《機械制造工藝及夾具設計》習題答案

PAGEPAGE3第1章習題答案1．試擬定圖1-31所示零件的機械加工工藝路線（包括工序名稱、工序簡圖、加工方法、定位基準）。生產類型為成批生產。圖圖1-31思考題1圖解：參考方案如下表：工序號工序名稱工序簡圖工序內容0鑄鑄-清砂-退火-檢驗1車三爪自定心卡盤夾持粗、精車A粗、精鏜孔φ36mm倒角2銑銑大端面銑小端面3鉆-擴-鉸小端孔φ15mm4插插鍵槽10mm（根據生產綱領，也可改用拉鍵槽）5鉗去毛刺，倒棱邊6檢驗按圖樣要求檢驗2．圖1-32所示零件由05、10兩道工序完成。試求工序尺寸A和B。圖圖1-32思考題2圖解：設計尺寸5-0.050mm與50-0.160mm在加工中并沒有出現，而是由兩道工序的工序尺寸間接保證，加工完畢最終才出現的。以此作封閉環(huán)，可得到兩個工藝尺寸鏈(由圖a尺寸鏈可求得尺寸B:3．什么叫生產綱領？解：企業(yè)在計劃期內應當生產的產品數量和進度計劃稱為生產綱領。4．什么叫生產過程？什么叫工藝過程？零件加工工藝包括哪些內容？解：機械產品的生產過程是將原材料轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運輸和保管、生產技術準備過程、毛坯制造過程、機械加工過程、熱處理過程、裝配過程、檢驗過程、油漆和包裝過程等。改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置及性質，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。主要包括鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、機械加工等。5．什么叫工序？工件的安裝方式有哪幾種？試述它們的特點和應用場合。解：一個（或一組）工人，在一個工作地點（或一臺機床上），對一個（或一組）零件連續(xù)加工所完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃線找正，主要用于單件小批生產；部分劃線找正，主要用于中批生產；不需劃線找正，主要用于大批大量生產。6．制訂工藝規(guī)程的原則是什么？解：制訂工藝規(guī)程的基本原則是在保證產品質量的前提下，爭取最好的經濟效益，即在一定的生產條件下，以最快的速度、最少的勞動消耗和最低的成本，最可靠地加工出符合圖樣要求的零件，同時應注意以下問題：（1）技術上的先進性。（2）經濟上的合理性。（3）有良好的勞動條件。7．制訂工藝規(guī)程的步驟是什么？解：（1）熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據和生產條件，確定零件的生產綱領和生產類型，進行零件的結構工藝性分析。（2）確定毛坯，包括選擇毛坯類型及其制造方法。（3）擬定工藝路線。這是制訂工藝規(guī)程的關鍵。（4）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及其公差。（5）確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。（6）確定各工序的切削用量和時間定額。（7）進行技術經濟分析，選擇最佳方案。（8）填寫工藝文件。8．毛坯有哪些類型？試舉例說明毛坯類型的選擇？解：機械加工中常見的零件毛坯類型有：鑄件、鍛件、型材及焊接件四種。毛坯類型的選擇，應考慮下列因素：（1）零件的材料及其力學性能當零件的材料選定后，毛坯的類型就大致確定。例如，鑄鐵或青銅材料，可選擇鑄造毛坯；鋼材且力學性能要求高時，可選鍛件；當力學性能要求較低時，可選型材或鑄鋼。（2）零件的結構形狀和尺寸大小形狀復雜的毛坯，常用鑄造方法。尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；薄壁零件，可用壓力鑄造；中、小型零件可用較先進的鑄造方法。一般用途的鋼質階梯軸零件，如各臺階的直徑相差不大，可用棒料；如各臺階的直徑相差較大，宜用鍛件。（3）生產類型大量生產的零件應選精度和生產率都比較高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的費用可由材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。如鑄件應采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件應用模鍛、冷軋和冷拉型材等。單件小批生產則應采用木模手工造型或自由鍛。（4）現有生產條件確定毛坯的種類和制造方法，必須考慮具體生產條件，如現場毛坯制造的實際水平和能力、外協的可能性等。有條件時，應積極組織地區(qū)專業(yè)化生產，統一供應毛坯。（5）充分考慮利用新工藝、新技術和新材料的可能性為節(jié)約材料和能源，隨著毛坯制造專業(yè)化生產的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術和新材料的發(fā)展很快。例如，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等在機械中的應用日益增加。應用這些方法后，可大大減少機械加工量，有時甚至可不再進行機械加工，其經濟效果非常顯著。9．什么叫設計基準、工藝基準？工藝基準按用途分為哪幾類？試述它們的概念？解：設計基準是在圖樣上用以確定其他點、線、面位置的基準。在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。按用途不同又可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準等。（1）定位基準在加工時，用以確定零件在機床上或夾具中的正確位置所采用的基準，稱為定位基準。（2）測量基準工件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準，稱為測量基準。（3）裝配基準：裝配時用以確定零件在機器中位置的基準，稱為裝配基準。（4）工序基準在工藝文件上用以標定被加工表面位置的基準，稱為工序基準。10．什么叫精基準、粗基準？試述它們的選擇原則？解：用工件上未經加工的毛坯表面作為定位基準時稱為粗基準。采用經過加工的表面作為定位基準時稱為精基準。粗基準的選擇原則1)保證相互位置要求的原則。2)保證加工表面加工余量合理分配的原則。3)便于工件裝夾的原則。4)粗基準一般不得重復使用的原則。精基準的選擇原則：選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。1)基準重合原則應盡可能選擇被加工表面的設計基準為精基準。2)基準統一原則當工件以某一精基準定位，可以比較方便地加工大多數（或所有）其它表面，則應盡早地把這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后工序均以它為精基準加工其它表面。3)互為基準原則

