大学科目《过程装备制造工艺》课后思考习题和答案

《过程装备制造工艺》思考与练习

班级：学号：姓名：2015年6月

一、思考题（机器部分）

1.为什么要学习“过程装备制造工艺”这门课？机器制造工艺研究的主要对象是什么？

2.学习这门课的指导思想和主要目的是什么？

3.什么是机器的生产过程？它包括哪些内容？

4.什么是机械加工工艺过程？它是由哪几部分组成的？

5.什么叫工序、安装、工位、工步和走刀？其主要特征是什么？

6.工艺过程和工艺规程有何区别？

7.什么叫年生产纲领？如何计算？

8.如何划分生产类型？各种生产类型的工艺特征是什么？

9.有几种获得加工尺寸的方法？试比较试切法和调整法各有什么特点。

10.何谓安装？工件的安装方式有哪几种？各有何特点？

11.定位和夹紧的概念一样吗？各起什么作用？

12.何谓工件六点定位原则？常用定位元件各可限制几个自由度？

13.何谓不完全定位？工件定位时，是否非要消除六个自由度？举例说明。

14.什么叫欠定位？什么叫过定位？过定位安装时对零件加工有哪些影响？举例说明。

15.什么情况下可以采用过定位？

16.当同一定位面上有两个或三个支撑点时，它们之间相互位置有何要求？为什么？

17.什么叫基准？基准分哪几类？

18.什么叫粗基准？在选择时，主要考虑哪些问题？如何具体选择？

19.什么叫精基准？在选择时，主要考虑哪些问题？如何具体选择？

20.什么叫定位误差？定位误差包括哪几方面的误差？

21.什么叫基准不重合误差？产生于何种加工方法？其数值大小为多少？

22.设计基准与定位基准不重合会产生定位误差，那为什么有时非得采用不重合定位方法加

工？举例说明。

23.机械加工工艺规程在生产中起何作用？设计工艺规程的基本要求是什么？

24.制定工艺规程时，主要考虑哪些问题？

25.为什么工艺过程常划分为几个阶段？何时可以不划分阶段？为什么？

26.何谓工序集中与工序分散？何时采用工序集中？何时采用工序分散？说明其理由。

27.加工顺序的安排应遵循哪些原则？

28.各类热处理工序应安排在加工工艺过程的什么地方？各达到何目的？

29.什么是机械加工精度?主要包括哪几方面内容？

30.什么是工艺系统？它由哪几方面构成？

31.什么是误差敏感方向？试举例分析机床导轨误差处于“敏感方向”与“非敏感方向”时,

对被加工零件的加工精度的影响。

32.机械加工时会产生哪些误差？为什么会产生这些误差？

33.何谓原理误差？原理误差对加工精度有何影响？为什么要采用？

34.试分析机床导轨误差、主轴误差对工件加工精度的影响？

35.什么是工艺系统的刚度？影响工艺系统刚度的主要因素有哪些？如何提高工艺系统刚度?

36.工艺系统的刚度对加工精度有何影响？

37.什么是“误差复映规律"？误差复映的条件是什么？减少复映误差可采取哪些工艺措施?

38.什么叫内应力？内应力如何产生？内应力对机械加工精度的影响怎样？举例说明。

39.工艺系统的热变形对加工精度有何影响？如何减小热变形？

40.提高加工精度的主要途径有哪些方法？其原理如何？

41.工件表面质量包括哪几方面？

42.表面层的物量、力学性能对机器的使用性能有何影响？

43.什么叫冷作硬化？影响冷作硬化的因素有哪些？

44.影响表面粗糙度的因素有哪些？减小表面粗糙度应采取哪些措施？

45.在磨削加工中，常采用哪些工艺措施来提高表面粗糙度？

46.提高加工表面质量的主要途径有哪些？

47.装配的基本内容有哪些？

48.何谓装配精度？装配精度与零件的加工误差关系怎样？

49.何谓装配尺寸链？封闭环怎样确定？极值法和概率法计算装配尺寸链各用在什么场合？

50.装配尺寸链的“最短环原则”是什么？

51.提高装配精度的工艺方法有几种？其实质是什么？

二、思考题（设备部分）

1、化工设备制造工艺过程主要包括哪些工序？化工设备制造工艺的特点是什么？

2、什么是材料的净化？净化的对象是什么？净化方法有哪几种？

3、矫形的实质是什么？常用的矫形方法有哪几种？

4、多轮式矫板机工作原理和特点是什么？影响其工作效率的主要因素有哪些？

5、划线有何重要性？什么是可展面与不可展面？

6、展图的实质是什么？常用方法有哪几种？

7、什么是等体积法、等面积法和等弧长法？各有何特点？

8、切割方法可分为哪两大类？各有哪几种？

9、何谓剪切加工？其特点是什么？

10、氧气切割的基本过程如何？应具备什么条件？符合氧气切割条件的材料主要指什么？

11、氧气切割的实质是什么？提高氧气切割能力的关键是什么？

12、何谓等离子切割？切割特点是什么？

13、离子切割分哪几种类型？各有何特点？

14、碳弧气刨应用于何种场合？

15、何谓弯曲？其主要方法是什么？

16、三辑卷板机存在的主要问题是什么？如何解决？

17、圆筒卷制过程中常会出现哪些缺陷？如何检验？

18、制作锥形封头的常用方法有哪些？

19、成形和弯曲的主要区别是什么？封头成形常采用哪些方法？

20、冲压封头的基本步骤是什么？其最大应力发生在何处？冲压封头的减薄区和增厚区各出

现在哪个部位？

21、何谓折皱准数？不折皱条件是什么？实践中如何判断标准椭圆封头是否发生折皱？

22、边缘加工的作用是什么？

23、组对和装配有何区别？组对的特点是什么？

24、何谓焊接接头？它由哪几部分组成？

25、焊口处的间隙有何作用？

26、为什么受外压的筒体比受内压的筒体圆度要求高？

27、换热器管子与管板胀接的原理和特点是什么？影响胀接质量的因素有哪些？

28.焊接的物理本质是什么？焊接方法主要有哪几种？

29.焊缝区内气体的主要来源是什么？

30.氮与金属作用的主要特点是什么？如何避免？

31.冶金脱氧的主要方法和区别是什么？

32.氢以何种形式存在于金属中？控制脱氢最有效的措施是什么？

33.硫、磷对焊缝性能有什么影响？

34.何谓焊接热循环？焊接接头不同点的热循环有何区别？

35.改善热影响区性能的途径有哪些？

36.焊缝金属组织有哪两个特征？为什么一次结晶为层状组织柱状晶？

37.焊接残余变形的种类有哪些？减小残余变形在工艺上应采用哪些措施？

38.残余应力产生的主要原因是什么？主要危害有哪些？

39.焊接裂纹有哪几种类型？

40.焊接热裂纹的形成条件和特点是什么？应如何避免？

41.焊接冷裂纹的形成条件和特点是什么？应如何避免？

42.焊接接头结构有哪儿种类型？坡口的基本结构如何？各部分的作用是什么?

