制造工艺与夹具复习指导

2012-06-09

一、填空题（每空1分，共30分）

1. 区分工序的一个主要依据是工作地（或设备）是否变动。

2. 按照生产纲领的数量和产品的大小，机械制造业的生产可以分为单件生产、成批生产、和大量生产

三种类型。

3. 机械加工工艺过程卡主要列出了整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯，机械加工和热处理等） 4. 机械加工中常见的毛坯有铸件、锻件、型材和组合毛坯等。

5. 工件在机床上定位的三种方法分别是直接找正法、划线找正法和夹具安装法。

6. 当被加工面只有一个方向的位置要求时，需要限制工件的 3 个自由度，而当被加工面有三个方

向的位置要求时，需要限制限制工件的 6 个自由度。

7. 工件的定位方法主要有以平面定位、以圆柱孔定位、以外圆柱面定位和以一面两孔定位。 8. 工件的定位元件中固定支撑分为支撑钉和支撑板两种类型。

9. 保证产品装配精度的方法有：互换法、选择法、修配法和调整法等。

10. 零件结合成组件的装配叫组装，零件盒组件结合成部件的装配叫部装，零件和组件以及部件结合成

机械产品的装配叫总装。

11. 机床几何误差中的主轴回转误差、导轨导向误差和传动链误差是影响加工精度的主要因素。 12. 工步是指加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均不变条件下所完成的那部分工艺过程。 13. 为了提高生产效率，用几把刀同时加工几个表面的工步，称为复合工步。

14. 零件的结构工艺性分析，主要包括零件的尺寸和公差标注、零件的组成要素和零件的整体结构等三

个方面来阐述。

15. 根据基准的作用不同，基准可以分为 设计基准和工艺基准 。 16. 工件的六个自由度都被限制的定位称为 完全定位 。 17. 工件以圆柱孔定位时，常用的定位元件包括定位销（圆柱销）、定位心轴 和圆锥销以及小锥度心轴。 18. 机床夹具上的主要功能元件为 定位装置和夹紧装置 。 19. 机械产品的最小单元是 零件 。

20. 选配法按其形式的不同，可以分为 直接选配法、分组选配法和复合选配法。 21. 零件的磨损过程，通常可以分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损 三个阶段。

二、名词解释（每题4分，共20分） 1. 加工原理误差

机械加工原理误差是在加工中由于采用近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法而产生的原始误差。

2. 加工表面质量

所谓加工表面质量就是指机器零件在加工后的表面层状态。

3. 箱体上的孔系

箱体上一些列有相互位置精度要求的孔的组合叫孔系。

4. 机床夹具

在机械加工中，为了迅速、准确地确定工件在机床上的位置，进而正确的确定工件与机床、刀具的相对位置关系，并在加工中始终保持这个正确位置的共工艺装备称为机床夹具。

5. 装配尺寸链

装配尺寸链是指在机器的装配关系中，由相互连接的零件或部件的设计尺寸或相互位置关系（同轴度、平行度、垂直度等）所形成的尺寸链。 6. “六点定则”

在分析工件定位时，通常是用一个支撑点限制工件的一个自由度，用合理分布的留个支撑点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定的原则就是“六点定则”。

7. 基准重合原则

基准重合原则即选用设计基准（或工序基准）作为定位基准，以避免定位基准与设计基准（或工序

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基准）不重合而引起的加工尺寸误差。

8. 机械加工精度

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的符合程度。它包括几何形状精度、尺寸精度和相互位置精度。

9. 补偿误差

补偿误差是人为地选出一种新的误差去抵消工艺系统中已存在的误差。当已有误差是负值时人为的误差取正值，反之取负值，尽量使两者大小相等方向相反，从而减少加工误差，提高加工精度。

10. 冷作硬化

切削过程中，由于金属表面受到切削力的作用，产生了冷态下的塑性变形，使金属晶格发生剪切滑移，晶格扭曲、拉长以及破碎，阻碍金属进一步变形，是材料强化，硬度提高，这种变化称之为金属的冷作硬化。

三、简答题（每题5分，共20分） 1. 什么是基准及基准的分类？

用来确定生产对象（工件）上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做基准。根据基准的作用不同，可以分为设计基准和工艺基准，其中设计基准是在设计图样上所采用的基准，为工艺基准是在工艺过程中所采用的基准，工艺基准又可以分为定位基准、测量基准、装配基准和工序基准。

2. 何谓重复定位以及防止重复定位的方法是什么？

两个或者两个以上的定位元件同时限制工件的同一个自由度称为重复定位。防止方法有：（1）改变定位装置的结构，（2）提高工件定位基准之间与定位元件之间的位置精度。

3. 什么是精基准及其选择原则？

在最终工序和中间工序中，应采用已加工表面定位，这种定位基面叫做精基准。选择精基准是一般遵循：（1）基准重合原则。（2）基准统一原则，（3）自为基准原则，（4）互为基准原则。