某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準反復加工的辦法來達到位置度要求。4)自為基準原則

旨在減少表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準進行加工。5)便于裝夾原則所選擇的精基準，應能保證定位準確、可靠。夾緊機構簡單，操作方便。11．工序集中和工序分散的安排原則是什么？解：工序集中與工序分散各有利弊，應根據生產類型、現有生產條件、企業(yè)能力、工件結構特點和技術要求等進行綜合分析，擇優(yōu)選用。單件小批生產采用萬能機床順序加工，使工序集中，可以簡化生產計劃和組織工作。單件小批生產采用組織集中，以便簡化生產組織工作。大批、大量生產可采用較復雜的集中，如多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動機床加工；對一些結構較簡單的產品，如軸承生產，也可采用分散的原則。成批生產應盡可能采用效率較高的機床，如六角車床、多刀半自動車床、數控機床、加工中心等，使工序適當集中。對于重型零件，為了減少工件裝卸和運輸的勞動量，工序應適當集中；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應適當分散。12．切削加工順序的安排原則是什么？根據加工階段的劃分，切削加工順序可參考下列原則安排：（1）先粗后精——先安排粗加工，中間安排半精加工、最后安排精加工和光整加工。（2）先主后次——先加工主要表面，后加工次要表面。（3）先基面后其它——基面由于在工藝過程中的重要作用，自然應先加工出來。通常在第一道工序中便加工出所需的精基面。（4）先面后孔原則——加工孔時，先加工孔口平面再加工孔。13．退火、調質，時效處理和淬火等熱處理工序，在加工過程中如何安排？解：熱處理工序主要包括預備熱處理及最終熱處理。要根據其作用，確定其在工藝路線中的大致位置。（1）正火、退火：目的是消除內應力、改善加工性能及為最終熱處理作準備。一般安排在粗加工之前。（2）時效處理：以消除內應力、減少工件變形為目的。一般安排在粗加工之前后，對于精密零件，要進行多次時效處理。（3）調質：零件淬火后再高溫回火。能消除內應力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學性能，對一些性能要求不高的零件，調質也常作為最終熱處理。一般安排在粗加工之后。（4）最終熱處理常用的有：淬火、滲碳淬火、滲氮等。它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性。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。14．什么叫六點定位？什么完全定位、不完全定位？舉例說明。解：工件定位時，用合理分布的六個支承點與工件的定位基準相接觸來限制工件六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定位”。工件的六個自由度全部被限制的定位方式稱為完全定位，此時工件在夾具中的位置是惟一的。并不需要限制工件全部六個自由度的定位稱為不完全定位。舉例（略）。15．何為欠定位、重復定位？在生產中這兩種現象是否都允許存在？舉例說明。解：按照加工要求應限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。工件上某一個自由度或某幾個自由度被重復限制的定位稱為重復定位。舉例（略）。都不允許存在。16．車、磨光軸、銑平面、銑通槽，鉆不通孔、滾齒加工各需要限制哪幾個自由度？（略）17．工藝過程為什么要劃分加工階段？有何優(yōu)點？解：零件機械加工時，先加工哪些表面，后加工哪些表面；熱處理工序和檢驗工序應安排何處，均需統籌合理安排。工藝過程中劃分加工階段的優(yōu)點：（1）保證加工質量。（2）合理使用設備。（3）便于安排熱處理工序，使冷熱加工配合得更好。（4）便于及時發(fā)現毛坯的缺陷。18．什么叫“工序集中”與“工序分散”？各舉一例說明它們的特點。解：工序集中是把零件上較多的加工內容集中在一道工序中進行，整個工藝過程由數量較少的工序組成。工序集中可采用多刀多刃、多軸機床、自動機床、數控機床和加工中心等技術措施，也可采用普通機床進行順序加工。工序分散是將零件各個表面加工分得很細，在每道工序中加工內容很少，最大限度的工序分散是每一工序只有簡單的一個工步，而整個工藝過程工序數量多。舉例（略）。19．確定加工余量應注意哪些主要問題？解：正確規(guī)定加工余量的大小是十分重要的。如果加工余量太大，則浪費材料、浪費工時、增加工具損耗；如果加工余量太小，則不能保證切去金屬表面的缺陷，可能產生廢品，有時還會使刀具切在很硬的夾砂表皮上，導致刀具迅速磨損。確定加工余量的方法（1）經驗估計法經驗估計法即根據工藝人員的經驗來確定加工余量。為避免產生廢品，所確定的加工余量一般偏大。常用于單件小批生產。（2）查表修正法此法是根據有關手冊，查得加工余量的數值，然后根據實際情況進行適當修正。這是一種廣泛采用的方法。（3）分析計算法這是對影響加工余量的各種因素進行分析，然后再計算加工余量的方法。此方法確定的加工余量較合理，但需要全面的試驗資料，計算也較復雜，故很少采用。20．如圖1-33所示零件，孔D的設計基準為C面。鏜孔前，表面A、B、C已加工。鏜孔時，為了使工件裝夾方便，選擇表面A為定位基準，并按工序A3進行加工。怎樣才保證鏜孔后自然形成的設計尺寸A0符合圖樣上的要求？圖圖1-33習題17圖解：經分析得知，設計尺寸A0是本工序加工中自然形成的，即為封閉環(huán)。然后從封閉環(huán)的兩邊出發(fā)，查找出A1、A2和A3為組成環(huán)。畫出尺寸鏈圖，用畫箭頭方法判斷出A2、A3為增環(huán)，A1為減環(huán)。下面進行A3的尺寸換算按式（1-1)計算基本尺寸A0=A3+A2－A1A3=A0+A1－A2=(280+100－80)mm=300mm按式（1-2)計算中間偏差Δ0=Δ2+Δ3－Δ1Δ0=1/2(0.15－0.15)mm=0Δ1=1/2(0.1＋0)mm=0.05mmΔ2=1/2(0－0.06)mm=－0.03mmΔ3=Δ0＋Δ1－Δ2=[O+0.05－(－0.03)]mm=0.08mm按式(1-3)計算公差T0=T1＋T2+T3T3=T0－T1－T2=(0.3－0.06－0.1)mm=0.14mm計算上、下偏差ESA3=Δ3+1/2T3=(0.08+1/2×0.14)mm=0.15mmEIA3=Δ3—1/2T3=(0.08—1/2×0.14)mm=0.01mml最后得出鏜孔的工序尺寸為A3=30021．