汽车制造工艺学习题答案

第一章作业答案

1、解释名词术语

工艺过程、工序、工步、试切法、静调整法、加工经济精度

答：工艺过程：在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。

工序：一个或一组工人，在一个工作地（机械设备）上对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序的依据是加工是否连续完成和工作地是否改变。工步：在一次安装或工位中，加工表面、加工工具和切削用量中的转速及进给量不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为工步。

静调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。比试切法生产率高，而且加工尺寸的稳定性也好，适合于成批大量生产。

加工经济精度：在正常生产条件下，每种加工方法所能保证的公差等级，称为加工经济精度。

2、汽车零件切削加工时，零件尺寸精度的获得方法有几种？

答：有四种：

（1）试切法：通过试切—测量—调整—再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。常用于单件小批生产。

（2）静调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。比试切法生产率高，而且加工尺寸的稳定性也好，适合于成批大量生产。

（3）定尺寸刀具法：是利用刀具的相应尺寸来保证加工尺寸的。如用钻头、铰刀直接保证被加工孔的尺寸。

（4）主动和自动测量法：是在一些精密机床上加工工件尺寸的同时，利用检测装置测量和控制被加工表面尺寸的一种方法。

3、汽车零件加工时，零件形状的获得方法有几种？

答：有三种：

（1）轨迹法：是靠刀具运动轨迹来获得所需要的工件形状的一种方法。

（2）成形法：是使用成形刀具加工，获得工件表面的方法。

（3）展成法：在加工时刀具和工件做展成运动，刀刃包络出被加工表面的形状，称为展成法、范成法或滚切法。

8、在大批大量和单件小批生产时，汽车零件尺寸分别采用什么方法获得？

答：大批大量生产中，汽车零件尺寸多采用静调整法、定尺寸刀具法和主动及自动测量法来保证；单件小批生产中多采用试切法和定尺寸刀具法来保证尺寸精度。

第二章作业答案

一、解释下列名词术语

设计基准、工序基准、定位基准、六点定位规则、第一类自由度、第二类自由度、定位误差、基准不重合误差、基准位移误差

答：设计基准：是设计图样上所采用的基准。

工序基准：在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、位置的基准。

定位基准：即在加工中用来确定工件在机床工作台上的正确位置所用的基准。一般在工序图中用规定符号表示出来。可分为粗基准和精基准。

六点定位规则：用适当分布的六个定位点与工件接触，即能限制住六个自由度，使工件在夹

具中占有唯一确定位置的规则，称为六点定位规则。

第一类自由度：为保证加工要求必须要限制的自由度。

第二类自由度：对加工要求没有影响的自由度。

定位误差：用静调整法加工工件时，由于定位的不准确使一批工件的工序基准偏离理想位置，从而引起工序尺寸变化的加工误差，称为定位误差。

基准不重合误差：由于定位基准和工序基准不重合引起的加工误差。其值为在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值。以△j,b表示。

基准位移误差：由于工件定位基面和定位元件制造不准确，使定位基准产生位置变化而导致工序基准在工序尺寸方向上产生偏移而引起的加工误差。以△j,y表示。基准位移误差值等于在工序尺寸方向上定位基准的最大位移量。

二、思考题

4、用静调整法加工一批工件时，为何工件必须正确定位？怎样才能正确定位？

答：工件正确定位，调整好与刀具之间的相对位置，才能保证加工要求。工件工序基准正确定位了，工件才能正确定位，而工序基准的正确定位要靠限制工件的第一类自由度来实现。

5、何谓过定位？在何条件下允许存在过定位？

答：如果工件在组合定位时，若出现一个自由度同时被两个或两个以上的定位元件限制，就称为过定位。过定位将造成定位不稳定，或使定位元件或工件发生变形，影响加工精度，工件甚至无法装夹，所以，一般情况下应尽量避免产生过定位。但当定位基准或定位元件制造精度较高时，或粗加工某些刚性较差的零件时，允许过定位出现。例如齿坯滚齿时的定位和采用跟刀架车削细长轴。

