机械制造工艺学习题集.docx

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机械制造工艺学习题集

一、概念题

1.工艺系统:

由机床、刀具、夹具、工件组成的完整系统。

2.工位:

工件在机床上占据的每一个加工位置。

3.表面质量:

工件表面加工后，其几何形状特性和表面的物理机械性能的变化。

4.加工精度:

工件加工后的几何参数与理想零件相符合的程度。

生产过程：

指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。

机械加工工艺过程：

指采用金属切削工具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状尺寸，表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。

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。

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。

工位：

在工件的一次安装中，通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。

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。

生产纲领：

在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。

生产批量：

指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。

工件装夹（安装）：

即定位和加紧。

工件定位：

采取一定的约束措施来限制自由度，通常可用约束点群来描述，而且一个自由度只需要一个约束点来限制。

六点定位原则：

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，实现完全定位。

完全定位：

限制六个自由度。

不完全定位：

仅限制1~5个自由度。

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。

基准：

可分为设计基准和工艺基准。

定位：

指确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置的过程。

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。

误差敏感方向：

对加工精度影响最大的那个方向。

试切法：

通过试切——测量加工尺寸——调整刀具位置——试切的反复过程来获得距离尺寸精度

调整法：

在成批，大量生产中，广泛采用试切法预先调整好刀具对工件的相对位置，并在一批零件的加工过程中采用保持这种相对位置不变来获得所需要的零件尺寸。

机械加工工艺规程：

规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行，认真贯彻的纪律性文件。

加工经济精度：

指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

工序集中：

使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件安装次数也相应减少。

工序分散：

将工艺路线中的工步内容分散，在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长

套件：

在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。

组件：

在一个基准零件上，装上若干套件及零件构成的。

部件：

在一个基准零件上，装上若干组件，套件和零件构成的。

总装：

把零件和部件装配成最终产品的过程。

完全互换装配法：

在全部产品中，装配时各组成不需挑选或改变其大小位置，装配后即能达到装配精度的要求。

选择装配法：

将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。

修配装配法：

是将尺寸链中各组成环按经济加工精度制造。

装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度。

调整装配法：

在装配时，用改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法。

定位误差：

由于工件在夹具上定位不准确而引起的误差。

基准位置误差：

由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差。

基准不重合误差：

由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差。

二、填空

获得形状精度的方法有_轨迹法_、成形法、_展成法_。

主轴回转作纯径向跳动及漂移时，所镗出的孔是_椭圆__形。

零件的加工质量包括_加工精度_和_加工表面质量__。

表面残余_拉_（拉或压）应力会加剧疲劳裂纹的扩展。

车削加工时，进给量增加会使表面粗糙度_变大_。

切削液的作用有冷却、_润滑__、清洗及防锈等作用。

磨削加工的实质是磨粒对工件进行_刻划_、__滑擦（摩擦抛光）和切削三种作用的综合过程。

产品装配工艺中对“三化”程度要求是指结构的标准化、通用化和系列化。

尺寸链的特征是_关联性和_封闭性_。

零件光整加工的通常方法有_珩磨_、研磨、超精加工及_抛光_等方法。

机械加工工艺规程实际上就是指规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的_工艺文件

工艺过程是指生产过程中，直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置、及性质的过程。

零件的几何精度、表面质量、物理机械性能是评定机器零件质量的主要指标。

加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合标准的设备，工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。

