1、 第 1 页 共 13 页 汽车制造工艺学 一、 填空 1. 汽车机械部件的质量可以概括为_实用性_、可靠性和_经济性_三个方面。 2. 通过切削加工方法获得工件尺寸的方法有试切法、静调整法、_定尺寸刀具法_、主动及自动测量控制法。 3. _加工经济精度_是指在正常的加工条件下所能保证的加工精度。 4. 主轴回转作纯径向跳动及漂移时，所镗出的孔是_椭圆形_。 5. 工艺上的6原则是指有_99.73_的工件尺寸落在了 3范围内 6. 零件的材料大致可以确定毛坯的种类，例如铸铁和青铜件多用_铸造_毛坯 7. 表面残余拉应力会_加剧_ （加剧或减缓）疲劳裂纹的扩展。 8. 切削液的作用有_冷却_、润
2、滑、清洗及防锈等作用。 9. 磨削加工的实质是磨粒对工件进行_切削_、滑擦和刻划三种作用的综合过程。 10. 机械加工工艺规程主要有_工艺过程 卡片和_工序_卡片两种基本形式。 11. 产品装配工艺中对“三化”程度要求是指结构的_通用化_、_标准化_和系列化。 12. 零件光整加工的通常方法有 珩磨 、研磨、超精加工 及抛光等方法。 13. 使各种原材料主、半成品成为产品的 方法 和 过程 称为工艺。 14. 衡量一个工艺是否合理，主要是从 质量 、 效率 、生产耗费 三个方面去评价。 15. 根据误差出现的规律不同可以分为 系统误差 、 随机误差 。 16. 影响机械加工精度的因素有：加工原
3、理误差、机床的制造误差和磨损、夹具误差、刀具误差、调整误差、工艺系 统受力变形、工艺系统受热变形、工件残余应力 引起误差等 17. 采用 6个按一定规则布置的约束点来限制工件的_六个自由度_，实现完全定位，称之为六点定位原理。 18. 在尺寸链中，除封闭环以外，其它所有环被称之为 组成环 。 19. 互换法的实质就是用控制零件的_ 加工误差_ 来保证产品的装配精度。 20. 零件的 几何(尺寸，形状，位置)精度、 表面质量 、物理机械 性能是评定机器零件质量的主要指标。零件 的加工精度包含 _ 尺寸精度_， _ 形状精度_，和 _ 位置精度_ 三方面的内容。 21. 在加工过程中，若_切削刀具
4、_、 _切削速度和进给量_、加工表面都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序， 称为工步。 22. 在生产过程中直接改变原材料的尺寸、形状、相互位置和性质的过程称为工艺过程。工艺过程又可 细分为毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、热处理工艺过程和装配工艺过程。 23. 组合夹具是在夹具完全标准化的基础上，根据积木化原理，针对不同对象和要求，拼装组合而成的 专用夹具。主要用于单件、小批生产或新产品试制。通常，夹具由定位元件、夹紧元件、引导元件、夹 具体等组成。 24. 机械加工中，通常是工件装在夹具上，夹具装在机床上，工件的表面由刀具切削来形成，而切削所 需的运动由机床来完成。 25. 工件以内
5、孔定位时，常用的定位元件有刚性心轴和定位销。工件以外圆定位时，常用的定位元件有 V形块、半圆定位块、定位套和定心夹紧机构。 26. 当车床导轨与主轴中心线在水平面内有平面度误差时，工件会被车成圆锥体 。当车床导轨与主轴 中心线在垂直面内有平行度误差时，车出的工件是双曲面回转体。 27. 尺寸链环，包括封闭环和组成环。其中，在加工或装配过程中_最后_形成、_间接_保证的尺寸称为封 闭环。 28. 切削速度 、进给量(或进给速度)和背吃刀量，统称为切削用量或切削三要素。它是调整刀具与工件间相对 运动速度和相对位置所需的工艺参数。 29. 用近似的加工方法、近似的传动比和近似形状的刀具进行加工时，都