43.何谓无损检测？主要包括哪几方面？

44.射线检测和超声检测的主要区别和共性各是什么？

45.磁粉检测与渗透检测的适用范围有何区别？

46.何谓射线探伤的相对灵敏度？如何衡量？

47.射线检测和超声检测的合格指标是如何确定的？

三、定位原理练习

1.为了保证下列各零件加工精度的要求,试确定必须限制哪些自由度？

2）六方体上铳不通槽（)

3）轴上铳平面（）

2.在车床上粗加工大型长轴时常采用一端用顶尖支承，其安装方式有三种，如下图所示。

试分析三种定位方案，哪种最合理？哪种最差？为什么？

/I/

四、定位误差练习

1.如图4-1所示，以A面定位加工。20H8孔,求加工尺寸40±0.山加的定位误差。

图4-1图4-2图4-3

2.零件各有关尺寸如图4-2所示，以底面定位调整法加工A孔，求A孔轴心线的定位误差？

3.如图4-3所示，用单角度铳刀铳削斜面，求加工尺寸为39±。.046加的定位误差。

4.现欲在一小轴上铳一通槽，采用两种定位方案，见图4-4和图4-5。请分别讨论当保证的

尺寸h时或保证的尺寸H时，两种定位方案的定位误差。

5.钻校图4-6所示零件上例0H7的孔。工件拟采用以。2047（；°必）出〃孔定位，定位轴直径

为四0二黑族*求工序尺寸50±0.07"利及平行度的定位误差。

6.如图4-7所示，工件以《外圆定位，欲加工“10〃8孔，④）/////

58

若已知4=03O?oOl〃un,d2=姬5t牌nvn,H=40±0.15nvn,f**1

图4-6

T="）.03〃7m,求加工尺寸H=40±0.15帆加的定位误差。

◎D

图4-7

五、工艺尺寸链习题

1.如图5-1所示，采用调整法加工零件上的直槽，已知A=2O1.O8E,B=30±0.05/7?/7io

请问铳刀应按何尺寸（基本尺寸及偏差）调整，才能保证A的精度要求？（注：孔在槽之前

已加工。）

2.如图5・2所示的衬套，在设计时其尺寸标注分别为4=10±0.1/切72,%=16b[2〃"九，

%=30±0」5.，为了在加工时便于测量，需要标注尺寸A、％和4,试计算工艺尺寸A和

4的基本尺寸与极限偏差。

3.如图5-3所示衬套，材料为380诙M/,要求内孔直径为。145产丽，内孔表面渗氮

层深度为0.3〜0.5mm,即单边为0.3丁〃如。其加工顺序为：1）氮亿前加工内孔至

加44.76产〃〃九；2）表面渗氮；3）按零件要求的尺寸磨削内孔。145产〃加，磨孔后同时应

满足氮化层深度0.3~0.5mm的要求。试分析计算氮化工序的渗氮层深度应为多少？

4.如图5—4所示零件，调整法加工，要求224黑〃制和15、7加〃两尺寸对中，前道工序

己精加工完A,B两面，现要分别以A、B两面做精基准，精加工C,D两面，试求工艺尺

寸黑国的基本尺寸和极限偏差。

六、制定机械加工工艺规程

1.下图是某产品上的齿轮零件，该产品年产量为2000台，每台2个齿轮。设其备品率

为10%,机械加工废品率为1%,试计算该齿轮零件的年生产纲领，并制订其机械加工工艺

规程。

名称比例材料重量模数齿数精度公法线长度

458FLoo11-0.066

齿轮1:21.36kg2.255011

（硬度207〜241HB）GB10095-88-0.289

2.试拟定下图所示零件的机械加工工艺路线，包括工序名称、加工方法、定位基准。

已知该工件的毛坯为铸件，孔未铸出，生产规模为成批生产。

《过程装备制造工艺》思考与练习

班级：学号：姓名：2015年6

月

一、思考题（机器部分）

1.为什么要学习“过程装备制造工艺”这门课（P1-6）?机器制造工艺研究的主要对象是

什么（P2-2、3）?

答：质量生产率经济性

2.学习这门课的指导思想和主要目的是什么（P2・3）?