選擇加工設備和工藝裝備應注意哪些主要問題？解：加工設備的選擇：確定了工序集中或工序分散的原則后，基本上也就確定了設備的類型。如采用機械集中時，則選用高效自動加工的設備，多刀、多軸機床；若采用組織上集中，則選用通用設備；若采用工序分散，則加工設備可較簡單，選擇專用設備。此外，選擇設備時，還應考慮以下幾個方面：（1）機床精度與工件精度相適應；（2）機床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應；（3）與現有加工條件相適應，如設備負荷的平衡狀況等。如果沒有設備可供選用，經過技術經濟分析后，也可提出專用設備的設計任務書或改裝舊設備。工藝裝備的選擇：工藝裝備是產品制造過程中所用的各種工具的總稱，包括夾具、刀具、量具、模具等。工藝裝備的選擇，主要是指選擇夾具、刀具、量具。工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工序的加工精度、生產效率和經濟性。應根據生產類型、具體加工條件、工件結構特點和技術要求等選擇工藝裝備。（1）夾具的選擇單件小批生產應首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、虎鉗、分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。大批大量生產為了提勞動生產率應采用專用高效夾具。多品種中、小批量生產可采用可調夾具或成組夾具。（2）刀具的選擇一般優(yōu)先采用標準刀具。若采用機械集中時，應采用各種高效的專用刀具、復合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應符合加工要求。（3）量具的選擇單件小批生產應廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表等。大批大量生產應采用極限量規(guī)和高效專用檢驗夾具和量儀等。量具的精度必須與加工精度相適應。22．什么是生產成本、工藝成本？什么叫可變費用、不變費用？解：生產成本是制造一個零件或一臺產品所必需的一切費用的總和。工藝成本是只需分析與工藝過程直接有關的生產費用?？勺冑M用是與年產量有關與之成比例的費用。這類費用以V表示，包括：材料或毛坯費用、機床工人的工資、機床的電費、通用機床的折舊費和修理費、通用夾具的費用、刀具的費用等。不變費用是與年產量的變化沒有直接關系的費用，當年產量在一定的范圍內變化時，全年的費用基本上保持不變，以C表示，其中包括：調整工人的工資、專用機床的折舊費和修理費、專用夾具的費用等。

第2章習題答案3．如題圖2-67所示，一批工件以孔mm在心軸mm上定位，在立式銑床上用頂針頂住心軸銑鍵糟。其中外圓、內孔及兩端面均已加工合格。而且40h6外圓對20H7內孔的徑向跳動在0.02mm之內。今要保證銑糟的主要技術要求為：（1）槽寬（2）槽距一端面尺寸為（3）槽底位置尺寸為（4）槽兩側面對外圓軸線的對稱度不大于0.10mm。試分析其定位誤差對保證各項技術要求的影響。圖2-67思考題1圖解：（1）由銑刀的相應尺寸保證。（2）ΔD=0（3）ΔD=0.069（4）ΔD=0.0422．試述機床夾具的各組成部分及其作用？解：如將夾具中作用相同的元件或機構歸納一起，一般夾具由下列幾個部分組成：（1）定位元件：用來確定工件在夾具中正確加工位置的元件稱為定位元件（見圖2-2中的定位銷5），它是與工件定位基準（軸套的內孔和端面）直接相配合和接觸的夾具元件。（2）夾緊裝置：工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置稱為夾緊裝置（見圖2-2中的螺母3和開口墊圈4組成的夾緊機構）。（3）夾具體：它是夾具的基礎元件，把組成夾具的所有元件和裝置連接成為一個有機的整體（見圖2-2中的夾具體6）。（4）對刀、導向元件：用來確定刀具在加工前處于正確位置的元件，稱為對刀元件，如銑床夾具中的對刀塊。用來確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件，稱為導向元件。（5）其他裝置或元件：根據需要，夾具上還可以設置一些其他裝置（如分度裝置），為了便于卸下工件而設置的頂出器，以及夾具在機床上定位的連接件等。上述各組成部分，不是每一個夾具都必須具備的。一般來說，定位裝置、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。3．機床夾具的作用有哪些？解：機床夾具的作用主要有以下幾個方面：（1）保證工件加工精度，穩(wěn)定產品質量（2）擴大機床使用范圍，充分發(fā)揮機床潛力（3）縮短裝夾時間，提高勞動生產率（4）減輕工人的勞動強度4．試述造成定位誤差的原因？解：工序基準相對于限位基準的位移量可以分解成兩個部分，即工序基準相對于定位基準的位移量和定位基準相對于限位基準的位移量。相應地造成定位誤差的原因可以歸結為兩個：一是定位基準與工序基準不重合，由此產生基準不重合誤差ΔB，這是由于工件存在誤差造成的；二是定位基準與限位基準不重合，由此產生基準位移誤差ΔY，這是由于工件和定位元件存在誤差造成的。5．夾緊裝置的基本要求有哪些？解：（1）夾緊過程中，不改變工件定位后占據的正確位置；（2）夾緊系統有足夠的剛性，能確保加工時工件定位穩(wěn)定可靠，不發(fā)生振動；（3）夾緊時不損傷工件表面，不使工件產生不許可的變形；（4）能用較小的夾緊力來獲得需要的夾緊效果；（5）夾緊裝置結構的復雜程度、使用效率應與生產規(guī)模和工序節(jié)拍相適應，并有良好的結構工藝性；（6）操作安全、方便。6．夾緊力的方向如何確定？解：（1）夾緊力應朝向主要限位面對工件只施加一個夾緊力或施加幾個方向不同的夾緊力時，夾緊力的方向應盡可能朝向主要限位面。（2）夾緊力方向應盡可能使所需要夾緊力減小。（3）夾緊力方向的選擇應盡可能使工件變形減小。7．夾緊力的作用點如何選擇？解：（1）夾緊力的作用點應落在定位元件的支承范圍內。（2）夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的方向和部位。（3）夾緊力作用點應靠近工件的加工表面。8．調節(jié)支承用于什么場合？使用可調節(jié)支承時應注意什么問題？解：主要用粗基準定位，當每批毛坯的基準面的余量不相同時常用可調支承。