机械制造工艺复习题(打印版)

1.什么叫生产过程，工艺过程，工艺规程？
答：生产过程：从原材料变成成品的劳动过程的总和。

工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程。

工艺规程：在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件。

2. 常见的定位方式
以平面定位：限制3个自由度。

以圆锥销：限制3个移动自由度。

以定位销：短销：2个移动移动自由度。

长销：限制4个自由度。

以V型块定位：短V型块：2个移动移动自由度。

长V型块：限制4个自由度。

3.什么是基准？工艺基准的组成？零件图上的设计尺寸标注的起点是什么基准？确定零部件在产品中相对位置所采用的是什么基准？
基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。

工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

零件图上的设计尺寸标注的起点是设计基准。

确定零部件在产品中相对位置所采用的是装配基准。

4.什么叫六点定位原理？
六点定位原理：在夹具中来合理布置六个支撑点与工件的定位基准相接触来限制工件的六个运动自由度，使工件在夹具中完全定位，称为六点定位原理。

5.不完全定位，欠定位和过定位是否允许存在？为什么？
不完全定位：没有全部限制在六个自由度，但也能满足加工要求的定位。

欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位。

过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度。

过定位不允许存在。

（d）一面两销定位，X，两个圆柱销重复限制，导致工件孔无法同时与两销配合，属过定位情况。

6.不完全定位和欠定位有什么本质上的区别？
不完全定位在根据加工要求也能完成加工零件，而欠定位是根据加工要求必训定位的而没有定位，是不允许的。

7.在平板上铣平面，铣通槽和铣不通槽各需限制几个自由度?
在平板上铣平面需限制3个自由度在平板上铣通槽需限制5个自由度在平板上铣不通槽需限制6个自由度。

8.选择粗基准的原则？为什么粗基准在同一尺寸方向只能使用一次？
1.粗基准的选择原则：重要表面余量均匀原则、工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠原则、不重复使用原则。

2.粗基准定位精度低，所以粗基准在同一尺寸方向只能使用一次。

9.加工顺序是如何安排的？
机械加工工序：先基面后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔
10.热处理与检验工序有什么作用？如何将其安插在机械加工工艺过程中。

热处理工序：预备热处理（安排在机械加工之前，以改善切削性能消除毛坯制造时的内应力为主要目的）、最终热处理（半精加工之后和磨削之前，提高材料强度和硬度）、去除应力处理（粗加工之后，精加工之前）。

11.何谓工序集中？按工序集中原则组织机械加工工艺过程的特点?
工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多[1]。

与之对应的是工序分散。

工序集中有以下特点：
（1）采用高效率专用设备和工艺设备，提高生产率、减少机床数量和生产面积。

（2）减少了工序的装夹次数。

工件在一次装夹中可加工多个表面，有利于保证这些表面之间的相互位置精度。

减少装夹次数，也可减少装夹所造成的误差。

（3）减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作。

（4）专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，更换产品较困难。

12.什么叫尺寸链？何谓尺寸链的封闭环？何谓尺寸链的组成环？如何判断增减环？
尺寸链是指又相互联系的按一定顺序排列的封闭尺寸组。

尺寸链的特征：封闭性、关联性。

尺寸链按功能分：工艺尺寸链和装配尺寸链。

按相互位置分：直线、平面、空间尺寸链。

按几何量分：长度、角度尺寸链
封闭环：最终被间接保证的精度的那个环。

组成环：除封闭环以外的其他环，都称组成环
增环和减环：按尺寸首尾相接的原则，顺着一个方向在尺寸线终端画箭头，凡是箭头方向与封闭环方向相同的尺寸为减环，反之为增环。

13.何谓CAPP？
CAPP是应用计算机辅助工艺过程设计，其作用是利用计算机来进行零件加工工艺过程的制订，把毛坯加工成工程图纸上所要求的零件。

它是通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。

14.影响机械加工精度的因素包含哪些因素？
原始误差：能直接引起加工误差的各种因素都称为原始误差。

包括：1、静误差（主要是机床误差、刀具及夹具误差），2、动误差（工艺系统受力变形引起的误差，工件内应力引起的变形、刀具磨损及工艺系统受热变形引起的误差）3、加工原理误差4、工件装夹误差5、调整误差6、度量误差。

