項目1學后測評參考答案

1.什么生產過程？簡述其內容。

答：機械產品制造時，將原材料（或半成品）轉變為成品（或機械零件）的全過程，稱為生產過程。生

產過程包括：生產技術準備過程，毛坯制造過程，零件的機械加工、熱處理和其他表面處理

等，產品的裝配、調試、檢驗和油漆，原材料和成品的運輸與保管等內容。

2.什么是工藝過程、工序、工步、工作行程、安裝和工位？并簡述它們之間的關系。

答：生產過程中直接改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置或性質等，使其成為成品或半成品的過程，

稱為工藝過程。

一個（或一組）工人，在同一工作地點（或同一臺機床上），對一個零件（或同時對幾個零件）

進行加工所連續完成的那部分工藝過程，稱為?個工序。

在一個工序中，當加工表面、切削工具、切削用量中的進給量和切削速度不變時所連續完成的那

部分工序稱為工步。

在一個工步內，若被加工表面需切除的余量較大，需要分多次切削，則每進行一次切削就是一個

工作行程。

工件在機床上或夾具中定位后加以夾緊的過程稱為安裝。

工件在機床（或夾具）上所占據的每一個待加工位置稱為一個工位。它

們之間的關系如下：

3.某企業年產量4105型柴油機1000臺，已知連桿的備品率為5%,機械加工廢品率為1%,試計

算連桿的生產綱領，并說明其生產類型及主要工藝特征。

答：N=Qn（1+a%）（I+b%）=1000*4*（1+5%）（1+1%）24242

生產類型：大批大量生產。

主要工藝特征：具有廣泛的互換性；廣泛采用金屬模機器造型、模鍛或其他高效方法，毛壞精度

高，加工余量小：廣泛采用高效專用機床和自動機床，按流水線和自動線排列設備：廣泛采用專用高效夾

具、復合刀具、專用量具或自動檢具，靠調整法達到精度要求；對調整工的技術水平要求較高，對操作工

的技術水平要求較低：有詳細的工藝文件；生產率高、成本低。4.如題圖1-1所示零件,

單件小批生產時其機械加工工藝過程為：在刨床上分別刨削六個表面，達到圖樣要求；粗刨導軌

面A,分兩次切削；刨兩越程槽；精刨導軌面A；鉆孔；擴孔；錢孔；去毛刺。試確定其工藝過

程的組成：工序、安裝、工位、工步、工作行程。

答：工序1在刨床上分別刨削六個表面，達到圖樣要求；粗刨導軌面A,分兩次切削；刨兩越程

槽；精刨導軌面A（7次安裝，9個工步，工步7有2個工作行程）

工序2鉆孔：擴孔：錢孔（1次安裝，分3個工步）

工序3去毛刺

5.如題圖1-2所示零件，成批生產，毛坯為①35mm棒料。工藝過程：在鋸床上切斷下料，車端面

鉆中心孔，掉頭車另一端面鉆中心孔，在另一臺車床上將整批工件靠螺紋一邊都車至630mm,掉

頭再調刀車整批工件的①18mm外圓，換車床車①20mm外圓、車螺紋、倒角，在銃床上銃兩平面、

轉90。、銃另外兩平面，去毛刺。試確定其工藝過程的組成：工序、安裝、工位、工步、工作行程。

答：工序1在鋸床上切斷下料

工序2車端面鉆中心孔，掉頭車另一端面鉆中心孔（2次安裝，有2個工步、工作行程）

工序3在另一臺車床上將整批工件靠螺紋一邊都車至030mm工

序4掉頭再調刀車整批工件的018mm外圓

工序5換車床車020mm外圓、車螺紋、倒角（I次安裝，3個工步、各1次工作行程）

工序6在銃床上銃兩平面、轉90'、銃另外兩平面（1次安裝，2個工位）

工序7?去毛刺

6.獲得尺寸精度的機械加工方法有哪些？各有何特點？

答（1）試切法該方法是獲得零件尺寸精度最早采用的加工方法，同時也是目前常用的獲得高精度

尺寸的主要方法之一，主要用于單件小批生產。

（2）調整法調整法加工生產率較高，精度較穩定，常用于批量、大量生產。

（3）定尺寸刀具法該方法操作簡便，生產率高，加工精度較穩定，但刀具制造復雜，成本高。

（4）自動控制法自動控制法加工質量較穩定，生產率高。數控機床上的大多數操作屬于此法。

2

7.毛坯有哪些類型？如何選擇？

答：常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件和型材等。

毛坯選擇時，需根據零件的材料及機械性能要求：零件的結構形狀與大小；生產綱領的大小；

現有生產條件；新技術、新工藝、新材料的充分利用等。

8.如題圖1-3所示零件，若按調整法加工，試分析加工平面2時及鎮孔4的設計基準、定位基準、

工序基準和測量基準。

答：加工平面2的設計基準為平面3,定位基準為平面1、6,工序基準為平面，測量基準為平面3

鋒孔4的設計基準為平面6及孔5,定位基準為平面1、6,工序基準為平面6及孔5,測量基準平

面6及孔5。9.簡

述粗基準和精基準的選擇原則。

答：粗基準的選擇原則：

①若主要保證T件上某重要表面的加T余品均勻，則應選擇該表面作為粗基準.

