中南大学机械制造工艺学复习题(附答案)

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案
机械制造工艺学
一、填空题：
1.对那些精度要求很高的零件，其加工阶段可以划分为：粗加工阶段，半精加工阶段， 精加工 ， 光整加工 。

2.根据工序的定义，只要 工人 、 工作地点 、工作对象（工件）之一发生变化或对工件加工不是连续完成，则应成为另一个工序。

3.采用转位夹具或转位工作台，可以实现在加工的同时装卸工件，使 基本 时间与
辅助 时间重叠，从而提高生产率。

4.尺寸链的特征是关联性和 封闭性 。

5.拉孔，推孔，珩磨孔， 铰孔 等都是自为基准加工的典型例子。

6.根据工厂生产专业化程度的不同，生产类型划分为 大量生产 、 成批生产 和单件生产三类。

7.某轴尺寸为043
.0018.050+-φmm ，该尺寸按“入体原则”标注为 mm 。

8.工艺基准分为 工序 、 定位 、测量基准和装配基准。

9.机械加工工艺过程由若干个工序组成，每个工序又依次分为安装、 工位 、 工步 和走刀。

10. 传统的流水线、自动线生产多采用 工序分散 的组织形式，可以实现高生产率生产。

11. 选择粗基准时一般应遵循 保证相互位置要求 、 保证加工表面加工余量分配合理原则 、粗基准一般不得重复使用原则和便于工件装夹原则。

12. 如图1所示一批工件，钻4—φ15孔时，若先钻1个孔，然后使工件回转90 度钻下一个孔，如此循
环操作，直至把4个孔钻完。

则该工序中有 1 个工步， 4 个工位。

图1 工件
13. 全年工艺成本中，与年产量同步增长的费用称为 全年可变费用 ，如材料费、通用机床折旧费等。

14. 精加工阶段的主要任务是 确保零件达到或者基本达到图纸要求的精度 。

15. 为了改善切削性能而进行的热处理工序如 退火 、 正火 、调质等，应安排在切削加工之前。

16.自位支承在定位过程中限制 1 个自由度。

17.工件装夹中由于 工序 基准和 定位 基准不重合而产生的加工误差，称为基准不重合误差。

18.在简单夹紧机构中， 定心 夹紧机构实现工件定位作用的同时，并将工件夹紧；
偏心 夹紧机构动作迅速，操作简便。

19．锥度心轴限制 5 个自由度，小锥度心轴限制 4 个自由度。

20.回转式钻模的结构特点是夹具具有 分度装置 ；盖板式钻模的结构特点是没有 夹具体 。

21.常用夹紧机构中的螺旋夹紧机构是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构。

22.工件以外圆表面定位有两种形式，一种是定心定位，一种是支撑定位。

23.夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面。

24.铣床夹具的对刀装置主要由对刀块和塞尺组成。

25.零件的加工精度包含三方面的内容：尺寸精度、位置精度和形状精度。

26.在车床上车削轴，采用双顶针定位，如果轴产生腰鼓形误差，说明工艺系统中工件的刚度不足；
如果轴产生鞍形误差，则说明工艺系统中机床的刚度不足。

27.工艺上的6σ原则是指有99.73％的工件尺寸落在了±3σ范围内。

28. 卧式车床的误差敏感方向为水平方向；刨床的误差敏感方向为垂直方向。

29.镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是轴承孔的圆度误差。

30. 按照在一批工件中误差出现的规律，加工误差可分为系统误差和随机误差两大类。

31.主轴回转误差可以分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和倾角摆动三种基本形式。

32.车削加工中，大部分切削热传给切屑。

33.为减小传动元件对传动精度的影响，应采用降速传动。

34.在转塔车床上就地镗削转塔上六个安装刀架的大孔是为了保证大孔轴线与机床主轴回转轴线重合。

35. 表面残余_ 拉 _（拉或压）应力会加剧疲劳裂纹的扩展。

36.加工表面层金属的力学物理性能和化学性能的变化主要反映在三个方面：表面层金属的冷作硬化，金相组织、残余应力。

37.车削加工时，进给量增加会使表面粗糙度值增大。

38.磨削时，砂轮的速度越高，工件表面的粗糙度值越小
39.磨削淬火钢时,可能出现的表面金相组织的变化有回火烧伤，退火烧伤和淬火烧伤。

40.在运动副中，两相对运动零件表面的刀纹方向均与运动方向相同时，耐磨性较好。

41.在运动副中，两相对运动零件表面的刀纹方向均与运动方向垂直时，耐磨性最差。

42.常用的机械表面强化方法有喷丸强化和滚压强化。

43.磨削时，采用内冷却方式和开槽砂轮能有效地防止烧伤现象的产生。

44.任何机器都是由零件、套件、组件和部件等组成。