4. 如何确定夹紧力的方向和作用点？

夹紧方向的确定：（１）夹紧力应朝向主要定位基准，（２）夹紧力应朝向工件刚度较好的方向，是工件变形尽可能的小，（３）夹紧力的方向应尽可能的实现“三力”同向，以利于减小夹紧力。 夹紧力的作用点选择：（1）夹紧力作用点应落在支撑点上或几个支撑元件所形成的支撑区域内，（2）夹紧力作用点应作用在工件刚度较好的部位，（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位。

5. 定位与夹紧的区别是什么？

机械加工中为使工件的被加工面获得规定的尺寸和位置要求而确定工件在机床上或夹具中占有正确的位置过程叫做定位。在加工过程中，工件在各种力的作用下应当保持这一正确位置始终不变，这就需要夹紧。

6. 粗基准的定义及选择原则是什么？

在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这就称为粗基准，其具体的选择原则是：（1）为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准；（2）合理分配各加工面的余量；（3）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上）通常只允许使用一次；（4）选作粗基准的表面应光整平洁。

7. 在生产实践中，常用的定位方法有哪些？

工件以平面定位、工件以圆柱孔定位、工件以外圆柱面定位和工件以一面两孔定位四种。

8. 零件加工阶段可以划分为哪四个部分？

粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整阶段

四、计算题（每题10分，共20分）

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1. 如图所示的套类零件，A，C，D表面在上道工序均以加工，本工序要求加工缺口B面，设计基准为

0.35D，设计尺寸为80mm，定位基准为A，试确定工序尺寸及其公差。

【必考】解：从加工工艺和工艺方法可知，上道工序已保证尺寸40000.3500.35 0mm和150.10mm，本工序

0.35直接保证尺寸为L，因此设计尺寸80mm成为自然形成的尺寸，即为封闭环。同时尺寸

400.35mm、150.10mm和L的变化对设计尺寸80mm均有影响，所以这三个尺寸为组成环，

根据工艺尺寸链的计算公式得

2. 如下图所示的套筒类零件，A，B端面已加工完成，孔底C加工时，设计尺寸100mm不便测量，0.35为确保加工精度，试标出测量尺寸。

解： 由于1孔的深度可用游标卡尺方便的测出，因此设计尺寸10600.17mm和1孔的深度间接求得，根据尺寸链的计算公式

000.35 mm可以通过设计尺寸

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3. 如下图所示，工件均以平面定位铣削A、B表面，要求保证尺寸60mm±0.06mm和30mm±0.1mm，

分析计算定位误差（忽略D面对C面的垂直度误差）。

解： 1）尺寸60mm±0.06mm的定位误差

B0 (定位基准与工序基准重合，均为C面)

Y0 (平面C与支撑钉接触不产生位移)

D0(20.06)/3

2）尺寸30mm±0.1mm的定位误差

该尺寸的工序基准为12H8，定位基面是

D面，所以基准不重合，二者以尺寸52mm±

0.02mm相联系，则一批工件的工序基准在加工尺寸30mm±0.1mm方向上的最大变化量，即基准不重合误差为

B0.0220.04mm

Y0

DBY0.04(20.1)/3

该定位方式满足加工尺寸要求。

五、论述题（每题10分，共10分） 1. 请介绍成组技术的概念和优点。

成组技术 是适应产品多样化时代要求的一门生产技术科学，由于生产中许多事物是相似的，把相似的事物归类成组，寻求解决这一组问题的较优方案，从而获得期望的经济效益。 成组技术的技术经济效益有：（1）提高设计的标准化与合理化，减少设计工作量，（2）减少生产准备时间，（3）有利于生产管理科学化。

2. 在转塔机床中，转塔上的六个装夹刀架的大孔，其轴心线必须保证和主轴旋转中心重合，而六个面

又必须和主轴中心线垂直。试通过对转塔的加工实例来说明采用的就地加工法的特点。

如果把转塔作为单独零件加工，加工出这些表面后再装配，因为包含了复杂的尺寸链关系，要想达到题目中的两项要求是很困难的，因而可以采用“就地加工”法。

具体做法就是，这些表面在装配之前不进行精加工，等它装配到机床上之后，再在主轴上装上相应的刀具和对应的小刀架来讲个各个孔和面，这样精度就能得到保证了。

“就地加工”的要点就是要求部件之间什么样的位置关系，就在这样的位置关系下利用一个部件装上刀具直接去加工加工另一个部件。

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