答：在保证质量的前提下，达到高生产率和经济性优质、高产、低消耗地生产过程装备的方法。

3.什么是机器的生产过程（P3」）？它包括哪些内容？

答：生产过程一一将原材料转变为成品的全过程。有输入和输出的生产系统。

生产准备技术准备毛坯制造机械加工热处理外购件装配检验试车油漆包装

4.什么是机械加工工艺过程？它是由哪几部分组成的？（P3-2）

答：机械加工工艺过程一一用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置、表面粗糙度和

性质，使之成为合格零件的全部劳动过程。

机械加工工艺过程由一系列工序组成，而每道工序又可分为安装、工位、工步和走刀。

5,什么叫工序、安装、工位、工步和走刀？其主要特征是什么？（P3）

工序：工艺过程的基本单元。是指一个或一组工人在一个工作地点对同一个或同时对几个工件连续完成的

那一部分工艺过程。

主要特征：是工人和工作地点。由工序数可知工作面积大小、工人人数和设备激量，是工艺规程设计的重

要资料。

工位:在多轴机床或带有转位夹具的机床上加工时，工件在所占有的每一个位置上所完成的那一部分工序。

要点：多工位加工，可减少安装次数，提高生产力。生产上常采用不需要重新安装工件而能改变工件位置,

加工不同表面的夹具。

安装：工件在加工前，在机床（或夹具）上定位和夹紧的整个过程。一道工序中，工件在一次定位和夹紧

下所完成的那一部分工序。

要点：同一工序工件在加工位置上，可能安装一次，也可能安装多次。

走刀：工艺过程的最小单元。指切削刀具在加工表面上切削一次所完成的那一部分工步内容。

要点：在一个工步内，当被加工表面的切削余量较大，需分几次切削时，则每进行一次切削称为一次走刀。

6.工艺过程和工艺规程有何区别？（P3・2）

答：机械加工工艺过程一一用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置、表面粗糙度

和性质，使之成为合格零件的全部劳动过程。

机械加工工艺规程一一用文件规定的机械加工工艺过程。将机械加工工艺过程写成文件。

7.什么叫年生产纲领？如何计算？（P4-2）

生产纲领一一企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。

年生产纲领一一计划其为一年的生产纲领。计算见（P4-2）

8.如何划分生产类型？各种生产类型的工艺特征是什么？（P4・5）

答:生产类型与生产纲领的关系

9.有几种获得加工尺寸的方法（P5・l）?试比较试切法和调整法各有什么特点（P5・l）。

4种（试切法调整法定尺寸刀具法自动控制法）

比较：

试切法：通过试切一一测量一调整刀具——再试切的反复过程来获得尺寸精度。

特点：可达到很高的尺寸精度，但生产率低，加工精度取决于工人的技术水平和计量器具的精度，适合于

单件小批量生产。

调整法：加工前调整刀具与工件的相对位置，加工一批工件时，保持刀具与工件在需保证尺寸精度方向

上的相对位置不变。

特点：生产效率高，零件互换性好，工人易掌握，但调整困难，需专人调整，适合于大批大量生产。

10.何谓安装？工件的安装方式有哪几种？各有何特点？（p6）

答：安装——工件从定位到夹紧这一过程。

安装方式:1.直接找正安装（特点：精度高，费时费事，安装精度取决于工人的技术熟练程度和采用的

找正量具精度。）2.按划线找正安装（特点：使各加工面的加工余量均匀分配.加工面与非加工面相对

位置合理、正确。）3.夹具安装（特点：安装迅速方便，定位可靠，可保证一批零件的加工精度，提

高劳动生产率和降低生产成本，但一次性投入大，加大成本。）

1L定位和夹紧的概念一样吗？各起什么作用?（6・2）

答;定位一一工件加工前，使其在机床上或夹具中占有正确位置的过程。

夹紧一一工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

12.何谓工件六点定位原则（7・1）?常用定位元件各可限制几个自由度?（6・3~7・2）

工件在直角坐标系中，采用六个按一定规则布置的支承点，可以限制工件的六个自由度，实现完全定位，

称为六点定位原理。

13.何谓不完全定位？工件定位时，是否非要消除六个自由度？举例说明。

不完全定位一一根据工件的加工要求，允许少于六点的定位，而仅限制工件部分自由度的定位.

例子见P7

14.什么叫欠定位？什么叫过定位？过定位安装时对零件加工有哪些影响？举例说明。

过定位一一定位时工件的同一自由度被数个定位元件重复限制的定位形式，也称重复定位。

欠定位——工件定位时应该限制的自由度而未被限制，是一种定位不足而影响加工的现象。

15.什么情况下可以采用过定位？

某些恃况下，过定位是允许的：

D）当定位基准精度和定位工件精度都很高时；

2））当工件刚度较低，加工时受切削力、夹紧力作用，产生的变形影响

加工精度时，往往采用过定位以提高工件刚度，满足加工要求。

16.当同一定位面上有两个或三个支撑点时，它们之间相互位置有何要求？为什么？

17.什么叫基准？基准分哪几类？

基准一一用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的哪些点、线、面。1.设计基准2.工艺

基准（1.工序基准2.定位基准（粗精）3测量基准4装配基准）

18.什么叫粗基准？在选择时，主要考虑哪些问题？如何具体选择？

粗基准一一没有加工过的毛坯面作定位基准称粗基准。

1）保证不加工面位置正确的原则

2）保证重要表面加工余量均匀的原则

3）保证各主要表面加工余量合理分配的原则

4）粗基准不得重复使用的原则

5）粗基准光洁平整、定位可靠的原则

19.什么叫精基准？在选择时，主要考虑哪些问题？如何具体选择？

精基准一一已加工过的表面作定位基准称精基准。

1）基准重合原则

2）基准统一原则

3）互为基准原则

4）自为基准原则

5）便于安装的原则

20.什么叫定位误差？定位误差包括哪几方面的误差？

定位误差：当一批工件逐个在夹具上定位时，由于工件及定位元件存在公差，故每个工件彼此在尺寸、形

状、相互位置等均存在差异，产生加工误差，将只与工件定位有关的加工误差，称为定位误差.

1.基准不重合误差2.基准位移误差

21.什么叫基准不重合误差？产生于何种加工方法？其数值大小为多少？

通常指工序基准与定位基准不重合所引起为误差，用AB表示。

基准不重合误差常发生在以平面定位的情况下，归纳如下：

1）L是定位基准（E）与工序基准（F）之间的距离，或称定位尺寸。在一批工件逐个在夹具上定位时，基

准不重合误差AB的大小为定位尺寸的公差6L在加工尺寸方向上的投影。

2）当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向不一致，存在夹角a时，基准不重合误差AB的大小表示