6、会产生加工误差，这属于原理 第 2 页 共 13 页 误差 ，亦称为理论误差 或方法误差。 30. 工艺系统的变形包括 机床夹具变形 、 刀具变形 、 工件变形 。 31. 定位误差的构成及产生原因，主要有两个方面：1、基准不重合误差2、基准位移误差。 32. 磨削加工的实质是磨粒对工件进行_刻划_、_滑擦（摩擦抛光）和切削三种作用的综合过程。 33. 尺寸链的特征是_关联性、_封闭性_和至少由三个尺寸或位置公差构成。 34. 零件光整加工的通常方法有_珩磨_、研磨、超精加工及_抛光_等方法。 35. 机械加工工艺规程实际上就是指规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的_工艺文件 36. 粗加工
7、阶段的主要任务是 获得高的生产率 。精加工阶段的主要任务是 使各主要表面达到图纸规定的质量要求。 37. 工艺系统的几何误差包括 加工方法的原理误差 、 制造和磨损所产生的机床几何误差和传动误差，调整误差 、 刀具、夹具和量具的制造误差 、 工件的安装误差 。 38. 汽车零件常用的表面强化工艺有 滚压 和 喷丸 。 二、 判断对错 39. （ ）因为毛坯表面的重复定位精度差，所以粗基准一般只能使用一次。 40. （ ）热处理调质工序一般安排在粗加工之后,半精加工之前进行。 41. （ ）因为试切法的加工精度较高，所以主要用于大批、大量生产。 42. （ ）切削用量中，影响切削温度最大的因素是
8、切削速度。 43. （ ）积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 44. （ ）工件定位时，被消除的自由度少于六个，但完全能满足加工要求的定位称不完全定位。 45. （ ）定位误差包括工艺误差和设计误差。 46. （ ）工艺尺寸链中，组成环可分为增环与减环。 47. （ ）加工表面上残留面积越大、高度越高，则工件表面粗糙度越大。 48. （ ） 通常车间生产过程仅仅包含以下四个组成部分：基本生产过程、辅助生产过程、生产技术准备过程、 生产服务过程。 49. （ ）切削速度增大时，切削温度升高，刀具耐用度大。 50. 车床主轴的径向跳动不会影响车削轴类零件的圆度误差。（ ）
9、51. 加工原理误差在加工过程中可以消除。（ ） 52. 一批工件的尺寸服从正态分布，则这批零件的随机误差是 6。 （ ） 53. 为保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，一般应选择加工表面为粗基 准 。 （ ） 54. 工件有两个以上表面参与定位称为过定位。（ ） 55. 精加工时使用的定位基准称为精基准。（ ） 56. 车削时为获得高的表面质量应采用中速切削。（ ） 57. 复映误差是由于工艺系统受力变形所引起的。（ ） 58. 单件、小批生产多采用工序集中原则。（ ） 59. 不完全定位在零件的定位方案中是不允许的。 （ ） 60. 粗基准在同一尺寸方向可以反复使用。 （ ） 61
10、. 轴类零件常用两中心孔作为定位基准，遵循了互为基准原则。 （ ） 62. 可调支承一般每件都要调整一次，而辅助支承可每批调整一次。 （ ） 63. 采用六个支承钉进行工件定位，则限制了工件的 6 个自由度。 （ ） 64. 现代制造技术是一门信息、光、电学科融合的综合体。 （ ） 65. 机械产品的生产过程只包括毛坯的制造和零件的机械加工。 （ ） 第 3 页 共 13 页 66. 超声加工、电子束加工、激光加工都是特种机械加工方法。 （ ） 67. 现代机械加工工艺过程是指用切削和磨削方法加工零件的过程。 （ ） （ ） 68. 机械加工工艺系统由工件、刀具、夹具和机床组成。 （ ） （
11、） 69. 退火和正火作为预备热处理常安排在毛坯制造之后，粗加工之前。 （） （ ） 70. 工序集中优于工序分散。 （） （ ） 71. 调质只能作为预备热处理。 （） （ ） 72. 精基准是指精加工时所使用的基准。 （） （ ） 73. 设计箱体零件加工工艺时，常采用基准统一原则。 （） （ ） 74. 平面磨削的加工质量比刨削铣削都高，还可加工淬硬零件。 （） （ ） 75. 刀具前角增加，切削变形也增加。 （） （ ） 76. 切削热只是来源于切削层金属的弹、塑变形所产生的热。 （） （ ） 77. 为减轻磨削烧伤，可加大磨削深度。 （） （ ） 78. 加大进给量比加大背吃刀量有利
