机械制造工艺答案文档格式.docx
《机械制造工艺答案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺答案文档格式.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
举例说明。
六点定位：
采用六个按一定规则布置的约束点来限制工件的六个自由度，为六点定位。
完全定位：
工件在机床上或夹具中定位，若六个自由度都被限制时，则称为完全定位。
不完全定位：
工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。
如长方体工件铣不通槽需要限制工件的六个自由度，应该采用完全定位。
如在平面磨床上磨削平板形工件的上平面，在车床上两端顶尖孔定位车外圆等都是不完全定位。
8.根据六点定位原理，分析下列各种定位方案中各个定位元件所能限制的自由度，标在定位元件或直线上，如果属于过定位，则请提出改进方案。
答案：
支承板：
X转动、Y转动、Z移动；
长销：
X移动、Y移动、X转动、Y转动；
活动V形块：
Z转动；
所以有过定位，改进：
将长销改为短销。
9.何为欠定位、过定位？
在生产中这两种现象是否都不允许存在？
过定位：
工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。
欠定位：
在加工时根据被加工面的尺寸，形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足。
过定位允许存在，欠定位不允许存在。
有些情况下，过定位是允许的，也是必要的；
有时甚至是不可避免。
对于刚性差的薄壁件、细长杆件或用已加工过的大平面作为工件定位基准时，为减小切削力造成工件和夹具定位元件的变形，确保加工中定位稳定，常常采用过定位。
例如，在车床上车削细长轴时，往往采用前后顶尖和中心架（或跟刀架）定位。
10.根据六点定位原理，分析图1-10中各工件需要限制哪些的自由度，指出工序基准，选择定位基准并用定位符号在图中表示出来。
题1-10图
习题二
1、什么是机械加工工艺过程和机械加工工艺规程？
工艺规程在生产中起什么作用？
工艺规程的主要作用：
（1）工艺规程是指导生产的主要技术性文件
（2）工艺规程是组织和管理生产的依据
（3）工艺规程是新建和扩建制造厂（或车间）的基本资料
2、试述工序、工步、走刀、安装的概念。
工序：
一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。
工步：
加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变得情况下所完成的工位内容。
走刀：
切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步。
安装：
如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。
3、何谓基准？
基准分哪几种？
基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。
其中工艺基准又可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。
4、什么是粗基准和精基准？
试述其选择原则。
在最初的零件加工工序中，只能选用毛坯的表面进行定位，这种定位基准称为粗基准。
在以后各工序的加工中，可以采用已经加工过的表面进行定位，这种定位基准称为精基准。
粗基准选择原则：
1.保证相互位置要求的原则；
2.保证加工表面加工余量合理分配的原则；
3.便于工件装夹的原则；
4.粗基准一般不得重复使用的原则。
精基准选择原则：
1.基准重合原则；
2.统一基准原则；
3.互为基准原则；
4.自为基准原则；
5.便于装夹原则。
5、如何划分加工阶段？
划分加工阶段有哪些好处？
加工阶段划分：
粗加工阶段·
半精加工阶段·
精加工阶段·
精密光整加工阶段.