②若零件上有某個表面不需要加工，則應選擇該不需加工的表面為粗基準。

③如果工件上有多個不加工面，則應選其中與加工面位置要求較高的不加工面為粗基準，

④如果零件上每個表面都需加工時，則應選加工余量和位置誤差最小的表面作為粗基準，

⑤作為粗基準的表面，應盡量平整光潔，有一定面積可以使工件定位可靠、夾緊方便。

⑥粗基準在同一自由度方向只能使用一次。

精基準的選擇原則：①基準重合原則；②基準統一原則；③白為基準原則：④互為基準原則；⑤便

于裝夾原則。10.零件

的切削加工順序安排的原則是什么？常用的熱處理工序如何安排？

答：先粗后精；先主后次；先面后孔；基準先行。

預備熱處理主要包括時效處理、正火處理、退火處理和調質處理等。時效處理一般安排在粗加工

的前后，對于精密零件，可安排多次時效處理；正火與退火處理為最終熱處理作準備，高碳鋼采用退火,

低碳鋼采用正火，一般安排在粗加工之前；調質處理一般安排在粗加工之后。

最終熱處理主要指淬火處理、滲碳淬火處理及滲氮處理等。常安排在精加工（磨削）之前進行，其

中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。II.制

定工藝規程時，為什么要劃分加工階段？什么情況下可以不劃分或不嚴格劃分加工階段？答：利

于保證加工質量；便于合理使用設備；便于安排熱處理工序和檢驗工序；便于及時發現毛坯缺陷，以

及避免損傷已加工表面。

對有些重型零件或余量小、精度不高的零件，則可以在一次安裝中完成表面的粗加工和精加工，

3

概率法計算得：4=10；罌7〃〃%

4|4O’82（AO）

50-8.1

mm,A,=60±0.04mm,A=30K）：mm,因.心不便測

17.如題圖1-7所示工件，A=7020a

量，試重新標出測量尺寸及其公差。

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中A3為封閉環。計算得：A4=30^,^mm

18.如題圖1-8所示工件，已加工完成外圓、內孔及端面，現需在銃床上銃出右端缺口，求調整刀

具時的測量尺寸H、A及其偏差。

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中26和5分別為封閉環。

計算得：A=6聰〃tmH=254黑mm

圖1圖2

19.如題圖1-9a所示軸套零件其余各表面均已加工完畢。試分別計算三種定位方案鉆孔的工序尺

寸及偏差。

答：方案一：基準重合，Aj=12±0.1mm

方案二：工藝尺寸鏈下圖1?其中A1=8°OO5nun?.=12±0.1nun，計算得A2=20普〃

方案三：工藝尺寸鏈下圖2,其中&=8°oosmm?A()=12±0.1mm>4=401」計算得

A3=20*wmm

圖1圖2

5

20.如題圖1-10所示為一模板零件簡圖，鏢削兩孔（入、0?時均以底面M為定位基準，試標注鐐

削兩孔的工序尺寸。檢驗兩孔孔距時，因其測量不便，試標出測量尺寸A的大小及其偏差。若A

超差，可否直接判定該模板為廢品？

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。鋒削兩孔的工序尺寸分別為50±0.05機機和B=13O±O.O5〃"〃。

檢驗兩孔孔距時.因其測量不便,測量尺寸4為50二鬻〃〃〃

0.一

mc

4-011

8

CQ

，-

05

0.

輸

圖1圖2

21.如題圖1-11中帶鍵槽軸的工藝過程為：車外圓至00.5°mm,銃鍵槽深度為7Hmm,

熱處理，磨外圓至設磨后外圓與車后外圓的同軸度為0.05mm,求保證鍵槽深度

設計尺寸4位2mm的銃槽工序尺寸

oo

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。其中A=1540⑼8〃〃〃，4=4加，其=0±0.025〃“〃，

440.00800I

=15.25°加〃。4=H+THmm,Ao為封閉環。計算得：A_TH=4.25+OJO7/W7?

nH+

2-0,05303~O+0.017

22.如題圖1-12所示工件，由于設計尺寸0.66°。,5mm不便測量，車削時采用鉆、鎮孔的.3mm、

。7卅mm；調頭車端面2,保證總長U.%0smm,鐐孔夕*mm,保證深度4,試分析計算:

（1）校核所注軸向尺寸能否保證設計尺寸要求？

（2）按等公差法分配各組成環的公差，并求出工序尺寸

答：工藝尺寸鏈圖如下所示。

（1）因封閉環公差小于個組成環公差之和，故所注軸向尺寸不能保證設計尺寸要求。

6

（2）按等公差法分配各組成環的公差為5±0.0256團、11.4'）05〃2〃2,則工序尺寸為:

A=5.74喘癡n

O.66-O,I5<AO>

5+0.05

0

0.