为：AB=6icosa

3）当基准不重合误差AB由多个尺寸影响时，应将其在工序尺寸方向上合成则AB的一般计算式为：A

B=26icosa（i=l,2,n）

4）当工序基准的变动方向与工序尺寸方向相同时，即0=0,cosa=1,则AB=S5i（i=l,2,n）

式中：6i---各定位尺寸公差值（mm）,

a——Si的方向与加工尺寸方向之间的夹角。

22.设计基准与定位基准不重合会产生定位误差，那为什么有时非得采用不重合定位方

法加工？举例说明。

23.机械加工工艺规程在生产中起何作用？设计工艺规程的基本要求是什么？

作用：1.指导生产的主要文件——生产中的语言。

2.生产管理和组织工作的依据一一是否违规的判断。

3.新建、扩建工厂或车间的基本技术文件一一经验的积累。

要求：1保证加工质量——优质。

2最大限度的提高生产率一一高产

3尽可能降低成本一一低消耗

4减轻工人劳动强度，改善工作条件，安全生产一一人性化

24.制定工艺规程时，主要考虑哪些问题？

1.分析研究图纸，审查零件结构的工艺性；2.计算生产纲领，确定生产类型3.确定毛坯4.定位基准的

选择5.拟定工艺路线

25.为什么工艺过程常划分为几个阶段？何时可以不划分阶段？为什么？

划分加工阶段的原因：1）有利于保持精加工后的加工精度。2）可以合理使用机床设备，合理安排技术工

人。3）粗、精加工分开可以及早发现毛坯缺陷，避免造成浪费。4）精加工表面质量易保证。5）安排热处

理工序的需要。

可不划分加工阶段：1）刚性好、精度要求不高或余量不大的零件；2）刚性好的重型零件，安装麻烦：

26.何谓工序集中与工序分散？何时采用工序集中？何时采用工序分散？说明其理由。

定义

工序集中：将工件各加工表面集中在少数匚道工序完成，每道工序所包括的加工内容多。

工序分散：将工件各加工表面分散到较多工序中进行，各表面加工分得细，每道工序所含加工内容少，工

艺路线长。

应用场合

工序集中：工序少、工步多，夹具少、安装次数少

工序分散：工序多、工步少，夹具多、安装次数多

单件小批量生产，重型工件，只能采用工序集中；大批大量生产中结构简单

刚性差的工件，精度要求高的工件，需划分加工阶段时，可采用工序分散。

理由：即特点

工序集中特点：1）减少工件安装次数，有利于保证位置精度，减少拆装工件的辅助时间。

2）工序数少，减少机床和工人数，节省场地面积，简化生产计划和组织。

3）采用高效专用设备，生产效率高。但一次投资增大，设备调整、维修复杂，生产准备工作量大，产品转

换费时。

4）不利于加工阶段得划分。

工序分散特点：1）机床设备和工艺装备简单，调整维修方便，工人易掌握操作技术。

2）工序数多，可采用最合理的切削用量，减少机动时间。

3）生产准备工作量少，易于平衡工序时间，易于产品更换。

4）设备数量多，操作工人数量多。

27.加工顺序的安排应遵循哪些原则？

1）先基面后其它（基面先行）原则：先加工定位基准，再以精基准定位，加工其它表面。如有多个基准，

应按加工转换顺序和步骤和逐步提高加工精度的原则，安排加工工序。

2）先粗后精原则：按照所划分的加工阶段，依次安排粗加工、半精加工、精加工等。

3）先主后次原则：优先安排主要加工表面，次要加工表面穿插其中。

4）先面后孔原则：平面定位可靠，常选择为基准，故以平面定位加工孔稳定、准确，方便。

28.各类热处理工序应安排在加工工艺过程的什么地方？各达到何目的？

有热处理工序时，热处理工序的安排原则：

1）退火、正火目的是消除组织的不均匀，细化晶粒，改善切削性能。常安排在毛坯加工后，粗加工前进行。

2）时效处理目的是消除毛坯制造和机械加工过程中所产生的内应力。常安排在毛坯加工后，或粗加工后精

加工前进行。

3）调质处理目的是改善加工性能，提高零件综合力学性能。常安排在粗加工后，半精加工前进行。

4）淬火、渗碳、渗氮等最终热处理目的是摄高零件的硬度和耐磨性。常安排在精加工前进行。

29.什么是机械加工精度?主要包括哪几方面内容？

加工精度：零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度

内容：尺寸精度位置精度几何形状精度

30.什么是工艺系统？它由哪几方面构成？

工艺系统：在机械加工中，机床、夹具、道具、工件构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。

4方面（机床、夹具、道具、工件）

3L什么是误差敏感方向？试举例分析机床导轨误差处于“敏感方向”与“非敏感方向”

时，对被加工零件的加工精度的影响。、

误差敏感方向：把对加工精度影响最大的方向（即通过刀刃的加工表面的法线方向）称为误差敏感方向。

举例见P29-1

32.机械加工时会产生哪些误差？为什么会产生这些误差？

MOI备—a.工，

33.何谓原理误差？原理误差对加工精度有何影响？为什么要采用？

近似的成形运动、刀具轮廓、加工方法虽会带来加工原理误差，但往往可简化机床结构或或刀具形状，从

而可提高生产效率，有时甚至能得到较高的加工精度。而采用完全正确的加工原理，有可能会使机床结构

复杂，刀具种类繁多，造成制造上的困难；或由于传动元件过多，增加了机构运动中的误差，反而得不到

高的加工精度。因此，只要加工误差不超过规定的要求，限制在允许范围内即可。

34.试分析机床导轨误差、主轴误差对工件加工精度的影响？

机床导轨误差：

导轨误差一一机床导轨副的运动件实际运利方向与理想运动方向的偏差值。

机床导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是尾架、溜板箱等移动部件的运动基准。故导轨误差

直接影响被加工件的精度。重点讨论导轨在水平和垂直面内的直线度，两导轨的平行度及导轨与主轴回转

轴线的平行等，

车床导轨结论：车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响很小，可忽略不计：而车床导轨在水平

面内的直线度误差将直接影响到加工精度，不能忽略，车床的敏感方向在水平方向。

刨床导轨：在垂直面内的直线度误差对加工精度影响很大，而水平面内的直线度误差则可忽略。故刨床的

误差敏感方向是垂直方向。

镇床导轨：由于刀具回转，故键床的误差敏感方向是随主轴回转而变化的。故导轨在垂直面和水平面内的

直线度误差均直接影响加工精度。以镶刀杆为进给方式的镶削，导轨不直、扭曲或与刀杆轴线不平行等误

差，将引起镇孔的位置误差，而不会产生孔的形状误差。

35.什么是工艺系统的刚度？影响工艺系统刚度的主要因素有哪些？如何提高工艺系统

刚度？

工艺系统刚度：是指工件加工表面在切削力法向分力Py的作用下，刀具相对工件在该方向上位移y的比值。

k系二P./y(N/mm)

分别提高各参数，可以提高工艺

系统刚度。见p35.