可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。
另外，在粗加工阶段发现毛坯有缺陷时就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。
此外还可以合理的使用设备，低精度机床用于粗加工精密机床专门用于精加工，以保持精密机床的精度水平；
合理的安排人力资源，高技术工人专门从事精密超精密加工，这对保证产品质量，提高工艺水平来说都是十分重要的。
6、举例说明在机械加工工艺过程中，如何合理安排热处理工序位置？
（1）预备热处理
预备热处理包括正火、退火、时效和调质等。
这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。
其工序位置安排在粗加工前后。
①正火、退火经过热加工的毛坯，为改善切削加工性能和消除毛坯的内应力，常进行退火、正火处理。
一般安排在粗加工之前。
②时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
对形状复杂的铸件，一般在粗加工后安排一次时效处理，对于精密零件，要进行多次时效处理。
③调质处理调质处理即淬火后进行高温回火，能消除内应力，改善加工性能并能获得较好的综合力学性能。
考虑材料的淬透性，一般安排在粗加工之后进行。
（2）最终热处理
最终热处理常用的有淬火～回火、渗碳淬火、渗氮等。
它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，一般安排在精加工（磨削）之前进行，或安排在精加工之后，光整加工之前。
7.图示零件加工时应如何选择粗精基准，（标有符号为加工面，其余为非加工面）并简要地说明理由。
（图a、b要求保持璧厚均匀，图c、d所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。
）
（1）图a中以不加工面作粗基准，以孔作精基准。
这样可保证壁厚均匀，保证孔与外圆的同轴度。
（2）图b中以不加工面小端外圆作粗基准，以孔作精基准，可保证壁厚均匀。
（3）图c中以孔作粗基准，以小外圆为精基准，可简化夹具制造，保证孔加工余量均匀。
（4）图d中以轴承孔作粗基准，以底面作精基准。
可保证轴承孔加工余量均匀。
8、何谓工艺过程尺寸链？
工艺尺寸链中的增环、减环如何确定？
相互联系、按一定顺序的、首尾相接的尺寸封闭图形叫尺寸链。
其余各组成环不变，凡是其尺寸增大会使封闭环尺寸也随之增大的组成环称为增环。
其余各组成环不变，如其尺寸的增大，使封闭环尺寸随之减小的组成环称为减环。
9．如图2-28所示零件，其主要加工工艺过程如下：
（1）粗车外圆至φ26.3
；
（2）精车外圆至φ25.3
（3）铣键槽；
（4）渗碳淬火HRC56～62；
（5）磨外圆至φ25
。
加工完毕要求保证键槽深度21.2
，外圆单边渗碳深度为0.9～1.1，试求：
（1）铣键槽时用深度尺测量以上母线为测量基准的测深尺寸A;
（2）渗碳应控制的工艺渗碳层深度t。
解：
（1）尺寸链如图1所示。
21.2为封闭环，25/2=12.5、25.3/2=12.65为减环，A为增环。
21.2=12.5+12.65-Amin
Amin=12.5+12.65-21.2=3.95（mm）
21.4-0.14=12.5-0.007+12.65-0.042-Amax
Amax=4.041（mm）
（2）尺寸链如图2所式。
0.9～1.1为封闭环，12.65为减环，t、12,5为增环。
0.9=tmin+12.5-0.007-12.65
tmin=1.057（mm）
1.1=tmax+12.5-12.65+0.042
tmax=1.208（mm）
10、试判别图2-30各尺寸链中哪些是增环？
哪些是减环？
A1、A3、A5是增环；
A2、A4、是减环。
C1、C2、C4、C7、C9、C10、C11是增环；
C3、C5、C6、C8是减环。
11、工序时间定额由哪几部分组成？
1.基本时间；
2.辅助时间；
3.工作地点服务时间；
4.休息和自然需要时间；
5.准备与终结时间。
12、什么叫工艺成本？
它由哪两类费用组成？
如何进行工艺方案的比较？
工艺成本是与工艺过程直接有关的费用，约占生产成本的70%~75%，它包含可变费用（V）和不变费用（C）。
若两种工艺方案的基本投资相近或都采用现有设备时，则工艺成本即作为衡量各方案经济性的重要依据。
