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机械制造工艺学考试题库

（中北大学王彪）机械制造工艺学

一．名词解释

1．机械加工工艺过程：

对机械产品中的零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。

2．生产纲领：

计划期内，包括备品率和废品率在内的产量称为生产纲领。

3．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的工艺文件，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。

4．加工余量：

毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。

5．六点定位原理：

用来限制工件自由度的固定点称为定位支承点。

用适当分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则称为六点定位原理（六点定则）。

6．完全定位、不完全定位、欠定位、过定位

完全定位：

工件的六个自由度被完全限制的定位。

不完全定位：

允许少于六点（1-5点）的定位。

欠定位：

工件应限制的自由度未被限制的定位。

过定位：

工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位。

7．加工精度、加工误差：

加工精度：

零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。

加工误差：

加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。

8．工序能力系数及尺寸服从正态分布时的表达式：

工序能力系数Cp=T/6σ

正态分布

9．误差复映：

当车削具有圆度误差的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差，这种现象叫做误差复映。

10．表面粗糙度：

表面粗糙度轮廓是加工表面的微观几何轮廓，其波长与波高比值一般小于50.

11．冷作硬化：

机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。

12．工艺系统：

在机械加工时，机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。

13．工艺系统刚度：

工艺系统抵抗变形的能力。

14．工序能力：

工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度。

15．工序能力系数：

表示工序能力等级，代表了工序能满足加工精度要求的程度。

Cp=T/6σ

16．自激振动：

机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削过程而言）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。

17．强迫振动：

由于外界（相对于切削过程而言）周期性干扰力的作用而引起的振动。

18．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。

19．安装：

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一部分工序称为一个安装。

20．工位：

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

21．工步：

加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下而完成的工位内容为一个工步。

22．走刀：

切削刀具在加工表面上切削一次完成的工步内容，称为一次走刀。

23．工序集中；工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成。

每道工序的加工内容较多。

24．工序分散：

工序分散则是将工件的加工分散在较多的工序内完成。

25．入体原则：

对被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零。

对包容尺寸（孔的直径、槽的宽度），其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。

26．时间定额：

是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。

27．成组技术：

占70%左右的相似件在功能结构和加工工艺等方面存在大量的相似特征，充分利用这种客观存在的相似性特征，将本来各不相同、杂乱无章的多种生产对象组织起来，按相似性分类成族（组），并按族制订加工工艺进行生产制造，这就是成组工艺。

成组技术就是在成组工艺的基础上发展起来的一项新技术。

28．定位误差:

指一批工件在夹具中定位时，工件的工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以△dw表示。

29．基准不重合误差：

因工序基准与定位基准不重合（原因），用调整法加工一批工件时（条件），引起工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上产生的最大变化量（结果），称为基准不重合误差。

30．基准位移误差：

是指工件的定位基准在加工尺寸方向上的变动量。

31．试切法:

指操作工人在每个工步或走刀前进行对刀，然后切出一小段，测量其尺寸是否合适，如果不合适，将道具的位置调整一下，再试切一小段，直至达到尺寸要求后才加工这一尺寸的全部表面。

32．系统误差：

在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变，或者按一定规律变化，统称为系统误差。

33．回火烧伤：

如果磨削区的温度未超淬火钢的相变温度（碳钢的相变温度为720℃），但已超过马氏体的转变温度（中碳钢为300℃），工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为回火烧伤。

34．淬火烧伤：

如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体组织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为淬火烧伤。

35．退火烧伤：

如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，表层金属将产生退火组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。

36．组件：

组件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。

37．总装：

在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。

38．装配：

按规定的技术要求将零件或部件进行组配和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程。

39．装配单元：

为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，成为装配单元。

40．基准：

零件上用来确定其它点、线、面的位置的那些点、线、面。

41．设计基准：

根据零件使用要求而确定的基准，标注在设计图纸上。

42．工艺基准：

在加工工艺过程（加工、测量、装配）中使用的基准。

43．工序基准：

在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。

44．定位基准：

在加工时，用于工件定位的基准。

45．测量基准：

工件测量时所用的基准。

46．装配基准：

在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。

47．加工经济精度：

某种加工方法在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、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和表面粗糙度。