6、箱壳体类工件采用一面两孔作为定位基准时，为何夹具定位元件中的一个短圆柱销要采用短菱形销？菱形销削边方向如何？

答：因为若采用短圆柱销会出现过定位，导致工件有时出现无法装夹的现象，为了消除过定位，短圆柱销要换成菱形销，菱形销的削边方向与两孔中心连线方向垂直。

7、何谓定位误差？定位误差产生的原因是什么？

定位误差：用静调整法加工工件时，由于定位的不准确使一批工件的工序基准偏离理想位置，从而引起工序尺寸变化的加工误差，称为定位误差。

定位误差产生的原因：

（1）基准不重合误差：由于定位基准和工序基准不重合引起的加工误差。其值为在工序尺寸方向上工序基准至定位基准间的尺寸公差值。以△j,b表示。

（2）基准位移误差：由于工件定位基面和定位元件制造不准确，使定位基准产生位置变化而导致工序基准在工序尺寸方向上产生偏移而引起的加工误差。以△j,y表示。基准位移误差值等于在工序尺寸方向上定位基准的最大位移量。

10、定心夹紧机构有哪两类？它们各具有何特点？

答：定心夹紧机构分为机械式和弹性变形式两种。机械式定心夹紧机构是利用斜楔、螺旋、偏心、齿轮和齿条等刚性传动件，使定位夹紧元件做等速位移来实现定心夹紧的。

弹性变形式定心夹紧机构是利用薄壁弹性元件受力后产生的均匀变形，而使工件定位和夹紧的机构。

三、分析题

1、试分析图2-74所示工件的加工要求，确定工序基准，分析应限制的第一类自由度。（1）在图a所示连杆小头上钻通孔，欲保证：

1）钻孔直径φD。2）小头孔φD对端面A的垂直度φt。3）小头孔φD对小头不加工外圆壁厚的均匀性。

答：1）工序基准为φD的轴线，不需要限制自由度，因为φD直接由钻头直径保证

2）工序基准为端面A，需要限制的自由度为。

3）工序基准为外圆的轴线，需要限制的自由度为

（2）在图b所示减速器主动锥齿轮轴两端铣端面和钻中心孔，欲保证：

1）轴向工序尺寸47mm和300mm。2）轴两端面对轴线的垂直度。3）轴两端中心孔对未加工之轴颈轴线的同轴度。

答：1）工序基准为左端面，需限制的自由度为

2）工序基准为轴线，需要限制的自由度为

3）工序基准为未加工之轴颈轴线，需要限制的自由度为

（3）在图c所示的汽车传动轴总成滑动叉上磨削两个平面，欲保证：

1）两个平面K及Q间的工序尺寸为118mm。2）两平面K、Q对孔2×φ39轴线B-C的垂直度公差0.1mm。3）两平面K、Q的对称中心平面对外圆φ95轴线A的对称度公差0.15mm。

