《汽车零部件制造技术》习题及答案

汽车零部件制造技术习题答案项目一毛坯制造技术任务1铸造技术判断题（1）液态金属充满铸型型腔获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力称为合金的流动性（√）(2)液态合金的流动性越好其充型能力越强，便于浇铸出轮廓清晰、薄而复杂的铸件(√)(3)浇注温度越高，液态收缩越大；材料的结晶温度范围越大，凝固收缩越大；材料收缩率越大，铸件的收缩也越大(√)(4)砂型铸造是一种将液体金属浇入到砂质铸型中，待其冷却、凝固后，将砂型破坏取出铸件的铸造方法(√)(5)手工造型的常用方法有：整模两箱造型、两箱分模造型、三箱分模造型、挖砂造型、活块造型等（√）（6）制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料（√）（7）消除铸件内应力的主要方法是对其进行调质处理（×）（8）熔模铸造主要适用于形状简单的大型工件（×）（9）合金收缩性好坏不对铸件缩孔产生有影响（×）（10）砂型铸造是铸件面质量和尺寸精度最好的铸造方法（×）选择题（1）合金流动性差，可能使铸件产生的缺陷是（C）A粘砂B偏析C冷隔D裂纹（2）在各种铸造方法中最基本的方法是（D）A金属型铸造B熔模铸造C压力铸造D砂型铸造（3）砂型铸造中可铸造的材料是（C）A任何金属材料B以有色金属为主C黑色金属为主D仅限黑色金属（4）铸件上的大平面、薄壁和形状复杂的部分放在下箱主要是为了防止（D）A浇不足B夹砂C错箱D缩孔（5）在铸件厚壁处垫冷铁，基主要作用是（B）A起补缩作用B防止缩孔缩松C增大金属的流动性D防止产生气孔（6）两箱分模造型适用于铸件形状是（A）A形状较复杂且有良好对称面的铸件（最大截面在中部）B最大截面在一端，且为平面的铸件C形状为两端截面大、中间截面小的铸件D最大截面不在端部，且模样又不宜分成两半的铸件（7）造型材料透气性好坏，决定了铸件可能存在的缺陷是（A）A气孔B夹渣C缩孔D裂纹问答题何谓铸造？答：铸造是溶炼金属并将金属液浇入预先制备的铸型中，待金属液凝固后获得一定形状和性能铸件的方法。铸造成形实质上是利用金属在熔融状态下的流动性来实现成形的。影响合金流动性的因素有哪些？答：影响合金流动性的因素主要有化学成分、浇注条件和铸型填充条件等。1)化学成分对合金流动性的影响合金的流动性主要取决于它本身的化学成分。对于铁碳合金，离共晶点越远，结晶温度区间越宽，流动性就越差。换句话说，即亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增加而提高；过共晶铸铁的流动性随含碳量的增加而下降。同样对于其他合金，合金的熔点越低，结晶温度区间越小，合金的流动性越好，反之则反。2)浇注条件对合金流动性的影响=1\*romani浇注温度指的是浇注时熔融合金的温度，一般要求比它的液相线温度高，即存在过热度，推迟它的凝固时间，以保持良好的流动性。浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反之，充型能力差。但浇注温度也不是越高越好，否则容易造成氧化、吸气、过收缩、粘砂、胀砂等不良后果。所以，每种合金有自己的合理浇注温度范围。通常铸钢的浇注温度为1520～1620℃，灰口铸铁为1200～1380℃，铝合金为680～780℃。=2\*romanii充型压力液态金属在流动方向上受的压力越大，其流动性越好。砂型铸造时，充型压力是由直浇道所产生的静压力取得的，故直浇道的高度必须适当。在压力铸造、低压铸造和离心铸造时，因充型压力主要由外力提供，所以充型能力较强。3)铸型填充条件对合金流动性的影响铸型中凡是增加金属流动阻力和冷却速度的因素，均会使合金的流动性降低，主要包括如下因素：=1\*romani铸型的蓄热能力指铸型从金属中吸收和贮存热量的能力。铸型材料导热系数越小，传递热量的速度越慢，液态合金保温效果越好，流动性也越好。砂型蓄热能力比金属型好，故金属型铸造较砂型铸造容易产生浇不足等缺陷。=2\*romanii铸型的预热温度把铸型预热到适当温度，可以减少铸型和液体合金之间的温差，从而减缓合金冷却速度，提高合金流动性。=3\*romaniii铸件的结构当铸件壁厚过小，有大的水平面等结构时都使金属液的流动阻力增大。浇注系统的结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差。=4\*romaniv铸型的透气性高温液态合金浇入铸型时，巨大的热量会使铸型中的气体膨胀，型砂中的少量水分还会汽化，煤粉、木屑等有机物会燃烧产生大量的气体，这些气体会使型腔中的压力急剧升高，阻碍液态合金流动，降低合金流动性。因此，铸型需有良好的透气性。生产上常采用在远离浇口的最高部位开设出气口的办法来提高铸型透气性。如何防止铸件缩孔、缩松？答：防止的基本原则是将缺陷转移到铸件的外部，保证在铸件的内部形成致密的结构，即采用“顺序凝固”原则。所谓“顺序凝固”，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位（如教材中图1-8中Ⅲ）通过安放冒口等工艺措施，使得铸件上远离冒口的部位先凝固（如如教材中图1-8中Ⅰ），然后是靠近冒口部位凝固（如教材中图1-8中Ⅱ），最后才是冒口本身的凝固。按照这样的凝固顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的金属液来补充，后凝固部位的收缩，由冒口中的金属液来补充，从而使得铸件各个部位的收缩都能够得到补充，而将缩孔转移到冒口之中。冒口为铸件的多余部分，在铸件清理时将其去除。为了实现顺序凝固，在安放冒口的同时，还可在铸件上某些厚大部位增设冷铁（如如教材中图1-9）。由于冷铁加快了凸台的冷却速度，使得厚度较大的凸台反而最先凝固，从而实现了自下而上的顺序凝固，防止了凸台处缩孔、缩松的产生。冷铁仅是加快某些部位的冷却速度，以控制铸件的顺序凝固，其本身并不起补缩的作用，通常采用钢或铸铁制作。对造型材料有哪些性能要求？答：1)足够的强度指造型材料在制造、搬运及浇注时，不至于破坏的能力。强度过低，易造成塌箱，产生砂眼等缺陷；强度过高，易使型砂透气性和退让性变差。2）透气性指造型材料间存在空隙，让气体通过的能力。当液体金属浇入铸型后，在高温作用下，铸型中的水份和有机物的蒸发分解、燃烧产生大量的气体，良好的透气性可以使当金属充满铸型时，铸型空腔存在的气体和浇注时随金属液卷入型腔的气体也全部都排出，如果砂型的透气性不好，导致气体不能顺利排出，就会产生气孔。3）可塑性指造型材料在外力作用下，能形成一定形状，当外力去掉后，仍能保持此形状的能力。如果造型材料的可塑性好，就可使铸型能保持清楚的模型轮廓。4）耐火性指造型材料在承受高温作用下，不软化、不烧结的能力。如果耐火性不好，造型材料易破碎，导致型芯砂透气不好。5）可让性指铸件在凝固冷却收缩时，型腔能被压坏而不阻碍收缩的能力。如果可让性不好，铸件受阻，产生内应力，就会使铸件产生变形及裂纹等缺陷。手工造型有哪些方式？答：有整模两箱造型、两箱分模造型、三箱分模造型、挖砂造型、活块造型等。常用的机器造型有哪些方式？答：有震压造型、微震压实造型、抛砂造型、气冲造型、负压造型。常用的特种造型有哪些方式？答：有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造。铸造件常见有哪些缺陷？如何防止？答：常出现缩孔、缩松、砂眼、冷隔、裂纹等铸造缺陷。