12、于减小切削力。 （） （ ） 79. 切削用量三要素中，对切削热影响最大的是切削速度。 （） （ ） 80. 车削细长轴工件若不采取措施，会车出腰鼓形工件。 （ ） （ ） 81. 镗孔时，镗杆的径向跳动仍然能镗出工件的圆孔。 （ ） （ ） 82. 铣削和拉削时，由于切削力稳定，故不会引起强迫振动。 （ ） （ ） 83. 机床的传动链误差不会影响滚齿加工精度。 （ ） （ ） 84. 刀尖的圆弧半径和后刀面磨损量增大，将使冷作硬化层深度增大 （ ） （ ） 85. 加工表面层产生的残余压应力，能提高零件的疲劳强度。 （ ） （ ） 三、 简答题 1. 精基准有哪些选择原则？ 【答案】 （1
13、）基准重合原则 应选用设计基准作为定位基准。 （2）基准统一原则 应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其他各表面。 （3）自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面本身作为定位基准。 （4）互为基准原则 对相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。 （5）可靠、方便原则 应选定位可靠、装夹方便的表面做基准。 2. 加工阶段可以划分为哪几个阶段？ 【答案】 1） 粗加工阶段其主要任务是切除大部分加工余量，应着重考虑如何获得高的生产率。 2） 半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工作好准备。 3） 精加工阶段使各主要表面达到图
14、纸规定的质量要求。 4） 光整加工阶段对于质量要求很高的表面，需进行光整加工，主要用以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度 值。 3. 什么是表面强化工艺，常用方法有哪些 ？ 第 4 页 共 13 页 【答案】表面强化处理是通过冷压使表面层发生冷态塑性变形，提高硬度，并产生残余压应力的加工方法，常见的表 面强化方法有：喷丸强化，滚压加工，液体磨料强化。 4简述制定工艺规程的步骤? 【答案】1）分析零件图和产品装配图 2）确定毛坯 3）拟定工艺路线 4）确定各工序尺寸及公差 5）确定各工序 的设备，刀夹量具和辅助工具 6）确定切削用量和工艺定额 7）确定各重要工序的技术要求和检验方法 8）填写工
15、艺文件。 5 制订装配工艺规程的基本原则 【答案】1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命； 2）合理地安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率； 3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率； 4）要尽量减少装配工作所占的成本。 6什么是表面强化工艺，常用方法有哪些 ？ 【答案】表面强化处理是通过冷压使表面层发生冷态塑性变形，提高硬度，并产生残余压应力的加工方法，常见的表 面强化方法有：喷丸强化，滚压加工，液体磨料强化。 7精密车削的必要条件？ 答：精密车削的必备条件包括： （1）精密车床要求车床实现精密的回转运动和精密的直线运动。 （2）车刀