答：1）工序基准为平面K、Q，需限制的自由度为。

2）工序基准为孔2×φ39轴线B-C，需限制的自由度为

3）工序基准为外圆φ95轴线A，需限制的自由度为

（4）在d）图所示活塞上镗削活塞销孔，欲保证：

1）销孔直径φ28mm。

2）销孔至活塞顶面间工序尺寸56±0.08mm。

3）销孔对活塞裙部外圆的对称度公差0.2mm。

答：1）工序基准为φ28孔轴线，孔径由镗刀直接保证，不需限制自由度。

2）工序基准为活塞顶面，需限制。

3）工序基准为外圆轴线A，需限制

（5）在图e中所示汽车变速器拨叉轴上铣削两个半圆凹槽，欲保证：

1）两个半圆凹槽半径R5.65mm.2）两个半圆凹槽轴向工序尺寸分别为35mm及（26±0.1mm）3）凹槽底工序尺寸16.4mm。

答1）工序基准为凹槽中心线，凹槽尺寸由刀具直径直接保证，不需限制自由度。

2）工序基准为左端面、右边半圆凹槽的中心线，需限制自由度

3）工序基准为拨叉轴下母线，需限制的自由度为

2、分析下列各专用机床夹具定位元件所限制自由度的情况。

1）答：a）图中两圆柱销1限制，短V形块4限制

2）答：b）图中平面支承6限制，定位套11限制，短菱形销2限制

3）答：c图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，定位槽12限制

4）答：d图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，浮动V形块5限制

5）答：e图中平面支承6限制，短圆柱插销13限制，浮动短V形块5限制

6）答：f图中圆拉刀导向部分9限制，自位支承10限制

7）答：g图中两个短圆柱销1限制，短菱形销2限制

9）答：i图中左右一对短V形块4限制，前后一对V形块4限制，出现过定位，去掉任意一个短V形块即可消除过定位（也可采用其他方法）。

10）答：j图中平面支承6限制，短圆柱销1限制，短菱形插销3限制

四、定位误差的分析计算题

1、在图2-76所示阶梯轴上铣削一平面，其工序尺寸为30mm，有图a、b、c、d、e所示五种定位方案，试计算：

1）如果不考虑阶梯轴两外圆的同轴度公差时，五种定位方案的定位误差。

2）如果考虑阶梯轴两外圆的同轴度公差φ0.03mm时，五种定位方案的定位误差。并指出哪种定位方案能可靠保证加工要求。

1）解：不考虑同轴度公差时，

a图、b图：mm；

c图：mm；mm

工序基准为小外圆下母线，不在定位基面（大外圆）上，所以mm。d图：mm；

e图：mm；

因为d图、e图的，所以均能可靠保证加工要求。

2）解：若考虑同轴度公差时，

a图、b图：mm；

c图：mm；mm

工序基准为小外圆下母线，不在定位基面（大外圆）上，所以mm。d图、e图：mm，

几种定位方案的定位误差均大于T/3=0.09mm，所以都不能可靠保证加工要求，可适当缩小上工序小外圆的制造公差，以期减小定位误差，才能使d图和e图的定位方案保证加工要求。

2、图2-74d所示为活塞图样及主要设计尺寸。现欲精镗活塞销孔、活塞销孔

轴线至活塞顶面的工序尺寸（56±0.08）mm和活塞销孔轴线对活塞裙部外圆轴线A的对称度公差0.2mm（假设内止口与活塞裙部外圆同轴度误差为零）。如果采用图2-77a、b所示的两种定位方案定位，试分析计算工序尺寸（56±0.08）mm和对称度的定位误差，并指出能否保证加工要求。如果不能可靠保证加工要求，试提出解决措施。

解：定位方案a）中，工序尺寸56±0.08mm的定位误差为：

对称度的定位误差为：

=0.1+0.044=0.144mm

定位方案b）中，工序尺寸56±0.08mm定位误差为：

对称度的定位误差为：

=0.069mm

由计算结果可知，两种定位方案不能同时保证两项加工要求。方案a）可考虑减小两段外圆的同轴度误差小于0.023mm，进而减小定位误差的值（）来保证对称度的

加工要求。方案b）可考虑减小上工序中加工尺寸的公差至mm，

即按制造，可保证工序尺寸56的加工要求。

第四章习题答案

一、解释名词术语

工艺系统刚度、误差复映规律、积屑瘤、表面强化、磨削烧伤（答案略）

二、思考题

6、何谓误差复映规律？如何运用这一规律解释：1）为何加工要求高的表面需经多次加工？3）为什么精加工时采用小的进给量？

答：1）因为经过多次加工后，加工表面的形位误差会逐渐减小，所以加工要求高的表面要有粗精和光整加工等几道工序。3）精加工时采用小的进给量，切削力小，工艺系统的弹性变形量就小，加工精度高。