可調支承限制工件的1個角度自由度。9．工件以平面為定位基準時，常用哪些定位元件？解：工件以平面為定位基準時常用的定位元件：支承釘、支承板、可調支承、自位支承、輔助支承10．除平面定位外，工件常用的定位表面有哪些？相應的定位元件有哪些類型？解：（1）工件以圓孔內表面作為定位基面時，常用以下定位元件：圓柱銷（定位銷）、圓柱芯軸、圓錐銷、錐度心軸（小錐度心軸）。（2）以外圓表面為定位基準的定位元件有V形塊、半圓形定位塊、定位套筒和圓錐套筒等。11．如圖2-68所示，工件均以平面定位銑削A、B表面，要求保證尺寸60±0.06和30±0.1，分別計算定位誤差（忽略D面對C面的垂直度誤差）。圖圖2-68習題11圖解：（l)60士0.06的尺寸定位誤差：該尺寸的工序基準為C面；定位基準為C面；兩基準重合；則△B=О。又因平面C定位；故△r=0。則定位誤差為:△D=△B+△r=0(2)30士0.1的尺寸定位誤差：該尺寸的工序基準為Φ12H8孔軸線，定位基面是D面，故基準不重合，兩者以尺寸52士0.02相聯系，則一批工件的工序基準在加工尺寸30士0.1方向上的最大變化量﹐即基準不重合誤差為圖2-69習題12圖△B圖2-69習題12圖又因平面D定位，故△r=0。則定位誤差為：△D=△B+△r=0.0412．如圖2-69所示，工件以孔定位加工孔，定位銷直徑為，要求保證尺寸60±0.1，計算定位誤差。解：加工孔的定位誤差：的工序基準為孔的中心線，定位基準孔的中心線，此時基準重合?！鰾=0△r=Xmax=δD+δd0+Xmin=0.15+0.03+0.03=0.21△D=△B+△r=0.2113．工件在夾具中夾緊的目的是什么？解：在機械加工過程中，使加工的工件符合圖樣要求，使工件相對于機床和刀具的位置正確，并保持其位置不變。14．常用的夾緊機構有哪些？解：（1）斜楔夾緊機構（2）螺旋夾緊機構（3）偏心夾緊機構（4）復合夾緊機構15．車床夾具有哪幾種類型？解：（1）通用夾具：頂尖、撥盤、三爪自定心卡盤等。（2）專用夾具：心軸式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式等。16．鉆模有哪幾種類型？各有何特點？解：鉆模的結構類型很多，按鉆模的結構特點不同，可將鉆模分為：固定式、分度式、移動式、翻轉式、蓋板式等。固定式鉆模在加工零件時被固定在工作臺上。這種鉆模用于立式鉆床上，適用于進行等直徑的一個孔或階梯孔的加工；在搖臂鉆床上可用來加工多孔。使用這種鉆模加工的孔精度較高，但效率較低。分度式鉆模采用鉸鏈式鉆模板，便于裝卸工件。鉆完一個孔后，進行分度對定鉆削第二個孔。依同樣的方法加工其他孔。翻轉式鉆模主要用于加工小型工件（一般質量為8~10kg）不同表面上的孔。這種鉆加工的各孔位置精度較高，生產效率也較高。適合于中、小批量工件的加工。蓋板式鉆模的特點是定位元件、夾緊裝置及鉆套均設在鉆模板上，鉆模板在工件上裝夾。它常用于床身、箱體等大型工件上的小孔加工，也可用于在中、小工件上鉆孔。加工小孔的蓋板式鉆模，因鉆削力矩小，可不設置夾緊裝置。17．銑床夾具有哪幾種類型？各有何特點？解：按銑削時的進給方式不同，銑床夾具主要分為直線進給式和圓周進給式兩種。直線進給式銑床夾具安裝在銑床工作臺上，加工中隨工作臺按直線進給方式運動。圓周進給銑床夾具多用在有回轉工作臺或回轉鼓輪的銑床上，依靠回轉臺或鼓輪的旋轉將工件順序送入銑床的加工區(qū)域，以實現連續(xù)切削。在切削的同時，可在裝卸區(qū)域裝卸工件，使輔助時間與機動時間重合，因此它是一種高效率的銑床夾具。第3章習題答案1．設計車床進給箱時，經常要考慮車削蝸桿時的交換齒輪的配置問題。如果選交換齒輪作為近似值，求采用這種速比來π車削長度L=100mm的蝸桿時，蝸桿的軸向齒輪距累積誤差是多少？此為何種類型的原始誤差所產生？提示：蝸桿軸向齒距理論值為πm，而由此掛輪得到的實際值為m，據此可得出單個齒距誤差。而100m長的蝸桿有n個齒，則可得積累誤差。銑開圖3-38思考題2圖2．圖銑開圖3-38思考題2圖解：外層金屬處于磨削區(qū)高溫下，熱漲時產生了熱塑性變形，冷卻時外層組織微觀體積要收縮，受到內層基體的阻礙而產生殘余應力，外層受拉，內孔表面受壓。銑開后，兩半環(huán)中的殘余應力將重新分布，在上述表面殘余應力作用下，工件將發(fā)生變形以達到新的應力平衡，此時半圓環(huán)變“直”，即曲率半徑變大。3．說明加工誤差、加工精度的概念以及它們之間的區(qū)別？解：機械加工精度（簡稱加工精度）是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和相互位置）與理想幾何參數的符合程度。實際幾何參數與理想幾何參數的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差是表示加工精度高低的一個數量指標，一個零件的加工誤差越小，則加工精度越高。4．原始誤差包括哪些內容？解：由于工藝系統本身的結構和狀態(tài)及加工過程中的物理現象產生的誤差稱為原始誤差。原始誤差主要來源于兩個方面。一方面是工藝系統本身的誤差，包括加工原理誤差，機床、夾具、刀具的制造誤差，工件的裝夾誤差等；另一方面是加工過程中出現的載荷和各種干擾，包括工藝系統的受力變形、熱變形、振動、磨損等引起的誤差。5．主軸回轉運動誤差分為哪三種基本形式？對加工精度的影響又如何？解：主軸回轉誤差可分為三種基本形式：軸向竄動、徑向跳動和角度擺動。軸向竄動：瞬時回轉軸線沿平均回轉軸線方向的漂移運動。它主要影響所加工工件的端面形狀精度而不影響圓柱面的形狀精度，在加工螺紋時則影響螺距精度。2）徑向跳動：瞬時回轉軸線始終平行于平均回轉軸線，但沿y軸和z軸方向有漂移運動，因此在不同橫截面內，軸心的誤差運動軌跡都是相同的。徑向漂移運動對加工精度的影響要看加工的具體情況而定，在車削加工中對工件圓柱面的形狀精度無影響，而在鏜床上鏜孔時則對孔的形狀精度有影響。3）角度擺動：瞬時回轉軸線與平均回轉軸線成一傾斜角，但其交點位置固定不變的漂移運動。因此，在不同橫截面內，軸心的誤差運動軌跡是相似的。角度擺動運動主要影響所加工工件圓柱面的形狀精度，同時對端面的形狀精度也有影響。6．在臥式鏜床上對箱體件鏜孔，試分析采用（1）剛性主軸鏜桿；（2）浮動鏜桿（指與主軸連接方式）和鏜模夾具時，影響鏜桿回轉精度的主要因素有哪些？解：（1）采用剛性主軸鏜桿，影響鏜桿回轉精度的主要因素是：鏜桿主軸滾動軸承外圈內滾道的圓度及波度；鏜桿主軸滾動軸承內圈的壁厚差；滾動體的圓度與尺寸差；鏜床主軸箱體孔的尺寸精度,幾何形狀精度及前后軸承孔的同軸度；鏜床主軸軸頸的尺寸精度,幾何形狀精度及前后軸頸的同軸度。此外，主軸部件的裝配質量也是影響鏜桿回轉精度的重要因素。