轴类零件加工中常用两端中心孔作为统一的定位基准。

零件的加工误差指越小（大），加工精度就越高（低）。

粗加工阶段的主要任务是获得高的生产率。

工艺系统的几何误差包括加工方法的原理误差、制造和磨损所产生的机床几何误差和传动误差，调整误差、刀具、夹具和量具的制造误差、工件的安装误差。

精加工阶段的主要任务是使各主要表面达到图纸规定的质量要求。

23.零件的加工误差值越小（大），加工精度就越高（低）。

25获得尺寸精度的方法有试切法、_定尺寸刀具法__、__调整法_____、自动获得尺寸法。

26__加工经济精度_____是指在正常的加工条件下所能保证的加工精度。

27主轴回转作纯径向跳动及漂移时，所镗出的孔是_椭圆形______。

28工艺上的6σ原则是指有__99.73％_____的工件尺寸落在了

3σ范围内

29零件的材料大致可以确定毛坯的种类，例如铸铁和青铜件多用_铸造____毛坯

30表面残余拉应力会_加剧_（加剧或减缓）疲劳裂纹的扩展。

31车削加工时，主偏角增加会使表面粗糙度_变大__。

32切削液的作用有_冷却___、润滑、清洗及防锈等作用。

33磨削加工的实质是磨粒对工件进行_刻划____、__滑擦____和切削三种作用的综合过程。

36产品装配工艺中对“三化”程度要求是指结构的__通用化_____、_标准化___和系列化。

37．零件光整加工的通常方法有珩磨、_研磨______、超精加工及__抛光_____等方法。

38使各种原材料主、半成品成为产品的方法和过程称为工艺。

39衡量一个工艺是否合理，主要是从质量、效率、生产耗费三个方面去评价。

40零件加工质量一般用加工精度和加工表面质量两大指标表示；

41而加工精度包括形状精度、尺寸精度、位置精度三个方面。

42根据误差出现的规律不同可以分为系统误差、随机误差。

43影响机械加工精度的因素有：

加工原理误差、机床的制造误差和磨损、夹具误差、刀具误差、调整误差、工艺系统受力变形、工艺系统受热变形、工件残余应力引起误差等

44、在加工或装配过程中___最后__形成、__间接___保证的尺寸称为封闭环。

1.获得零件尺寸精度的方法有（试切法）、（调整法）、（定尺寸刀具法）、（自动控制法）。

2.加工细长轴时，由刀具热变形引起的工件误差属于（变值系统性误差）。

3.在选择精基准时，应遵循的原则有（基准统一）、（基准重合）、（互为基准）、（自为基准）。

4.在平面磨床上磨削平面时，若机床导轨在水平面内有直线度误差δ1，垂直面内有直线度误差δ2，则工件表面产生的形状误差是（δ2）。

5.基准位移误差是（定位）基准相对于（起始）基准发生位移造成的（工序）基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