任务2锻造技术判断题（1）锻造温度过高会出现过热、过烧现象，因此锻造温度赿低越好（×）(2)空气锤、曲柄压力机和油压机是常用的自由锻造设备(√)(3)镦粗不是自由锻造基本工序(×)(4)无论什么样的工件，若采用模锻都可一次锻造成型(×)(5)工件上的孔，无论大小都应一次性锻造出来，小孔不锻造则不合理（×）（6）模锻工件，在合模处设置飞边不合理，因为增大了加工内容（×）（7）零件尺寸越大，一定是重要工件，因此一定要何用模锻（×）（8）模锻时，不要设置起模斜度（×）（9）锻造时，因加热出现烧损而浪费了材料，因此工件尽可能不锻造（×）（10）无论锻造比为多少，工件都就安排一次锻造成型（×）2、选择题（1）下列材料中，锻造性最好的是（A）A20B45CQT600-03DHT200（2）锻造几吨重的大型锻件，一般采用（A）A自由锻造B模锻C胎模锻C板料冲压（3）单件小批量生产，最经济的锻造方式是（A）A自由锻B模锻C精锻（4）将锻件放在充填有石棉灰、干砂或炉灰等材料的坑中堆在一起冷却称为（B）A空冷B坑冷C炉冷（5）难以用自由锻锻出，添加一部分金属以简化锻件形状，这部分添加的金属称为（A）A工艺余块B连皮C飞边（6）模锻分型面应该设置在（A）A平面B曲面C阶梯面D可为任意形状的表面问答题何谓锻造？答：锻造是一种利用锻压设备对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的压力加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。自由锻造主要应用于什么场合？答：自由锻的设备和工具有很大的通用性且工具简单，成本低；生产周期短，应用广泛（锻件的重量可以从不足1千克到数百吨）；适应性强，自由锻是大型锻件的唯一加工方法；自由锻造的锻件精度较低，加工余量大，劳动强度大，生产率低，锻件的形状和尺寸靠锻工的技术来保证。自由锻主要应用于单件、小批量生产，大型锻件的生产，修配，新产品的试制等。模锻与自由锻比较有何特点？答：模锻与自由锻相比，具有以下特点1）生产效率较高。模锻时，金属的变形在模膛内进行，故能较快获得所需形状；2）能锻造形状复杂的锻件，并可使金属流线分布更为合理，提高零件的使用寿命；3）模锻件的尺寸较精确，表面质量较好，加工余量较小；4）节省金属材料，减少切削加工工作量。在批量足够的条件下，能降低零件成本；5）模锻操作简单，劳动强度低。6）模锻生产受模锻设备吨位限制，模锻件的质量一般在150kg以下。模锻设备投资较大，模具费用较昂贵，工艺灵活性较差，生产准备周期较长。因此，模锻适合于小型锻件的大批量生产，不适合单件小批量生产以及中、大型锻件的生产。（4）自由锻造的基本工序有哪些？答：自由锻工序分为基本工序、辅助工序和精整工序。基本工序改变坯料的形状和尺寸以达到锻件基本成形的工序，包括镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转、错移等。最常用的是镦粗、拔长、冲孔。（1)镦粗使坯料高度减小，横截面积增大的锻造工序称为镦粗，如图1-45所示，左图为完全镦粗，右图为端部镦粗)。镦粗常用于锻造齿轮坯、凸轮坯、圆盘形锻件。对于环、套筒等空心锻件，镦粗变形往往作为冲孔前的预备工序。（2）拔长沿垂直于工件的轴向进行锻打，以使其截面积减小，而长度增加的锻造工序称为拔长，如图1-46所示。常用于锻造轴类和杆类等零件。（3）冲孔利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的锻造工序称为冲孔。常用于锻造齿轮、套筒和圆环等空心锻件，对于直径小于25mm的孔一般不锻出，而是采用钻削的方法进行加工。（4）弯曲使坯料轴线产生一定曲率的工序。（5）扭转使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一定角度的工序。（6）错移使坯料的一部分相对于另一部分平移错开，但仍保持轴心平行的工序。它是生产曲拐或曲轴类锻件所必须的工序。（7）切割分割坯料或切除锻件余量的工序。（8）锻接将两分离工件加热到高温，在锻压设备产生的冲击力或压力作用下，使两者在固相状态下结合成一牢固整体的工序。实际生产中最常用的是镦粗、拔长、冲孔三个基本工序。辅助工序为了方便基本工序的操作，而使坯料预先产生某些局部变形的工序。如压钳口、倒棱和切肩。精整工序修整锻件的最后尺寸和形状，消除表面的不平和歪扭，使锻件达到图纸要求的工序。如修整鼓形、平整端面、校直弯曲。模锻模膛设计应在哪些注方面加以注意？答：1）分型面要保证模锻件能从模膛中取出；上下两模沿分模面的模膛轮廓一致；分模面能使模膛深度最浅；分模面为平面，使上下锻模的模膛深度一致2）确定余块零件上难以锻出的部分，需添加余块；需锻出的孔须留连皮，以减少模膛凸出部位的磨损。连皮厚度通常为4～8mm。3）模锻斜度为了使锻件易于从模膛中取出，锻件与模膛侧壁接触部分需带一定斜度，称为模锻斜度。外壁斜度通常为7°，特殊情况可用5°和10°；内壁斜度应较外壁斜度大2°～3°。4）模锻圆角半径锻件上的转角处须采用圆角，以利于金属充满模膛和提高锻模寿命。凸圆角半径为单面加工余量加成品零件的圆角半径（或倒角值），凹圆角半径为R＝（2～3）r。R：为凹圆角半径r：为凸圆角半径对钢材进行锻造时，为什么要加热？是否加热越高越好？答：金属坯料在锻造之前的加热是为了提高坯料的塑性、降低变形抗力，改善锻压性能。金属在锻造时，允许加热到的最高温度称为始锻温度，始锻温度过高会使坯料产生过热、过烧、氧化、脱碳等缺陷，造成废品。金属停止锻造的温度叫做终锻温度，终锻温度过低，塑性下降，变形抗力增大，当降到一定温度的时候，不仅变形困难，而且容易开裂，必须停止锻造，重新加热后再锻。试说明锻造工艺图如何绘制？答：锻件工艺图是制定锻造工艺和检验的依据，绘制时主要考虑工艺余块、余量及锻件公差。为了便于了解零件的尺寸和检查锻件的实际加工余量，在图上用双点划线（或细实线）画出零件的轮廓形状。用粗实线画出锻件的轮廓形状，在尺寸线上面标注锻件的尺寸和公差，下面标注零件的名义尺寸，并加括号。在绘制绘制锻件工艺图时还应考虑如下内容：工艺余块难以用自由锻锻出，添加一部分金属以简化锻件形状，这部分添加的金属称为工艺余块，它将在切削加工时去除。(2)加工余量零件表面要留加工余量。余量大小与零件形状、尺寸等因素有关，数值可查有关国家标准。(3)锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量。公差的数值可查有关锻造公差标准，如带孔盘状类零件查《带孔圆盘类锻件机械加工余量与锻造公差JB4249-86》。

任务3冲压制造技术1、判断题1）冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。（×）2）落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。（×）3）复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。（√）4）分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。（√）5）所有的冲裁工序都属于分离工序。（√）6）成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。（√）7）成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。（√）8）把两个以上的单工序组合成一道工序，构成复合、级进、复合-级进模的组合工序。（×）9）冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。（√）10）冲压加工只能加工形状简单的零件。（×）11）冲压生产的自动化就是冲模的自动化。（×）2、填空题1）冷冲模是利用安装在压力机上的模具对材料施加变形力，使其产生变形或分离，从而获得冲件的一种压力加工方法。2）因为冷冲压主要是用板料加工成零件，所以又叫板料冲压。3）冷冲压不仅可以加工金属材料材料，而且还可以加工非金属材料。4）冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备。5）冷冲压加工获得的零件一般无需进行机械加工加工，因而是一种节省原材料、节省能耗的少、无切屑的加工方法。6）冷冲模按工序组合形式可分为单工序模具和组合工序模具，前一种模具在冲压过程中生产率低，当生产量大时，一般采用后一种摸具，而这种模具又依组合方式分为复合模、级进模、复合-级进模等组合方式。7）冲模制造的主要特征是单件小批量生产，技术要求高，精度高，是技术密集型生产。