23.如題圖1-13所示，階梯軸精車后靠火花磨削M、N面。試計算試切法精車M、N面的工序尺

寸^（靠火花磨削余量為0.1±0.02mm）

答：試切法精車M面的工序尺寸的尺寸鏈圖如下圖1,其中'=50±0.1〃〃〃，4=0.1±0.02加，計算

得&=50.1±0.0即即。試切法精車N面的工序尺寸的尺寸鏈羽如下圖2：其中&=40±0.08〃〃〃，

A,=0.1±0.02〃〃〃，計算得人2=39.9±0.06〃〃〃

圖1圖2

24.什么是時間定額？批量生產和大量生產時的時間定額分別如何計算？

答：時間定額又稱為工時定額，是在一定的生產技術組織條件下，規定的單件產品（如一個零件）

或完成某項工作（如某一道工序）必須的時間。

批量生產時，單件時間定額為上述時間之和。即

T^.=7\本+/輔助+丁布陽+丁休&+T

在大量生產時，每個工作地點完成固定的一道工序，一般天需要考慮準備終結時間，如果要計算,

因N值很大，丁，20,也可忽略不計。所以單件時間定領為

丁定轍=T通件=T基本+T塘助+T柿+T體必

25.什么叫工藝成本？它有那兩類費用組成？單件工藝成本與年產量有何關系？

答：與工藝過程直接有關的那一部分費用，稱為工藝成本。

工藝成本分為可變費用I和不變費用駟部分。

單件工藝成本與年產量是雙曲線的關系。

項目2學后測評參考答案

7

I.原始誤差包括哪些內容？

答：原始誤差是影響工件加工精度的主要因素，主要包括原理誤差、機床誤差、刀具誤差、夾具誤差，

以及工藝系統受力變形、熱變形和內應力變形引起的誤差等。2.何謂加

工原理誤差？由于近似加工方法都將產生加工原理誤差，因而都不是完善的加工方法，這種說法對

嗎？

答：這種說法不對。采用近似的加工原理，一定會產生加工誤差，但使得加工成為可能，并且簡化了加

工過程，使機床結構及刀具形狀得以簡化，刀具數量大大減少，生產成本降低，生產率有效提高，因此，

只要將誤差合理地限制在規定的公差范圍之內，就是一種行之有效的方法。3.主軸回轉運動誤

差有哪三種基本形式？它們對加工精度有何影響？

答：主軸回轉誤差有軸向竄動，純徑向跳動和純角度搜動三種基本形式。

主軸回轉誤差的產生原因主要是：滑動軸承軸頸或滾動釉承滾道的圓度誤差；滾動軸承內環的壁

厚誤差：滑動軸承的軸頸、軸承套或滾動軸承滾道的波度：滾動軸承滾子的圓度誤差和尺寸偏差：抽承間隙

以及切削中的受力變形等。此外軸承定位端面與軸心線垂直度誤差、軸承端面之間的平行度誤差以及鎖緊

螺母端面的跳動等。

4.為什么對普通車床床身在水平平面內直線度要求高于垂直面內直線度要求？而對平面磨床床身

導軌的要求則相反？對鐐床導軌的直線度要求，為什么在水平面和垂直面內都有較高要求？

答：對普通車床，機床導軌在水平面內的直線度誤差，使得刀尖的直線運動軌跡產生同樣程度的位移△匕

而此位移剛好發生在被加工表面的法線方向，所以工件的半徑誤差就等于?△，；而車床尋軌在垂

直面內的直線度誤差，使得刀尖在被加工表面的切線方向產生了位移從而造成加工誤差

A/?-AZ72/?,也就是說，車床導軌在垂直面內的直線度誤差對加工誤差的影響是很小的，可忽略不

計。所以對普通車床床身在水平平面內直線度要求高于垂宜面內直線度要求。

對平面磨床，導軌在垂直面內的直線度誤差將宜?接反映到工件上，而導軌在水平面內的直線度誤差

對工件的加工誤差的影響很小，所以對平面磨床床身導軌在垂直面內直線度要求高于水平面內宜線度要求。

對鎮床，導軌在水平面內直線度的直線度誤差和垂直面內的直線度誤差都將直接反映到加工工件上,

因此，對鏈床導軌的直線度在水平面和垂直面內都有較高要求.5.何謂傳動鏈

誤差？在何種情況下才要考慮機床的傳動鏈誤差對加工精度的影響？

答：傳動鏈誤差是由于傳動鏈中的傳動元件存在制造誤差和裝配誤差引起的。

對于某些加工方式，例如車或磨螺紋、滾齒、插齒以及磨齒等，為保證工件的加工精度，除了主

軸回轉誤差和導軌誤差外，還要求刀具與工件之間具有準確的傳動比。此時，它是影響加工精度

8

的主要因素?。需要考慮機床的傳動鏈誤差對加工精度的影響。

6.刀具的制造誤差是如何影響工件的加工精度的？刀具的磨損有哪三個階段？

答：刀具的制造誤差對加工精度的影響，隨刀具種類的不同而不同。

采用定尺寸刀具加工時，刀具的尺寸誤差直接影響工件的尺寸精度；采用成形刀具加工時，切削

刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調整不正確，都會直接影響工件加工表面的形狀精度；采用展成法加工