12、何谓表面强化和残余应力？如何控制？

答：切削过程中，由于刀具对加工表面的强烈挤压和摩擦，使工件加工表面层的硬度和强度提高了，从而在工件表面形成一个硬化层，这就是表面强化。机械加工方法一般都产生表面强化，塑性变形越小，表面强化越小。

工件去掉外力后，存留在工件内部的应力称为内应力或残余应力。内应力总是拉伸应力和压缩应力并存而处于平衡状态，即合力为零。减小铸件内应力的措施：1）设计时应使壁厚均匀；2）还可采用人工时效或自然时效的办法；3）在加工重要表面时，粗加工之后要经过很多道别的工序后才安排精加工。

14、何谓磨削烧伤？如何控制和避免？

答：磨削时，工件表面层的温度超过金属相变温度，引起表面层金相组织发生变化，强度和硬度降低，使表层氧化呈现不同的氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。一般有回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤。

避免磨削烧伤的措施：（1）减少磨削热的产生。减小径向进给量，选取较软的砂轮，减少工件和砂轮的接触面积。（2）加速磨削热散出。适当提高工件速度和轴向进给量，采取有效的冷却方法。

15、机械加工表面质量对机器零件的使用性能有何影响？

答：1、表面质量对耐磨性的影响：（1）较小的表面粗糙度可提高零件的耐磨性，会延长使用寿命。但是，表面粗糙度并不是越小越好。在一定的摩擦条件下，零件表面总有一个最合适的表面粗糙度值。（2）适当的加工痕迹方向，可使摩擦副的表面提高耐磨性（3）表面强化会提高耐磨性。

2、表面质量对疲劳强度的影响：（1）减小塑性材料的表面粗糙度，会有助于提高疲劳极限，不易产生疲劳破坏。（2）表面强化有助于提高零件的疲劳强度。（3）表面层有压缩残余应力时，将提高零件的疲劳强度。而拉伸残余应力将降低零件的疲劳强度。所以，为提高疲劳强度，可人为地在零件表面层造成压缩残余应力。方法是：喷丸加工和滚挤压加工；表面渗碳和淬火；渗氮。

3、表面质量对零件抗腐蚀性的影响：（1）表面粗糙度越小，抗腐蚀性越好。（2）表面强化和表面压缩应力有助于提高耐磨性。

4、表面质量对零件配合性质的影响：若配合表面粗糙度大，磨损很快，使间隙配合中的间隙增大；使过盈配合中的过盈减小，改变了配合的性质。

17、试分析在车床上用两顶尖装夹车削细长光轴时，出现图4-51a、b、c所示三种误差的主

要原因，并指出可分别采取什么方法来减小或消除。

答：a)产生此种误差的主要原因是工件刚度变化，中间刚度小，两端刚度大，中间部位在切削力作用下变形大，切掉的金属层薄，两端变形小，切掉的金属层厚，所以被加工成腰鼓形。可采用跟刀架来提高工件刚度，减小变形。

b)产生此种误差的主要原因是主轴轴线与导轨面在垂直面内不平行。可刮研导轨面和修磨三爪内爪面，减小主轴与导轨面在垂直面内的平行度误差。可刮研导轨面和修磨三爪内爪面，减小主轴与导轨面在垂直面内的平行度误差。

c)产生此种误差的主要原因是主轴轴线与导轨面在平行面内不平行。可刮研导轨面和修磨三爪内爪面，减小主轴与导轨面在水平面内的平行度误差。

18、在卧式铣床上铣削键槽（图4-52），加工后经测量发现各处深度尺寸都比预先调整的小，并且靠工件两端处深度尺寸大于中间，试说明产生这一现象的原因。

答：各处深度尺寸都比预先的小是因为加工过程中工件在切削力作用下相对刀具发生弹性变形，铣削深度有所减小所致。中间深度小是因为工件在此处的刚度最小，发生的弹性变形量最大，致使切掉的金属层厚度较小，所以两端处键槽深度大于中间。