45.调整组成环的公差时，尺寸相近、加工方法相同的组成环，其公差值相等；难加工或难测量的组成环，其公差值取较大值。

46.产品装配精度一般包括相互位置精度、相对运动精度和相互配合精度。

47.调整组成环的公差时，标准件尺寸的组成环，其公差值确定值；易加工或易测量的组成环，其公差值取较小值。

48. 根据零件的互换程度不同，互换法可以分为完全互换法和大数互换法。

49.装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。

50.保证产品装配精度的方法有互换法、选择法、修配法和调整法。

51.各装配精度之间有密切的关系，相互位置精度是相对运动精度的基础，相互配合精度对其它两项精度的实现有较大的影响。

52.由一个零件的精度来保证某项装配精度的情况，称为单件自保。

53.完全互换装配法常用于高精度的少环尺寸链的大批大量生产装配中。

54.最常见的调整方法有固定调整法、可动调整法和误差抵消调整法。

55.在查找装配尺寸链时，组成环的数目应当等于有关零、部件的数目，这就是装配尺寸链最短路线的原则。

56. 大数互换装配法适用于较高精度的较多环尺寸链的大批大量生产装配中。

57. 最常见的修配方法有单件修配、合并加工修配法和自身加工修配法。

二、判断题：
1.不完全定位在机械加工定位方案中是不允许出现的。

（×）
2. 有色金属的精加工不宜采用磨削加工。

（√）
3. 过定位和欠定位在机械加工定位方案中是不允许出现的。

（×）
4. 淬火一般安排在磨削加工之前进行。

（√）
5.工件一旦夹紧，则它的六个自由度就全被限制了。

（×）
6.在大量生产中，单件工时定额可忽略准备与终结时间（√）
7. 中批生产中，机械加工工艺规程多采用机械加工工序卡片的形式。

（×）
8.采用复合工步可以节省基本时间，从而提高生产效率。

（√）
9.铰孔不但能保证尺寸、形状精度和减小孔的表面粗糙度，还能纠正位置精度。

（×）
10.轴的外径尺寸的公差，如果按“入体原则”标注，则其上偏差为零。

（√）
11.附加基准是起辅助定位作用的基准。

（×）
12.孔的直径公差，如果按“入体原则”标注，则其下偏差为零。

（√）
13. 遵守“基准统一”原则，可以避免产生基准不重合误差。

（×）
14. 对于平面磨床,床身导轨在垂直面的直线度要求应该高于水平平面内的直线度要求。

（√）
15. 加工丝杠时常采用弹性或液压尾顶尖，是为了避免工件受热伸长而产生弯曲变形。

（√）
16. 如果工艺过程稳定，则加工中就不会出现废品。

（×）
17.定位支承点不超过六个，就不会出现过定位。

（×）
18. 一般来说，夹具误差对加工表面的位置误差影响最大。

（√）
19. 工件的内应力不影响加工精度。

（×）
20. 加工误差的点图分析法可用于估算加工过程中的合格率和不合格率（×）
21.定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。

（×）
22. 普通车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响不大。

（√）
23.车削具有圆度误差的毛坯时，由于“误差复映”而使工件产生与毛坯同样大小的圆度误差。

（×）
24.假若一批工件加工尺寸的实际分布与正态分布基本相符，则其分布曲线的位置和形状都受加工系统中
的常值系统误差的影响。

（×）
25. 零件表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。

（×）
26.滚压加工能使工件表面金属组织细化，形成压缩残余应力。

（√）
27.固定调整法采用改变调整件的相对位置来保证装配精度。

（×）
28.采用互换装配时，选择的协调环不能为标准件或公共环。

（√）
29.粗糙表面易被腐蚀。

（√）
30.工件表面残余应力的数值及性质一般取决于工件最终工序的加工方法。

（√）
31.采用调整法装配时，选择的补偿环不能为公共环。

（√）
32.选择装配法常用于高精度少环尺寸链的成批或大批量生产中。

（√）
33.如果工件表面没有磨削烧伤色，也就说明工件表面层没有发生磨削烧伤。

（×）
34.进给量对切削加工表面粗糙度的影响较大。

（√）
35.装配尺寸链中的协调环和补偿环都不应该是公共环。

（√）36.采用直接选配法装配时，最后可能出现“剩余零件”。

（√）
三、简答题：
1.为什么提高切削速度和刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值？
1．提高切削速度和刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值，因为：1）刀具刃口表面粗糙度会“复印”在工件表面上，所以提高刀具的刃磨质量，可以减小加工表面粗糙度值。