48．工艺尺寸链：

由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成的。

49．残余应力：

由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格会发生不同程度的塑性变形或产生金相组织的变化，使表层金属产生的应力。

二、简答题

1．简述基准的分类

基准

2．影响加工余量的因素

3．只有六个定位支承点，工件的六个自由度就可以完全被限制了，这种说法对吗？

为什么？

举例说明。

4．精基准的选择应遵循哪几条原则？

（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．粗基准的选择应遵循哪几条原则？

（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

※6．简述工序顺序的安排原则？

（1）先加工基准面，再加工其他表面

（2）一般情况下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

7．简述机床夹具的基本组成部分？

（1）定位元件或装置

（2）刀具导向元件或装置（3）夹紧元件或装置（4）联接元件（5）夹具体（6）其他元件或装置

8．机床夹具按其使用范围可分为哪几种基本类型？

（1）通用夹具

（2）专用夹具（3）可调整夹具和成组夹具（4）组合夹具（5）随行夹具

9．简述机床夹具的功用？

（1）保证加工质量

（2）提高生产效率，降低生产成本（3）扩大机床工艺范围（4）减轻工人劳动强度，保证安全生产

10．在设计夹具装置时，应满足哪些基本要求？

（1）在夹紧过程中应能保证工件定位时所获得的正确位置。

（2）夹紧力大小适当。

夹紧机构应能保证在加工过程中工件不产生松动或振荡，同时又要避免工件产生不适当的变形和表面损伤。

夹紧机构一般应有自锁作用。

（3）夹紧装置应操作方便、省力、安全。

（4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与生产批量和生产方式相适应。

结构设计应力求简单、紧凑，并尽量采用标准化元件。

11．简述夹紧力方向的选择应遵循的原则？

（看课件图）

（1）夹紧力的作用方向应有利于弓箭的准确定位，而不能破坏定位。

（2）夹紧力作用方向应尽量与工件刚度大的方向相一致，以减小工件夹紧变形。

（3）夹紧力作用方向应尽量与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。

12．简述夹紧力作用点的选择？

（看课件图）

（1）夹紧力作用点应正对支承元件所形成的支承面内，以保证工件以获得的定位不变。

（2）夹紧力作用点应处于工件刚性较好的部位，以减小工件夹紧变形。

（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。

13．简述夹具上常用的定位元件？

14．简述常用的夹紧机构及特点

15．简述夹紧力不足和过大的危害？

16．斜楔的自锁条件

17．原始误差有哪些？

见书29页

18．研究加工表面质量的目的是什么？

加工表面质量的含义包括哪些主要内容？

（1）研究表面加工质量的目的，就是要掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量的影响规律，以便应用这些规律控制加工过程。

最终达到提高加工表面质量，提高产品使用性能的目的。

（2）加工表面质量包括两个方面的内容：

加工表面的几何形貌和表面层材料的力学物理性能和化学性能。

19．磨削淬火钢时，在工件表面层形成的瞬时高温将使表层金属产生哪些金相组织变化？

（1）如果磨削区的温度未超淬火钢的相变温度（碳钢的相变温度为720℃），但已超过马氏体的转变温度（中碳钢为300℃），工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为回火烧伤。

（2）如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体组织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为淬火烧伤。

（3）如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，表层金属将产生退火组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。

20．简述强迫振动与自激振动的定义及特征？

（1）机械加工中的强迫振动是由于外界（相对于切削过程而言）周期性干扰力的作用而引起的振动。

其特征：

振动频率与干扰力的频率相同，或是干扰力频率的整数倍，其幅值既与干扰力的幅值有关，又与工艺系统的动态特征有关。

（2）机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削过程而言）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。

其特征：

与强迫振动相比，自激振动是在没有外力干扰下所产生的振动运动，这与强迫振动有本质的区别；自激振动的频率接近于系统的固有频率，这就是说颤振频率取决于振动系统的固有特性；自激振动不因有阻尼存在而迅速衰减。