第五章习题答案

一、解释名词术语

封闭环、增环、减环、装配尺寸链、零件尺寸链、工艺尺寸链（答案略）

二、思考题

1、尺寸链是如何组成的？如何判断尺寸链的增减环？

答：尺寸链由一个封闭环和两个或两个以上的组成环组成。常用回路法来判断增减环：在尺寸回路中对每个尺寸画单向箭头，凡是箭头方向与封闭环方向相同的为减环，相反的为增环。

4、不完全互换装配法有何特点？应用于何种场合？

答：（1）优点：零件按放大的公差制造，降低了成本。装配工作简单，效率高。

（2）缺点：装配后有极少数产品装配精度不合格。

（3）应用：适用于大批大量生产中装配精度要求较高，组成环数又多的场合。

5、分组互换装配法有何特点？应用于何种场合？

答：（1）优点：零件制造精度不高，但可获得较高的装配精度。

（2）缺点:零件加工后需要使用精密仪器进行测量分组，并分组存储，增加了成本。

（3）应用：适用于大批大量生产中装配组成环环数少而装配精度要求很高的机器结构中。

三、分析计算题

1.试分析图5-45a、b、c中尺寸链的增减环。

解：图a）中增环：A1、A2、A3、A5，减环：A4、A6

图b）为一并联尺寸链，由A尺寸链和B尺寸链组成。在A尺寸链中：A1、A2为增环；A3、A4为减环；在B尺寸链中，B1为增环，A3为减环。

图c)为一并联尺寸链，由A尺寸链和B尺寸链组成。在A尺寸链中：A1、A2为增环，A3、A4为减环；在B尺寸链中，B1、B2、B3为增环，B4为减环。

2．图5-46所示的尺寸链（1）判断增环和减环。（2）用极值法计算封闭环的基本尺寸、公差和极限偏差。

（参考答案：增环：A2、A4、A5，减环：A1、A3；）5．图5-49所示为汽车发动机曲轴1第一主轴颈与缸体轴承座3的装配图，设计要求装配间隙A0=0.05~0.25mm。若两个止推垫片2及4的厚度尺寸A2=A4=mm；缸体轴承座3的宽度尺寸A3=mm。试用极值法计算曲轴1第一轴颈宽度尺寸A1的基本尺寸、公差及极限偏差。

（参考答案：）

6、图5-50为蜗杆转向器装置局部装配图。设计要求单列圆锥滚子轴承1与左轴承2之间的装配精度为A0，试建立保证该装配精度的装配尺寸链。

解：

增环：A3、A4、A5减环：A1、A2、A6、A7、A8

9、图5-53所示为一蜗杆减速器装配图。设计要求需保证装配精度：（1）左端圆锥滚子轴承6外圈端面与端盖5间具有一定的轴向间隙A0。若不考虑相关零件的位置误差，试建立保证装配精度A0的装配尺寸链。

解：

增环：A3、A4、A11减环：A2、A5、A6、A7、A8、A9、A10

10、图5-54所示为汽车倒档装置图。设计要求倒档齿轮3的轮毂端面与垫片4间保证装配间隙0.5~1.0mm。设计规定A1=20.6mm；A2=A4=mm（标准件）。欲采用完全互换装配法保证装配精度，试设计确定有关零件的尺寸公差及极限偏差。

解：增环A1，减环A2、A3、A4

已知A0=mm，∵A0=A1-A2-A3-A4∴A3=A1-A2-A4-A0=18mm

组成环平均公差T av,l==0.125mm，选择A1为协调环。调整T A3=0.11mm（IT11级），而A2=A4=mm，T A2=T A4=0.04mm，

∴T A1=T A0-T A2-T

A3-T A4=0.31mm

各组成环极限偏差为：A 2=A 4

=mm ，A 3=mm ，

∵ES A0=ES A1-(EI A2+EI

A3+EI A4)