15.何谓加工原理误差？试举例说明？
加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。

加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。

例如，加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀，为使滚刀制造方便，采用了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆，使齿轮渐开线齿形产生了误差。

又如车削模数蜗杆时，由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节（即 mπ），其中 m是模数，而π是一个无理数，但是车床的配换齿轮的齿数是有限的，选择配换齿轮时只能将π化为近似的分数值（π =3.1415）计算，这就将引起刀具对于工件成形运动（螺旋运动）的不准确，造成螺距误差。

在加工中，一般采用近似加工，在理论误差可以满足加工精度要求的前提下（《=10%-15%尺寸公差)，来提高生产率和经济性。

16.工艺系统的几何误差及动态误差包含哪些内容？试举例说明各种误差因素的原始误差如何影响加工
误差？
几何（静）误差:
a机床误差:机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。

主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。

机床导轨导向误差
1、导轨导向精度——导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的符合程度。

主要包括：① 导轨在水平面内直线度Δy和垂直面内的直线度Δz（弯曲）；②前后两导轨的平行度（扭曲）；③ 导轨对主轴回转轴线在水平面内和垂直面内的平行度误差或垂直度误差。

2.、导轨导向精度对切削加工的影响主要考虑导轨误差引起刀具与工件在误差敏感方向的相对位移。

车削加工时误差敏感方向为水平方向，垂直方向引起的导向误差产生的加工误差可以忽略；镗削加工时误差敏感方向随刀具回转而变化；刨削加工时误差敏感方向为垂直方向，床身导轨在垂直平面内的直线度引起加工表面直线度和平面度误差。

机床主轴回转误差
机床主轴回转误差是指实际回转轴线对于理想回转轴线的漂移。

主要包括主轴端面圆跳动、主轴径向圆跳动、主轴几何轴线倾角摆动。

1、主轴端面圆跳动对加工精度的影响：①加工圆柱面时无影响；②车、镗端面时将产生端面与圆柱面轴线垂直度误差或端面平面度误差；③加工螺纹时，将产生螺距周期误差。

2、主轴径向圆跳动对加工精度的影响：①若径向回转误差表现为其实际轴线在y轴坐标方向上作简谐直线运动，镗床镗出的孔为椭圆形孔，圆度误差为径向圆跳动幅值；而车床车出的孔没什么影响；②若主轴几何轴线作偏心运动，无论车、镗都能得到一个半径为刀尖到平均轴线距离的圆。

3.、主轴几何轴线倾角摆动对加工精度的影响：①几何轴线相对于平均轴线在空间成一定锥角的圆锥轨迹，从各截面看相当于几何轴心绕平均轴心作偏心运动，而从轴向看各处偏心值不同；②几何轴线在某一平面内作摆动，从各截面看相当于实际轴线在一平面内作简谐直线运动，而从轴向看各处跳动幅值不同；
③实际上主轴几何轴线的倾角摆动为上述两种的叠加。

机床传动链的传动误差
机床传动链的传动误差是指传动链中首末两端传动元件之间的相对运动误差。

b.夹具的制造误差和磨损
夹具的误差主要指：1）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差；2）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差；3）夹具在使用过程中工作表面的磨损。

c.刀具的制造误差和磨损
刀具误差对加工精度的影响根据刀具的种类不同而异。

1）定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀及圆拉刀等）的尺寸精度直接影响工件的尺寸精度。

2）成型刀具（如成型车刀、成型铣刀、成型砂轮等）的形状精度将直接影响工件的形状精度。

3）展成刀具（如齿轮滚刀、花键滚刀、插齿刀具等）的刀刃形状误差会影响加工表面的形状精度。

4）一般刀具（如车刀、镗刀、铣刀），其制造精度对加工精度无直接影响，但刀具易磨损。

动态误差：
A．工艺系统受力变形
工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工误差的产生，并影响加工过程的稳定性。