(2)采用浮動鏜桿和鏜模夾具時，影響鏜桿回轉精度的主要因素有：鏜模上鏜桿導套孔的圓度誤差；鏜桿與導套孔的配合間隙；前后鏜套的同軸度；鏜桿前后導向支承的同軸度。7．試比較采用順向進給和反向進給兩種方法車削細長軸的結果？解：(1)順向進給時FX對細長軸起壓縮作用；(2)反向進給時FX對細長軸起拉伸作用8．減小工件熱變形對加工精度的影響的措施有哪些？解：可采取以下措施：（1）在切削區(qū)加入充足的切削液進行冷卻；（2）粗、精加工分開，使粗加工的余熱不帶到精加工工序中；（3）刀具和砂輪未過分磨鈍時就進行刃磨和修正，以減少切削熱和磨削熱；（4）使工件在夾緊狀態(tài)下有伸縮的自由（如在加工細長軸時采用彈簧后頂尖等）。9．引起工件內應力的原因有哪些？可采取哪些措施減小或消除工件的內應力？解：引起工件內應力的原因：（1）在鑄、鍛、焊等熱加工過程中，由于工件各部分熱脹冷縮不均勻及金相組織轉變時體積的變化，使毛坯內部產生了相當大的內應力。（2）冷校直帶來的內應力（3）切削加工的附加應力減小或消除工件的內應力采取的措施（1）合理安排工藝過程（2）合理設計零件結構（3）安排熱處理工序（4）采取時效處理10．提高加工精度的工藝措施有哪些？解：（1）直接減少誤差法（2）誤差補償法（3）誤差轉移法（4）“就地加工”法（5）誤差分組法（6）誤差平均法（7）控制誤差法

第4章習題答案1．為什么有色金屬用磨削加工得不到低表面粗糙度？通常為獲得低表面粗糙度的加工表面應采用哪些加工方法？若需要磨削有色金屬，為改善表面結構應采取什么措施？解：由于有色金屬材料塑性大，導熱好，故磨削時工件表面層的塑性變形大，溫升高，且磨屑易堵塞砂輪，因此加工表面經常磨不光。通常采用高速警車或金剛鏜的方法來加工低粗糙度的有色金屬零件。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。2．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？這些變化對產品質量有何影響？解：機械加工過程中由于切削力、切削熱的作用，是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(fā)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(fā)生變化，如冷硬、磨削燒傷、裂紋等，都會造成加工表面層物理機械性能的改變，從而影響零件的耐磨性，抗疲勞強度，抗腐蝕能力及精度穩(wěn)定性等產品質量。3．試比較自由振動、強迫振動、自激振動的特點與異同。提示：可從振動的起因、振幅的大小與衰減、振頻與固有頻率的關系、振動的維持等方面比較。4．表面結構包括哪些主要內容？為什么機械零件的表面結構對零件的使用有重要意義？解：表面結構是由實際表面的重復或偶然的偏差所形成的表面三維形貌，包括表面粗糙度、表面波紋度、形狀誤差、紋理方向和表面缺陷。其組成如下:表面輪廓（形狀誤差、表面波紋度、表面粗糙度）表面結構表面缺陷隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，對機械零件的耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強度等使用性能提出越來越高的要求。因此，研究影響表面結構的工藝因素及變化規(guī)律，改善機械加工的表面結構，對保證產品質量與性能具有重要意義。5．試說明表面結構對零件使用性能的影響。解：（1）表面結構對零件耐磨性的影響表面粗糙度對耐磨性有較大的影響。如果表面粗糙，當兩個零件的表面互相接觸時，只是表面的凸峰相接觸，實際接觸面積遠小于理論接觸面積，因此單位面積上壓力很大，破壞了潤滑油膜，凸峰處出現了干摩擦。如果一個表面的凸峰嵌入另一表面的凹谷中，摩擦阻力很大，且會產生彈性變形、塑性變形和剪切破壞，引起嚴重的磨損。（2）表面結構對配合性質的影響表面粗糙度大，磨合后會使間隙配合的間隙增大，降低配合精度。對于過盈配合而言，裝配時配合表面的凸峰被擠平，減小了實際過盈量；降低連接強度，影響了配合的可靠性。（3）表面結構對零件疲勞強度的影響表面粗糙度值大，在交變載荷作用下，零件容易引起應力集中并擴展疲勞裂紋，造成疲勞損壞。（4）表面結構對抗腐蝕性的影響零件在介質中工作時，腐蝕性介質會對金屬表層產生腐蝕作用，表面粗糙的凹谷，容易沉積腐蝕性介質而產生化學腐蝕和電化學腐蝕。表面光潔的零件，凹谷較淺，沉積腐蝕介質的條件差，不太容易腐蝕。（5）表面結構對接觸剛度的影響表面粗糙度值大，零件之間接觸面積減小，接觸剛度減小，表面粗糙度值小，零件的配合表面的實際接觸面積大，接觸剛度大。6．表面粗糙度與加工精度有什么關系？解：零件的精度與表面粗糙度有密切的關系。一定的精度應有相應的粗糙度，如果表面粗糙度值太大，則尺寸難于準確測量，尺寸精度將無法保證。因此要進行有效的尺寸控制。7．砂輪的性質對表面粗糙度有何影響？解：砂輪的粒度、硬度及修整等對表面粗糙度影響較大。（1）砂輪的粒度粒度越細，則砂輪單位面積上的磨粒越多，每顆磨粒切去的金屬厚度越小，刻痕也細，表面粗糙度值就低。（2）砂輪的硬度砂輪太軟，則磨粒易脫落，有利于保持砂輪的鋒利，但很難保證砂輪表面微刃的等高性。砂輪如果太硬，磨鈍了的磨粒不易脫落，會加劇與工件表面的擠壓和摩擦作用，造成工件表面溫度升高，塑性變形加大，并且還容易使工件產生表面燒傷。所以砂輪的硬度以適宜為好，主要根據工件的材料和硬度進行選擇。（3）砂輪的修整砂輪使用一段時間后就必須進行修整，及時修整砂輪有利于獲得鋒利和等高的微刃，較小的修整進給量和小的修整深度，還能大大增加砂輪的切削刃個數，這些均有利于提高表面加工質量。8．磨削加工時影響表面粗糙度的因素有哪些？解：（1）砂輪的線速度（2）工件的線速度（3）進給量（4）砂輪的性質（5）工件材料9．什么叫磨削燒傷？減少磨削燒傷的方法有哪些？解：磨削加工時引起表面層金相組織的變化，使表面硬度下降，伴隨產生殘余拉應力及裂紋，從而使工件的使用壽命大幅降低，這種現象稱為磨削燒傷。影響磨削燒傷的因素及改善措施：（1）磨削用量磨削用量主要包括磨削深度、工件縱向進給量及工件速度。當磨削深度增加時，磨削燒傷也增加。工件縱向進給量的增加使磨削燒傷減輕。增大工件速度，金相組織來不及變化，總的來說，可以減輕磨削燒傷。對于增加進給量、工件速度而導致的表面粗糙度增大，一般采用提高砂輪轉速及較寬砂輪來補償。（2）冷卻方法采用切削液帶走磨削區(qū)的熱量可以避免燒傷，但目前通用的冷卻方法冷卻效果較差，原因是切削液未能進入磨削區(qū)。（3）工件材料工件材料硬度越高，磨削發(fā)熱量越多，但材料過軟，易堵塞砂輪，反而使加工表面溫度急劇上升。工件的強度可分為高溫強度與常溫強度。高溫強度越高，磨削時所消耗的功率越多。