轴度公差φ0.03mm时，五种定位方案的定位误差。

并指出哪种定位方案能可靠保证加工要求。

1）解：

不考虑同轴度公差时，

a图、b图：

mm；

c图：

mm；mm

工序基准为小外圆下母线，不在定位基面（大外圆）上，所以mm。

d图：

mm；

e图：

mm；

因为d图、e图的，所以均能可靠保证加工要求。

2）解：

若考虑同轴度公差时，

a图、b图：

mm；

c图：

mm；mm

工序基准为小外圆下母线，不在定位基面（大外圆）上，所以mm。

d图、e图：

mm，

几种定位方案的定位误差均大于T/3=0.09mm，所以都不能可靠保证加工要求，可适当缩小上工序小外圆的制造公差，以期减小定位误差，才能使d图和e图的定位方案保证加工要求。

2、图2-74d所示为活塞图样及主要设计尺寸。

现欲精镗活塞销孔、活塞销孔轴线至活塞顶面的工序尺寸（56±0.08）mm和活塞销孔轴线对活塞裙部外圆轴线A的对称度公差0.2mm（假设内止口与活塞裙部外圆同轴度误差为零）。

如果采用图2-77a、b所示的两种定位方案定位，试分析计算工序尺寸（56±0.08）mm和对称度的定位误差，并指出能否保证加工要求。

如果不能可靠保证加工要求，试提出解决措施。

解：

定位方案a）中，工序尺寸56±0.08mm的定位误差为：

对称度的定位误差为：

=0.1+0.044=0.144mm

定位方案b）中，工序尺寸56±0.08mm定位误差为：

对称度的定位误差为：

=0.069mm

由计算结果可知，两种定位方案不能同时保证两项加工要求。

方案a）可考虑减小两段外圆的同轴度误差小于0.023mm，进而减小定位误差的值（）来保证对称度的加工要求。

方案b）可考虑减小上工序中加工尺寸的公差至mm，即按制造，可保证工序尺寸56的加工要求。

第四章习题答案

一、解释名词术语

工艺系统刚度、误差复映规律、积屑瘤、表面强化、磨削烧伤（答案略）

二、思考题

6、何谓误差复映规律？

如何运用这一规律解释：

1）为何加工要求高的表面需经多次加工？

3）为什么精加工时采用小的进给量？

答：

1）因为经过多次加工后，加工表面的形位误差会逐渐减小，所以加工要求高的表面要有粗精和光整加工等几道工序。

3）精加工时采用小的进给量，切削力小，工艺系统的弹性变形量就小，加工精度高。

12、何谓表面强化和残余应力？

如何控制？

答：

切削过程中，由于刀具对加工表面的强烈挤压和摩擦，使工件加工表面层的硬度和强度提高了，从而在工件表面形成一个硬化层，这就是表面强化。

机械加工方法一般都产生表面强化，塑性变形越小，表面强化越小。

工件去掉外力后，存留在工件内部的应力称为内应力或残余应力。

内应力总是拉伸应力和压缩应力并存而处于平衡状态，即合力为零。

减小铸件内应力的措施：

1）设计时应使壁