主要考虑机床变形、工件变形以及工艺系统的总变形。

切削力对加工精度的影响
只考虑机床变形，对加工轴类零件来讲，机床受力变形使加工工件呈两端粗、中间细的鞍形，即产生圆柱度误差。

只考虑工件变形，对加工轴类零件来讲，工件受力变形使加工后工件呈两端细、中间粗的鼓形。

而对加工孔类零件来讲，单独考虑机床或工件的变形，加工后工件的形状与加工的轴类零件相反。

夹紧力对加工精度的影响
工件装夹时，由于工件刚度较低或夹紧力着力点不当，使工件产生相应的变形，造成的加工误差。

B．工艺系统的热变形
在加工过程中，由于内部热源（切削热、摩擦热）或外部热源（环境温度、热辐射）产热使工艺系统受热而发生变形，从而影响加工精度。

在大型工件加工和精密加工中，工艺系统热变形引起的加工误差占加工总误差的40%-70%。

工件热变形对加工金的的影响包括工件均匀受热和工件不均匀受热两种
C．工件内部的残余应力
残余应力的产生：1）毛胚制造和热处理过程中产生的残余应力；2）冷校直带来的残余应力；3）切削加工带来的残余应力。

17.产生表面残余应力的原因是什么？
残余应力产生的原因：毛坯制造和热处理过程中产生的残余应力、冷校直带来的残余应力（结果上部外层产生残余拉应力，上部里层产生残余压应力；下部外层产生残余压应力，下部里层产生残余拉应力）、切削加工带来的残余应力。

18.试说明下列各种加工条件下，工艺系统产生热变形及其对加工误差的影响有何不同？
1)刀具的连续切削与间断切削；
图4-28所示为车削时车刀的热变形与切削时间的关系曲线。

当车刀连续车削时，车刀变形情况如曲线l，经过约l0～20min即f达到热平衡，此时车刀变形的影很小；当车刀停止切削后，车刀冷却变形过程如曲线3；当车削一批短小轴类零件时，加工由于需要装卸工件而时断时续，车刀进行间断切削，热变形在A范围内变动，其变形过程如曲线2。

2）加工时工件均匀受热与不均匀受热；在磨削或铣削薄片状零件时，由于工件单边受热，工件两边受热不均匀而产生翘曲。

如图10-18a所示为在平面磨床上磨削长度为,厚度为的板状零件。

上、下表面间形成温度差，上表面温度高，膨胀比下表面大，使工件向上凸起，凸起的地方在加工时被磨去（图10-18b），冷却后工件恢复原状，被磨去的地方出现下凹（图10-18），产生平面度误差，且工件越长，厚度越小，变形及误差越大。

a）b）c）
图10-18 工件单面受热的加工误差
3）机床热平衡前和热平衡后；机床受内、外热源的影响，各部分的温度将发生变化而引起变形。

图10-17b 为立式铣床的热变形情况。

由于主轴回转的摩擦热及立柱前、后壁温度不同。

热伸长变形不同，使立柱在垂直面内产生弯曲变形而导致主轴在垂直面内倾斜。

这样，加工后的工件会出现被加工表面与定位表面间的位置误差，如平行度误差、垂直度误差等。

a)b)
图10-17 机床的热变形趋势
机床的热变形中对加工精度影响较大的主要是主轴系统和机床导轨两部分的变形。

主轴系统的变形表现为主轴的位移与倾斜，影响工件的尺寸精度和几何形状精度，有时也影响位置精；导轨的变形一般为中凹或中凸，影响工件的形状精度。

减小工艺系统热变形的措施
（一）减少热源产生的热量1. 减小切削热或磨削热通过控制切削或磨削的用量，合理选用刀具来减小切削热。

2．减少机床各运动副的摩擦热（二）分离、隔离热源（三）加强冷却（四）保持工艺系统的热平衡（五）控制环境温度
19.实际生产中加工一大批工件时，在什么条件下才能获得加工尺寸的正态分布曲线？该曲线有何特点？表征曲线的基本特性参数有哪些？
1）大量实践经验表明，在用调整法加工时，当所取工件数量足够多，且无任何优势误差因素的影响，则所得一批工件尺寸的实际分布曲线便非常接近正态分布曲线。

在分析工件的加工误差时，通常用正态分布曲线代替实际分布曲线，可使问题的研究大大简化。

2）正态分布曲线的特点：①曲线对称于直线②曲线与x 轴围成的面积代表了一批工件的全部，即100%，其相对面积为1。

③在±3σ范围内，曲线围成的面积为0.9973。

（外围仅0.27％）④实际生产中常常认为加工一批工件尺寸全部在±3σ范围内，即：正态分布曲线的分散范围为±3σ，工艺上称该原则为6σ准则。

±3σ（或6σ）的概念在研究加工误差时应用很广。

6σ的大小代表了某种加工方法在一定的条件（如毛坯余量、机床、夹具、刀具等）下所能达到的加工精度。

所以在一般情况下，应使所选择的加工方法的标准偏差σ与公差带宽度T 之间具有下列关系： 6σ≤T但考虑到系统误差及其它因素的影响，应当使6σ小于公差带宽度T，才能可靠地保证加工精度
正态分布曲线的特征参数
20.切削加工中可能出现加工误差非正态分布的原因有哪些？
★平顶分布：在影响机械加工中的诸多误差因素中，如果刀具线性磨损的影响显著，则工件的尺寸误差将呈现平顶分布。