8）冲压生产过程的主要特征是，依靠冲模和压力机完成加工，便于实现自动化化，生产率很高，操作方便。9）冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。3、问答题1）什么是冲压加工？冲压成形加工与其他加工方法相比有何特点？答：冲压加工就是建立在材料塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件的形状、尺寸及精度。冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的优点：少、无屑加工；零件精度较高；互换性好；材料利用率高；生产效率高；个人技术等级不高；产品成本低等。冲压成形加工与其他加工方法相比，具有以下的缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用昂贵；有噪声，不宜小批量生产等。2）冷冲压有哪些基本工序，各是什么？答：冷冲压按性质分有分离工序和成形工序两类。分离工序包括落料、冲孔、剪切、切断、切槽、切边等几大类；成形工序包括拉深、胀形、翻边、扩口、缩口等工序。3）冲裁变形过程分为哪几个阶段？裂纹在哪个阶段产生？首先在什么位置产生？答：冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。裂纹出现在断裂分离阶段。材料内裂纹首先在凹模刃口附近的侧面产生，紧接着才在凸模刃口附近的侧面产生。4）翻边常见的废品是什么？如何防止？答：翻边常见的废品是：对于内曲翻边，竖边边缘发生破裂；对于外曲翻边，是发生起皱。对于内曲翻边来说，为了竖边边缘不破裂，将竖边边缘不破裂时的极限变形程度Esl作为内曲翻边的成形极限。对于外曲翻边，为了避免起皱可采用压边装置。

任务4粉末冶金技术1、判断题1）压制形状复杂的粉末机械零件应选择松装密度高、流动性好的粉末为原料。（√）（2）一般情况下，提高粉末的松装密度可改善粉末的流动性。（√）（3）还原铁粉适合制造形状复杂、密度较低的粉末冶金零件。（√）（4）材质相同的金属粉末，松装密度高的粉末其流动性通常较好。（√）（5）铁基粉末在压制前一般应添加成型剂。（√）（6）粉末压坯强度与坯体中的残留应力大小有关。（√）（7）还原铁粉颗粒是多孔结构的，而雾化铁粉颗粒为致密结构。（√）（8）在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消除。（×）（9）晶内孔隙可通过境界扩散消除。（√）（10）MnO2可被金属粉还原。（√）2、问答题（1）粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。答：重要优点：①能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）；②因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料；③对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低,如齿轮产品。重要缺点：①由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低；②由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造；③规模效益比较小（优点：材料利用率高，加工成本较低，节省劳动率，可以获得具有特殊性能的材料或产品，缺点：由于产品中孔隙存在，与传统加工方法相比，材料性能较差例子：铜—钨假合金制造，这是用传统方法不能获得的材料）2、工业上用于大批量制造铁基粉末冶金零部件的铁粉包括哪两类？它们在制造零部件时各有什么优缺点？答：还原铁粉和雾化铁粉。还原铁粉：低的成本，为制造大量价质优价廉的中低密度铁基粉末冶金零部件创造条件；颗粒形状复杂，粉末成形性能好，便于制造形状复杂或薄壁类零部件；粉末烧结活性好；但粉末纯度、压缩性较低。雾化铁粉有分为气体雾化铁粉和水雾化铁粉：气体雾化铁粉：为近球形粉末，颗粒表面粗糙，粉末的成形性能较好。水雾化铁粉：为不规则粉末，颗粒表面粗糙，氧含量较低、压缩性较好。3、粉末冶金用铜粉可采用哪些方法制备？比较这些铜粉在性能上的差异。答：水溶液电解法制铜粉：粉末纯度高，粉末形状多为树枝状，成形性很好，压缩性较差。气体还原法制铜粉：粉末纯度高，多孔海绵状，成形性好。气体雾化法制铜粉：为近球形粉末，颗粒表面粗糙，粉末的成形性能较好。水雾化法制铜粉：为不规则粉末，颗粒表面粗糙，氧含量较低、压缩性较好。4、分析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高材料利用率，为什么？试举例说明。答：粉末冶金过程中是由模具压制成形过程提高材料利用率，因为模具设计接近最终产品的尺寸，因此压坯往往与使用产品的尺寸很接近，材料加工量少，利用率高；例如，生产汽车齿轮时，如用机械方法制造，工序长，材料加工量大，而粉末冶金成形过程可利用模具成形粉末获得接近最终产品的形状与尺寸，与机械加工方法比较，加工量很小，节省了大量材料。5、分析烧结时形成连接通孔隙和闭孔隙的条件。答：原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的空隙网络；当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔隙大为增加。孔隙变化：烧结过程中，孔隙随时都在变化，由孔隙网络逐渐形成隔离的闭孔，孔隙球化收缩，少数闭孔长大。连通孔隙的不断消失与隔离闭孔的收缩是贯穿烧结全过程中组织变化的特征。孔隙的消失主要靠体积扩散和塑性流动，表面扩散和蒸发凝聚也起一定的作用；

闭孔生成后，表面扩散和蒸发凝聚只对孔隙球化有作用，但不影响收缩，塑性流动和体积扩散才对孔隙收缩起作用。

项目二机械加工技术任务1切削加工刀具1、判断题1）切削速度越快，越不易形成带状切屑。（×）2）“不可接受”的切屑，是指拉伤工件的已加工表面、划伤机床、造成刀具的早期破损、影响操作者的安全的切屑。（√）3）形成积屑瘤后，刀具前角将增大（√）4)切削速度对刀具的耐用度影响最大（√）5）对切削温度影响最大的因素是切削速度（√）6）对切削力影响最大的因素是背吃刀量的大小（√）7）背向力不会引起工件弯曲变形8）刀具前角的大小对切削性能无影响（×）9）刃倾角的大小不仅影响切削力的大小，还影响切屑的流向（×）10）主偏角的大小不会对工件表面粗糙度有影响（×）11）后角大小对刀具强度无影响12）高速钢刀具的耐热性能没有硬质合金好（√）13）YT15是高速钢刀具（×）14)对刀具镀层进行处理，其目的是为提高刀具的耐磨性能（√）2、填空题1）切屑形状可分为带状、节状、粒状和崩碎几种类型。2）在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使之形成“可接受”的良好屑形，通常称之为切屑控制，又称切屑处理。3）在一定的切削速度和保持连续切削的情况下，加工塑性材料时，在刀具前刀面常常粘结一块剖面呈三角状的硬块，这块金属被称为积屑瘤。4）通常将作用在刀具上的力分解为三个垂直方向的分力，这三个分力分别是：主切削力、进给力和背吃刀力。5)在金属切削过程中，切削层抵抗变形所产生的变形抗热是切削热产生的一个重要原因，另外，切屑、工件与刀具的摩擦也产生了大量的摩擦热6)过切削刃选定点且垂直主切削速度（或轴线）的平面,称为基面pr。7）在主切削刃选定点的正交平面po内，前刀面与基面之间的夹角，称为前角γo。8）刀具在工作状态下的切削角度称为刀具的工作角度。9）当前所使用的刀具材料有许多，不过应用最多的还是工具钢、高速钢和硬质合金。10）国产普通硬质合金按其化学成分的不同，可分为四类，分别是钨钴类（WC+Co），合金代号为YG，对应于国标K类；=2\*romanii钨钛钴类（WC+TiC+Co），合金代号为YT，对应于国标P类；钨钛钽（铌）钴类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co），合金代号为YW，对应于国标M类；碳化钛基类（WC+TiC+Ni+Mo）。