16、车刀对加工表面的粗糙度起决定性作用。 （3）加工环境包括消除振动干扰及保持稳定的环境温度。 8振动对机械加工过程的危害 ？ 【答案】当切削振动发生时工件表面质量严重恶化，粗糙度增大，产生明显的表面振痕，这时不得不降低切削用量， 使生产率的提高受到限制，振动严重时，会产生崩刃现象，使加工过程无法进行下去，此外，振动将加速刀具和机床 的磨损，从而缩短刀具和机床的使用寿命，振动噪音也危害工人的健康。 9. 试述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响？ 对耐磨性；耐疲劳性；抗腐蚀性；零件配合质量有影响 10. 何谓工序，区分工序的主要依据是什么? 工序是指一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件
17、所连续完成的那一部分工艺内容。区 分工序的主要依据，是工作地(或设备)是否变动和完成的那部分工艺内容是否连续。 11. 简述六点定位原则以及完全定位、不完全定位和欠定位的概念。 （1）采用六个定位支承点合理布置。使工件有关定位基面与其相接触，每一个定位支承点限制了工件 的一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的位置被唯一地确定。这就是通常所说 的工件的六点定位原则。 （2）根据零件加工要求，六个自由度都应限制加工时，这种六个自由度都被限制的定位方式称为完全 第 5 页 共 13 页 定位。 （3）根据零件加工要求应该限制的自由度少于六个的定位方法称为不完全定位。 （4）如工件在
18、某工序加工时，根据零件加工要求应限制的自由度而未被限制的定位方法称为欠定位。 欠定位在零件加工中是不允许出现的。 12. 何谓机床主轴回转误差?可将其分解为哪几种基本形式? 机床主轴回转误差指的是主轴的实际回转轴心线相对于理想轴心线位置的最大偏移量。 机床主轴 回转轴线的误差运动可分解为： (1)径向跳动：就是实际主轴回转轴心线平行地离开理想回转轴线某一个距离。 (2)角向摆动：实际主轴回转轴心线与理想回转轴线构成一个角度。 (3)轴向窜动：实际的主轴回转轴心线沿理想回转轴线前后窜动。 13. 影响工艺系统刚度的因素有哪些?它们又是如何影响工艺系统刚度的? (5分) (1)连接表面的接触变形。
19、各连接表面的实际接触面要比名义上的接触面小，在名义压力作用下，接 触面就要发生接触变形。在接触变形中，既有弹性变形，又有一小部分塑性变形。接触变形影响了系统 的刚度。 (1分) (2)零件的摩擦。在加载时，摩擦阻止变形的增加；在卸载时，摩擦阻阻止变形的恢复。 (1分) (3)连接件的预紧力。在工艺系统中对连接件适当施加预紧力，可提高连接件的接触刚度。 (1分) (4)配合间隙。连接件的配合间隙会使工艺系统在外力作用下，产生变形。 (1分) (5)零件的刚度。工艺系统中零件的刚度大，变形小，则系统的刚度也大，变形也小。 (1分) 14. 安排热处理工序对有哪些注意事项?(5分) (1)为了改善切
20、削性能而进行的热处理工序，应安排在切削加工之前。 (1分) (2)为了消除内应力而进行的热处理工序，应安排在粗加工之后，精加工之前进行。（1分) (3)为了得到所要求的物理机械性能而进行的热处理工序，一般应安排在粗加工或半精加工之后，精加工 之前。 (1分) (4)对于整体淬火的零件，则廊在淬火之前，将所有用金属切削刀具加工的表面都加工完，表面经过淬火 后，一般只能进行磨削加工。 (1分) (5)为了得到表面耐磨、耐腐蚀或美观等所进行的热处理工序，一般都放在最后工序。 (1分) 15. 夹紧力的选择原则： 1）作用点应落在支承元件上、工件刚性好的部位上、靠近加工面。 2）方向应垂直定位面、利于
21、减少夹紧力。 3）大小保证工件、夹具不变形，工件应牢固可靠 16.夹紧力的三要素对夹紧的影响 解决好夹紧力的作用点、大小和方向，是夹紧机构设计需要首先考虑的问题。 （一）夹紧力作用点的选择 应考虑： 第 6 页 共 13 页 1、应落在支承元件上，或由几个支承元件所形成的支承平面上。 2、应落在工件刚性较好的部位； 3、尽可能靠近加工面。 （二）夹紧力方向的选择应注意： 1、垂直于工件主要定位基面； 2、有利于减少所需要的夹紧力的大小。 17. 试分析低碳钢工件材料的切削加工性，并提出改善切削加工性的措施。 答： 低碳钢材料的切削加工性分析：材料的强度和硬度低，但其塑性和韧性大，切削加工时，非