2）在低、中切削速度下，
切削塑性材料时容易产生积屑瘤或鳞刺，提高切削速度有利于抑制积屑瘤或鳞刺的产生，从而可以减小加工表面粗糙度值。

2.在装配时，有时采用“自身加工法”、“合并加工法”或“误差抵消法”，请问它们是由哪种装配方法发
展成的?
2 ．“自身加工法”、“合并加工法”是由修配装配法发展成的。

“误差抵消法”是由调整装配法发展成的
3.如果零件的表面没有烧伤色是否就说明零件的表面层没有被受热损伤？为什么？
3．表面没有烧伤色并不等于表面层没受热损伤。

如在磨削过程中最后采用无进给磨削，仅磨去了表面烧伤色，但却没能去掉烧伤层，留在工件上就会成为使用中的隐患。

4.什么叫装配尺寸链的最短路线原则？为什么应遵守这个原则？在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部
件只以一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线原则。

因为由尺寸链的基本理论可知，在装配精度既定时，组成环数越少，则各组成环所分到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。

所以要遵循这条原则。

5.磨削裂纹的产生与工件材料及热处理有无关系？磨削裂纹的产生与工件材料及热处理工序有很大的关
系。

如磨削导热性差的材料（如耐热钢、不锈钢），容易产生裂纹；含碳量高的钢，由于晶界较脆，磨削时也容易产生裂纹。

工件淬火后，如果存在残余拉应力过大，即使在正常的磨削条件下也可能出现裂纹。

6.修配装配法的含义是什么？适用于什么生产中?修配装配法是将尺寸链中各组成环按经济加工精度制
造。

在装配时通过修去尺寸链中某一零件上预留的修配量以达到装配精度的方法。

这种装配方法适用于高精度多环尺寸链的成批生产或单件小批生产中。

7.加工箱体类零件时，常以什么作为统一的精基准，为什么？加工箱体类零件时，常以“一面两孔”作为
统一的精基准，因为这样可以比较方便地加工大多数（或所有）其它表面；可以简化夹具设计；可以减少工件搬动和翻转次数。

8.试分析在成批大量生产中,为什么要控制毛坯硬度的均匀性?成批大量生产中采用调整法加工, 若毛坯
硬度不均匀将造成切削力的变化较大,使工艺系统变形变化较大,将造成加工后尺寸不一。

9.拟定工艺路线的主要任务是什么？（1）选择定位基准；
（2）确定加工方法；
（3）安排加工顺序及热处理、检验等其它工序；
（4）确定生产的组织形式；
（5）划分加工阶段。

10.试分析引起下列形状误差的主要原因：在车床上用两顶尖装夹工件车细长轴，１）工件产生腰鼓形形状误差；2）工件产生尺寸由大到小的锥形。

工件产生腰鼓形形状误差——主要原因是加工时工件刚度不足；
2）工件产生尺寸由大到小的锥形——主要原因是加工时工件和刀具产生热变形
11.什么是工序？对同一工件其加工工序的安排是固定不变的吗？为什么？工序是指一个（或一组）工人
在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。

对同一工件其加工工序的安排不是固定不变的，因为根据工序的定义，只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。

因此，同一工件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。

12.试解释转移原始误差法的原理并举例加以说明。

转移原始误差法就是把影响加工精度的原始误差转移到不影响（或少影响）加工精度的方向或其它零部件上去。

例如，在成批生产中，采用前、后导向套的镗模加工箱体零件的孔，刀杆与主轴浮动联接，这也就是把机床主轴的回转误差转移掉，工件的加工精度完全由镗模和镗杆的精度来保证。

四、分析题：
1.判断下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

1．b结构工艺性好。

槽与沟的表面不应与其它加工面重合，这样可以减少加工量；改善刀具工作条件；在已调整好的机床上有加工的可能性。

a) b)
2.判断下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a装配工艺性较好。

a可将轴及其上面的零件组成单独的装配单元，便于装配。

a) b)
3、过球心打一孔 。

指出工件定位应限制的自由度。

x y
4.分析图示夹紧方案不合理的原因，并加以改进。

夹紧力作用点位置工件刚性小，工件变形大。

改进：如图，夹紧力作用点位置工件刚性较大，工件变形小。

5.判断下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

b 结构工艺性好。

孔的位置不能距壁太近。

图b 可采用标准刀具和辅具，且可提高加工精度
a) b)
6.判断下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a 装配工艺性较好。