若两种工艺方案的基本投资相差较大时，必须考虑不同方案的基本投资差额的回收期限。
13.简要叙述机械加工工艺过程卡、工艺卡、工序卡的主要区别及应用场合。
工艺过程卡：
采用普通加工方法的单件小批生产；
机械加工工艺卡：
中批生产；
工序卡：
大批大量生产类型要求有严密，细致的组织工作。
习题三
1.加工精度、加工误差、公差的概念是什么？
它们之间有何区别？
机械加工精度：
指零件加工后的实际几何参数，与理想几何参数的符合程度。
机械加工误差：
指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。
在零件图样上对其尺寸、形状和表面间的相互位置都以一定形式标注出能满足零件使用性能的允许误差范围，就是公差。
加工精度和加工误差是从不同的角度来评定零件的几何参数的，在实际生产中，都是用控制加工误差来保证加工精度，加工误差小，加工精度越高，反之亦然。
2.零件的加工精度包括哪三个方面？
它们之间的联系和区别是什么？
零件的加工精度包含尺寸精度、形状精度和位置精度。
零件的尺寸精度主要通过试切法、调整法、定尺寸刀具法和自动控制法来获得；
形状精度则是由机床精度或刀具精度来保证；
位置精度主要取决于机床精度、夹具精度和工件的安装精度。
这三方面的精度既有区别，又有联系，一般说来，形状精度应高于尺寸精度，而位置精度在大多数情况下也应高于相应的尺寸精度。
3.机械加工中获得尺寸精度的方法有哪四种，各用于什么场合？
有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动获得法。
试切法用于单件小批生产和大批量生产开始时调整刀具；
调整法主要用于大批量生产；
定尺寸刀具法用于使用标准刀具加工成形表面和孔系；
自动获得法用于自动化和数控加工。
4.什么是主轴回转误差？
它可分解成哪三种基本形式？
其产生的原因是什么？
对加工误差有何影响？
主轴的回转误差是指主轴实际回转中心相对于刀具或工件的位置精度。
主轴回转误差形式可分为：
轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种。
①轴向窜动。
轴向窜动是指瞬时主轴回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动，它主要影响工件的端面形状和轴向尺寸精度。
②径向跳动。
径向跳动是指瞬时主轴回转轴线平行于平均回转轴线的径向运动。
它主要影响加工工件的圆度和圆柱度。
③角度摆动。
角度摆动是指瞬时主轴回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度作公转，它对工件的形状精度影响很大，如车外圆时，会产生锥度。
5.何为误差敏感方向？
车床与磨床的误差敏感方向有何不同？
误差敏感方向：
对加工精度影响最大的那个方向。
车床的误差敏感方向是法线方向，而平面磨床的误差敏感方向是切线方向。
6.机床的几何误差指的是什么?
以车床为例说明机床几何误差对零件的加工精度会产生怎样的影响?
机床的几何误差主要是指机床的主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
以车床为例，其主轴回转误差将影响工件的圆度；
导轨误差将影响工件端面、台阶面与轴线的垂直度，圆柱度；
传动链误差将影响工件端面、台阶面与轴线的垂直度和螺距误差。
7.车削加工时，工件的热变形对加工精度有何影响？
如何减小热变形的影响？
车床类机床的主要热源是主轴箱中的轴承、齿轮、离合器等传动副的摩擦引起主轴箱和床身的温度上升，从而造成了机床主轴抬高和倾斜。
（1）减少工艺系统热源的发热及有效隔热；
（2）加强散热能力；
（3）保持工艺系统的热平衡；
（4）控制温度的变化。
8.加工误差如何分类？
哪些误差属于常值误差？
哪些误差属于变值系统误差？
哪些误差属于随机误差？
系统误差：
常值系统误差、变值系统误差、随机误差。
常值系统误差：
加工原理误差，机床，刀具，夹具的制造误差，工艺系统的受力变形等引起的加工误差。
随机误差：
毛坯误差的复印，定位误差，加紧误差，多次调整的误差，残余应力引起的变形误差。
9.车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ20±
0.06。
若此工序尺寸呈正态分布，公差带中心大于分布中心，其偏值δ=0.03mm，均方根差σ=0.02mm，求：
（1）这批工件的废品率是多少?