6.工序尺寸的公差带一般取（入体）方向,而毛坯尺寸的公差带一般取（双向）分布。

7.为减少毛坯形状造成的误差复映，可用如下三种方法，分别是：

（增大系统刚度）、（减小毛坯误差）、（多次加工）。

8.安装是指（定位）和（夹紧）过程的总和。

填充题

1机械制造工艺学的研究对象主要是机械加工中的三大问题即（a），（b），（c）。

答案：

加工质量、生产率、经济性。

2机械加工工艺系统包括（a），（b），（c），（d）等四个方面。

答案：

机床、夹具、工件、刀具。

3工艺过程划分加工阶段的原因是：

（a），（b），（c），（d）。

答案：

提高加工质量、合理利用机床、安排热处理工序、及早发现毛坯缺陷。

4在机械制造中，通常将生产方式划分为（a），（b），（c）三种类型。

答案：

单件、成批、大量生产。

5确定毛坯加工余量的方法有三种即（a），（b），（c）。

大批量生产用（d）。

答案：

计算法、查表法、经验估计法、计算法。

6根据作用的不同，基准通常可分为（a）和（b）两大类，定位基准属于（c）。

答案：

设计基准、工艺基准、工艺基准。

7为了保证加工质量，安排机加工顺序的原则是（a），（b），（c），（d）。

答案：

先面后孔、先粗后精、先主后次、先基面后其它。

8选择定位粗基准要考虑

（1）使各加工面都有一定的和比较均匀的（a）；

（2）保证加工面与非加工面的（b）。

答案：

加工余量、相互位置精度。

9零件的加工精度包括三方面的内容即（a），（b），（c）。

答案：

尺寸精度、几何形状精度、表面相互位置精度

10零件表层的机械物理性质包括（a），（b），（c）。

答案：

表面冷硬、表层残余应力、表层金相组织

11刀具磨损属于（a）误差，可以通过计算后输入（b）来补偿。

答案：

变值系统误差、等值异号的误差

12零件的表面质量包括（a），（b），（c）、（d）。

答案：

表面粗糙度及波度、表面冷硬、表层残余应力、表层金相组织

13工艺系统的振动分为两大类即（a）与（b），其中振幅随切削用量而变的是（c）。

答案：

强迫振动、自激振动、自激振动

14切削加工后，引起表面残余应力的主要原因有（a）,（b）,（c）。

答案：

塑性变形、温度变化、金相组织变化

15精密机床加工精度零件为了减少热变形，加工前应具备两条：

（a），（b）。

答案：

热平衡、恒温室

15弯曲的轴进行冷校直后，原来凸出处会产生（a）应力，原来凹下处产生（b）应力。

答案：

拉、压

16磨削长薄片状工件时若在长度方向两端顶住，在热影响下工件发生（a）的变形，冷后具有（b）的形状误差。

答案：

上凸、下凹

17解释自激振动的原理主要有两条（a），（b）。

答案：

再生振动、振型耦合

18在普通车床上用两顶尖装夹长轴外圆，若机床刚度较低，则工件产生（a）的形状误差；若工件刚度较低，则工件产生（b）的误差。

答案：

中凹、腰鼓形

19普通车床上对加工精度影响较大的导轨误差是（a）及（b）。

答案：

水平面内的平行度、导轨的平直度

20切削加工中，若同时用几把刀具加工零件的几个表面则称这种工步为（a），若一把刀具同时加工几个表面则称这种刀具为（b）。

答案：

复合工步、复合刀具

21十大原始误差中（a），（b），（c），（d）属于动误差。

答案：

热变形、内应力变形、弹塑性变形、磨损

22主轴轴承外环滚道有形状误差则对（a）类机床的加工精度影响较大；内环滚道有形状误差则对（b）类机床的加工精度影响较大。

答案：

镗床、车床

25机械加工过程所产生的加工误差，根据性质可分为两大类（a）与（b）。

机床的制造误差属于（c），刀具尺寸磨损属于（d），工件材料硬度变化导致的误差为（e）。

答案：

：

系统误差、偶然误差、常值系统误差、变值系统误差、偶然误差

26车床主轴轴向窜动使被加工零件端面产生（a）误差，加工螺纹时将造成工件的（b）误差。

答案：

端跳误差、螺距误差

27机床主轴的轴向窜动产生于（a）和（b）与主轴轴线均不垂直时，其窜动量的大小等于其中垂直度误差（c）的那一个。

答案：

主轴承端面、主轴轴肩、误差较小

28误差复映规律说明：

（a）是（b）在工件上的复映，当工件材料，切削用量选定之后，误差复映系数的大小主要与工艺系统（c）有关。

答案：

工件误差、毛坯误差、刚度

29工艺系统的热源来自（a），（b），（c）三个方面。

其中影响刀具和工件热变形的主要是（d）；影响机床热变形的主要是：

（e）

答案：

切削热、传动热、环境辐射热、切削热、传动热。

30为了保证细长轴的加工精度，常采用4点措施：

（a），（b）,（c），（d）。

答案：

增加跟刀架面积、改变走刀方向、改变装夹方法、使用弹簧顶尖

31机床刚度是刀具位置的函数，一般以刀具在（a）位置的刚度值作为机床的平均刚度，测定机床刚度的方法有（b）法与（c）法。

答案：

工件中点、静态测定法、生产测定法

32机械加工中获得尺寸精度的方法有四种（a），（b），（c），（d）。

答案：

试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动获得法

33光整加工常用的方法有四种即（a），（b），（c），（d）。

其中既能提高尺寸精度又能减少表面粗糙度的是（e）和（f）。

答案：

研磨、珩磨、超精加工、抛光

34提高机床传动链精度的措施是（a），（b）；（c），（d）；（e）；（f）。

答案：

提高传动件、特别是末端件精度；减少元件数量、缩短尺寸链；降速设计、采用补偿装置

35剃齿能提高（a）精度（b），减少（c）。

但不能提高（d）精度，因此剃前加工以（e）加工为好。

答案：

齿形精度、基节精度、表面粗糙度、运动精度、滚齿

36滚齿时影响齿轮运动精度的主要机床精度（a），（b）。

答案：

分度蜗轮精度、分齿挂轮的精度

37选择定位粗基准要考虑

（1）使各加工面都有一定的和比较均匀的（a）；

（2）保证加工面与非加工面的（b）。

答案：

加工余量、相互位置精度

38误差统计分析法中常用的有（a），（b）。

其中能平行指导生产过程的是（c）。

答案：

分布曲线法、点图法、点图法

39在X---R点图中，若点在X点图控制界内，在R点图控制界外，则说明机床（a）好（b）大，建议找出（c）的原因；若点在X点图控制界外，而在R点图控制界内，则说明机床（d）和（e）不稳，（f）较小，建议调整机床使（g）与（h）重合。