36.工艺系统的刚度对加工精度有何影响?

工艺系统的刚度越高加工精度越高

37.什么是“误差复映规律"？误差复映的条件是什么？减少复映误差可采取哪些工艺措

施？

定义：毛坯误差反映到加工后工件表面的现象，叫做误差复映。

减少措施：

若将工件误差△「与毛坯误差△.之比值称为误差复映系数，以

£_△J._"一匕一匕

_______△gkr-

7T2

误差复映系数e定量地反映了毛坯误差经加工后减少的程度。

讨论由于△匚忌是小于△坯，所以£是一个小于1的正数，

22)由于k与£成反比，则工艺系统河IJ度越高，£越小，力I

J3)减少迸给量S,承力口走刀次数,£减小，可提高加工冷

/£=£],2'3•^,-1.................

38.什么叫内应力？内应力如何产生？内应力对机械加工精度的影响怎样？举例说明。

定义：内应力一一也称残余应力，指没有外力作用或去除外力加工后工件内存留的应力。

产生;内应力是由于金属内部相邻的宏观或微观组织发生了不均匀的体积变化而产生的，造成这种变化的

因素来自冷、热加工。

讨论三种情况：1))毛坯制造和热处理过程中产生的内应力；2))切削加工过程中引起的内应力；3)

冷校直过程中引起的内应力。

举例P39P40

39.工艺系统的热变形对加工精度有何影响？如何减小热变形？

工件;对于均匀受热的工件，热变形后主要影响尺寸精度，有时，也影响形状精度。

对于不均匀受热的工件，热变形后既影响尺寸精度，又影响形状精度

刀具;由于刀具在加工过程中的热膨胀，主要造成工件加工表面几何形状误差，尺寸误差不显著。

机床：机床的热变形，除造成工件的尺寸误差、几何形状误差外，还引起位置误差。

措施：1）减少发热和隔热将能分离出去的热源（电机、油箱、变速箱等），尽量放在机床外部：不能分离

出去的热源（主轴轴承、丝杠副、导轨副等），从结构、润滑方面改善其润滑特性，减少发热。如增加散热

面积、风冷、水冷和循环润滑。

2）用热补偿方法减少热变形使机床床身仅产生不影响加工精度的热变形。如书中图1-27。机床下部的油

箱使导轨中凹，导轨下配油沟。

3）从结构上采取措施减少热变形传动元件（轴承、齿轮等）采用热对称布置；设计时，将热变形朝着非误

差敏感方向，如书中图1一28。

4）预热，保持热平衡让机床开车后先空转预热，达到或接近热平衡时再进行加工；加工一批精密零件采用

不间断加工。

5）控制环境温度重要的精密机床，安装在恒温室中使用，对恒温室严格控制恒温基数和恒温精度；对普通

机床采用冷、热风方式，解决温升不均匀题。

6）合理的润滑和冷却对大型机床、加工中心，用冷冻机对润滑油和冷却液进行强制冷却。3.5.5减少和防

止热变形的措施工艺系统的受热变形

40.提高加工精度的主要途径有哪些方法？其原理如何？

41.工件表面质量包括哪几方面?