（2）指出该工件常值系统误差和随机误差的大小；
（3）可采取什么改进措施以消除废品?
1
1.5
2
2.5
3
F
0.3413
0.4332
0.4772
0.4983
0.5
解：
（1）
查
则
废品率为
（2）
（3）采用将刀具朝着尺寸变化的方向调整0.015（即直径上增加0.03），使
与公差带中心重合以消除废品。
习题四
1、何为表面质量？
表面质量的主要内容包括哪几项指标？
表面质量零件加工后表面的几何形状特征和表面层物理机械性能变化。
1、表面的几何特征
（1）表面粗糙度；
（2）表面波度；
（3）表面加工纹理；
（4）伤痕。
2、表面层力学物理性能
1）表面层加工硬化。
2）表面层金相组织的变化。
3）表面层残余应力。
2、切削加工后的表面粗糙度由哪些因素造成？
试分析影响切削加工表面粗糙度的因素？
用切削刀具加工零件表面时，已加工表面粗糙度的形成主要包括几何因素、塑性变形和振动三方面的因素。
粗糙值由：
切削残余面积的高度决定
主要因素：
刀尖圆弧半径主偏角副偏角进给量
次要因素：
切削速度增大适当选择切削液适当增大刀具的前角提高刀具的刃磨质量
3、车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量
，车刀刀尖圆弧半径
，试估算车削后表面粗糙度的数值。
＝0.4×
0.4/8×
3＝0.0067mm
4、采用粒度为36号的砂轮磨削钢件外圆，其表面粗糙度要求为Ra1.6μm；
在相同的磨削用量下，采用粒度为60号的砂轮可使Ra降低为0.2μm，这是为什么？
因为砂轮的粒度愈细，单位表面上磨粒数愈多，工件表面上刻痕愈密而细，表面粗糙度值愈小。
5、一长方形薄板钢件（假设加工前工件的上、下面是直的），当磨削平面A后，工件产生弯曲变形（题图4-5），试分析工件产生凹变形的原因？
①磨削加工时A面温度很高，受热不均；
②冷却时会产生内应力；
③薄板刚度差。
6、产生磨削烧伤的原因是什么？
试述减少磨削烧伤的工艺措施。
在机械加工中，由于切削热的作用，使工件加工区附近温度升高，当温度超过金属相变的临界点时，金相组织就会发生变化。
磨削加工由于大多数磨粒的负前角切削所产生的磨削热比一般切削大得多，加之磨削时约70%以上的热量传给工件，这就使得加工表面层有很高的温度，极易在金属表层产生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，产生残余应力，甚至出现微观裂纹，这种现象被称为磨削烧伤。
①同时提高
和砂轮速度既可减轻工件表面烧伤，又不致降低生产效率。
②采用粗粒度砂轮、松组织砂轮都可提高砂轮的自锐性，改善散热条件，使砂轮不易被切屑堵塞，因此都可大大减小磨削烧伤的产生。
③冷却方法采用切削液带走磨削区热量可以避免烧伤。
7、引起表面残余应力的原因是什么？
由于机械加工中力和热的作用，在机械加工以后，工件表面层及其与基体材料的交界处仍旧保留互相平衡的弹性应力。
这种应力即称为表面层的残余应力。
表面残余应力的产生，有以下三种原因：
（1）冷态塑性变形引起的残余应力
（2）热态塑性变形引起的残余应力
（3）金相组织变化引起的残余应力
8、机械加工中的振动有哪几类？
机械加工振动如何防治？
分为自由振动、强迫振动和自激振动（颤振）3种类型。
消除或减弱产生机械加工震动的条件；
改善工艺系统的动态特性；
提高工艺系统的稳定性；
采用各种消振减振装置。
9、何谓强迫振动。
减少强迫振动的措施有哪些？
由外界周期干扰力所带来的振动叫强迫振动。
减少强迫振动的措施有：
充分平衡运动部件；
提高工艺系统的刚度；
提高传动件精度；
隔振、消振。
10、何谓机械加工中的自激振动？
自激振动有什么特点？
机械加工过程中，在没有周期性外力干扰作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动，称为自激振动，简称颤振。
机械加工中的自激振动是在没有外力（相对于切削过程而言）干扰下所产生的振动，这与强迫振动有着本质的区别。
自激振动的频率接近于系统的某一固有频率，也就是说颤振频率取决于振动系统的固有特性。
自激振动是否产生取决于振动系统在同一振动周期内，从能源输入到振动系统的能量是否等于振动系统所消耗的能量。
习题五
1、轴类零件的主要功用、结构特点和技术要求是什么？
轴类零件是机器中的主要零件之一，它的主要功能是支承传动零件和传递扭矩。