合金代号YN，对应于国标P01类。问答题1）分析积屑瘤对加工产生的影响及如何控制积屑瘤的产生。答：（1）工件材料工件材料的塑性越好，切屑变形越大，切屑底层与刀具前刀面的摩擦系数越大、接触长度越长，越容易形成积屑瘤。刀具前角刀具前角增大，可以减小切屑的变形、切屑与前刀面的摩擦、切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。据有关资料介绍，刀具前角γ0大于等于400时，积屑瘤产生的可能就小。（3）切削速度切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。以中碳钢为例，切削速度Vc小于2m/min时，不产生积屑瘤。当Vc处于2m/min～30m/min时，积屑瘤从生产到生长到最大。也即是说，切削温度为300℃左右时，切屑与刀具间的摩擦系数最大，积屑瘤达到最高高度。随着切削速度相应的切削温度提高，积屑瘤的高度逐渐减小。高速切削时(Vc大于120m/min)，由于切削温度很高(800℃以上)，切屑底层的滑移抗力和摩擦系数显著降低，积屑瘤也将消灭。所以我们日常精加工时，为了达到较低的已加工表面粗糙度的办法是采用在刀具耐热性允许范围内的高速切削，或采用低速(Vc小于5m/min)切削，以防止积屑瘤的产生，提高已加工表面的质量。（4）切削厚度。切塑性材料时，切削力、切屑与前刀面接触区长度都将随切削厚度的增加而增大，将增加生成积屑瘤的可能性。所以，在精加工时除选取较大的刀具前角，在避免积屑瘤的产生切削速度范围内切削外，应采用减小进给量或刀具主偏角来减小切削厚度。（5）冷却润滑条件采用液时，冷却液带走大量热量、且切屑与前刀面的摩擦系数小，积屑瘤不易形成。切削用量对切削温度有什么影响？答：（1）切削用量根据实验得到车削时切削用量三要素Vc、ap、f和切削温度θ之间关系的经验公式：高速钢刀具(加工材料45钢)：θ＝（140～170）afv硬质合金刀具(加工材料45钢)：θ＝320afv上式表明，切削用量三要素Vc、ap、f中，切削速度Vc对温度的影响最显著，因为指数最大，切削速度增加一倍，温升约增加32％；其次是进给量f，进给量增加一倍，温升约增加18％，背吃刀量ap影响最小，背吃刀量增加一倍温升约增加7％。主要的原因是速度增加，使摩擦热增多；f增加，切削变数减小，切屑带走的热量也增多，所以热量增加不多；背吃刀量的增加，使切削宽度增加，显著增加热量的散热面积。刀具的前角、后角、主偏角的定义？答：前角γo——在主切削刃选定点的正交平面po内，前刀面与基面之间的夹角；后角αo——在正交平面po内，主后刀面与切削平面之间的夹角；主偏角κr——主切削刃在基面pr上的投影与进给方向的夹角；前角的作用及选择原则？答：前角的选择刀具前角是一个重要的刀具几何参数。在选择刀具前角时，首先应保证刀刃锋利，同时也要兼顾刀刃的承载能力与耐用度。但两者又是一对矛盾，需要根据生产现场的条件，考虑各种因素，以达到一平衡点。刀具前角增大，刀刃变锋利，可以减小切削的变形，减小切屑流出刀前面的摩擦阻力，从而减小切削力和切削功率，切削时产生的热量也减小，提高刀具耐用度。但由于刀刃锋利，楔角过小，刀刃的承载能力也自然会降低。而且，刀具前角增大到一定程度时，刀体散热体积减小，这种因素变大时，又将使切削温度升高，刀具耐用度降低。刀具前角的合理选择，主要由刀具材料和工件材料的种类与性质决定。（1）刀具材料由于刀具前角增大，将降低刀刃承载能力，因此在选择刀具前角时，应考虑刀具材料的性质。刀具材料的不同，其强度和韧性也不同，强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而脆性大的刀具甚至取负的前角。如高速钢前角可比硬质合金刀具大5o～10o；陶瓷刀具，前角常取负值，其值一般在0o～-15o之间。图2-20示出了不同刀具材料韧性和前角的变化。图2-20不同刀具材料的韧性变化（2）工件材料工件材料的性质也是前角选择考虑的因素之一。加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采用选择大的前角。如加工铝合金取γo＝25o～35o，加工低碳钢取γo＝20o～25o，正火高碳钢取γo＝10o～15o，当加工高强度钢时，为增强切削刃，前角取负值。加工脆性材料时，切屑为碎状，切屑与前刀面接触短，切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃，因此刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值，以提高刀刃的承载能力。如加工灰铸铁，取较小的正前角。加工淬火钢或冷硬铸铁等高硬度的难加工材料时，宜取负前角。一般用正前角的硬质合金刀具加工淬火钢时，刚开始切削就会发生崩刃。（3）加工条件刀具前角选择与加工条件也有关系。粗加工时，因加工余量大，切削力大，一般取较小的前角；精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形和表面粗糙度值；带有冲击性的断续切削比连续切削前角取得小。机床工艺系统好，功率大，可以取较大的前角。但用数控机床加工时，为使切削性能稳定，宜取较小的前角。（4）其它刀具参数前角的选择还与刀具其它参数和刀面形状有关系，特别是与刃倾角有关。如负倒棱（如图2-217b)角度γo1）的刀具可以取较大的前角。大前角的刀具常与负刃倾角相匹配以保证切削刃的强度与抗冲击能力。一些先进的刀具就是针对某种加工条件改进而设计的。总之，前角选择的原则是在满足刀具耐用度的前提下，尽量选取较大前角。刀具的合理前角参考值如表2-2和表2-3所示。表2-2硬质合金刀具合理前角参考值工件材料合理前角/（O）工件材料合理前角/（O）碳钢σb/GPa≤0.44520～25不锈钢奥氏体15～30≤0.55815～20马氏体15～－5≤0.78412～15≤0.985～10淬硬钢≥HRC40－5～－1040Cr正火13～18≥HRC50－10～－15调质10～15灰铸铁≤220HBS10～15高强度钢8～－10>200HBS5～10钛及钛合金5～15铜纯铜25～35变形高温合金5～15黄铜15～35铸造高温合金0～10青铜（脆黄铜）5～15高锰钢8～－5铝及铝合金25～35铬锰钢－2～－5软橡胶50～60

任务2专用夹具设计1、判断题1）夹具不是用于保证加工工件质量和扩大机床的加工工艺范围的。（×）2）针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具是专用夹具。（√）3）无论什么夹具，它的定位元件只能用于对工件的定位，不能用于工件的夹紧。（×）4)一个在空间的自由状态下的工件，对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动可能性，其中三种是移动，三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度。（√）5）用来限制工件自由度的固定点，称为定位支承点，简称支承点。用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定位原理。（√）6）根据工件的加工要求，有时并不需要限制工件的全部自由度，只对需加以限制的自由度加以限制的定位称为不完全定位，不完全定位也称对应定位。（√）7）欠定位不能保证加工要求，往往会产生废品，因此是绝对不允许的。（√）8）偏心轮夹紧机构主要用于加工过程中有冲击力的工件。（×）2、填空题1）夹具是一种装夹工件的工艺装备，在切削机床上使用的夹具称为机床夹具。2）夹具中用来确定工件正确位置的元件是定位元件。3）定位误差的来源主要有两个方面：=1\*GB3①基准位移误差。=2\*GB3②基准不重合误差。4）斜楔夹紧机构的自锁条件为：斜楔的升角小于斜面楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。