几何参数方面的质量：表面纹理（表面粗糙度波度刀纹方向）--表示表面形貌

物理机械参数方面的质量（表面层金属的冷作硬化表面层金属的的金相组织表面层金属的残余应力）

----表面冶金变化

42.表面层的物量、力学性能对机器的使用性能有何影响？

43.什么叫冷作硬化？影响冷作硬化的因素有哪些？

1））冷作硬化：由于金属内部晶粒间产生滑移后，晶格畸变，晶粒被拉长，破碎和纤维化，金属材料的

强度和硬度提高，而塑性和韧性下降；

影响因素；

44.影响表面粗糙度的因素有哪些？减小表面粗糙度应采取哪些措施？

表面粗糙度一一体现零件表面的微观几何形状。其评定指标常采用轮廓算术平均偏差Ra和微观不平度十点

高度Rzo

影响加工表面粗糙度的工艺因素主要有几何因素、物理因素及振动等因素，不同的加工方式，影响加工表

面粗糙度的工艺因素各不相同。

降低表面粗糙度的工艺措施

1）选择合理的切削用量，进给量、走刀量，

2）选择适当的切削速度，切削速度3

3）合理选择冷却、润滑液。

4）改善工件的材料性能，材料晶粒粗大，

5）选择合适的刀具材料和刀具几何参数。

6）防止和减小工艺系统的振动。表面粗糙度I。表面粗糙度I,采用正火。

46.提高加工表面质量的主要途径有哪些？

47.装配的基本内容有哪些？

清洗连接校iF调整配作平衡试验验收

48.何谓装配精度？装配精度与零件的加工误差关系怎样？

定义：组成机器时零部件相互位置的准确程度。关系见P48-5飞

49.何谓装配尺寸链？封闭环怎样确定？极值法和概率法计算装配尺寸链各用在什么场

合？

定义：机器的装配关系中，由相关零件的尺寸和相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。

封闭环：间接保证的尺寸：

极值法：按误差综合的两个最不利的情况，极大极小法计算尺寸链的。-----完全互换装配法。

概率法：利用概率论原理来进行尺寸链计算的一种方法。-----部分互换装配法。

50.装配尺寸链的“最短环原则”是什么？

最短环原则：在组成尺寸链时，应使组成环的数目尽可能地少。

51.提高装配精度的工艺方法有几种？其实质是什么？

1.完全互换装配法（实质一一用控制零件的加工误差来直接保证产品装配精度的方法。）

2.部分互换装配法（实质一一按概率理论，各组成环尺寸呈正态分布，适当放宽各组成环公差，保证绝大

多数产品的装配精度。）

3.选择装配法（1.直接选配法2.分组选配法工复合选配法;分组选配+直接选配）

二、思考题（设备部分）

1、化工设备制造工艺过程主要包括哪些工序？化工设备制造工艺的特点是什么？

化工设备制造工艺过程是由各工序组成。通常将生产中的加工零部件在同一地点所连续完成的工艺过程称

为一道工序。

化工设备制造的主要工序包括：备料、放样划线、切割、边缘加工、弯曲和冲压、拼装、焊接、矫形、焊

缝质量检验、热处理、装配、压力试验、密封性试验及表面处理。

2.化工设备制造工艺特点

1）制造工序固定性；各种容器工序基本一致，顺序也基本固定。

2）制造种类多样性；设备制造大多属于单件小批量生产，所制造的设备，其种类、材料及大小往往各不相

同。

3）设备制造法规性：针对化工设备制造对运行安全性、制造可能性等要求，国家及相关工业部

门制定了一系列有关设备制造技术的标准和法规。

2、什么是材料的净化？净化的对象是什么？净化方法有哪几种？

净化一一提高钢材表面的清洁程度，以满足设备制造质量的需要。

净化对象一一油、锈、氧化膜等。

净化方法：L手工净化2.机械净化3.化学净化4.火焰净化

3、矫形的实质是什么？常用的矫形方法有哪几种？

矫形实质——使变形材料各部位的纤维长度趋于一致。调整纤维长度，使中性层两侧纤维等长。

方法;1.反弯曲法2.拉伸法3.火焰加热法

4、多根式矫板机工作原理和特点是什么？影响其工作效率的主要因素有哪些？

原理：工件受力像简支梁，以“”矫枉过正的方法，校正工件。常用于钢板和型钢，以中性层纤维

为准，使两侧纤维等长。

影响因素：辑数、辑距、辐径

5、划线有何重要性？什么是可展面与不可展面？

划线工序的重要性：

划线直接决定零件成型后的尺寸和几何形状，并影响到后面的组对和焊接工序。划线对节约原材料也有重

要意义。

可展也与不可展面：

曲线曲面为不可展面，直线曲面中若相邻两索线不在同一平面内（如螺旋面），也为不可展而。当空间相

邻两索线位于同一平面内，才是可展面。可展面能精确确定展开后的图形和尺寸，且制成零件后，其中性

层尺寸不变，可用公式计算或投影作图准确展开。而不可展面零件由于其在制造中中性层尺寸将改变，

只能用近似法展开或用经验公式计算。

6、展图的实质是什么？常用方法有哪几种？

展图一一把零件坯料的空间曲面展开成平面。其实质是求实长。

常用方法：1）计算法2）作图法3）近似法4）经验展图法

7、什么是等体积法、等面积法和等弧长法？各有何特点？

等体积法：假定变形过程中其体积不变。用于锻件（锻造过程密度不变）毛坯尺寸确定，精度较好。

等面积法：假定变形过程中其面积不变。当平板变成曲板，密度、厚度变化小，采用此法展图较精确。

等弧长法：假定变形过程中某弧长不变。该法计算、作图简单，但通常展开后尺寸偏大。

8、切割方法可分为哪两大类？各有哪几种？

、

L

I

,

、

A

，

J

9、何谓剪切加工？其特点是什么？

1.剪切将剪刀压入工件中使剪切应力超过材料抗剪强度而达到剪断的目的0

2.特点：生产效率高，切口精度高，适用范围广。但切口附近3mm内的金属有明显的硬化现象，对于重

要设备，应把硬化区加工掉。

10、氧气切割的基本过程如何？应具备什么条件？符合氧气切割条件的材料主要指什

么？

2.氧气切割条件

1）金属熔点必须高于金属氧化物的熔点。氧化物熔点越低，流动性越好。

2）金属熔点必须高于金属的燃点。保证在固态下切割，准确控制切口。

3）金属的氧化潜热大，导热系数低。切割时生成热量多散失少，预热速度快、深度大，使切速快、切割

厚度大。预热只对引燃切割过程有意义。

符合氧气切割条件的材料：可以切割各种形状的零件，切割厚度范围大，可由很薄板材到厚度大于100mm

的板材，适应于切割含碳量＜0.7%的碳素钢和低合金钢。

11、氧气切割的实质是什么？提高氧气切割能力的关键是什么？

实质：燃烧

关键：提高氧化速度。

12、何谓等离子切割？切割特点是什么？

等离子切割一一利用高温、高速的等离子弧，将工件局部熔化，并借等离子焰流和气体的高速冲刷力

将熔渣吹掉，形成割缝来切割的方法。

特点；1）等离子切割气流；氨气、氮气氢气或其混合气。2）等离子切割割炬；3）等离子切割应用：

13、离子切割分哪几种类型？各有何特点？

根据电极的接法不同，将等离子弧分三类。

1.转移型（直接弧）功率高，用于切割厚工件。2.非转移型（间接弧）等离子弧稳定性好，切口质量好。

3.混合型一一综合上两类优点，目前应用最多。

14、碳弧气刨应用于何种场合？

电弧气刨又称碳弧气刨，是用碳棒作为电极产生电弧，将金属局部熔化，同时用压缩空气流把熔化的金属

吹走，从而达到切割目的的方法。电弧温度高不受金属种类限制，作为切割，由于生产率低，切割精度差，

仅用于切割薄不锈钢。目前仅用于挑焊根，开坡口等。

15、何谓弯曲？其主要方法是什么？

弯曲是可展曲面的成型工艺。（冷加工、热加工）是将毛坯在冷态或热态下，经外力作用使产生冷塑性变形

和热塑性变形的工艺过程。

16、三根卷板机存在的主要问题是什么？如何解决？

其工作时对卷板两边各有一段不能通过最大弯矩点处而形成直边预压预弯预留不管，焊后再

卷。

17、圆筒卷制过程中常会出现哪些缺陷？如何检验？

常见缺陷：1锥度：上下辑不平行。2错口：进料倾斜。3不匀：上下辑间距变化不均。

检验方法：内样板检验。1两侧透光：弯的不足；2中间透光：弯曲过度。避免

18、制作锥形封头的常用方法有哪些？

利用卷板机卷制锥形封头的常用方法：

1）上*昆轴倾斜法：一端下压量增加。

2）小端摩擦减速法：与上辐轴向对称安装一对辅助滚轮。

3）旋转送料法：在坯料的大小头加导向轮，使辐压线基本与素线吻合。

4）分区卷制法：在扇形面上划射线，以跨区的移动来近似的调速。

19、成形和弯曲的主要区别是什么？封头成形常采用哪些方法？

弯曲是可展曲面的成型工艺。成型是不可展曲面的主要成型工艺。目的是制成所需的设备零件。弯曲和成

型都是将毛坯在冷态或热态下，经外力作用使产生冷塑性变形和热塑性变形的工艺过程。

方法：封头的成形分整体和分瓣成形两种。整体成形有冲压、旋压、爆炸三种。整体冲压成形是目前应用

最广的方法。

20、冲压封头的基本步骤是什么？其最大应力发生在何处？冲压封头的减薄区和增厚区

各出现在哪个部位？

21、何谓折皱准数？不折皱条件是什么？实践中如何判断标准椭圆封头是否发生折皱?