例如在室溫時，45鋼的強度比20CrMo合金鋼的強度高65N/mm2，但在600℃時，后者的強度卻比前者高180N/mm2，因此20CrMo鋼的磨削加發(fā)熱量比45工件的韌性越大，所需的磨削力也越大，發(fā)熱也越多。導熱性差的材料，如軸承鋼、高速鋼等在磨削加工中更易產生金相組織的變化。（4）砂輪不同特性的砂輪對磨削燒傷的影響不同。砂輪的特性包括以下幾個方面：磨料、粒度、結合劑、硬度、組織、強度等。其中磨料、粒度、結合劑、硬度對磨削加工的磨削燒傷影響較大。防止磨削燒傷必須選用合適的砂輪。10．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？解：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，并有效利用冷卻系統。11．產生表面殘余應力的原因（增加“原因”二字）有哪些？對零件的機械性能有何影響？解：產生表面殘余應力的原因：（1）冷態(tài)塑性材變形引起殘余應力（2）熱態(tài)塑性變形引起的殘余應力（3）金相組織變化引起的殘余應力。對零件的機械性的影響零件表面若存在殘余壓應力，可提高工件的疲勞強度和耐磨性；若存在殘余拉應力，就會使疲勞強度和耐磨性下降。如果殘余拉應力值超過了材料的疲勞強度極限時，還會使工件表面層產生裂紋，加速工件的破損。12．切削加工中生產自激振動的根本原因是什么？試說明維持自激振動為交變力及周期性的能量補充從何而來？解：切削加工時，在沒有周期性外力作用的情況下，刀具與工件之間也可能產生強烈的相對振動，并在工件的加工表面上殘留下明顯的、有規(guī)律的振紋。這種由切削過程本身引起的切削力周期性變化而激發(fā)和維持的振動稱為自激振動。自振系統中有一個調節(jié)系統，它能從固定能源中吸取能量，把振動系統的振動運動轉換為交變力，再對振動系統激振，從而使振動系統作持續(xù)的等幅振動。13．試討論在現有機床的條件下如何提高工藝系統的抗振性？解：（1）減少受迫振動的措施和途徑1）消除或減小激振力。2）調節(jié)振源頻率3）提高工藝系統本身的抗振性4）提高傳動零件的制造精度，改變機床轉速、使用不等齒距刀具。5）隔振6）采用減振器和阻尼器以吸收振動能量，減小振動。（2）自激振動的抑制措施1）合理選擇切削用量2）合理選擇刀具的幾何參數3）提高工藝系統剛性4）采用減振裝置

第5章習題答案1．主軸深孔加工中，工件和刀具相對運動方式有三種：1）工件不動，刀具轉動并軸向進給；2）工件轉動，刀具作軸向進給運動；3）工作轉動，同時刀具轉動并進給。試比較三種方案的優(yōu)缺點及適用場合。解答要點：1）易鉆偏，一般不用；2）即使鉆頭偏斜，鉆出的孔軸剖面可能呈錐度或雙曲線，但孔心線仍在工件回轉中心線上，故廣為采用；3）切削速度大，生產率高，孔精度高。但對機床與刀桿剛度要求高，故應用不廣。2．擬定CA6140車床主軸表面的加工順序時，可以列出以下四種方案：1）鉆深孔—外表面粗加工—錐孔粗加工—外表面精加工—錐孔精加工；2）外表面粗加工—鉆深孔—外表面精加工—錐孔粗加工—錐孔精加工；3）外表面粗加工—鉆深孔—錐孔粗加工—錐孔精加工—外表面精加工；4）外表面粗加工—鉆深孔—錐孔粗加工—外表面精加工—錐孔精加工。試分析比較各方案特點，指出最佳方案。提示：1）先鉆孔使租加工外表面時不能利用中心孔定位。2）沒有劃分粗、精加工階段，錐孔粗加工時會破壞精加工過的外表面。3）一是精加工外圓時要重新加上錐堵，會破壞錐孔表面；二是錐孔加工誤差大，而它是主軸零件上一重要表面，宜以軸頸定位精磨它。4）粗加工外表面頂尖定位可靠;粗精加工按階段分開進行;內外互為基準，反復加工，逐步提高精度，基準重合，故方案4）最佳。3．箱體零件加工中是否需要安排熱處理工序，它起什么作用？應安排在工藝過程的哪個階段較合適？解：箱體結構復雜，壁厚不均勻，鑄造內應力較大，為了消除內應力，減少變形，保持精度的穩(wěn)定性，在毛坯鑄造之后，一般安排一次人工時效處理。對于精度要求高，剛性差的箱體，在粗加工之后再進行一次人工時效處理，有時甚至在半精加工之后還要安排一次時效處理，以便消除殘留的鑄造內應力和切削加工時產生的內應力。對于特別精密的箱體，在機械加工過程中還需安排較長時間的自然時效（如坐標鏜床主軸箱箱體）。4．如何選用主軸的材料與毛坯？解：軸類零件大都用優(yōu)質中碳鋼（如45鋼）制造；對于中等精度轉速較高的軸，可選用40Cr等合金結構鋼，這類鋼經調質或表面淬火后具有較好的力學性能；對于高速重載條件下工作的軸，可選用20Cr、20CrMnTi等低合金鋼，這類鋼經滲碳淬火處理后，心部保持較高的韌性，表面具有較高的耐磨性和綜合力學性能，但熱處理變形較大；若選用38CrMoAlA經調質和表面滲氮，不僅具有優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性，而且熱處理變形小。對于形狀復雜的重要軸類零件，也可用球墨鑄鐵、高強度鑄鐵。軸類零件毛坯類型和軸的結構有關。一般光軸或直徑相差不大的階梯軸可用熱軋或冷撥的圓棒料；直徑相差較大或比較重要的軸，大都采用鍛件；少數結構復雜的大型軸，也有采用鑄鋼件及鑄鐵件。5．試分析主軸加工工藝過程中如何體現了“基準統一”、“基準重合”、“互為基準”的原則？解：軸類零件的定位基準，最常用的為兩頂尖孔。因為軸類零件各外圓表面、錐孔、螺紋表面的同軸度，以及端面對旋轉軸線的垂直是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，如果用兩頂尖孔定位，則符合基準重合的原則。而且，用頂尖孔作為定位基準，能夠最大限度地在一次安裝中加工出多個外圓和端面，這也符合基準統一的原則。所以，只要可能，就應盡量采用頂尖孔作為軸加工的定位基準。當不能用頂尖孔（如加工主軸的錐孔）時，可采用軸的外圓表面作為定位基準，或是以外圓表面和頂尖孔共同作為定位基準。例如，在上述主軸的工藝過程中，半精車、精車、粗磨和精磨各部外圓及端面，銑花鍵及車螺紋等工序，都是以頂尖孔作為定位基準。而在車、磨錐孔時，都以兩端的外圓表面作為定位基準。6．主軸的定位基準常用的是什么？為什么選用？解：軸類零件的定位基準，最常用的為兩頂尖孔。因為軸類零件各外圓表面、錐孔、螺紋表面的同軸度，以及端面對旋轉軸線的垂直是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，如果用兩頂尖孔定位，則符合基準重合的原則。而且，用頂尖孔作為定位基準，能夠最大限度地在一次安裝中加工出多個外圓和端面，這也符合基準統一的原則。所以，只要可能，就應盡量采用頂尖孔作為軸加工的定位基準。當不能用頂尖孔（如加工主軸的錐孔）時，可采用軸的外圓表面作為定位基準，或是以外圓表面和頂尖孔共同作為定位基準。