答案：

调整中心好、尺寸分散大、尺寸分散；调整中心、平均尺寸，尺寸分散；调整中心，平均尺寸

40达到装配精度的方法有（a），（b），（c），（d），（e）。

答案：

完全互换法，大数互换法，选配法、修配法、调整法

41保证装配精度的修配法中，选择修配环的原则是（a），（b），（c）。

答案：

易装拆，易加工，不是公共环

42使用辅助支承的目的是为了（a），它不起（b）作用。

答案：

提高支承刚度，定位作用

43形成表面压应力的方法有：

（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,（f）。

答案：

滚压，喷丸，高频淬火，渗碳，渗氮，氰化

44X均值点图有连续大于7点的上升趋势，说明工艺系统存在着明显的（a）误差；当点子分布在中线一侧过多时说明存在着（b）误差。

答案：

变值系统误差，常值系统误差

45加工深孔的钻头有（a），（b），（c），（d），（e）。

答案：

接长麻花钻，扁钻、内排屑深孔钻、外排屑深孔钻，套料刀

46零件图上进行尺寸标注时有（a），（b），（c）3种类型，正确的方法是（d）。

答案：

根据设计要求标注，根据工艺要求标注，根据设计和工艺要求标注，第3种

47尺寸标注的步骤是：

（a），（b），（c），（d），（e）。

答案：

查找装配尺寸链，解装配尺寸链，按设计要求标注主要尺寸和公差，按工艺要求修改，标注自由尺寸和公差

48夹具总图上应标注的尺寸及公差有：

（a），（b），（c），（d），（e）。

答案：

最大轮廓尺寸，与定位有关的尺寸及公差，与夹具在机床上安装有关的技术要求，刀具与定位元件的位置尺寸和公差，其它装配尺寸及技术要求

三问答题

1为什么要求重要表面加工余量均匀？

答案：

加工余量均匀→背吃刀量ap一致→切削力F均匀→变形y均匀→加工质量稳定。

2试述粗基准和精基准的选择原则？

答案：

选择粗基准要求：

1各面都有足够的加工余量；2重要表面余量均匀；3加工面与非加工面的相互位置精度。

选择精基准要求：

1基准重合；2基准统一；3自为基准；4互为基准。

3何谓可变费用与不可变费用，怎样比较工艺方案的经济性？

答案：

可变费用是指随产量而变的费用；反之不随产量而变的费用称不变费用；当工艺方案中多数工序不同时用全年工艺成本和投资回收期的长短比较，只有少数工序不同时用单件工艺成本比较。

4何谓单件时间，举例说明减少基本时间的工艺措施？

答案：

完成一个零件一个工序所用的时间称单件时间。

减少基本时间的措施有：

提高切削用量；减少切削长度；合并工步与走刀；多件加工等。

5机械制造中何谓封闭环？

如何确定加工尺寸链的封闭环？

答案：

在加工、检测和装配中，最后得到或间接形成的尺寸称封闭环。

只有定位基准和加工顺序确定之后才能确定封闭环。

6深孔加工的方式有哪些？

分别适用于什么情况？

答案：

有3种形式：

1工件旋转，刀具不旋转只作进给运动，用于车床；2工件不动，刀具边旋转、边进给，用于钻床和大型工件的加工；3工件旋转、刀具反向旋转并作进给，用于深孔钻镗床。

7何谓毛坯误差复映规律？

如何利用误差复映规律来测试机床刚度？

如何减少毛坯误差对加工精度的影响？

答案：

毛坯误差按递减规律传给工件称误差复映规律。

测试机床刚度时可用一带三个凸出台阶的轴，分别测量三个凸台的直径，在一次走刀中切去台阶，再分别测量三点的受力和尺寸，求得3点的误差复映系数ε，根据k=C/ε，解联立方程即令可求出机床刚度。

首先尽量提高毛坯的精度，减少加工余量；增加走刀次数；提高工艺系统的刚度。

13何谓工序、安装、工位、工步、走刀？

在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算几道工序？

若中间穿插热处理又算几道工序？

答案：

一个（或一组）工人在一个工作地点或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叫工序。

工件在加工前在机床或夹具上进行定位并夹紧的过程叫做安装。

一次安装的情况下，工件在机床上所占的每一个位置称为工位。

在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序叫做工步。

在一个工步中，刀具相对加工表面上每切除一层材料称为一次走刀。

在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算1道工序。

若中间穿插热处理算2道工序。

14制定工艺规程时为什么要划分加工阶段?