5）螺旋夹紧机构螺旋升角小，自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大。3、问答题机床夹具有何作用?答：（1）保证加工精度用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。（2）提高生产效率机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。（3）减轻劳动强度机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。（4）扩大机床的工艺范围利用机床夹具，能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。2）夹具按其应用范围可分哪些类型？答：按按夹具的应用范围分类，可将夹具分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和自动线夹具。它反映夹具在不同生产类型中的通用特性，因此是选择夹具的主要依据。（1）通用夹具通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、中心架、电磁吸盘等。其特点是适用性强、不需调整或稍加调整即可装夹一定形状范围内的各种工件。这类夹具已商品化，且成为机床附件。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而降低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。（2）专用夹具专用夹具是针对某一工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具。其特点是针对性极强，没有通用性。在产品相对稳定、批量较大的生产中，常用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计制造周期较长，随着现代多品种及中、小批生产的发展，专用夹具在适应性和经济性等方面已产生许多问题。（3）可调夹具可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。可调夹具在多品种、小批量生产中得到广泛应用。（4）成组夹具这是在成组加工技术基础上发展起来的一类夹具。它是根据成组加工工艺的原则，针对一组形状相近的零件专门设计的，也是具有通用基础件和可更换调整元件组成的夹具。这类夹具从外形上看，它和可调夹具不易区别。但它与可调夹具相比，具有使用对象明确、设计科学合理、结构紧凑、调整方便等优点。（5）组合夹具组合夹具是一种模块化的夹具，并已商品化。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具，夹具用毕即可拆卸，留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有可减少专用夹具数量等优点；因此组合夹具在单件、中小批多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。（6）自动线夹具自动线夹具一般分为两种：一种为固定式夹具，它与专用夹具相似；另一种为随行夹具，使用中夹具随着工件一起运动，并将工件沿着自动线从一个工位移至下一个工位进行加工。3）减小或消除过定位的方法措施有哪些？答：（1）改变定位元件结构（2）减小接触面积（3）缩短定位元件长度（4）改固定定位为弹性定位或浮动定位4）当工件以平面定位时，定位元件有哪些？答：（说明：答题中的图号与教材中的图号对应）（1）支承钉如图2-34所示。当工件以粗糙不平的毛坯面定位时，采用球头支承钉(B型)，使其与毛坯良好接触。齿纹头支承钉(C型)用在工件的侧面，能增大摩擦系数，防止工件滑动。当工件以加工过的平面定位时，可采用平头支承钉(A型)。在支承钉的高度需要调整时，应采用可调支承。可调支承在一批工件加工前调整一次，调整后需要锁紧，其作用与固定支承相同。（2）支承板常用的支承板结构形式如图2-35所示。平面型支承板（A型）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（B型），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。A型A型B型图2-35支承板1-调节支钉2-锁紧螺母图2-36可调支承（3）可调支承图2-36所示为几种常见的可调支承。当工件定位表面不规整或批与批之间毛坯尺寸变化较大时，常采用可调支承。可调支承也可用作组合夹具的调整元件。可调支承的支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。（4）自位支承（浮动支承）常用自位支承的结构形式如图2-37所示。由于自位支承是活动的或是浮动的，无论结构上是两点或三点支承，其实质只起一个支承点的作用，所以自位支承只限制一个自由度。使用自位支承的目的在于增加与工件的接触点，减小工件变形或减少接触应力。自位支承常用于毛坯表面、阶梯表面及有角度误差的平面定位。图2-37自位支承5)以工件的圆柱孔定位，定位元件有哪些？各类套筒、盘类、杠杆、拨叉等零件,常以圆柱孔定位。所采用的定位元件有圆柱销和各种心轴。这种定位方式的基本特点是：定位孔与定位元件之间处于配合状态，并要求确保孔中心线与夹具规定的轴线相重合。孔定位还经常与平面定位联合使用。（1）定位销定位削分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销除限制两个移动自由度外，还可限制两个转动自由度。其结构形式如图2-39所示。当要求孔销配合只在一个方向上限制工件自由度时，可用菱形销，如图2-40所示。图2-39圆柱定位销图2-40棱形结构(2）圆柱心轴圆柱心轴定位主要有间隙配合、过盈配合和小锥度心轴三种。其结构形式如图2-41所示。间隙配合拆卸方便，但定心精度不高，为减少因间隙配合而造成的工件倾斜，工件常以孔与端面联合定位，因而要求工件定位孔与定位端面、工件限位圆柱面与限位端面之间有较高的垂直度，它们最好能在一次装夹中加工出来。图2-41圆柱心轴的结构过盈配合定心精度高，不用另设夹紧装置，但装拆工件不方便，易损伤工件定位孔。小锥度心轴的锥度为1：5000～1：1000，工件安装时轻轻敲入或压入，通过孔与心轴接触表面的弹性变形来夹紧工件。使用小锥度心轴可获得较高的定位精度。除了上述刚性心轴外，在生产中还经常采用弹性心轴、液塑心轴和自动定心心轴等。这些心轴在工件定位同时将工件夹紧，使用方便。(3）圆锥销结构见图2-42，采用圆锥销定位时，圆锥销与工件圆孔的接触线为一个圆，限制工件的三个移动自由度。图2-42圆柱销定位6）以工件外圆柱表面定位，定位元件有哪些？答：（文中图号与教材中图号对应）当基准面是外圆柱面时，多采用圆孔、V形块、半圆孔、自动定心装置等定位。(1）圆孔用孔定位时，往往与其端面配合使用。孔与工件外圆柱面配合采用间隙配合G7/h6或F8/h7，二者配合长度短，可以限制工件两个移动自由度；二者配合长度长，限制工件四个自由度。孔常以衬套形式固定在本体上，使其制造和更换更方便。材料采用20#钢，渗碳淬火达到HRC55～60。如图2-44所示图2-44工件以圆孔定位

(2）V形块工件以外圆表面定位常用的定位元件是V形块，V形块夹角α有60º，90º和120º。90º应用最广泛且已标准化，参见图2-45。V形块的主要参数有：D——V形块设计心轴直径；α——V形块两限位面间的夹角；H——V形块高度；N——V形块开口尺寸。由图28-20可求出安装尺寸T当α=900时，T=H+0.707D+0.5N用V形块定位，无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面或圆弧面，均可采用。并且能使工件的定位基准轴线对中在V形块的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响，即对中性好。图2-46所示为V形块的几种结构形式。2-46a)图用较短的精定位基面，2-46b)图用于粗定位基面和台阶基面，2-46c)图用于较长的精定位基面和相距较远的两定位面。V形块不一定采用整体结构的钢件，可在铸铁底座上镶淬硬支承板或硬质合金板，如2-46d)图所示。