22、常容易出现积 屑瘤、鳞刺，严重影响加工质量和加工精度（3分） ，且不易断屑（3 分） ，故加工性差。 改善措施： 对低碳钢进行正火处理，以提高材料的硬度，降低其塑性； 合理地选用刀具材料、刀具几何参数和 切削用量。 18. 拟定零件加工工艺过程，安排加工顺序时一般应遵循什么原则？ 答：安排加工顺序一般应遵循下列原则： 基面先行（定位基准面先加工） 、先粗后精（先粗加工、后精加工） 、先主后 次（先加工工件的主要加工面、后加工次要加工面） 、先面后孔（先加工工件的平面、后加工控系） 19. 试述粗基准和精基准的选择原则？（5分） 答案：选择粗基准要求： 1 各面都有足够的加工余量； 2 重要表面
23、余量均匀； 3 加工面与非加工面的相互位置精度。 （3 分）选择精基准要求：1 基准重合；2 基准统一；3 自为基准；4 互为基准。（2 分） 20. 制定工艺规程时为什么要划分加工阶段?什么情况下可不划分或不严格划分? （10分） 答案：划分加工阶段是为了提高加工质量、合理利用机床、安排热处理工序、及早发现毛坯缺陷。 （每项2分共8分） 批量不大或加工精度要求不高时可不划分或不严格划分。 （2分） 四、 分析题 1. 从结构工艺性考虑哪个方案较好，并说明理由？ a b 第 7 页 共 13 页 【答案】 B 结构的工艺性好，钻头切入和切出表面应与孔的轴线垂直，否则钻头易引偏，甚至折断。 2.
24、 图示毛坯在铸造时内孔 2 与外圆 1 有偏心。如果要求： （1）与外圆有较高同轴度的孔； （2）内孔 2 的加工余量均 匀。请分别回答如何选择粗基准为好？ 1 1 2 2 【答案】 （1）为保证与外圆有较高的同轴度的孔应与外圆表面，即1 为基准加工内孔，加工后孔壁厚薄均匀。 （2）因要求内孔2 的加工余量均匀，则以内孔2 自为基准加工，即可保证。 3. 从装配工艺性特点指出图示结构哪个方案较好，并说明理由？ 【答案】 右边的结构(B)较好,支承孔内安装滚动轴承时， 应使支承内孔台肩直径大于轴承外圈内径， 以便于拆卸方便。 A) B) 5 从结构工艺性考虑哪个方案较好，并说明理由？ a b 答
25、：图示 b方案较好，凹槽尺寸相同，可以减少刀具的种类，较少换刀的时间。 第 8 页 共 13 页 6 下图中存在结构工艺不合理之处，并说明理由。 【答案】为便于装配，在设计不穿透的柱销孔和柱销时，应设置逸气口，以便装入销钉。 7 从装配工艺性特点指出图示结构哪个方案较好，并说明理由？ a b 答：图示 b方案较好，因销子与孔为过盈配合，当压入销子时，b方案有利于空气排出。 8 定位原理分析： （本题共 10 分） 下图所示零件，各平面和孔已加工完毕，现在工件上铣槽，试： 指出必须限制的自由度有哪些；选择 定位基准面； 选择定位元件，并指出各定位元件限制的自由度数目。 X Z Y解： 必须限制的
26、自由度： Z Y X Z X 、 、 、 、 ； （4 分） 选择定位基准面：第一基准：工件底平面 A；第二基准：工件上侧面B； 第三基准C：孔（允许不选） （3分） 第 9 页 共 13 页 X Z Y 3 2 1 选择定位元件：第一基准采用支承板定位（限制了 3个自由度） ； （1 分） 第二基准采用两个支承销定位（限制了2 个自由度） ； （1 分） 第三基准采用削边销定位（限制了1 个自由度） 。 （1分） 9.图示轴类零件加工的几种装夹情况,试分析各限制了哪些自由度? （a）图三爪夹盘限制工件的 z z y y x 、 、 、 、 五个自由度。后顶尖限制 z y 、 两个自由度。 （