時，切削刃的形狀誤差以及刃磨、安裝、調整不正確，同樣會影響工件加工表面的形狀精度；采一般刀具

（如車刀、銃刀、償刀等）時，刀具的制造誤差對加工精度無直接影響。

刀具的磨損過程可分為初期磨損階段、正常磨損階段和急劇磨損階段等三個階段。

7.在車床上加工心軸時，如題圖2-1所示，粗、精車外圓B及臺肩面A,經檢驗發現A有圓柱度

誤差、4對A有垂直度誤差。試從機床幾何誤差的影響，分析產生以上誤差的原因。

答：產生A圓度誤差的原因是車床主軸回轉軸線的徑向跳動。

產生A圓柱度誤差的原因是車床導軌在水平面內的直線度誤差：床身導軌和主軸向轉軸線在

水平面內不平行；床身導軌的扭曲；主軸回轉軸線的角度擺動。

產生B對A的垂直度誤差的原因是：主軸回轉軸線的軸向竄動；刀架橫溜板導軌與主軸回轉

軸線不垂直。

8.用小鉆頭加工深孔時，在鉆床上常發現孔軸心線偏彎，如題圖2-2a所示；在車床上常發現孔徑

擴大，如題圖2-2b所示，試分析其原因。

答：由丁小鉆頭的兩切削刃刃磨不對稱或由丁?工件端面不平，使玷頭的兩刃切削力不等，細K鉆頭的剛

性差在切削力作用卜.易變形。若在鉆床上加工，刀具回轉，工件不動，孔的軸線產生偏彎。若在車床上加

工，工件回轉，鉆頭不動，會產生孔徑擴大（孔有錐度）。

9.在外圓磨床上磨削薄壁套筒，工件安裝在夾具上，如題圖2-3所示，當磨削外圓至圖紙要求尺

寸（合格），卸下工件后發現工件外圓呈鞍形，試分析造成此項誤差的原因。

答：由于工件的剛性差，夾緊時工件因變形成腰鼓形。磨削時，工件中部的加工余量大，磨去的多，磨至尺

寸要求后卸下工件，因彈性變形恢復，使工件呈鞍形。

10.如果龍門刨床床身導軌不直，如題圖24所示，在工件的剛度很差和很大兩種情況下，加工后

的工件分別會成什么形狀？

答（1）當工件剛度很差時，工件在切削力作用下產生相應的變形，加工后的平面是平直的。

（2）當工件剛度很大時?，工件幾乎不變形，導軌不宜誤差直接復映到加工表面上，加工后的平面

呈中凹。

11.在內圓磨床上加工盲孔，如題圖2-5所示，若只考慮磨頭的受力變形，試推想孔表面會產生怎

9

樣的加工誤差？

答：孔可能產生錐度。因為砂輪是懸臂安裝的，磨削受力時，最左端撓度大，孔呈口大底小的錐度。

12.在大型立車上加工盤形零件的端面及外圓時，如題圖2-6所示，因刀架較重，試推想由于刀架

自重可能會產生怎樣的加工誤差？

答：刀架自重引起橫梁變形，加工端面時，刀架移動使橫梁各處變形不一致，因此工件表面加工后呈

中回形狀，加工外圓時，隨著刀架下伸使懸臂加長而剛度變小，外圓產生錐度，直徑上小下大。

13.簡述誤差復映現象，并說明誤差復映系數的大小與哪些因素有關？

答：毛坯的形狀誤差以類似的形式復映到加工后的工件表面上，這種現象稱為誤差復映現象。

誤差復映系數的大小與工藝系統的剛度、進給量、切削深度以及系數Cp等因素有關。

14.什么是工件的內應力？試分析產生工件內應力的主要原因？

答：工件的內應力是指在沒有外界載荷的情況下，存在于零件內部互相平衡的應力。

產生工件內應力的主:要原因是：由于金屬內部宏觀或微觀的組織發生了不均勻的體積變化而產生

的。其外界因素來自熱加工和冷加工。

15.試分析題圖2-7所示床身鑄坯形成殘余內應力的原因，并確定A、B、C各點殘余內應力的符

號，當粗刨床面切去A層后，床面將會如何變形？

答：A點壓應力，B點拉應力，C點壓應力。

當粗刨床面切去4層后，床面將會產生中凹變形。