V形块可作为主要定位件，限制工件的四个自由度；也可作为次要定位件，限制工件的二个移动自由度；或作为辅助定位件，起角向定位作用，限制工件一个转动自由度并兼做夹紧件。V形块常采用的材料是20#钢渗碳淬火或45#钢，淬火HRC40～45。图2-45V形块结构尺寸图2-46V形块结构形式(3)半圆孔是将在同一圆周上的表面的孔分为两半，下半孔固定在夹具体上，上半孔为可卸式或铰链式作为盖。下半孔起定位件作用，上半孔只起夹紧件作用。如图2-47所示结构。为了便于维修、更换等，孔内常镶有衬套，衬套一般采用铜或中碳钢调质到HRC35，起到耐磨作用。图2-47半圆套定位(4）自动定心装置如车床上的三爪卡盘等，在实际应用中请查阅有关设计手册。7）如何选择夹紧力的作用点？答：（文中图号与教材中图号对应）夹紧力作用点的确定对工件的可靠定位、夹紧后的稳定和变形有显著影响，依下述几个方面来选择夹紧力的作用点。（1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内。图2-52夹紧力的作用点应在支承占或支承点构成的平面内图2-52b）合理，图2-52a）所示夹具的夹紧力作用点就违背了这项原则，夹紧力作用点位于定位元件之外，使工件2发生翻转，破坏了工件的定位位置。（2)夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位，而且作用点应有足够的数目，这样可使工件的变形量最小。图2-53左图不合理，右图合理。（3)夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，这样可使切削力对该作用点的力矩减小，工件的振动也可以减小。使夹紧稳固可靠在图2-54a）所示为滚齿加工工件装夹方案，压板要尽可能的靠近滚齿表面，若压板直径过小，则对滚齿时的防振不利。图29-4b)中工件形状特殊，加工面距夹紧力FQ1作用点甚远，这时应在辅助支承处加夹紧力FQ2，以提高工件夹紧后的刚度。图2-53夹紧力的作用点应在工件刚度好的部位图2-54夹紧力的作用点应尽可能靠近加工表面夹紧力作用方向的选择答：（文中图号与教材中图号对应）（1)夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基面图2-55所示镗孔工序要求保证孔中心线与A面垂直，夹紧力方向应与A面垂直。图中所选夹紧力作用方向正确，致使加工所获孔与A面不垂直。图2-55夹紧力的方向应垂直于工件的主要定位基面（2)夹紧力的作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件的夹紧变形图2-56列出了加工薄壁套筒的两种夹紧方式。用图a）所示径向夹紧方式，由于工件径向刚度差，工件的夹紧变形大；用图b）所示轴向夹紧方式，由于工件轴向刚度大，夹紧变形相对较小。图2-56夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致（3)夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。图2-57为夹紧力Q、重力G、切削力F三者之间的组合关系。工件重力G的方向始终指向地面，因此从装夹工件出发，以图a）、b）最好，因为主要定位元件表面是水平朝上，使工件装夹稳定可靠。图c）、d）、e）情况较差；图f）情况最差，不便装夹。若从减小夹紧力出发，假定图中G和F大小相同，则所需要的Q力以图a）最小，图b）次之，图f）最大。由此可见当Q、F、G方向相同时，所需夹紧力最小，此时施加夹紧力的目的就是防止工件在加工中的振动。a)b)c)d)e)f)图2-57夹紧力的方向应使夹紧力尽可能小

任务3机械加工工艺规程编制1、判断题1）一个工序内对工件只有一次安装。（×）2）对工件进行工艺规程编制时，无需考虑生产量的大小。（×）3）工艺过程卡主要用于制订生产作业计划。（√）4)进行工艺分析时，只需加工工艺分析。（×）5)在选择工件的加工方法时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法。（√）6）外圆表面最基本的加工方法是车削（√）7）粗加工阶段，通常采用大切削量切削（√）8）选择切削用量的次序应当是选取大的切削深度，再取大的走刀量，最后尽量取大的切削速度。（√）9）在工序顺序安排时，应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。（√）10）在建立工艺尺寸链时，应首先确定封闭环，然后再判别各组成环的增、减环。（√）11）在进行工艺尺寸链计算时，有时可能出现算出的工序尺寸公差过小，还可能出现零公差或负公差。遇到这种情况一般可采取两种措施：一为压缩各组成环的公差值；二是改变定位基准和加工方法。（√）12）按工艺尺寸链换算后的尺寸加工或测量以间接保证原设计尺寸的要求时，存在假废品现象。为了避免假废品的出现，应对换算尺寸超差的零件，进行复量和验算。（√）2、填空题1）一个或一组工人在一个工作地点，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺内容叫工序。2）工件在一次安装后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位。。3）在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指转速和进给量）都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程，称为一个工步。4）用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行一次切削。称为一次走刀。5）根据生产纲领的不同，可将生产分为单件生产、批量生产和大量生产三种不同的生产类型。6）工艺规程由机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡和机械加工工序卡三种卡片构成。7）工件的定位方法有：直接找正法、画线找正法、夹具找正法。8)确定加工余量的方法有三种：计算法、经验法、查表法。9）通常将工件的加工划分如下几个加工阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。10）尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。尺寸链中的各个尺寸称为环。在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环称为封闭环。其它所有的环均为组成环。组成环又分为增环和减环。组成环中若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环。组成环中若该环的变动引起封闭环的反向变动，则该环为减环。3、问答题1)精基准有哪些选择原则？答：选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。它一般要遵守以下所说的几个原则。（1）基准重合的原则。应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。特别是当位置公差要求很高时，一般不应违反这一原则。在出现下列情况时可不考虑基准重合的原则：=1\*GB3①用设计基准定位不可能或不方便；=2\*GB3②在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。还需说明的是，设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（2）基准统一的原则。