27、b）图三爪夹盘限制工件的 z z y y 、 、 、 四个自由度，中心架限制了 z y 、 两个自由度。 （c） 图三爪夹盘限制工件的 z y 、 两个自由度，后顶尖限制了 z y 、 两个自由度。 10. 试分析图2 所示零件的结构工艺性，分别指出图 2 (a)、图 2 (b)的不合理的地方，并加以改正。 （10分） 答： 图 2 (a)孔底部为平面，不易加工 图 2 (b)小齿轮的齿面无法加工完整 图 A：底部应该为尖角 图 B：两齿轮间应有退刀槽 图2 (a) (b) 第 10 页 共 13 页 五、 计算题 1. 计算如图所示齿轮内孔及键槽加工工艺过程是：镗孔至39.6 1 . 0 0
28、 ，插键槽至尺寸 A； 热处理； 磨内孔至设计 尺寸40 05 . 0 0 。求工序尺寸A（设热处理后内孔无胀缩） 。 （18 分） 解：(1)建立加工艺尺寸链， 3 . 0 0 46 为封闭环 A A(2)列表计算 环 A ES EI T 增 20 +0.025 0 +0.025 A 458 +0.275 +0.05 +0.225 减 -19.8 0 -0.05 0.050 封 46 +0.3 0 +0.30 得工序尺寸 225 . 0 0 275 . 0 05 . 0 8 . 45 8 . 45 mm A 第 11 页 共 13 页 2. 某一套筒零件轴向设计尺寸如图所示。设零件的内、外圆
29、及端面已加工合格，本道工序为钻径向小孔，试计算以 1、 2、3面作为定位基准时，钻孔的工序尺寸分别是多少？ （解题过程见 PPT） 3.辅助教材汽车制造工艺学(第 3 版)(王宝玺,贾庆祥). P193 例 4 & P194 例 5 4.如下图所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（ m m ， m m ） ，现在插床上以调整法加工键槽， 要求保证尺寸 m m 。试计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴度误差） 。 解:由于外圆的制造误差引起的中心高度变化（基准位移误差）为： 0.1 0.07 2sin45 2 d jy T 由于内孔的制造误差引起的基准不重合误差为： 0.025 0.012
30、5 2 jb 在工序尺寸方向上，定位误差为： 0.07 0.0125 0.0825 d 5.试提出成批生产如图所示的零件机械加工工艺过程（从工序到工步） ，并指出各工序的定位基准。 0.2 0 38.5 H 0.025 0 D= 35 0 0.1 =8 0 d 第 12 页 共 13 页 材料 其余解：工艺过程安排如下表 工序 工步 定位基准（面） 1 车端面，钻、扩、铰 7 20H 孔 外圆 2 车另一端面及外圆 20 端面及内孔 3 拉键槽 内孔及端面 4 钻、扩、铰 3- 7 10H 孔 内孔及端面 6.图示轴颈衬套，材料为：38CrMoAlA，要求内孔渗氮，磨削后控制渗氮层深度单边为：
31、 。 其工艺顺序为： 工序 1：镗内孔 工序 2：渗氮，工序尺寸 工序 3：磨内孔 求工序尺寸 （解题过程见 PPT） 7.如图所示齿轮轴装配中，要求装配后齿轮端面和箱体凸台面之间具有 0.1-0.3mm 的间隙。已知 B1= mm, 0.04 0 2 144.76 A ) ( 1 1 t T t 0.04 0 2 145 B ？ ) ( 1 1 t T t 0.01 0 80 第 13 页 共 13 页 B2= mm，问 B3尺寸应控制在什么范围内才能满足装配要求？ 解： （1）根据题意绘制尺寸简图 （2）确定封闭环为 B0，增环为 B1，减环为 B2、B3； （3）列尺寸链方程式，计算 B3 基本尺寸为 3120 20 B BBB m m （4）列偏差计算公式为： 0123 () () () () ESB ESB EIB EIB 0123 () () () () EIB E IB E SB ESB 将 B1、B2、B0 上下偏差代入上面两式得： 3 ()0 . 1 ES B ， 3 ( ) 0.23 EI B 得 B3 应控制在 0.1 0.23 20 内满足装配要求。 0 0.06 60