∴ES A1=ES A0+(EI A2+EI A3+EI A4)=+0.81mm

EI A1=ES A1-T A1=+0.50mm

∴A 1=mm

（答案不唯一）

16、一液压系统回油阀阀芯和阀套孔装配间隙要求为X=0.006~0.012mm 。阀芯和阀套孔直径为φ10mm 。欲采用分组互换法保证装配精度，并且将阀芯和阀套孔的尺寸制造公差均放大到0.015mm ，试：（1）确定分组公差、分组数Z 和两零件直径尺寸的极限偏差。（2）用公差带图表示出两零件各相应组的配合关系。

解：

据已知条件得 0.015D d T T mm ''== ,0.01550.003

D av l T Z T '=== 采用基孔制，则铜套孔按制造。

活塞销按制造。各组配合关系见下图所示：

或采用基轴制，则活塞销按制造。

EI=ES －=+0.009－0.015=－0.006mm

钢套孔按制造。各组配合关系见下图所示：

19、图5-58所示为一齿轮装置图。装配精度要求应保证轴向间隙A0=0~0.25mm。设计规定：A1=mm，A2=mm，A3=mm，A4=mm，A5=mm。欲

采用固定调整装配法保证装配精度，调整垫片初定为A F=2mm，制造公差为T AF=0.04mm。试计算确定调整垫片组数z、补偿能力s、调整垫片各组尺寸及极限偏差。

解：增环：A1减环：A2、A3、A4、A5、A F

取Z=4组

补偿能力S=

A F1=A1max―A2min―A3min―A4min―A5min+T AF―A0max=2.605mm

A F2=A F1－（T A0-T AF）=2.395mm

A F3=A F2―（T A0-T AF）=2.185mm

A F4=A F3―（T A0-T AF）=1.975mm

已知T AF=0.04mm，按向体内原则确定各垫片极限偏差：

A F1=，A F3=，A F1=

20、如图5-56所示一齿轮箱简图，装配精度要求应保证轴向间隙A0=mm。设计规定：A1=mm，A2=mm，A3=mm，A4=mm，A5=60mm，其制

造公差为0.074mm 。若采用修配装配法保证装配精度，并确定A 5为修配环，当最小修配量为0时，试：(1)画出设计要求的和实际的封闭环公差带位置图。

(2)计算修配环预加工尺寸、极限偏差和最大修配量。

解：

增环：A 1 减环：A 2、A 3、A 4、A 5，修配环为A 5，属于“越修越大”的情况。 T A0＝0.2mm 00A EI =

012345A A A A A A T T T T T T '=++++＝0.155＋0.074＋0.087＋0.115＋0.074＝0.505mm 当最小修配量为零时，

′=

公差带图如下：

由题意知，减环A 5为修配环，当F min ＝0时，0max 0max A A '=

0max 1max 2min 3min 4min 5min ()A A A A A A =-+++

5min 1max 2min 3min 4min 0max ()A A A A A A =-++-

＝430.155－（80－0.074＋100－0.087＋190－0.115）－0.2

＝60.231mm

EI A5＝A 5min －A 5＝＋0.231mm ES A5＝EIA5+TA5=+0.305mm ∴mm

21、图5-49所示为汽车发动机曲轴第一主轴颈及轴承座装配图，装配精度要求：主轴颈轴肩与止推垫片间的轴向间隙A 0=0.05~0.15mm 。设计规定A 1=

mm ，A 2=mm ，A 3=mm ，欲采用修配装配法保证装配精度，确定A 4为补偿（修配）环，其制造公差为0.04mm ，当规定最小修配量等于零时，试：(1)画出设计要求的和实际的封闭环公差带位置图。