当工件以某一精基准定位时，可以方便地加工大多数（甚至全部）表面时，应尽早将这一表面加工出来，以后工序以这一表面定位加工其它表面。采用这一原则可简化夹具设计，简化工艺过程，还可以避免基准转换带来的尺寸和位置误差。应当指出，它常常会带来基准不重合误差。（3）互为基准的原则。当零件主要表面的相互位置精度要求很高时且加工余量小时，常采用互为基准反复加工的办法来达到相应的位置精度要求，此原则就是互为基准的原则。如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工出齿形面，热处理后以齿面定位磨出内孔表面，再以内孔表面定位磨齿面，从而保证齿面与孔的高位置精度要求。（4）自为基准的原则。选择加工表面本身作为定位基准，就是自为基准的原则。当加工表面要求加工余量小而均匀且表面粗糙度值小时，应采用此原则。如用浮动铰刀铰孔，机床床身导轨面的磨削加工，就是典型的例子。（5）无论如何选择精基准表面，所选择的基准表面应能保证定位准确可靠，夹紧机构简单，操作方便，即必须便于装夹。上述五项选择精基准的原则，惟有最后一条是不能违反的，前四项中有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。2）粗基准有哪些选择原则？答：（说明文图号与教材中图号对应）选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪方面的要求是主要的。如图2-69所示为铸造成毛坯，要加工出内孔表面，当以外圆表面1定位（用三爪自定心卡盘）进行加工，所获工件内外圆同轴度高，保证了壁厚均匀，但切除的金属层厚度不均匀，即加工余量不均匀；当以四爪卡盘夹持外圆找正内孔加工内孔（即以内圆定位），则切除的金属层厚度均匀，即加工余量均匀，但所获工件同轴度差，壁厚不均匀。图2-69粗基准选择选择对比由此可见，粗基准的选择将影响到加工表面与不加工表面的相互位置关系，或影响到加工余量的分配。第一道粗加工工序首先就遇到了基准的选择问题，为保证加工精度，必须合理地选择粗基准。在选择粗基准时，一般应遵守下列原则。（1）保证相互位置关系的原则对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，当不加工表面与加工表面之间有较高的位置精度时，应选择不加工表面作为粗基准。如图2-70（a）所示零件不加工表面外圆与要加工表面内圆有较高的位置精度要求，选择不加工表面外圆为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图2-70（b），该零件有三个不加工表面，若要求表面4与表面2所组成的壁厚均匀，则应选择不加工表面2作为粗基准来加工台阶孔。（2）保证加工余量合理分配的原则对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点：应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，在同一方向应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图2-70（c）所示的阶梯轴，应选择φ55mm外圆表面作为粗基准。对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图2-71所示的床身导轨表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整个导轨面内具有大体一致的力学性能。因此，在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准加工床身底面，如图2-71a），然后以底面为基准加工导轨平面，如图2-71b）。图2-70粗基准的选择图2-71床身导轨面加工时的基准选择图2-72基准不重复使用（3）粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。如图2-72所示的小轴加工，如重复使用B面加工A面、C面、则A面和C面的轴线将产生较大的同轴度误差。（4）选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。上述四个原则，每一原则只解决了一个方面的问题，只有当划线找正才有可能能同时兼顾，应根据实际条件决定取舍。3)什么情况下采用跟踪图解法解尺寸链？答：在零件的加工中,当加工表面的定位基准或测量基准与设计基准不重合时,就需要进行尺寸换算以求得其工序尺寸及其公差。当加工表面的定位基准或测量基准是一些尚需继续加工的表面,不仅要保证本工序对加工表面的尺寸要求,同时还要保证原加工表面的尺寸要求,即一次加工后要同时保证两个尺寸的要求,此时,也需进行工序尺寸的换算。特别是有些工件同一方向的尺寸较多,在加工这些尺寸时定位基准需要多次转换,所以其工序尺寸、余量及公差的确定就比较复杂。在这种情况下将出现两个问题:一是为保证自然形成的设计尺寸而建立的尺寸链环数增多,组成环的查找比较麻烦；二是工序加工余量不宜再靠简单的查表法确定,因为工序的加工余量不仅与相邻两工序的尺寸公差有关，而且同有关的若干工序尺寸公差有关,这些公差的积累会引起工序加工余量很大的变动。对于上述问题,可用图解追踪法来建立工艺尺寸链,再通过计算来确定各工序尺寸及其公差数值。4）通常将机械加工划分哪些加工阶段？答：机械加工的工艺过程一般可分为以下几个阶段：=1\*GB3①粗加工阶段，主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽量接近成品。因此，在此阶段中应采取措施尽可能提高生产率；=2\*GB3②半精加工阶段，它的任务是使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度及留有精加工余量，为精加工做好准备，并完成一些次要表面(如钻孔、铣槽等)的加工；=3\*GB3③精加工阶段，精加工阶段主要是去除半精加工所留的加工余量，使工件各主要表面达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度；=4\*GB3④光整加工阶段，对于精度和表面粗糙度要求很高(如IT6级及IT7级以上的精度，表面粗糙度Ra值小于或等于0.4μm)的零件可采用光整加工。但光整加工一般不用于纠正几何形状和相互位置误差。5）划分加工阶段的原因答：工艺过程分阶段的主要原因有如下几项：=1\*GB3①保证加工质量。工件粗加工时切除金属较多，产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，而且加工后内应力要重新分布，在这些力和热的作用下，工件会发生较大的变形，如果不分阶段而进行连续粗精加工，就无法避免上述原因所引起的加工误差，加工过程分阶段后，粗加工造成的加工误差，通过半精加工和精加工即可得到纠正，以达到逐步提高零件的加工精度，降低零件的表面粗糙度，保证零件加工质量的目的；=2\*GB3②合理使用设备。加工过程划分阶段后，粗加工可采用功率大、刚度高、精度低的高效率机床加工，以提高生产效率，精加工则可采用高精度机床加工，以确保零件的精度要求，这样既充分发挥了设备的各自特点，又做到了设备的合理使用；=3\*GB3③便于安排热处理工序。对于一些精密零件，粗加工后安排去应力的时效处理可减少内应力变形对精加工的影响，而半精加工后安排淬火不仅容易满足零件的性能要求，而且淬火引起的变形也可通过精加工工序予以消除；=4\*GB3④便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面。由于工艺过程分阶段进行，在粗加工各表面之后，可及时发现毛坯缺陷(气孔、砂眼和加工余量不足等)，以便修补或发现废品，以免将本应报废的工件继续进行精加工，浪费工时和制造费用。应当指出，拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则，但是在具体运用时又不能绝对化。