a 结构螺栓置于外侧，便于装配。

a) b)
7、在小轴上铣槽，保证尺寸H 和L 。

指出工件定位应限制的自由度。

y z z x
8.分析图示夹紧方案不合理的原因，并加以改进。

夹紧力作用点位于定位元件之外，会使工件发生翻转，破坏工件的定位位置。

改进：使夹紧力作用点正对支承元件。

9.判断下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

b 结构工艺性好。

钻孔时入端和出端要避免斜面，这样可以避免刀具损坏；提高钻孔精度；提高生产率。

a) b)
10.判断下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a 装配工艺性较好。

因图a 轴承内环直径大于轴的直径，便于拆卸轴承，而图b 轴承内环直径等于轴的直径,
轴承难以拆卸。

a) b)
11.镗两小孔(上方大孔已加工)，保证尺寸A 和H 。

指出工件定位应限制的自由度。

X Z X Y Z
12.分析图示夹紧方案不合理的原因，并加以改进。

夹紧力的作用方向与切削力方向不一致，则夹紧力至少要大于切削力。

改进：夹紧力与主切削力方向一致，此时所需夹紧力较小。

13.比较下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

b 结构工艺性好。

加工面减小，节省工时，减少刀具损耗，并且容易保证平面度要求。

a) b)
14.比较下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a 装配工艺性较好。

图a 为通孔结构，便于取出定位销，而图b 为盲孔结构，难以取出定位销。

a) b)
15.钻2—φ6H7孔，各平面已加工。

指出工件定位应限制的自由度。

X Y X Y Z
16.在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.01。

现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为x = 11.99，均方根偏差为σ= 0.003。

试作图分析有无废品产生，如产生废品，判断产生的废品能否修复。

有可修复废品产生。

17.判断下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

b 结构工艺性好。

避免斜孔加工；几个平行孔便于同时加工；简化夹具设计；减少孔的加工量
a) b)
18.判断下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a 装配工艺性较好。

在轴套上预先加工好油孔，可消除装配时的机械加工工作量。

a) b)
19、过轴心打通孔，保证尺寸L 。

指出工件定位应限制的自由度。

x y x z
20、某镗孔工序，孔的尺寸为1
.0050+φ，镗孔后实际尺寸按正态分布，标准偏差为0.02mm ，但分布曲线中心相对公差带中心向左偏移0.03mm 。

试作图分析有无废品产生，如产生废品，判断产生的废品能否修复。

会产生可修复的废品。

21.判断下组零件结构工艺性的好坏，并简要说明理由。

b 结构工艺性好。

封闭平面要有与刀具尺寸及形状相应的过渡面，这样可以减少加工量，采用高生产率的加工方法及标准刀具。

a) b)
22.判断下组机器结构装配工艺性的好坏，并简要说明理由。

a 装配工艺性较好。

a 只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿轮的啮合间隙，显然a 结构的修配工作量要比
b 的少得多。

a) b)
23、加工齿轮坯两端面，保证尺寸A 及两端面与内孔的垂直度 。

指出工件定位应限制的自由度。

x
y z
x y
24、某柴油发动机曲轴第四个连杆轴颈直径，要求为φ75.14±0.01mm ，热处理后精磨194件，结果发现其尺寸接近正态分布， m x μ562.0-=，m μσ506.2=。

试作图分析有无废品产生，如产生废品，判断产生的废品能否修复。

不会产生废品。

五、计算题：
1、如图所示，一圆盘形工件在V 形块上定位钻孔，孔的位置尺寸的标注方法假定有三种，其相应的工序尺寸为A 、B 、C ，试对这三种不同的尺寸标注方法分别进行定位误差的计算。