(2)计算修配环预加工尺寸、极限偏差和最大修配量。

解：

增环：A1减环：A2、A3、A4，修配环为A4，属于“越修越大”的情况。

T A0＝0.10mm

0.10＋0.04＋0.07＋0.04＝0.25mm

′=

公差带图如下：（2分）

由题意知，减环A4为修配环，

A4=A1－A2－A3－A4－A0=43.5―2.5―38.5―0=2.5mm

当F min＝0时，（1分）

ES A4＝EIA4+TA4=＋0.15mm

mm

第六章习题答案

二、思考题

1、何谓机械加工工艺规程？它在生产中起何作用？

答：机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。

工艺规程的作用

（1）工艺规程是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据。

（2）工艺规程是组织生产和计划管理的重要技术文件。

（3）工艺规程是新建或扩建工厂的依据。

3、简述粗、精基准选择的原则。

答：粗基准的选择原则

（1）尽可能选用精度要求高的主要表面做粗基准。

（2）用非加工表面做粗基准，可使非加工表面与加工表面间的位置误差最小，同时可以在一次安装下架加工更多表面。

（3）选作粗基准的表面，应尽可能光洁、不能有飞边、浇口、冒口或其它缺陷，以便定位准确，夹紧牢固。

（4）粗基准在同一尺寸方向上应尽可能避免重复使用，通常只允许用一次。

精基准的选择原则

（1）应尽可能选用设计基准或工序基准作为定位基准，即遵循“基准重合原则”。

（2）应尽可能选用同一组定位基准加工各个表面，即遵循“基准统一原则”。

（3）应保证工件的装夹稳定可靠，精基准应选择面积大、尺寸与形状公差较小，表面粗糙度较小的表面。

4、图6-21所示各零件加工时，如何选择它们的粗、精基准？并简述其理由。

答：c）图：粗基准选择φ180大端外圆面和右端面，粗加工小端外圆、端面和内孔；再以小端外圆和端面做精基准粗加工大端外圆和端面、半精加工内孔、倒角；后以大端外圆和端面为精基准精加工小端外圆和端面、空刀槽、内孔；接着以小端端面和内孔为精基准，滚切齿面、磨削齿面。

d)图：粗基准选择不加工的内腔，因为这样可使不加工的内腔和加工表面之间的位置误差最小。选择φ100.8的外圆作为精基准加工下底面和φ94.7的内止口，后再以下底面和φ94.7的内止口为精基准加工销孔和φ100.8的外圆及其上的功能槽，这样遵守基准统一原则。7、零件加工时，为什么在一般情况下要划分加工阶段？各加工阶段的主要任务是什么？答：划分加工阶段的原因：

（1）可以更好地保证加工质量

（2）粗加工阶段中切除较大的加工余量，可以及时发现毛坯缺陷、避免造成浪费

（3）可合理使用机床设备

粗加工阶段：主要任务是去除各加工表面的大部分余量，并作出精基准。

精加工阶段：任务是减小粗加工留下的误差，并完成一些次要表面的加工。

半精加工阶段：任务是保证各主要表面达到图样要求。

光整加工阶段：任务是进一步减小表面粗糙度和提高精度。

8、何谓工序集中与工序分散？各有何主要特点？发展趋势是哪一种？

答：工序集中：就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多。

优点：

（1）减少装夹次数，利于保证各表面之间的位置误差。

（2）便于采用高生产率的机床。

（3）有利于生产组织和计划工作。

缺点：

（1）机床设备结构复杂，同时工作的刀具数目多，降低了工作可靠性，增加了机床停机、换刀的时间损失。

（2）机床过于复杂，调整和维护都不方便。

工序集中是机械零件加工的发展方向。

2.工序分散：就是将零件的加工分散在很多道工序中完成，每道工序加工内容少。 特点：与工序集中相反。

9、机械加工工序的安排有哪些原则？

答：（1）先基准后其它：先安排精基准面的加工，然后用精基准定位来加工其它表面。

（2）先粗后精：先安排粗加工，再半精加工，最后精加工。

（3）先主后次：先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排其它次要表面加工。

（4）先面后孔：对于箱体、支架连杆、底座等零件，应先加工平面后加工孔。

10、（P222、23）图5-60a 所示为某柴油机体零件图及相关设计尺寸。相关表面加工的工艺过程：①精铣顶平面P ，工序尺寸为A 1（图b ）；②精镗曲轴主轴承座孔和凸轮轴轴承孔，工序尺寸分别为B 1、B 2（图c ）。试（1）建立工艺尺寸链，并指出尺寸链间关系和封闭环。