当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。在自动机床上加工的零件以及某些运输、装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗、精加工。对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除夹紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量。但是对于精度要求高的重型零件，仍要划分加工阶段，并适时进行时效处理以消除内应力。上述情况在生产中需按具体条件来决定。6）什么是工序集中、工序分散？工序集中、工序分散如何安排？答：对同一工件的同样加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中的工艺规程，另一种是工序分散的工艺规程。所谓工序集中，是使每个工序中包括尽可能多的工序内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应地减少。所谓工序分散，是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工序内容少，工艺路线长。工序集中和工序分散的特点都很突出。工序集中有利于保证各加工表面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率的机床，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。工序分散可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀比较容易，对操作工人的技术水平要求较低。传统的流水线、自动线生产多采用工序分散的组织形式(个别工序亦有相对集中的形式，例如箱体类零件采用专用组合机床加工孔系等)。这种组织形式可以实现高效率生产，但是适应性较差，特别是那些工序相对集中、专用组合机床较多的生产线，转产比较困难。采用高效自动化机床，以工序集中的形式组织生产(典型的例子是采用加工中心组织生产)，除了具有上述工序集中生产的优点以外，生产适应性更强，转产相对容易。因而尽管这种生产方式设备价格昂贵，仍然得到愈来愈多的应用。7）如何安排机械加工工序顺序？答：在安排加工顺序时一般应遵循以下原则。（1）先基准面后其它。应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。例如，精度要求高的轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆面的精加工。（2）先粗后精。当零件需要划分加工阶段进行加工时，先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。由于次要表面的精度要求不高，一般经粗、半精加工即可完成；对于那些与主要表面相对位置关系密切的表面，通常置于主要表面精加工之后进行加工。（3）先主后次。主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面的加工。此外，次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。（4）先面后孔。这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。此外，在考虑工序顺序的安排时，还应当使进给路线短、换刀次数少，以提高生产效率。8）切削用量的确定确定答：正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，都具有重要意义。所谓合理切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床性能，保证加工质量前提下，获高生产率和低加工成本切削用量。在切削用量的三个量中，以切削速度对刀具耐用度的影响最大，走刀量次之，切削深度最小，所以选择切削用量的次序应当是选取大的切削深度，再取大的走刀量，最后尽量取大的切削速度。（1）切削深度的选择切削深度应根据工件加工余量来确定。粗加工时，除留下后续工序加工余量外，一次走刀应尽可能切除全部余量。当加工余量过大，工艺系统刚度较低，机床功率不足，刀具强度不够或断续切削冲击振动较大时，可分多次走刀。切削表面层有硬皮铸锻件时，应尽量使ap大于硬皮层厚度，以保护刀尖。半精加工和精加工加工余量一般较小时，可一次切除，但保证工件加工精度和表面质量，也可采用二次走刀。多次走刀时，应尽量将第一次走刀切削深度取大些，一般为总加工余量2/3～3/4。中等功率机床上、粗加工时切削深度可达8～10mm，半径加工（表面粗糙度为Ra6.3～3.2μm）时，切削深度取为0.5～2mm，精加工（表面粗糙度为Ra1.6～0.8μm）时，切削深度取为0.1～0.4mm。（2）走刀量的选择粗加工时，走刀量也应尽可能选大些，但要根据加工材料的性质、断屑条件、机床、刀具及工件刚性等具体情况来确定（车削一般取0.3～l.5mm/r）。精加工时，为保证工件的表面光洁度，走刀量应适当取小一些（车削一般取0.08～0.3mm/r）。（3）切削速度的选择ap和f选定以后，可保证刀具合理耐用度条件下，用计算方法或用查表法确定切削速度Vc值。具体确定Vc值时，一般应遵循下述原则=1\*romani粗车时，切削深度和进给量均较大，故选择较低切削速度；精车时，则选择较高切削速度。=2\*romanii工件材料加工性较差时，应选较低切削速度。故加工灰口铸铁的切削速度应较加工中碳钢低，而加工铝合金和铜合金的切削速度则较加工钢材高。=3\*romaniii刀具材料切削性能越好时，切削速度可选越高。硬质合金刀具切削速度可比高速钢刀具的切削速度高很多，而涂层硬质合金、陶瓷、金刚石个立方氧化硼刀具切削速度又可比硬质合金刀具的切削速度高很多。此外，确定精加工、半精加工切削速度时，应注意避开积屑瘤和鳞刺形成的速度区域。此外切削速度应避开自激震动临界速度。加工带硬皮铸锻件时，加工大件、细长件和薄壁件时，以及断续切削时，应选用较低的切削速度，以保证刀具正常耐用度和加工质量。9）说明提高切削用量的途径答：（1）改善刀具结构，简化装刀和调整手续，可以采用相对比较低的刀具耐用度标准，提高切削用量（主终是提高切削速度）例如采用机夹不重磨车刀。（2）提高刀具刃磨质量，使切削刃更为锋利，降低刀面表面粗糙度值，从而减少切削过程的变形和摩擦，也就是说在同等耐用度下，可以提高其切削用量。例如采用金刚石砂轮代替碳化硅砂轮刃磨硬质合金车刀能提高耐用度50～100%。（3）采用耐热性和耐磨性更高的新型刀具材料，如新牌号的高速钢，含有添加剂的新型硬质合金等。（4）采用性能优良的新型切削液，改善切削过程中的冷却和润滑条件，从而提高刀具的耐用度和切削用量，如极压乳化液、极压切削油等，都能有效地提高刀具的耐用度或切削用量。

项目三汽车典型零件加工技术任务1曲轴零件加工技术1、填空题(1)曲轴工作时要承受很大的扭矩应力及大小和方向都在不断变化的弯曲应力的作用，因此曲轴应具有足够的强度和支承刚性。(2)ZG270-500、ZG310-570、ZG25MnV用于大型低速船用柴油机。(3)连杆轴颈和主轴颈不在同一轴线上，用偏心夹具或回转刀具加工。(4)精加工各连杆轴颈，以为中心孔作定位基准。(5)曲轴需经磁力探伤检查及退磁处理。2、选择题（1）用于汽油机的小型发动机，缸径D≤200mm大批生产时，毛坯采用（C）A自由锻B铸造C整体模锻（2）用于大型低速船用柴油机曲轴的毛坯采用（B）A自由锻B铸造C整体模锻（3）曲轴材料选用铸铁，则毛坯制造形式为（C）A锻造B切削加工C铸造（4）曲轴主轴轴颈最终热处理为（C）A调质B退火C表面淬火（5）粗抛光所有主轴颈，连杆轴颈外圆所用设备为（A）A、曲轴油石抛光机B、曲轴砂带抛光机C、油颈抛光机3、判断题曲轴的作用是将活塞的往复运动变为旋转运动，以输出发动机的功率。（√）曲轴的轴颈和连杆轴颈需有足够的耐磨性，且曲轴的质量分布应当平衡，以防因不平衡而产生离心力使曲轴承受附