例如，在上述主軸的工藝過程中，半精車、精車、粗磨和精磨各部外圓及端面，銑花鍵及車螺紋等工序，都是以頂尖孔作為定位基準。而在車、磨錐孔時，都以兩端的外圓表面作為定位基準。由于主軸是帶通孔的零件，在其加工過程中，作為定位基準的頂尖孔將因鉆出通孔而消失。為了在通孔加工以后還能用頂尖孔作定位基準，一般都采用帶有頂尖孔的錐堵或錐套心軸。7．空心主軸怎樣實現以軸心線為定位基準？解：當軸孔的錐度比較小時（如車床主軸的錐孔，錐孔分別1：20和莫氏6號），則使用錐堵。當錐孔的錐度較大（如銑車床主軸）或圓柱孔時，可用錐套心軸8．安排主軸加工工序應注意哪幾個方面問題？解：由于主軸是多階梯帶通孔的零件，切除大量的金屬后，會引起內應力重新分布而變形。因此，在安排工序時，應將粗、精加工分開，先完成各表面的粗加工，再完成各表面的半精加工和精加工，而主要表面的精加工則放在最后進行。這樣，主要表面的精度就不會受到其他表面加工或內應力重新分布的影響。9．如何選用套筒類零件的材料與毛坯？解：套筒類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅、黃銅等材料制成；材料的選擇主要取決于工作條件。套筒類零件的毛坯類型與所用材料、結構形狀和尺寸大小有關；常采用棒料、鍛件或鑄件。毛坯孔直徑小于20mm者大多選用棒料；較長較大者常用無縫鋼管或帶孔的鑄、鍛件；液壓缸毛坯常用35或45鋼無縫鋼管，需要與缸頭、耳軸等件焊接在一起的缸體毛坯用35鋼，不需焊接的缸體用45鋼，有特殊要求的缸體毛坯也可用合金無縫鋼管。有些滑動軸承采用雙金屬結構，以離心鑄造法在鋼或鑄鐵套內壁上澆鑄巴氏合金材料。10．加工薄壁套筒零件時，工藝上采取哪些措施防止受力變形？解：防止變形應注意以下幾點：①為減少切削力和切削熱的影響，粗、精加工應分開進行。使粗加工產生的變形在精加工中可以得到糾正。②減少夾緊力的影響，工藝上可采取的措施是：改變夾緊力的方向，即徑向夾緊改為軸向夾緊。例如支架套精度較高，內孔圓度要求0.0015mm，任何微小的徑向變形，都有可能引起失敗，在工序12中以左端面定位，找正外圓，軸向壓緊在外圓臺階上，以減少夾緊變形。③為減少熱處理的影響，熱處理工序應置于粗、精加工階段之間，以便熱處理引起的變形在精加工中予以糾正。套筒零件熱處理后一般產生較大變形，所以精加工余量應適當放大。又例如工序9烘漆，不能放在最終工序，否則將損壞精密加工表面。11．保證套筒表面位置精度的方法有哪幾種？試舉例說明各種方法的特點及適應條件。解：為保證這些要求通常采用下列方法：①在一次安裝中完成內、外表面及端面的全部加工，這種方法消除了工件的安裝誤差，可獲得很高的相對位置精度。但是，這種方法的工序比較集中，對于尺寸較大的（尤其是長徑比較大）套筒安裝不便，故多用于尺寸較小軸套的車削加工。例如工序12，要保證階梯孔的高同軸度要求，采用一次安裝條件下將兩段階梯孔磨出。②套筒主要表面加工在數次安裝中進行，先加工孔，然后以孔為精基準最終加工外圓。這種方法由于所用夾具（心軸）結構簡單，且制造和安裝誤差較小，因此可保證較高的位置精度，在套筒加工中一般多采用這種方法。舉例（略）12．箱體零件主要技術要求有哪些？這些要求對保證箱零件在機器中的作用和機器的性能有何影響？解：對箱體重要加工面的主要要求如下。（1）主要平面的形狀精度和表面粗糙度箱體的主要平面是裝配基準，并且往往是加工時的定位基準，所以應有較高的平面度和較小的表面粗糙度值，否則，直接影響箱體加工時的定位精度，影響箱體與機座總裝時接觸剛度和相互位置精度。（2）孔的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度箱體上的軸承孔本身的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度都要求較高，否則，將影響軸承與箱孔的配合精度，使軸的回轉精度下降；也易使傳動件（如齒輪）產生振動和噪聲。（3）主要孔和平面相互位置精度同軸線的孔應有一定的同軸度要求，各支承孔之間也應有一定的孔距尺寸精度及平行度要求，否則，不僅裝配有困難，而且使軸的運轉情況惡化，溫度升高，軸承磨損加劇，齒輪嚙合精度下降，易引起振動和噪聲，影響齒輪壽命。13．根據箱體零件的特點，精基準如何選擇？提示：①以裝配基面為精基準②以一面兩孔作精基準14．試說明安排箱體零件加工順序時，一般應遵循哪些主要的原則？解：1）先面后孔的原則：箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。先加工平面，后加工孔，是箱體加工的一般規(guī)律。因為主要平面是箱體在機器上的裝配基準，先加工主要平面后加工支承孔，使定位其準與設計基準和裝配基準重合，從而消除因基準不重合而引起的誤差。2）粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各軸承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。粗、精加工分開進行，會使機床、夾具的數量及工件安裝次數增加，所以對單件、小批生產、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應措施，以減少加工過程中的變形，例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力，以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。3）熱處理的安排：箱體結構復雜，壁厚不均勻，鑄造內應力較大，為了消除內應力，減少變形，保持精度的穩(wěn)定性，在毛坯鑄造之后，一般安排一次人工時效處理。15．何為數控加工工藝？有哪些特點？解：數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和，應用于整個數控加工工藝過程。數控加工工藝的基本特點：（1）工藝內容復雜，明確具體（2）工藝要求準確、嚴密（4）采用工序集中（3）可加工復雜型面的工件。16．如何進行數控加工工藝分析的內容有哪些？如何進行數控加工工藝分析？解：其加工工藝分析主要包括以下幾方面內容：（1）根據在數控機床上加工的零件，確定工序內容。（2）對工件圖樣進行數控加工工藝分析，明確加工內容及技術要求，在此基礎上確定零件的加工方案，制定數控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統加工工序的銜接等。（3）制訂數控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。（4）編制數控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀具的補償。