21．自激振动的激振机理，比较公认的有哪些？

自激振动的激振机理，比较公认的有再生原理、振型耦合原理、负摩擦原理和滞后原理。

（1）由于切削厚度变化效应引起的自激振动，称为再生型颤振。

（2）由于振动系统在各主振模态间相互耦合、相互关联而产生的自激振动，称为振型耦合型颤振。

（3）由于切削过程中存在负摩擦特性而产生的自激振动，称为摩擦型颤振。

（4）由于切削力滞后于振动运动的滞后效应所引起的自激振动，称为滞后型颤振。

22．保证机器或部件装配精度的方法有哪几种？

各适用于什么装配场合？

23．为什么在装配时要把机器分成许多独立的装配单元？

（1）可以组织平行的装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，或便于组织多长协作生产。

（2）机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装，这样既可以保证总机的装配质量，又可以减小总装配的工作量。

（3）机器局部结构改进后，整个机器只是局部变动，使机器改装起来方便，有利于产品的改进和更新换代。

（4）有利于机器的维护检修，给重型机器的包装、运输带来很大方便。

24．分析试切法和调整法的区别和应用范围。

25．实际生产中在什么条件下，加工一大批工件才能获得加工尺寸的正态分布曲线？

该曲线有何特点？

表征曲线的基本特征参数有哪些？

26．设计机械加工工艺规程应遵循哪些原则？

（1）可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。

（2）必须能满足生产纲领的要求。

（3）在满足技术要求和生产纲领的前提下，一般要求工艺成本最低。

（4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。

27．工件在机床上或夹具中装夹有哪几种主要方法？

各有什么特点？

28．何为误差敏感方向，普通车床、镗床、卧式铣床的误差敏感方向为？

29．如例图所示的毛坏，在铸造时内孔2与外圆1有偏心。

如果要求获得：

（1）与外圆有较高同轴度的内孔，应如何选择粗基准?

（2）内孔2的加工余量均匀，应如何选择粗基准?

30.加工过程中可能出现的各种原始误差有哪些。

试举例说明各种误差因素的原始误差如何影响加工误差？

31.什么是自位支承（浮动支承）?

它与辅助支承的作用有何不同?

32.什么是辅助支承?

使用时应注意什么问题?

举例说明辅助支承的应用。

33.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。

这种说法对吗?

为什么?

34.不完全定位和过定位是否均不允许存在?

为什么？

35.试述基准不重合误差、基准位置误差和定位误差的概念及产生的原因。

36.保证和提高加工精度的途径？

并举例说明。

37.在加工过程中，若只考虑1）工件刚性比较差，2）机床刚性比较差，3）镗杆的刚性比较差，则加工后的工件分别是什么形状。

三、计算题

1．圆柱体工件以V形块定位，计算下图中

定位误差（要求写出计算过程）。

2．求工件孔与水平放置的心轴间隙配合时的

？

画图并说明，见课件

3．求工件孔与垂直放置的心轴间隙配合时的

？

画图并说明，见课件

4．加工下图所示轴颈时，要求保证键槽深度

的有关工艺过程如下：

　　1）车外圆至

；

2）在铣床上按尺寸

铣健深；

3）热处理；

4）磨外圆至尺寸

。

若磨后外圆与车后外圆的同轴度误差为

，计算铣键槽的工序尺寸

。

5.一个带有键槽的内孔，其设计尺寸如左图所示。

该内孔有淬火处理要求，因此，有如下工艺安排：

1）镗内孔到φ49.80+0.048mm,

2）插键槽

3）淬火处理

4）磨内孔，同时保证内孔直径φ500+0.03mm和键槽深度53.80+0.30两个设计尺寸的要求。

插槽工序采用已镗孔下切线为基准，用试切法保证插槽深度。

磨孔工序应保证磨削余量均匀（按已镗孔找正夹紧），因此其定位基准可以认为是孔的中心线。

求插键槽深度A2及其公差。

要求画出工艺尺寸链图，写出计算过程。

6．如题图，工件有三种定位方案a、b、c。

要求加工表面BD距孔O1的尺寸为A。

工件上的孔O1、外圆及底面均已加工，底面平放在三个支承钉上。

计算上述各定位方案的定位误差？

7。

车床上加工一批工件的孔，经测量实际尺寸小于要求的尺寸而必须返修的工件数占22.4％，大于要求尺寸而不能返修的工件数占1.4％，若孔的直径公差T=0.2mm，整批工价尺寸服从正态分布，试确定该工序的标准差σ，并判断车刀的调整误差是多少？