平顶误差分布曲线可以看成是随时间而平移的众多正态误差分布曲线组合的结果。

★双峰分布：同一工序的加工内容中，由两台机床来同时完成，由于这两台机床的调整尺寸不尽相同，两台机床的精度状态也有差异，若将这两台机床所加工的工件混在一起，则工件的尺寸误差就呈双峰分布。

若将两次调整加工的工件混在一起？
★偏态分布：在用试切法车削轴径或孔径时，由于操作者为了尽量避免产生不可修复的废品，主观地（而不是随机地）使轴径加工得宁大勿小，孔径加工得宁小勿大。

21.什么是工序能力系数？其含义如何？
工序能力是指某工序能否稳定地加工出合格产品的能力。

把工件尺寸公差T 与分散范围 6σ的比值称为该工序的工序能力系数C P，用以判断生产能力。

C P按下式计算：C P =T/6σ其含义： 1.工序能力系数C P>1 时，公差带T 大于尺寸分散范围6σ，具备了工序不产生废品的必要条件，但不是充分条件。

2.若要不出废品，还必
须保证调整的正确性，即x与L M要重合。

只有当C P>1，同时T > 6σ＋2△常时，才能确保不出废品。

3.当C P ＜1 时，尺寸分散范围6σ超出公差带T，此时不论如何调整，必将产生部分废品。

4.当C P=1时，即T = 6σ，在各种常值系统误差的影响下，该工序也将产生部分废品。

22.影响切削加工表面冷作硬化的因素？
1.切削用量的影响。

2.刀具几何形状的影响
3.加工材料的影响。

23.机械加工中产生震动，按产生的原因分可为哪几种?
强迫振动,自激振动, 自由振动
24.夹具有哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？
夹具组成：定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧元件（将工件压紧靠劳）、对刀和导引元件、夹具体、其他元件及装置
25.定位误差产生的原因是什么？什么是基准不重合误差？什么是基准位移误差？
定位误差：是由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差，由于对同一批工件说，刀具调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，因此定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。

⑴定位基准和工序基准不一致所引起的基准不重合误差ΔBC
⑵由于定位副制造误差及配合间隙所引起的定位误差，即基准位移误差ΔJW
26.夹紧装置有哪些部分组成？必须满足的基本要求是什么？
夹紧装置的组成：动力源装置，中间传力机构，夹紧元件。

基本要求：1、在夹紧过程中应保持工件定位时所获得的正确位置2、夹紧力大小适当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。

27.何谓夹紧机构的自锁？
当工件夹紧并撤销源动力后，夹紧机构依靠摩擦力的作用，仍能保持对工件的夹紧状态的现象。

28.螺旋夹紧机构的自锁条件？
螺旋夹紧机构的自锁条件：螺旋升角小于2—4度
29.铣床夹具中对刀装置的组成？
有对刀块和塞尺组成。

30.装配尺寸链的组成原则？
1、简化性原则
2、最短路线原则
3、方向性原则
其他考点：
影响加工表面粗糙度的因素主要有：几何因素、物理因素、机械加工震动
分度装置：回转分度装置、直线移动分度装置......径向分度比轴向分度的精度高。

基本加紧机构：1、斜锲夹紧机构2、螺旋..3、偏心.. 其他：铰链..定心..联动..夹紧机构
装配精度一般包括：尺寸精度、相互位置精度、相对运动精度、接触精度
常用的装配方法有：互换法、选配法、修配法、调节法
互换法的实质是通过控制零件的加工误差来保证装配精度
完全互换装配法常用于较高精度的少环尺寸链或较低精度的多环尺寸链的大批大量生产中
采用不完全互换法装配时，可适当采取必要的工艺措施，以便降低或排除产生废品的可能性这种装配方法适用于装配精度要求较高且组成环数较多的大批大量生产中。