（5）誤差分析及其控制。（6）數控機床上部分工藝指令，編制工藝文件。數控加工工藝分析的一般步驟與方法（1）機床的合理選用1）必須適應被加工零件的形狀、尺寸精度和生產節(jié)拍等要求。2）有利于提高生產率。3）盡可能降低生產成本。（2）加工零件工藝性分析數控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數控加工的可能性和方便性加以分析。1）圖樣上尺寸數據的給出應符合編程方便的原則。①零件圖樣上尺寸標注方法應適應數控加工的特點。②構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分。2）數控加工零件的結構工藝性分析①零件的內腔和外形最好采用統一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數，有利于編程和提高生產效率。②內槽圓角半徑不應過小，內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小。③零件銑削底平面時，槽底圓角半徑不應過大。④保證基準統一。

第6習題答案圖6-14所示為CA6140車床主軸法蘭盤裝配圖，根據技術要求，主軸前端法蘭盤與主軸箱端面間保持0.38~0.95mm，試查明影響裝備精度的有關零件上的尺寸，并求出有關尺寸的上、下偏差。圖圖6-14思考題圖解：分別按完全互換法與大數互換法進行裝配1）完全互換法——極值解法根據裝配關系，畫出裝配尺寸鏈圖。求封閉環(huán)基本尺寸:L=(24+25+41+4)mm-94mm=0則L2．什么是裝配、部件裝配、總裝配？解：任何機械都是由許多零件和部件組成，根據規(guī)定的技術要求，將若干零件“拼裝”成部件或將若干零件和部件“拼裝”成新產品的過程，稱為裝配。前者稱為部件裝配，簡稱部裝；后者稱為總裝配，簡稱總裝。3．裝配工作有哪些基本內容？解：機械裝配是產品制造過程中最后一個階段，它包括裝配、調整、檢驗和試驗等基本內容。4．機械產品的裝配精度一般包含哪些內容？試分別解釋它們含義？解：產品的裝配精度，即裝配時實際達到的精度，一般包括：零、部件間的距離精度、相互位置精度、相對運動精度、接觸精度等。距離精度：距離精度是指相關零、部件間的距離尺寸精度，如車床主軸與尾座軸心線不等高的精度等。相互位置精度：裝配中的位置精度包括相關零、部件間的平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、位置度及各種跳動等。相對運動精度：相對運動精度是產品有相對運動的零、部件間在運動方向和相對速度上的精度。接觸精度：接觸精度常以接觸面積的大小及接觸點的分布來衡量。5．裝配尺寸鏈的正計算、反計算分別應用于什么場合？解：正計算發(fā)生在已有產品裝配圖和全部零件圖的情況下，用以驗證組成環(huán)公差、基本尺寸及其偏差的規(guī)定是否正確，是否滿足裝配精度指標。裝配工人通常要用到正計算。反計算產生在產品設計階段，即根據裝配精度指標確定組成環(huán)公差、標注組成環(huán)基本尺寸及其偏差，然后將這些已確定的基本尺寸及其偏差標注到零件圖上。反計算工作是由工程設計人員進行的。6．試述保證裝配精度的方法及它們的適用范圍？解：生產中保證產品精度的具體裝配方法有許多種，歸納起來可分為：互換裝配法、選配裝配法、修配裝配法和調整裝配法四大類。采用完全互換法進行裝配，可以使裝配過程簡單，生產率高，易于組織流水作業(yè)及自動化裝配，也便于采用協作方式組織專業(yè)化生產。但是當裝配精度要求較高，尤其是組成環(huán)較多時，零件則難以按經濟精度制造。因此，這種裝配方法多用于較高精度的少環(huán)尺寸鏈或低精度的多環(huán)尺寸鏈中。在成批或大量生產條件下，對于組成環(huán)不多而裝配精度要求卻很高的尺寸鏈，若采用完全互換法，則零件的公差將過嚴，甚至超過了加工工藝的現實可能性。在這種情況下可采用選配裝配法，該方法是將組成環(huán)的公差放大到經濟可行的程度，然后選擇合適的零件進行裝配，以保證規(guī)定的裝配精度要求。在單件、小批生產中，裝配精度要求高而且組成件多時，完全互換或不完全互換法均不能采用，在這些情況下，修配法是被廣泛采用的方法之一。7．裝配的生產類型和組織形式有哪些？解：機械裝配的生產類型按裝配生產批量可分為大批、大量生產，成批生產及單件、小批生產三種。根據產品結構的特點和批量大小的不同，裝配工作應采取不同的組織形式。裝配的組織形式一般可分為固定式裝配和移動式裝配兩大類。8．制訂裝配工藝規(guī)程應遵循哪些原則？解：（1）保證并力求提高產品裝配質量，以延長產品的使用壽命。（2）合理安排裝配工序，盡量減少鉗工裝配的工作量，提高裝配效率以縮短裝配周期。（3）盡可能減少車間的生產面積，以提高單位面積的生產率。9．制訂裝配工藝需要哪些原始資料？解：（1）產品的總裝配圖和部件裝配圖，以及主要零件的工作圖（2）產品驗收的技術條件（3）產品的生產綱領（4）現有生產條件10．裝配工藝規(guī)程的內容有哪些？解：裝配工藝規(guī)程一般應規(guī)定有下列內容：（1）產品及其部件的裝配順序；（2）裝配方法；（3）裝配的技術要求及檢驗方法；（4）裝配所需的設備和工具；（5）必需的工人技術等級及裝配的時間定額等。11．可以按什么步驟來制訂裝配工藝規(guī)程？解：可以按下列步驟制訂裝配工藝規(guī)程：（1）研究產品裝配圖和驗收技術條件（2）確定裝配的組織形式（3）劃分裝配單元，確定裝配順序12．試分析CA6140型車床主軸部件的結構？解：主軸部件的是一個空心的階梯軸。主軸前端的錐孔為莫氏6號錐度，用于安裝前頂尖和心軸。主軸前端采用短錐法蘭式結構，用于安裝卡盤或撥盤。CA6140型車床主軸有前、中、后三個支承，保證主軸有較好的剛性。前支承由兩種滾動軸承組成。前面是D級3182121型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承，用于承受徑向力，這種軸承具有剛性好、精度高、尺寸小和承載能力大等優(yōu)點。另外兩個采用D級8120型推力球軸承，用于承受正反兩個方向的軸向力。后支承采用一個E級3182115型圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承，中間支承是E級32216型單列向心短圓柱滾子軸承。這種將推力軸承安裝在前支承中，離加工部位距離較近，中、后支承只能承受徑向力，而在軸向可以游動。當主軸由于長時間運轉發(fā)熱膨脹時，可以允許向后微量伸長，以減小主軸彎曲變形，使主軸在重負荷下有足夠的剛度。13．試述主軸徑向跳動、軸向竄動的檢驗方法？解：（1）主軸徑向跳動的檢驗在錐孔中緊密地插入一根錐柄檢驗