22、边缘加工的作用是什么？

作用：1））去除多余金属：2））加工适当形状的坡口；3））去除切割边缘缺陷；4）去除焊口杂质等。

23、组对和装配有何区别？组对的特点是什么？

组对一一用焊接（点焊）等不可拆连接进行拼装的工序称为组对，组对完后进行焊接以达到密封和强度

方面的要求。

装配一一凡用螺栓等可拆连接进行拼装的工序称为装配，装配完后设备就可以试验、使用。

组对工艺的特点是耗时长。

24、何谓焊接接头？它由哪几部分组成？

焊接接头一一焊缝和母材的组织及性能发生变化的区域组成焊接接头。一般籽焊接接头分为4个区域：

焊缝、熔合区、热影响区和热应变脆化区。

25、焊口处的间隙有何作用？

焊接部位应开坡口，两母材对接处应留有间隙。

间隙有以下的作用：1.保证焊接熔深当坡口形状确定后，焊条末端到焊口底部的距离取决于间隙大小。

2.补偿焊缝收缩调节间隙是补偿焊缝收缩的辅助措施。多层包扎式高压容器的层板组对时，加大间隙提

高焊缝横向收缩量以促进层间贴紧是间隙的一个特殊用途。3.调整焊缝化学成分坡口型式和间隙一起能

调节焊缝中母材金属所占比例，对调整焊缝成分有作用。4.电渣焊和气体保护电弧窄间隙焊时，间隙

是重要的焊接参数。

26、为什么受外压的简体比受内压的简体圆度要求高？

内压容器在压力作用下，断面趋于真圆；外压作用下，断面圆度偏差易加大，造成失稳。故外压容器比

内压容器圆度检查要求高

27、换热器管子与管板胀接的原理和特点是什么？影响胀接质量的因素有哪些？

胀接原理：

胀接是通过外力，使管子产生塑性扩张，并通过管壁使管板孔壁产生弹性变形，形成过盈配合，使管子与

管板固接并形成密封能力的一种加工方法。

胀接特点：1）无间隙，有一定的抗间隙腐独的能力，维修、换管方便；

2））由于是靠过盈产生固接力的，则抗拉脱力较低；

3））高温或温度变化大时，胀口易出现应力松弛现象。

28.焊接的物理本质是什么？焊接方法主要有哪几种？

焊接物理本质：两块或两块以上材料（同种或异种），在加热或加压（或并用）的状态下，通过原子或分

子之间的结合和扩散，造成永久性联接的工艺过程叫做焊接。

压焊：钎焊：熔化焊：

29.焊缝区内气体的主要来源是什么？

焊缝区内气体的主要来源：

1焊接材料燃烧：焊条药皮、陶质焊剂、焊丝药芯中含有造气剂，加热时分解或燃烧，析出大量气体。

用潮湿焊条和焊剂时，将析出水汽。

2热源周围的气体介质：主要指空气，空气在电弧区内至少占3%。

3焊丝和母材表面上的杂质受热：如油污、铁锈、油漆等，会吸附一些水分，受热后析出气体进入气相。

4金属蒸发产生的气体：焊接时局部温度高，常会产生金属和熔渣的蒸汽。

30.氮与金属作用的主要特点是什么？如何避免？

氮与金属作用的特点：

1）FeTiMnSiCr：既溶解氮、又可形成稳定的化合物；

2）CuNi：既不溶解也不化合：可用作：N的保护气体：

3）常以原子、离子和N0的形式溶解于金属，溶解度随金属组织状态的变化而发生突变；

4）一进入焊缝就很难排除的保护气体；

控制氮的措施：防氮化最有效的方法是对熔池严加保护，防止空气的入侵。目前气体保护焊（C0C02.Ar等）、

气渣联合保护（焊条药皮、焊剂等）均为有效方法。此外，手工电弧焊还可采用如下措施：

1）控制焊接规范为保证焊接质量应尽量采用短弧焊接，选用较大直径的焊条，以减小熔滴与

的接触面积。

2）控制焊丝成分在焊丝中加入TiNb、0）2、NCO、及MnSi的蒸气分压，降低Al等元索使其

与氮形成稳定的氮化物，以弥散状态分布于金属中，可抑止时效脆化，防止气孔。提高CO的溶量。

31.冶金脱氧的主要方法和区别是什么？

冶金脱氧，如还原剂脱氧和扩散脱氧等。

a、先期脱氧：在药皮加热阶段，采用丽、Si、Al等还原剂直接与0反应；

b、置换脱氧：在熔滴和熔池中进行，采用Mn脱氧、Si脱氧和加、Si联合脱氧，由于焊接速度快，故此法难

起主要作用。

32.氢以何种形式存在于金属中？控制脱氢最有效的措施是什么？

大部分溶解的氢在焊缝金属晶格中自由扩散，故称扩散氢。

聚集在金属晶格的缺陷、显微裂纹等的空隙中的氢，结合成分子，不能扩散，故称剩余氢

33.硫、磷对焊缝性能有什么影响？

s在金属中存在形态及危害：热脆

存在形态：FeS、NiS、MnS等

FeS：低熔点共晶，偏析、夹杂、热裂纹，塑性、耐蚀性下降等；

NiS：低熔点共晶，危害更大；

MnS：大部进入熔渣，危害较小。

P在金属中的形态及危害：

存在形态：Fe3P、Fe2P、Ni3P等。

危害：硬而脆的低熔点共晶体，分布于品界，偏析、热裂、冷脆、冲击韧形下降。

34.何谓焊接热循环？焊接接头不同点的热循环有何区别？

焊接热循环一一当焊接热源沿焊件移动时，焊件上某点温度随时间而变化的过程（由低而高、达

到最大值后，乂由高而低）。