16.如題圖2-8”所示的鑄件，若只考慮鑄造殘余內應力的影響，試分析用端銃刀銃去上部連接部

分后，工件將發生怎樣的變形？乂如題圖2-8b所示的鑄件，當采用寬度為B的三面刃盤銃刀分別

將中部板條和左邊框板條切開時，開口寬度3的尺寸分別如何變化？

答：用端銃刀銃去上部連接部分后，工件將呈鞍形。

采用寬度為3的三面刃盤銃刀將中部板條切開時，開口寬度B的尺寸變大。采

用寬度為B的三面刃盤鐵刀將左邊框板條切開時，開口寬度B的尺寸變小。

17.根據加工誤差的統計規律，可分為哪幾類？這幾類誤差各有什么特點？

答：根據加工誤差的統計規律，分為系統性誤差和隨機誤差兩類。

系統性誤差主要特點是：當順序加工一批零件時，產生的誤差大小和方向若保持不變或按一定的

規律變化。

隨機性誤差的主要特點是：在加工一批零件中，產生的誤差大小和方向是無規律地變化的。它是

由于各種彼此之間沒有任何依賴關系的隨機因素共同作用而產生的。因此隨機性誤差舟現的時機和大小,

事先是不能確定的。

10

18.在自動車床上加工一批直徑為。8毋里0smm的小軸，抽檢25件其尺寸見題表2-1。

17.8917.9217.9317.9417.94

17.9517.9517.9617.9617.96

17.9717.9717.9717.9817.98

17.9817.9917.9918.0018.00

18.0118.0218.0218.0418.05

試根據以上數據繪制實際尺寸分布曲線，計算合格品率.、廢品率、可修復廢品率及不可修復廢品率.，答:

I)分組、確定組距、計算組界、統計頻數、計算頻率，結果如下表。

組別尺寸范圍(mm)中點尺寸x(tnm)組內零件數m頻率m/n

117.88-17.9117.89511/25

217.91?17.9417.92544/25

317.94?17.9717.95588/25

417.97-18.0017.98577/25

518.00-18.0318.01533/25

618.03?18.0618.04522/25

2)繪制實際尺寸分布曲線，如下圖所示。

計算得到平均值為17.975mm；均方根誤差為0.032mm.；

MZi=(17.975-17.92)/0.032=1.71查表得次z)=0.4554；

Z2=(18.03-17.975)A).032=1.71查表得點z)=0.4554；

因此，合格品率為91.08%,廢品率為8.92%。

4)計算可修復率、不可修復率

可修復率與不可修復率均為4.46%,,

19.在兩臺相同的自動車床上加工一批小軸的外圓，要求保證直徑或1±0.02mm。第哈加工1000件,

其直徑尺寸按正態分布，平均值Xi1=11.005mm,均分差。尸0.004mm。第二臺加工500件，其

直徑尺寸也按正態分布，平均值X?2=lL015mm,均分差。2=0.0025mm。試求：

II

(I)在同一張圖上繪制兩臺機床加工的兩批工件的尺寸分布圖，并指出哪臺機床的工序精度

高？

(2)計算并比較哪臺機床的廢品率高，并分析其產生的原因及提出改進方法。

答(1)第一臺機床的工序精度6m=6X0.004=0.024(mm),

第二臺機床的工序精度6(72=6X0.0025=0.015(mm)

因為66<6歷，故第二臺機床的工序精度高。

(2)笫一臺機床加工的小軸，其直徑全部落在公差帶內，故無廢品。

第二臺機床加工的小軸，有部分小軸的直徑落在公差帶外，成為可修復廢品.