1、解：三种情况的基准位置误差为：
2sin
2αd
T jw =
∆
（1）尺寸A ：工序基准与定位基准重合，故Δjb =0 2sin
2)(αd
A dw T =
∆
(2) 尺寸B ：工序基准是外圆上母线，与定位基准不重合，Δjb 与Δjw w 同时存在且方向相同。

2
2
sin 2)(d
d
B dw T T +=
∆α
（3）尺寸C ：工序基准是外圆下母线，与定位基准不重合，Δjb 与Δjw 同时存在且方向相反。

2
2
sin
2)(d
d
C dw T T -
=
∆α
2、如图所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（01.080-=φd mm ，025
.0035+=φD mm ），现在插床上以调整法加工内键槽，要求保证尺寸2
.005.38+=H mm 。

试计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔的同
轴度误差）。

1）
尺寸H 的工序基准为孔D 下母线A ，定位基准为外圆d 的圆心，
所以存在△jb ，且
△jb = T D /2 =0.025/2 =0.0125 mm
2)V 型块定位外圆，存在△jw ，且
△jw = T d /2sin(α/2) = 0.1/2sin45 = 0.0707 mm
3) 定位误差即为A 点在尺寸H 方向上的最大变动量。

△dw = △jb + △jw = 0.0832 mm
3、在图a 所示工件上加工键槽，要求保证尺寸0
14.054-mm 和对称度0.03。

现采用图b 所示定位方案，试计算该种方案的定位误差。

解：1）对于尺寸
△dw ＝ △jw - △bc =
2
sin
2αd T - T d /2 = 0.207 T d （Td 为工件外圆直径公差）
△dw ＝0.207 × 0.1 =0.0207 mm 2）对于对称度0.03
工序基准和定位基准都为外圆轴心线，所以 △bc = 0； 由于V 型块定位的对中性好，所以 △jw = 0； 所以 △dw ＝ 0
4、如图所示，要求在轴上铣一键槽，其加工顺序如下：车外圆至尺寸0
074.04.58-φmm ，铣键槽至尺寸A ，磨外圆至尺寸060
.0041.058++φmm ，要求磨后保证下母线至槽底为0
2.052-mm ，已知磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为05.0φmm ，求尺
解：画出尺寸链图
A 3
A
A 2
A 0
A 1
A 0=0
2.052-； 增环A ，A 2=0
3.00205.029 ； 减环A 1=0
037.02.29- ， A 3=0±0.025 A 0= A+A 2- A 1- A 3
ES 0 = ES A + ES A2 – EI A1 – EI A3 EI 0 = EI A + EI A2 – ES A1 – ES A3 求得：A=52.2
ES A = -0.092 EI A = -0.1955
所以 092
.01955.02.52--=A mm T A =0.1035 mm
5、如图为活塞零件（图中只标注有关尺寸），若活塞销孔mm 018
.0054+φ已加工好了，现欲精车活塞顶面，
在试切调刀时，须测量尺寸Ａ2，试求工序尺寸Ａ2及其偏差。

1）作测量尺寸链图
2）封闭环：Ｌ0＝110.6±0.05 增环：L 1＝009
.00
27+ ， L 2＝A 2
3)计算尺寸链：
Ｌ0＝L 1+ L 2 L 2＝83.6
ES 0＝ES 1+ ES 2 +0.05＝+0.009+ ES 2
EI 0＝EI 1+ EI 2 -0.05＝0+ EI 2 ES 2＝+0.041EI 2＝-0.05
mm A 041
.005.026.83+-=
6、图示a ）为一轴套零件，尺寸
和
已加工好，b ）、c ）、d ）为钻孔加工时三种定位方
案的简图。

试计算三种定位方案的工序尺寸A1 、A2和 A3。

1）图b ：基准重合， mm ； 2）图c ：尺寸A2，10±0.1和 构成一个尺寸链（见下图c ），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺
寸A2和
是组成环，且A2为增环，
为减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公
式，有：
10= A2－8，→A2=18mm
由直线尺寸链极值算法偏差计算公式： 0.1=ESA2－（-0.05），→ESA2=0.05mm; -0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm 。

故：
mm
3）图d ：尺寸A3，10±0.1， 和
构成一个尺寸链（见上图d ），其中尺寸10±0.1是
封闭环，尺寸A3，
和
是组成环，且
为增环，A3和
为减环。

由
直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10= 38－（A3+8），→A3=20mm
由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有： 0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3= -0.05mm;
-0.1= -0.1－(ES A3+0)，→ESA3=0。

故：0
05.0320-=A mm。