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《机械制造工程学》习题集
第4章 机械加工精度

一、思考题
1. 什么是加工精度和加工误差？
答：加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际值愈接近理想值，加工精度就愈高。零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。
实际加工不可能把零件做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
2.什么是加工经济精度？
答：
3. 获得尺寸加工精度的方法有哪些？
答：1）试切法、2）调整法、3）定尺寸刀具法、4）自动控制法
4. 什么是加工原理误差？
答：原理误差——即在加工中采用了近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差。
5. 什么是主轴回转误差？主轴回转误差有哪些基本形式？
答：主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线的偏移量称为主轴回转误差，
主轴回转误差三种基本形式：纯径向跳动、纯角度摆动、轴向窜动。
6.什么是误差复映？
答：当工件毛坯有形状误差，如圆度、圆柱度、直线度等，或相互位置误差，如偏心、径向圆跳动等时，加工后仍然会有同类的加工误差出现；在成批大量生产中用调整法加工一批工件时，如毛坯尺寸不一，那么加工后这批工件仍有尺寸不一的误差。这就是切削加工中的误差复映现象。
7.减小工艺系统热变形的途径
答： (1)减少发热和隔热
(2)改善散热条件
(3)均衡温度场
(4)改进机床结构
(5)加快温度场的平衡
(6)控制环境温度
8.提高加工精度的途径
答：消除或减小原始误差
转移原始误差
误差分组法
误差补偿法
就地加工（自干自）
自动测量补偿、恒温控制等
9.车削细长轴时，容易出现什么样的形状误差？
答：车削细长轴时容易出现鼓形形状误差。

计算题：

1.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径第一台加工1000件，其直径尺寸按照正态分布，平均值均方差第二台加工500件，其直径尺寸也按照正态分布，平均值均方差。
（1）在同一图上画出两台机床加工的零件的尺寸分布图，并指出哪台机床精度高。
（2）计算并比较哪台机床的废品率高。
已知：
x/σ
0.3
0.5
1
2
3
5
A
0.2359
0.3830
0.6826
0.9542
0.9973
1

答案要点：尺寸分布图如下图所示：
第一台机床精度：
第二台机床精度：
第二台机床的精度高。
第一台机床的零件全部在公差带内，故没有废品。
第二台机床加工的小轴：右侧在公差上限之外，有废品。

第二台机床的废品率为2.28%。

2.在一台自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径，完工后经测量得：直径尺寸按照正态分布，平均值，均方差。计算正品率和废品率。（10分）
已知：
x/σ
0.3
0.5
1
2
3
5
A
0.2359
0.3830
0.6826
0.9542
0.9973
1

.解：

零件的合格范围为11.9812mm，平均值为11.995mm，
平均值右侧：（12-11.995）/σ=0.005/0.005=1，查表得A=0.6826，
平均值左侧：（11.995-11.98）/σ=0.015/0.005=3，查表得A=0.9973
正品率=（0.6826+0.9973）/2=0.83995≈84%，
废品率=1-84%=16%，
答：正品率为84%，废品率为16% 。
第5章 机械加工表面质量

1.机械加工表面质量的含义？
答：机械加工表面质量包含两个方面的内容。（1）表面的几何形状特征:表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理和伤痕；（2）表面层的物理力学性能：表面层加工硬化、表面层金相组织的变化和表面层残余应力。

2.自激振动有哪些特点？
答：（1）机械加工中的自激振动是在没有周期性外力(相对于切削过程而言)干扰下所产生的振动运动，这一点与强迫振动有原则区别。（2）自激振动的频率接近于系统的某一固有频率，或者说，颤振频率取决于振动系统的固有特性。这一点与强迫振动根本不同，强迫振动的频率取决于外界干扰力的频率。（3）自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动却不因有阻尼存在而衰减为零。

3.在磨削工件时，提高砂轮转速和提高工件速度分别对工件表面粗糙度有何影响？
答：提高砂轮转速可以提高表面粗糙度的精度，即降低粗糙度数值；提高工件速度可以降低表面粗糙度的精度，即增加粗糙度数值。

4.什么是冷作硬化？
答：切削（含磨削）过程中，刀具前面迫使金属受到挤压而产生塑性变形，使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并使晶粒拉长、破碎和纤维化，引起材料强化、硬度提高，这就是冷作硬化现象

5.机械加工中的振动对切削加工有哪些不利影响？
答：（1）影响加工表面的粗糙度，（2）影响生产率，（3）影响刀具寿命，（4）对机床、夹具等不利。

第6章 机械加工工艺规程的制定

1.生产过程和工艺系统？
答：机械产品制造时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。生产过程是包括产品设计、生产准备、制造和装配等一系列相互关联的劳动过程的总和。
一般把机械加工中由机床、刀具、夹具和工件组成的相互作用、相互依赖，并具有特定功能的有机整体，称为工艺系统。