經計算z=2,查表可得我Z)=0.4772。

廢品率為0.5—0.4772=2.28%。

分析可知，第二臺機床產生廢品的主要原因是刀具調整不當，使一批工件尺寸分布中心偏大于公差

帶中，從而產生可修廢品，改進的辦法是對第一臺機床的車刀重新小調整，使之再進刀

0.0075mm為宜。

20.加工一批工件，其外圓直徑尺寸及其偏差為娘8±0.6mm,測得25件的尺寸見題表2-2。

尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸

試件號試件號試件號試件號試件號

/min/minZmm/mm/mm

128.1628.101128.201628.002128.10

227.90727.801228.381728.102228.2

327.70828.101328.431827.902327.90

428.00927.951427.901928.042428.06

528.201028.261527.842027.862527.80

已知以前在相同工藝條件下加工同類工件的標準差為0.14mm,試繪制該批零件的天-R點圖

及判定該工序的穩定程度。

答：已知。=0.14mm,且X=28.0mm

》點圖及R點圖的控制界限分別是：

元的上控制線28.199mm亞的下控制線27.182mm

R的上控制線0.689mm,R的下控制線0

CP=776(7=1.2/(6X0.14)=1.43,屬于工序能力一級，說明該工序的工藝過程是穩定的。

項目3學后測評參考答案

1.表面質量的含義包括哪些主要內容？為什么機械零件的表面質量與加工精度有同等重要的意

12

義？

答：表面質量的主要內容包括：表面層的幾何形狀特征（表面粗糙度和波度）、表面層的物理力學

性能（表面層的加工硬化、表面層材料金相組織的變化、表面層的殘余應力）。

之所以說機械零件的表面質量與加工精度具有同等重要的意義是因為：一個零件的加工質量分

為兩部分，一是零件加工精度（含尺寸、形狀、位置精度），二是表面質量（含表面粗糙度和表面變

質層）。前者是從宏觀上保證加工的零件滿足設計要求，后者是說微觀上所存在加工缺陷。它主要

影響零件的裝配精度、疲勞強度等。所以就是從不同的角度保證零件的加工精度以滿足使用要求。2.試舉例

說明機械零件的表面粗糙度對其使用性能的影響“

答：表面粗糙度對零件的使用性能影響：表面粗糙度越小，零件耐磨性、耐蝕性越好，疲勞強度越大，

配合精度越高，配合性質越穩定；冷作硬化使耐磨性有所提高，并提高零件的疲勞強度和耐蝕性；表面

層殘余壓應力的存在，可以提高零件的疲勞強度，提高零件的耐蝕性。3.為什么機器

上許多靜止連接的接觸表面往往要求較小的表面粗糙度？

答：靜止連接的接觸表面往往要求較小的表面粗糙度主要是從接觸剛度和配合質量考慮。零件的表面

粗糙度一方面會影響零件磨損，間接影響零件配合質量；另一方面零件的表面粗糙度會影響配合表面的

實際有效接觸面積，影響接觸剛度。當承受較大載荷時，兩表面相配合表面微觀變形較大，對零件配合產

生影響。4.車削一鑄鐵零件的外

圓表面，若進給量戶0.5mm/r,車刀刀尖的圓弧半徑『4mm,問能達到的表面粗糙度數值為多少？

f2（J52

答：“力匚=匕」=7.8叩］

8ro8x4

5.工件材料為15鋼，經磨削加工后要求表面粗糙度達RaSCMpm是否合理？若要滿足此加工要求，

應采取什么措施？

答：不合理。因為15鋼材質太軟，磨削時磨屑會嵌入砂輪氣孔內而影響磨削，并劃傷已加工表面

影響表面粗糙度，使表面粗糙度值只能達到大于Ra=0.4同m,要實現Ra=0.04卜im的要求，必須先將

工件粗車，然后滲碳，再淬火一回火，最后進行粗磨、半精磨、精磨及光整磨削，才能達到目的。

6.為什么有色金屬用磨削加工得不到小的表面粗糙度數值？通常為獲得較小的表面粗糙度應采用

哪些加工方法？若需要磨削有色金屬，為提高表面質量應采取什么措施？

答：由于有色金屬塑形大，導熱性好，磨削時工件表面層的塑性變形大，溫升高?，且切屑會迅速堵塞砂

輪的磨粒間隙，使砂輪失效。

為獲得較小的表面粗糙度應采用高速精車或金剛饃的方法來加工小粗糙度的有色金屬零件。

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若需要磨削有色金屬，可利用合金元素使有色金屬的韌性下降，以減小磨削表面的粗糙度。

