机械制造工艺学课后习题答案（哈工大，赵长发）

1-1.

生产过程—机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。

? 工艺过程—按一定顺序逐渐改变生产对象的形状(铸造、锻造等)、尺寸(机械加工)、

相对位置(装配)和性质(热处理)使其成为成品的过程

机械加工工艺规程—规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 1-2.工序—一个(或一组)工人，在一个工作地点，对一个(或同时几个)工件所连续完成的那部分工艺过程。

2．工步—在加工表面和加工工具(切削速度和进给量)都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。。

3．安装—工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。

4. 工位—一次装夹工件后，工件与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位(在一个位置完成的部分工序) 。

5．行程(走刀)—对同—表面进行多次切削，刀具对工件每切削一次，称之为一次行程。 1-3.

? 生产类型—企业生产专业化程度的分类。一般分为单件生产、成批(批量)生产和大

量生产

? (1)单件(小批)生产— 产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少

重复。

? (2)成批生产— 一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，

工作地的加工对象周期地重复。

? (3)大量生产— 产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某

道工序的加工。

1-4.

基准—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。 (1)工序基准(2) 定位基准 (3) 测量基准(4) 装配基准 1-5. (1)零件材料及其力学性能

– (2)零件的形状和尺寸 – (3)生产类型 – (4)具体生产条件

– (5)利用新工艺、新技术和新材料

1-6.1. 粗基准的选择

1. 保证相互位置要求原则。

2. 保证重要表面加工余量均匀原则 3. 保证加工余量分配合理原则。 4. 便于装夹的原则

5.粗基准一般不能重复使用原则。 2. 精基准的选择 (1) 基准重合原则 (2) 基准统一原则 (3) 互为基准原则 (4) 自为基准原则 1-10.

(1) 经济加工精度

? (2) 工件材料的性质

? (3)工件的结构形状和尺寸 ? (4) 生产类型和经济性

? (5)现有设备情况和技术条件 1-11.

? ①粗加工阶段是切除大部分加工余量并加工出精基准，目的是提高生产率。

? ②半精加工阶段是为零件主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工，

一般在热处理前进行。

? ③精加工阶段从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都比较高，目的是保证

质量

? ④光整加工阶段是用来获得很光洁表面或强化其表面的加工过程。 ⑤超精密加工阶段是按照稳定、超微量切除等原则，实现尺寸和形状误差在0.1μmc以下的加工技术。

? 划分加工阶段的原因 ? (1) 保证加工质量

? (2)合理地使用机床设备 ? (3) 便于热处理工序安排 ? (4)便于及时发现毛坯缺陷 ? (5)保护精加工过后的表面 1-12.

? (1) 先基准面，后其它面 (2)先主要表面，后次要表面 (3) 先面后孔 (4)先粗后精

? 热处理工序的安排 ? (1)预备热处理 (2)最终热处理 (3)时效处理 (4)表面处理 1-13.工序余量—相邻两工序的工序尺寸之差

? 加工总余量—毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。 ? 影响加工余量的因素

? (1)上工序表面粗糙度H1a和缺陷层H2a

? (2)上工序的尺寸公差Ta ? (3)上工序的形位误差ρa

? (4)本工序加工时的装夹误差εb

21.何谓时间定额？批量生产时，时间定额由哪些部分组成？

答：时间定额—在一定生产条件下，规定完成一件产品或完成一道工序所消耗的时间。 时间定额的组成：(1)基本时间；(2)辅助时间；(3)工作地点服务时间；(4)休息与自然需要时间；(5)准备终结时间。

22.提高机械加工劳动生产率的工艺措施有哪些？

答：（1）．缩短基本时间；（2）．缩短辅助时间；（3）．缩短工作地点服务时间；（4）．缩短准备与终结时间；（5）．采用新工艺和新方法；（6）．高效自动化加工及成组加工。 2-1.

? 安装—将工件在机床上或夹具中定位并夹紧的过程。 ? 定位—确定工件在机床或夹具上占有正确位置

? 夹紧—工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变。 2-2.1．定位元件

起定位作用，保证工件在机床上或夹具中占有正确的位置。

? 2．夹紧装置 ? 将工件夹紧，保证工件定位后的正确位置不变。 ? 3．导向元件和对刀装置 ? 保证刀具加工时的正确位置 ? 4．连接元件

? 用来保证夹具和机床之间的相对位置 ? 5．夹具体

? 基础件，将上述各元件连成一体。 ? 6．其它元件

2-3. 六点定位原理—采用六个按一定规则布置的约束点(支承点)限制工件六 个自由度的方法 2-4.

? I．完全定位

? 完全定位—工件的六个自由度完全被限制 ? 2．不完全定位(部分定位)

? 不完全定位—允许有一个或几个自由度不被限制。(由被加工零件的位置要求所决

定)

? 3．欠定位

? 欠定位—工件应该限制的自由度而未被限制。 ? 欠定位不能保证加工精度是绝对不允许的。 ? 4．过定位

? 过定位—工件的同一自由度被重复限制 2-6.