离焊缝越近的各点，其加热速度越大，峰值温度越高，同时冷却速度也越大，但加热速度远大于冷却

速度。

35.改善热影响区性能的途径有哪些？

见P87P88

36.焊缝金属组织有哪两个特征？为什么一次结晶为层状组织柱状晶？

有熔化过程的焊缝金属组织有两方面特征：

D）焊缝的一次结晶：液态凝固时的宏观组织特征。

2））焊缝的二次结晶：当焊缝金属温度低于相变时，发生的组织转变；即从固相线开始冷却到常温

发生的金相组织的转变。

37.焊接残余变形的种类有哪些？减小残余变形在工艺上应采用哪些措施？

1、焊接残余变形的种类：主要是收缩、转角、弯曲、波浪和扭转等。

措施（注意：工艺上）：1）减少工件受热2）刚性夹持3）反变形法4）合理安排焊接次序5）预热6）

合理制定组对方案7）锤击焊缝区

38.残余应力产生的主要原因是什么？主要危害有哪些？

1、焊接残余应力的成因

总的来说，焊接残余应力是焊件冷却过程中焊接区体积变化受阻造成的。一种变化是焊接区冷却收缩，

由此造成的内应力称为热应力；另一种是由冷却中组织转变引起的体积变化（如奥氏体变成马氏体时

体积变大），由此造成晶粒间的内应力称为组织应力。从区域大小看，热应力是焊接残余应力的主要

形式，是普遍存在的，各种材料都有；组织应力虽然区域小，但数值相当高。

焊接残余应力的危害：（1）降低焊接金属的塑性和抗疲劳性（2）促成焊接裂纹（3）加快应力腐蚀速

度（4）降低焊接件精度

39.焊接裂纹有哪几种类型？

见P95-4多种分类方法。

40.焊接热裂纹的形成条件和特点是什么？应如何避免？

形成条件：变形能力、变形量、变形速度及应变量。

特点：结晶后期生成；纵向居多：沿晶界走向。

焊接热裂纹的控制（预防措施）：

1、冶金因素：1）控制材料的化学成份，控制影响结晶裂纹倾向的元素。2）改变低熔物的形态，收

敛成球而不展成膜，提高材料的高温变形力。

3）细化一次结晶，钢中应含有铁索体促成元素。4）提高熔渣的碱度。焊接热裂纹的控制（预防措

施）：

2、焊接工艺：1）控制焊缝的断面形状。2）减少接头刚度，实际变形充分。3）预热。4）在熔池后

部加冷焊丝。5）防止弧坑裂纹。6）合理的接头型式。

3、易产生不同热裂纹的钢种1）结晶裂纹：单相奥氏体钢、银基合金、铜合金、铝及镁合金、中碳钢

及含杂质较多的低碳钢和低合金钢等。2）高温脆化裂纹：纯金属及单相奥氏体钢等。3）高温液化裂

纹：在焊接热循环峰值温度作用下，近缝区或焊缝层间金属中低熔点共晶物（如S、P、Si、Ni等）

被重新熔化，而在收缩应力作用下，沿奥氏体晶界发生的一种开裂。主要发生在含有Cr、Ni的高强

度钢、奥氏体钢、银基合金及含S、P、Si、C偏高的材料中。

41.焊接冷裂纹的形成条件和特点是什么？应如何避免？

焊接冷裂纹主要发生在易淬火钢材的热影响区。常在马氏体转变温度范围（约200〜300C）以下发生,

故又称低温裂纹和延迟裂纹。

特点：低温或常温下；多发生在热影响区；大多氢致裂纹；短程开裂穿集而成；穿晶与沿晶的双重性:

裂纹表面有光泽：脆性断n；延时性。

措施：1、减少金属中的扩散氢：焊接方法、焊材、焊接工艺等着手。选择低氢碱性焊条并烘干保温、

C02保护等，以降低含H量；2、焊接材料：选含氢量的的焊材，添加表面活泼元素，Te、Se等。3、

降低内应力：接头形式、坡口形式等，以降低刚性（拘束度）：4、焊接工艺：适当提高焊接线能量，

预热、缓冷、多层焊（降低冷速）；焊接顺序（降低应力）；焊后热处理（脱H）；5、焊接操作：防止

弧坑、咬边、未焊透、未熔合等缺陷的产生（降低应力集中）。

42.焊接接头结构有哪几种类型？坡口的基本结构如何？各部分的作用是什么？

焊接接头按其结构分为：对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头。

坡口的基本结构见P99-6~P100-6

43.何谓无损检测？主要包括哪几方面？

不损坏或破坏材料、焊件,对其不连续缺陷进行检测的方法

射线检测RT超声检测UT磁粉检测MT渗透检测PT涡流检测ET

44.射线检测和超声检测的主要区别和共性各是什么？

45.磁粉检测与渗透检测的适用范围有何区别？

46.何谓射线探伤的相对灵敏度？如何衡量？

相对灵敏度：K=（A/S）100%（常采用）。其中：其中：A一缺陷厚度；S-工件厚度。

47.射线检测和超声检测的合格指标是如何确定的？

三、定位原理练习

1.为了保证下列各零件加工精度的要求，试确定必须限制哪些自由度？

（参考坐标系）

2）六方体上铳不通槽（)

3）轴上铳平面（)

)

7）开槽圆盘上钻通孔（)

9）圆盘中心钻孔（

2.在车床上粗加工大型长轴时常采用一端用顶尖支承，其安装方式有三种，如下图

所示。试分析三种定位方案，哪种最合理？哪种最差？为