7.機械加工過程中，為什么會造成被加工零件表面層物理力學性能的改變？這些改變對產品質量

有何影響？

答：機械加工過程中由于切削力、切削熱的作用，使加工表面層產生塑性變形，加工中表面層產生的高

溫或大的溫度梯度，以及在已加工表面上發生的化學反應等，使表面層的顯微硬度、金相組織及殘余應力

分布都會發生變化，如冷硬、磨削燒傷、裂紋等，都會造成加工表面層物理力學性能的改變，從而影響零

件的耐磨性、抗疲勞強度、抗腐蝕能力及精度穩定性等產品質量。8.磨削淬火鋼時，加工表面

層的硬度可能升高或降低，試分析其原因。

答：淬火鋼在不同磨削條件下出現的表面層硬度不?樣。當磨削深度小于10用。時，由于溫度的影

響使表面層的回火馬氏體產生弱化，并與塑性變形產生的冷作硬化現象綜合而產生了比基體硬度低的部

分，而表面的里層由于磨削加工中的冷作硬化作用起了主導作用而又產生了比基體硬度高的部分，當磨削

深度為20?30|im時，冷作硬化的作用減少.磨削溫度起了主導作用。由于磨削區溫度高于馬氏體

轉換溫度，低于相變溫度而使表面層馬氏體回火燒傷。當磨削深度增至5()用口時，磨削區最高溫度

有超過了相變臨界溫度，極冷時產生淬火燒傷，而再往里層則硬度又逐漸升高直至未受熱影響的基

體組織。9.為什么會產生磨削燒傷

及裂紋？它們對零件的使用性能有何影響？減少磨削燒傷及裂紋的方法有哪些？

答：磨削加工時，磨削熱使表面溫升過高，對已淬火的鋼件會引起金相組織的變化，使表層的硬度、強度比

加工前明顯降低，同時在表層產生拉應力，當拉應力超過材料的屈服極限會產生裂紋，嚴重影響零件的使

用性能。

磨削燒傷與表層溫升有十分密切關系，因此減輕燒傷的根本途徑是減少磨削熱和改善散熱條

件，如合理選擇砂輪，正確選擇磨削用量，并有效利用冷去I?系統。

項目4學后測評參考答案

1.試簡述機床主軸的結構特點與技術要求。

答：車床主軸既是一種單軸線的階梯軸、空心軸，也是長徑比小于12的剛性軸。主要表面是同軸

線的若干個外圓柱面、圓錐面和孔，次要表面有鍵槽、花鍵、螺紋和端面結合孔等。

(1)主軸有兩個支承軸頸A、B,其圓度公差為0.005mm,徑向跳動公差為0.005mm；支承

軸頸尺寸精度為IT5,表面粗糙度為Ra0.4

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（2）主軸的工作表面具體要求有：內外錐面的尺寸精度、幾何形狀精度、表面粗糙度和接觸

精度；定心表面對支承軸頸48軸心線的同軸度：定位端面。對支承軸頸Ad軸心線的跳動等。

（3）主軸次要軸頸的尺寸公差等級要求一般為IT7級，圓度公差為0.01mmo同時，主軸次

要軸頸對支承軸頸44的徑向圓跳動允差為0.015mm。

（4）主軸螺紋的公差等級一般為6h,與支承軸頸48的同軸度允差為①0.025mm,主軸上的

螺母支承端面圓跳動允差在500mm半徑上為0.025mnu

（5）主軸軸頸可以不要求很高的耐磨性，但仍要求適當提高其硬度，以改善它的裝配工藝性

和裝配精度。軸頸表面硬度一般為40?50HRC。

2.主軸加工中，常以頂尖孔作為定位基準，試分析其特點，

答：以兩頂尖孔作為軸類零件加工中的定位基準，既符合基準重合原則，又能實現基準統一。所以，只要有

可能，就盡量采用頂尖孔作為定位基準。

兩頂尖孔的質量對零件加工精度的影響很大，應盡量做到兩頂尖孔的軸心線重合、頂尖接觸面積

大、表面粗糙度小。否則，將會因工件與頂尖間的接觸剛度變化而產生加工誤差。因此，應始終注意保

持兩頂尖的質量，這是軸類零件加工中的關鍵問題之一。

3.試分析主軸加工中，是如何體現“基準統一”、“轆重合”、“互稗準”、“自懶準”原則的？答：采

用頂尖孔作為定位基準，這樣，可以實現基準統一，能在一次安裝中加工出各段外圓表面及其瑞面，可

以很好的保證各外圓表面的同軸度以及外圓與端面的垂直度。

采用支承軸徑定位，因為支承釉徑既是裝配基準，也是各個表面相互位置的設計基?ft，這樣符合

基準重合的原則。

為保證支承釉頸與兩端隹孔的同軸度要求，采用互為基準原則。

超精加工、研磨、雙輪布磨等外圓表面光整加工方法都是“浮動的”，均依靠被加工表面本身

自定中心。即采用自為基準原則。

4.在主軸深孔加工過程中，工件和刀具的相對運動形式有哪兒種？試比較其優缺點和適用場合。

答：深孔加工可采取的相對運動形式有：

（1）采用工件旋轉、刀具進給的加工方式，使鉆頭有自定中心的能力，避免鉆孔時偏斜。

（2）工件不動，刀具旋轉并進給（適合加工方箱類工件）。

（3）工件旋轉，刀具做反向旋轉并進給。

（4）工件旋轉并進給。

5.如題圖4-1所示零件，單件小批生產，材料為20Cr,試編寫其機械加工工藝過程。如屬大量生

產，機械加工工藝過程又該怎樣？

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答：單件小批生產時，其機械加工工藝過程為:

車一端面，打中心孔；掉頭車另i端面，打中心孔；粗車外圓與槽；調質處理；精車外I員I、槽、螺紋

及倒角；銃鍵槽，去毛刺。

大量生產時，其機械加工工藝過程為：

銃兩端端面及打中心孔；粗車外圓與槽；調質處理；精車外同、槽、螺紋及倒角；銃鍵槽；去毛刺。

6.試簡述箱體的結構特點與技術要求。

答：箱體類零件的結構復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工準度大。據統計資料表明，一般中型機

床制造廠，在箱體類零件的機械加工工時約占整個產品加工工時的15%?20%。

箱體類零件中，機床主粕箱的精度要求較高，可歸納為以下五項精度要求。

（1）軸承孔的尺寸與形狀精度。主軸孔一般要求IT6級，其余孔為IT6?IT7級。孔的幾何形

狀精度除作特殊規定外，一般都在尺寸公差范圍內。

（2）孔與孔的位置精度.一般孔距允差為+0.025?+0.060mm,而同一中心線卜的支承孔的

同軸度約為最小孔尺寸公差之半。

（3）孔與平面的位置精度。

（4）主要平面的精度。

（5）表面粗糙度。-?般規定主軸孔為Ra0.4?0.8pm,其他各縱向孔為Ra1.6Mm；孔的內端面

為Ra3.2pm,裝配基準面和定位基準面為Ra0.63?Ra2.5pm,其他平面為Ra2.5~RalOgnio

7.舉例說明箱體零件的粗、精基準選擇時，主要應考慮哪些問題？

答（1）粗基準選擇時，箱體類零件一般都選擇重要孔（如主軸箱的主軸孔）為粗基準。

（2）精基準選擇時，箱體加工精基準的選擇也與生產批量的大小有關。

單件小批生產用裝配基面做定位基準，基準重合。這種定位方式不足之處：加工箱體中間壁上的

孔時，為了提高刀具系統的剛度，應當在箱體內部相應的部位設置刀桿的導向支承。因此這種定位方式

只適用于單件小批生產。

大批量生產時采用一面兩孔作定位基混，基椎小重合。常以頂血和兩定位銷孔為精基準。這種定

位方式是加工時箱體「I朝卜，中間導向支架可固定在夾具上。由于簡化了夾具結構，提高了夾具的剛度,

同時工件的裝卸也比較方便，因而提高了孔系的加工質量和勞動生產率。

實際生產中，一面兩孔的定位方式在各種箱體加工中應用十分廣泛。

8.什么是孔系？其加工方式有哪幾種？試說明各種加工方式的特點和適用范圍。

答：箱體上一系列有相互位置精度要求的孔的組合，稱為孔系。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和

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交叉孔系。

根據箱體生產批量和孔系精度要求的不同，孔系加工所用的加工方法也不相同。

（1）生產中，保證平行孔系孔距精度的方法主要有找正法、鋒模法和坐標法三種。

找正法是在通用機床（銃床、鎮床）上，人工利用輔助工具找正要加工孔的正確位置的加工方法。

這種方法加工效率低，一般只適于單件小批生產。

鐐模法是利用鋒模夾具加工孔系。中批生產、大批大量生產一般都采用此法。

坐標法鋒孔是借助于測量裝置，調整機床主軸與工件間的△平和垂直方向上的相對位置，來保證

孔距精度的一種鋒孔方法。坐標法鐐孔的孔距精度主要取決坐標H勺移動精度。用坐標法加工箱體的孔系

時，應選主軸孔為基準孔，并應按照齒輪嚙合關系依次加工其他各孔。

（2）成批生產中，一般采用鐐模加工同軸孔系，其同軸度由錨模保證。單件小批量生產，一

般不采用鎮模，其同軸度用利用已加工孔作支承導向、利用鎮床后立柱上的導向套支承鐐桿和調頭獴等

方法來保證。

（3）成批生產中，一般采用鐐模加工交又孔系。

9.浮功鐐刀有何結構特點？用其加工箱體孔有何優點？能否比善孔的相互位置精度？答：

浮動鐐刀相