? 1．工件安装误差 定位误差+夹紧误差

? 2．夹具对定误差 对刀误差+切削成形运动的误差 ? 3. 加工过程误差 2-8.定位误差—同批工件在夹具中定位时，某工序基准在工序尺寸方向的最大位移量。

? 定位误差由基准位置误差和基准不重合误差组成。 2-9.①应保证定位准确，而不能破坏定位；

? ②夹紧后工件与夹具的变形应在允许范围内

? ③夹紧机构安全可靠，有足够的刚度和强度，手动夹紧应自锁，夹紧行程要足够； ? ④结构简单，制造和操作方便，快速省力。 2-19.①夹具受力元件及夹具体要有足够的强度和刚度；

? ②一般均设置对刀装置和定向键，保证工件与刀具、工件与进给运动之间的位置精

度；

? ③铣床夹具一般要在工作台上对定后固定。 ? 刨床夹具可参照铣床夹具设计 2-20.(1)直线进给式 (2)圆周进给式 (3)仿形进给式

3-1. 加工精度—零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)对理想几何参数的符合程度。加工误差—零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。1．尺寸精度—加工后零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度2．形状精度—加工后零件各表面的实际形状与表面理想形状之间的符合程度。3．位置精度—加工后零件表面之间的实际位置与表面之间理想位置的符合程度。 3-11.工艺系统刚度—工件加工表面和刀具在切削法向分力Fy与工艺系统在总切削力的

作用下该方向上的相对位移yxt的比值

kxt= Fy ／ yxt

– (1)提高机床部件中零件间接合表面的质量 – (2)给机床部件以预加载荷

– (3)提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度值

3-16.。(1)毛坯制造中产生的残余应力 (2)冷校直带来的残余应力 (3)切削加工中产生的残余应力

? 2．减少或消除残余应力的措施 ? (1)合理设计零件结构

? (2)对工件进行热处理和时效处理 ? (3)合理安排工艺过程

4-1 机械加工表面质量包括哪些主要内容？它们对机器使用性能有哪些影响？ 答:包括加工表面的几何形状误差和表面层的物理力学性能；（1）表面质量对耐磨性的影响（2）表面质量对疲劳性的影响（3）表面质量对耐蚀性的影响（4）表面质量对零件配合质量的影响。

4-2答:表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。一般来说，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，因接触面容易发生分子粘接，且润滑液不易储存，磨损反而增加。因此，就磨损而言，存在一个最优表面的粗糙度值。

4-3切削加工塑性材料时，为什么高速切削会得到较小的表面粗糙度值？

答:砂轮速度越高，就有可能使表层金属的塑性变形的传播速度大于切削速度，工件材料来不及变形，致使表层金属的塑性变形减小，磨削表面的粗糙度值将明显减少。 4-5什么叫冷作硬化？切削加工中，影响冷硬的因素有哪些？

答: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；（1）影响切削加工表面冷作硬化的因素有:1）切削用量的影响 2）刀具几何形状的影响 3）加工材料性能的影响；（2）影响磨削加工表面冷作硬化的因素有:1）工件材料性能的影响 2）磨削用量的影响 3）砂轮粒度的影响。

4-6何谓回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？

答:1）如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度（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℃），工件表层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。

4-7为什么同时提高砂轮速度和工件速可以避免产生磨削烧伤？

答:加大工件的回转速度，磨削表面的温度升高，但其增长速度与磨削深度影响相比小得多；且回转速度越大，热量越不容易传入工件内层，具有减小烧伤层深度的作用。但增大工件速度会使表面粗糙度增长，为了弥补这一缺陷，可以相应提高砂轮速度。实践证明，同时提高砂轮速度和工件速度可以避免烧伤。 4-8试述产生表面残余应力的原因。

答:1）冷态塑性变形引起残余应力 2）热态塑性变形引起残余应力 3)金相组织变化引起残余应力。

4-9为什么要注意选择零件加工最终工序的加工方法？

答:工件表层金属的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。一般来说，工件表面残余应力的数值及性质主要取决于工件最终工序的加工方法。因次，工件最终工序加工方法的选择至关重要。

4-10试述产生磨削裂纹的原因。

答:在交变载荷的作用下，机器零件表面上存在的局部微观裂纹，由于拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致零件断裂。

4-11表面强化工艺的目的是什么？常用的强化方法有哪些？

答:这里说的表面强化工艺是指通过冷压加工方法使表面层金属发生冷态塑性变形，以降低表面粗糙度值，提高表面硬度，并在表层产生压缩残余应力的表面强化工艺；1）喷丸强化 2）滚压强化。

4-12什么是受迫振动？产生的原因是什么？

答:机械加工中的受迫振动是由于外界（相对于切削过程而言）周期性干扰力的作用引起的振动；1）系统外部的周期性激振力 2）高速回转零件的质量不平衡引起的振动 3）传动机构的缺陷和往复运动部件的惯性力引起的振动 4）过程的间歇性。

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