2.什么是工序、工步、进给、安装、工位？
答：工序是指一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。进给是指加工工具在加工表而上切削一次所完成的切削工作。安装是指在加工前对工件进行的定位、加紧和调整作业。
一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为一个工位。

3.生产纲领？
答：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。

4.机械加工工艺规程？
答：工艺规程是规定产品或零部件的制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。零件机械加工工艺规程包括：工艺路线，各工序的具体加工内容、要求及说明，切削用量，时间定额及使用的机床设备与工艺装备等。

5.设计基准 工艺基准？
答：在零件图上，用以确定某一点、线、面位置所依据的那些点、线、面称为设计基准。在机械加工、测量和装配过程中所使用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为定位基准、测量基准、装配基准。

6. 工序基准定位基准？
答：工序基准 在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。
定位基准 用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。
7.粗基准、精基准？
答：在起始工序中，工件只能选用未经加工的毛坯表面来定位，这种定位表面称为粗基准；在中间工序和最终工序中，则选用已加工表面定位，这种定位表面称为精基准。

8.工序的集中与分散？
答：工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时即每道工序仅一个简单工步。

9.加工余量？
答：毛坯经机械加工而达到零件图的设计尺寸，从被加工表面上切除金属层的总厚度，即毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量，也称为毛坯余量。而在某一工序所切除的金属层厚度，即相邻两工序尺寸之差称为工序余量，加工总余量是各个工序余量之和。

10.尺寸链？
答：在机器设计和制造过程中，常涉及一些有密切联系、相互依赖的若干尺寸的组合。在分析这些尺寸间的影响关系时，可将这些尺寸从机器或零件的具体结构中抽象出来，依其内在联系绘成首尾相接的具有封闭形式的尺寸组。这一互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合称为尺寸链。

11.封闭环？
答：封闭环是在加工或装配过程中最后自然形成（间接获得）的那一个环，一个尺寸链中只有一个封闭环。

计算题
1.如下图所示的偏心轴零件的A表面需进行渗碳处理，渗碳层深度要求为0.50.8mm。与A面有关的加工过程如下：
（1）精车A面达到尺寸；
（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为t；
（3）精磨A面，保证尺寸，同时保证渗碳层深度达到规定要求。
试确定t的数值。

解：渗碳层深度为， 尺寸链为：

（4分）

其中为封闭环，t、为增环，为减环。
由 0.5＝t+19.2－19.3
得：t＝0.6
由 0.3＝ESt+0－(－0.05)
得：ESt＝0.25
由 0= EIt－0.008－0
得：EIt =0.008
所以得：

2.如图所示的轴套零件，其外圆、内孔及端面均已加工好，试求当以A面定位钻直径为φ10mm孔时的工序尺寸L及公差。要求：画出尺寸链图，并写出计算过程。

解：尺寸链为：

其中为封闭环，为增环，L为减环。
由 15＝50－L
得：L＝35
由 0.1＝0－EIL
得：EIL＝－0.1
由 －0.1=－0.05－ESL
得：ESL= 0.05
所以得：

3. 如下图所示的轴套类零件，设计尺寸不便于直接测量，采取控制尺寸A来保证尺寸，试求工序尺寸A及公差。要求：画出尺寸链图，并写出计算过程。

解：画出尺寸链为：

其中为封闭环，为增环，，A为减环。
由 0.66＝11.4―5―A
得：A＝5.74
由 0＝0－（－0.015）－EIA
得：EIA＝0.015
由 －0.1=－0.04－0.015－ESA
得：ESA＝0.045
所以得：

4. 如下图所示零件，在镗孔前平面A、B、C已加工好，为便于工件装夹，选择A面作为定位基准，试计算H的尺寸及公差。要求：画出其尺寸链图，并写出计算过程。

解：尺寸链为：

其中为封闭环，、为增环，为减环。
由25＝15+H－50
得：H=60
由0.15＝0+ESH－0
得：ESH＝0.15
由－0.15＝－0.1+EIH－0.1
得：EIH＝0.05
所以得：
5.如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料、车端面、钻中心孔、粗车外圆、精车外圆、磨削外圆。

解：结果见下表。

工序名称
工序余量
工序经济
加工精度
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
磨削
0.3
IT7 0.021
25.00
Φ25.0
0
-0.021
精车
0.8
IT10 0.084
25+0.3=25.3
Φ25.3
0
-0.084
粗车
1.9
IT12 0.210
25.3+0.8=26.1
Φ26.1
0
-0.210
毛坯

IT14 1.0
26.1+1.9=28.0
Φ 28 ±0.5

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