什么情况下可不划分或不严格划分?

答案：

划分加工阶段是为了提高加工质量、合理利用机床、安排热处理工序、及早发现毛坯缺陷。

批量不大或加工精度要求不高时可不划分或不严格划分。

16何谓接触刚度?

其主要影响因素有哪些?

答案：

两个互相接触的表面抵抗变形的能力称为接触刚度。

其影响因素主要有：

接触表面的粗糙度、几何形状精度、薄件变形等。

17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?

答案：

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。

18何谓装配尺寸链最短路线原则?

为什么要遵循此原则？

答案：

在构建配尺寸链时，应剔除与封闭环精读无关的尺寸，使配尺寸链最短，称尺寸链最短原则。

因为只有遵循此原则才能使每个尺寸能分得较多的公差，降低加工成本。

19.简述机械加工结构工艺性的一般原则。

答案：

要便于安装，减少装夹次数，减少刀具种类，便于进退刀，机工孔表面应垂直于其轴线，尽量减少内表面的加工，减少加工面积，尽量采用标准刀具等。

20.简述机器装配结构工艺性的一般原则。

答案：

应将各部件设计成可独立装配的单元，减少装配时的修配量，应有合理的定位基面，应便于装拆。

21何谓生产纲领？

如何划分生产类型？

答案：

生产纲领是包括废品率和备品率在内的年产量。

应根据生产纲领的多少来划分生产类型。

22何谓主要尺寸，何谓次要尺寸？

其标注顺序应如何安排？

答案：

参与装配尺寸链决定零部件位置、影响装配精度的尺寸叫主要尺寸。

反之属于次要尺寸。

应先解尺寸链后标注主要尺寸再标次要尺寸。

23主轴轴承外环滚道有形状误差则对哪一类机床的加工精度影响较大，为什么？

答案：

对镗床类机床影响较大，因为滚动轴承的外圈很薄，装在箱体轴承孔中后，其作用相当于滑动轴承的内孔，而镗孔时切削力（径向）的方向在不断改变，使滚动轴承的外环滚道的误差复映到工件上。

24机械加工过程中刀具尺寸磨损带来的误差属于什么误差，应如何减少其影响？

答案：

属于变值系统误差，可改变刀具材料、热处理工艺来提高刀具的耐磨性；还用电致伸缩器可对刀具进行补偿。

25机械加工中误差统计分析常用的方法有哪些，各有何特点？

答案：

常用方法有分布曲线法和点图法。

分布曲线法一般是在加工完一批零件后进行统计分析，找出误差原因，只能发现常值系统误差，不能把变值系统误差同偶然误差区分开来，不能平行指导生产过程，只可用于指导后面的生产和机床调整。

而点图法则可平行指导生产过程，建立无废品生产系统。

26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？

答案：

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。

27为何用刀具切削工件时切削速度在中速时工件表面粗糙度值较大？

答案：

因为在中速时易产生积屑瘤，积屑瘤不稳定，时生时灭，影响工件表面粗糙度。

28机加工表面硬化是如何形成的，影响因素有哪些？

答案：

机械加工时刀具切削→切削力→表层金属塑性变形→金属正常组织被破坏→晶格扭曲→HB↑、σb↑、δ↓、aK↓，导致表层加工硬化。

影响因素有f、ap、γ0、V、工件材料δ、却液条件。

29.冷作硬化的含义及其影响因素？

答案:

机械加工过程中，加工表面受切削力的作用而产生塑性变形，使晶格扭曲，晶粒被拉长、纤维化，甚至破碎，表面层得到强化，其硬度和强度都有所提高，这种现象称为冷作硬化。

影响冷作硬化的因素有：

1）刀具的影响2）切削用量的影响3）工件材料的影响

30.精基准有哪些选择原则？

（1）基准重合原则应选用设计基准作为定位基准。

（2）基准统一原则应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。

（3）自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面本身作为定位基准。

（4）互为基准原则对相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。

（5）可靠、方便原则应选定位可靠、装夹方便的表面做基准。

31.加工阶段可以划分为哪几个阶段？

答:

（P80）

粗加工阶段——其主要任务是切除大部分加工余量，应着重考虑如何获得高的生产率。

半精加工阶段——完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作好准备。

精加工阶段——使各主要表面达到图纸规定的质量要求。

光整加工阶段——对于质量要求很高的表面，需进行光整加工，主要用以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。

32.什么是