从轴类零件的结构特征来看，它们都是长度L大于直径d的回转体零件，L/d≤12的轴通常称为刚性轴，而L/d≥12的轴则称为挠性轴。
轴类零件的加工表面主要有内外圆柱面、内外圆锥面、轴肩、螺纹、花键、沟槽等。
轴类零件的技术要求通常包含以下几个方面：
1．尺寸精度
2.形状精度
3.位置精度
4.表面粗糙度
2、一般轴类零件的典型工艺路线是什么？
对于7级精度、表面粗糙度Ral-0.5μm的一般传动轴，其典型工艺路线为：
正火一车端面、钻顶尖孔一粗车各表面一精车各表面一铣花键、键槽等一热处理一修研顶尖孔一粗磨外圆一精磨外圆一检验。
3、空心类机床主轴的深孔加工何时加工为好？
试说明理由。
为使中心孔能够在多道工序中使用，深孔加工应靠后安排。
但深孔加工属于粗加工，余量大、发热多、变形大，所以不能放到最后加工。
本例安排在外圆半精车之后，以便有一个较为精确的轴径作为定位基准，这样加工出的孔容易保证主轴壁厚均匀。
4、锥堵和锥套心轴何种场合下使用？
它们起什么作用？
使用应注意什么问题？
对于空心轴，由于中心的孔钻出后，顶尖孔消失，这时就需要锥堵和锥套心轴。
它们起支撑和定位作用。
在中心通孔的直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60°
锥面，用倒角锥面代替中心孔。
在不宜采用倒角锥面作为定位基准时，可采用带有中心孔的锥堵或带锥堵的拉杆心轴。
锥堵与工件的配合面应根据工件的形状做成相应的锥形如果轴的一端是圆柱孔，则锥堵的锥度取1：
500。
通常情况下，锥堵装好后不应拆卸或更换，如必须拆卸，重装后必须按重要外圆进行找正和修磨中心孔。
5、试叙述细长轴的加工特点。
为防止细长轴加工中弯曲变形，在工艺上要采取哪些措施？
车削细长轴不论对刀具、机床精度、辅助工具的精度、切削用量的选择，以及工艺安排、具体操作技能等都应有较高的要求。
可以说细长轴加工是一项工艺性较强的综合技术。
为了保证加工质量，通常在车削细长轴外圆时采取以下措施。
（1）改进工件的装夹方法；
（2）采用跟刀架；
（3）采用反向进给；
（4）合理选择车刀的几何形状和角度。
6、箱体零件的结构特点及主要技术要求有哪些？
箱体零件的结构特点如下：
①形状较复杂，为一中空、多孔的薄壁铸件，刚性较差。
为减少机械加工量、减轻重量、节约材料、提高刚性，在结构上常设有加强筋、内腔凸边、凸台等。
②有数个尺寸精度和形位精度要求较高的孔和平面。
③有许多小的光孔、螺纹孔以及用于安装定位的销孔。
箱体类零件的主要技术要求：
（1）孔径精度；
（2）主要平面的精度；
（3）孔与平面的相互位置精度；
（4）孔与孔的相互位置精度。
7、为什么箱体加工常采用统一的精基准？
试举例比较采用“一面两孔”或“几个面”组合定位两种方案的优缺点及其适用场合？
加工箱体类零件常采用一个平面和两个销孔作为统一定位基准，也有采用三个互相垂直的平面或两个互相垂直的平面和一个销孔作为定位基准的。
“一面两孔”定位与“三基面”定位相比较，有下列特点：
①定位可靠“一面两孔”定位很简便，可靠地消除了工件的6个自由度。
若以“三基面”定位，往往因限制两个自由度的定位侧面和限制一个自由度的定位端面，不能很好地与定位元件接触，影响定位精度。
②可同时加工的面多“一面两孔”定位只占用箱体的一个平面定位，在一次安装中，其余的面都可同时进行加工，便于工序集中，有利于保证各加工面的位置精度。
③易于实现基准统一，从而大大减少夹具设计和制造的工作量。
④易于实现自动化由于“一面两孔”定位夹紧结构简单，定位可靠，装夹方便，为实现自动化加工提供了有利的条件。
8、拟定箱体零件的机械加工工艺的基本原则有哪些？
（1）按先面后孔、先主后次顺序加工；
（2）工序间合理安排时效处理；
（3）广泛采用通用设备和工艺装备。
9、保证箱体平行孔系孔距精度的方法有哪些？
各适用于哪种场合？
（1）划线找正和试镗法；
单件小批。
（2）芯棒校正法；
单件小批和直径小或余量小的孔。
（3）坐标法；
无论在单件小批量生产或成批生产中都被广泛采用。
（4）镗模加工法。
在大批量生产中广泛使用；
即使在小批量生产中，当零件精度要求较高时，使用镗模加工也是合理的。
10、齿轮常用什么材料制造？
使用什么热处理方法？
一般来说，对于低速重载的传力齿轮，齿面受压产生塑性变形和磨损，且轮齿易折断。
应选用机械强度、硬度等综合力学性能较好的材料，如18CrMnTi；
线速度高的传力齿轮，齿面容易产生疲劳点蚀，所以齿面应有较高的硬度，可用38CrMoA1A氮化钢；
承受冲击载荷的传力齿轮，应选用韧性
升级会员 