F（0.70）=0.258F（0.72）=0.264F（0.74）=0.270F（0.76）=0.276

F（2.00）=0.477F（2.10）=0.482F（2.20）=0.486F（2.40）=0.492

8．在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径

第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值

均方差

第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且

试求：

（1）在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的工序精度高？

（2）计算并比较哪台机床的废品率高？

并分析其产生的原因及提出改进的办法？

[注：

F

（1）=0.3413F

（2）=0.4772F（3）=0.49865]

9．一批小轴直径为，加工后测得

属正态分布，试求：

（1）合格品率，废品率？

（2）计算工艺能力系数，工序精度能否满足？

（3）分析出现废品的原因并提出改进方法？

[注：

F（0.25）=0.0985F（0.5）=0.1915F

（1）=0.3413]

10．如图所示，以工件底面1为定位基准，镗孔2，然后以同样的定位基准，镗孔3。

设计尺寸25+0.4+0.05mm不是直接获得的，试分析：

11．如图所示零件由05、10两道工序完成。

试求工序尺寸A和B

如求得的工序尺寸不合理，可作适当调整。

（调整为

）

12．镗孔公差为0.1mm，该工序精度的标准误差

，已知不能修复的废品率为0.5%，试求产品的合格率为多少？

[注：

F（0.8）=0.2881F（0.9）=0.3159F（3.0）=0.49865F（3.2）=0.4993]

13．车一批轴的外圆，其图样规定的尺寸为

，根据测量结果，此工序的分布曲线是按正态分布，其

，曲线的顶峰位置和公差中心相差0．03mm，偏于右端，试求其合格率和废品率。

[注：

F（0.8）=0.2881F（0.9）=0.3159F（3.0）=0.4987F（3.2）=0.4993]

14．如图所示为阶梯轴在V形架上定位铣键槽，已知

；

；两外圆柱面的同轴度为

；V形架夹角

；键槽深度尺寸为

，试计算其定位误差，并分析定位质量。

[注：

sin45°＝0.707]

15．有一批工件如图（a）所示，采用钻模夹具钻削工件上

和

两孔，除保证图纸尺寸要求外，还要求保证两孔连心线通过

的轴线，其偏移量公差为0.08mm。

现采用如图（b）、（c）、两种方案，若定位误差不得大于加工允许误差的1/2，试问这两种定位方案是否都可行？

（V形块夹角为

，图中模板视图省略）。

（a）（b）（c）

16．有一批工件如图（a）所示，采用钻模夹具钻削工件上

和

两孔，除保证图纸尺寸要求外，还要求保证两孔连心线通过

的轴线，其偏移量公差为0.08mm。

现采用如图（b）、（c）、（d）两种方案，若定位误差不得大于加工允许误差的1/2，试问这三种定位方案是否都可行？

（V形块夹角为

，图中模板视图省略）。

解：

答案从略。

只有b方案能满足要求

17.如图所示轴套工件，在车床上已加工好外圆、内孔及各表面，现需在铣床上以端面A定位铣出表面C，保证BC段尺寸如图所示200-0.2mm，试计算铣此缺口时的工序尺寸。

18.某零件加工时，图纸要求保证尺寸6土0.1，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试求工序尺寸L及上下偏差。

求L？

19.有一批小轴，其直径尺寸要求为Ф180-0.035mm，加工后尺寸属正态分布，测量计算得一批工件直径的算术平均值为xˉ=17.975mm，均方根差σ=0.01mm。

试计算合格品率及废品率。

分析废品产生的原因，指出减少废品率的措施。

20.在例图所示的偏心零件中，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5~0.8mm，零件上与此有关的加工过程如下：

（1）精车A面，保证尺寸Φ26.20-0.1mm；

（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为H1；

（3）精磨A面，保证尺寸Φ25.80-0.016mm；同时保证渗碳层深度达到规定的要求。

试确定H1的数值。

21.加工例图所示零件，在工件上欲铣削一缺口，保证尺寸80-0.08mm，现采用（b）、（c）两种定位方案．试计算各定位误差，并分析能否满足加工要求。

若不能满足工序要求，请提出改进方案。

22.工件定位如例图所示。

欲钻孔0并保证尺寸A，试分析计算此种定位方案的定位误差。

课本作业题