（2）计算工序尺寸A 1、B 1及B 2，公差和极限偏差。

解：（1）根据c)图标注的工序尺寸与a)图中的设计尺寸相对照，可知B 2=

，而a)图中的设计尺寸只能通过直接保证B 1、B 2来间接保证，所以它是封闭环，设为B 0，可建立B 尺寸链如下图所示，B 1需换算；

根据b)图标注的工序尺寸与a)图的设计尺寸相对照，可知直接保证的工序尺寸A 1并非设计尺寸，相关的尺寸有设计尺寸460±0.1、B 2=，设计尺寸460只能被间接保证，它是封闭环，设为A 0，可建立A 尺寸链如下图，A1尺寸需换算。

B 2分别参与A 、B 两个尺寸链，为公共环，A 、B 尺寸链组成一个并联尺寸链。

增环：B 1 减环：B 2（

） 增环：A 1 减环：B 2 封闭环：B 0（）由题意知， 封闭环：A 0（460±0.1）

（2）应先从最后工序c)图开始计算，在B 尺寸链中换算B 1

200.1850.07B B T T =>=

∴要减小2,0.03B T =B 2取T

则020.03205B -= 10.04B T =

B 1=B 0+B 2=155+205=360mm

在A尺寸链中换算A1：（提示：B2要按调整后的尺寸带入）

A1=A0+B2=460+205=665mm

T A1=T A0－T B2=0.2-0.03=0.17mm

∵

∴

EI A1=ES A1－T A1=+0.07－0.17=－0.10mm

∴

11、补充作业题：如下图所示工件，加工时图纸要求保证尺寸16±0.2mm，因这一尺寸不便直接测量，只好通过直接保证尺寸L来间接保证它，试求工序尺寸L。

解：

封闭环：16±0.20 增环：L、减环：

16＝L＋36－52 L＝32mm

+0.2＝ES L＋0.10－(－0.15) ES L＝－0.05mm

－0.2＝EI L+0－0 EI L＝－0.2mm

mm

第七章习题答案

一、解释名词术语

零件（结构）工艺性：就是所设计产品、零部件在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。

二、分析题

4、按零件的机械加工工艺性要求，指出图7-39所示各零件在成品成批生产条件想其工艺性存在的问题，并提出改进意见。

答：a）存在问题：插齿空刀槽宽度太小，应加大。

b）存在问题：加工表面不在等高的平面上，应改为都处于等高的平面上。

c）存在问题：键槽所在位置不在同侧母线上；修改意见：改在同侧母线上。

d）存在问题：油孔设计为斜孔，钻头不好加工，起钻时易引偏；修改意见：钻孔处设计一个球窝。

e）存在问题：内螺纹端面处无倒角，应加上倒角；外圆尺寸公差不等，加工表面面积大，应使两段外圆尺寸改为相同公差，中间适当位置开槽，减小加工表面面积。

f）存在问题：空刀槽的宽度不同；修改意见：改为槽宽相等。

g）存在问题：内槽底为圆弧形，无法测量；应改为直槽底。

h）存在问题：两边座耳儿的加工面积太大，加工时间长，效率低，加工还靠近垂直面，不便加工；应改为凸台或沉头孔，可采用锪钻进行加工，生产效率高。

5、补充题：在考虑或审查装配结构工艺性时，可从几个方面进行分析？

答：应从以下五个方面入手：