《机械制造基础（第三版）习题册》-模块十二 机械加工工艺及夹具的基本知识（答案）

模块十二机械加工工艺及夹具的基本知识

课题一基本概念

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.形状尺寸相对位置

2.形状尺寸表面质量

3.工作地加工过程

4.加工表面切削工具

5.复合工步

6.一次进给

7.装夹

8.工位

9.产量进度计划

10.批量

11.小批中批大批

12.制造工艺过程操作方法

13.工序

14.单件生产成批生产大量生产

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.V

2.V

3.V

4.X

5.X

6.X

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.B

2.D

3.C

4.D

四、名词解释

1.答：一个或一组工人，在一个工作地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。

2.答：在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的

情况下，所连续完成的那部分工序内容称为工步。

3.答：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）

与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置,

称为工位。

五、简答题

1.答：（1）生产技术准备过程是指产品投入生产前的各项生产和技术准

备工作。如产品的设计和试验研究、工艺设计、专用工装设计与制造等。

（2）毛坯的制造过程如铸造、锻造和冲压等0

（3）零件的各种加工过程如机械加工、焊接、热处理和其他表面处理。

（4）产品的装配过程如部件装配、总装配、调试等。

（5）各种生产服务活动如生产中原材料、半成品和工具的供应，运输，

保管以及产品的包装和发运等。

2.答：生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程

度的分类，通常分为单件生产、批量生产和大量生产3种类型。

单件生产是指生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一件或少数儿件，而且

很少再重复生产。

成批生产是指生产的产品品种较多，每种产品均有一定的数量，各种产品是

分期、分批地轮番进行生产。

大量生产是指生产的产品品种较少，产量大，大多数工作地长期重复地进行

某一零件的某一工序的加工。

3.答：（1）分析研究零件图样，了解该零件在产品或部件中的作用，找出

其要求较高的主要表面及主要技术要求，并了解各项技术要求制定的依据，审查

其结构工艺性。

（2）选择和确定毛坯。

（3）拟定工艺路线。

（4）详细拟定工序具体内容。

（5）对工艺方案进行技术经济分析。

（6）填写工艺文件。

六、应用题

答：该工件的加工有一道工序，一个安装，一个工位，三个工步。

课题二零件的结构工艺性分析

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.工艺

2.基本特形

3.生产率成本

二、简答题

1.答：（1）加，表面的尺寸精度。

（2）主要加工表面的形状精度。

（3）主要表面之间的相互位置精度。

（4）各加工表面的表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求。

（5）热处理要求及其他要求（如动平衡等）。

2.答：该螺纹轴主要由端面、外圆、圆弧、锥体、槽、螺纹等轮廓组成。

该零件的结构合理，尺寸标注齐全。由于该零件有R10凹弧和锥体，形状相对复

杂，在普通机床上很难加工，适合在数控车床上加工。

课题三毛坯的选择

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.铸件锻件型材

2.锻件

3.毛坯加工余量毛坯公差

4.精度生产率

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.V

2.X

3.V

4.X

5.V

6.X

三、简答题

1.答：在制定工艺规程时，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义，毛

坏种类的选择，不仅影响着毛坏制造的工艺、设各及制造费用，而且对零件的机

械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的影响。为了正确地选

择毛坯，需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员紧密配合，以兼顾冷、热加

工两方面的要求。

2.答：一种是使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，零件制造的大部分劳

动量用于毛坯生产，机械加工多为精加工，劳动量和费用都比较少；另一种是毛

坯的形状和尺寸与零件相差较大，机械加工切除量多，其劳动量及费用也较大C

为节约能源与金属材料，毛环制造应沿着前一种方向发展。

3.答：（1）零件材料的工艺性能（如铸造性能和锻造性能）及零件对材料

组织和性能的要求。

（2）零件的结构形状与外形尺寸。

（3）生产纲领。

（4）现有条件。

四、应用题

答：（1）从零件材料的工艺特性方面考虑

由于拨叉是采用HT200材料制造，该材料含碳量高，硬而脆，塑性差，但

具有良好的铸造工艺性，宜采用铸造方法加工毛坯。

（2）从零件对材料的力学性能要求方面考虑

拨叉零件主要用丁拨动变速器齿轮，使变速的输出轴改变转速或转向，拨叉

工作过程对位置精度要求比较严格，对刚度要求较高，而对强度要求相对低一些,

采用铸件毛坯可以满足使用要求。

（3）从零件的结阂形状与外形尺寸方面考虑

该零件的结构形状复杂，如果采用铸造方法生产毛坯，由于铸造是在金属熔

融状态下浇注，具有良好的流动性，容易充满铸型型腔，得到结构形状复杂的毛

坯，对于拨叉零件比较适合采用铸造方法加工毛坯。

综上所述，拨叉零件应选择铸件毛坯，采用铸造方法生产。

课题四工件的定位

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.设计工艺没计工艺

2.定位测量装配

3.定位

4.工序

5.直接找正划线找正

6.直接找正

7.划线划线

8.x,「，?和金，夕，2自由度

9.6六点定位

io14,z,x，zy|y

11.35

12.不完全定位

13.欠定位

14.重复定位

15.平面圆柱表面

16.固定可调

17.圆柱孔

18.定位

19.基准不重合基准位移

20.定位设计定位工序

二、判断题（正确的，在括号内打J;错误的，在括号内打X）

1.J

2.V

3.V

4.V

5.V

6.X

7.V

8.X

9.J

10.X

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.C

2.B

3.A

4.B

5.D

6.C

7.B

8.C

9.D

四、简答题

1.答：工序基准为A面，工序尺寸为（20±0.1）mm和个2mm。

2.答：按平面定位，工件的下素线是定位基准；按心轴定位时，工件以孔

轴线作为定位基准。

3.答：（1）用合理分布的6个支撑点即可限制工件的6个自由度，这就是

工件定位的基本原理，简称六点定位原理。

（2）根据零件加工要求，限制工件部分自由度的定位称为不完全定位，在

实际定位时有部分（或全部）自由度未被限制，使工件不能正确定位，称为欠定

位。如果工件在定位时，其同一自由度被多于一个的定位元件限制，这种定位称

为重复定位。

（3）不完全定位方式在设计夹具定位方案时可以采用。欠定位是不允许的，

因为工件在欠定位的情况下将不能保证加工精度的要求。

重复定位一般是不允许的，因为它可能产生破坏定位、无法装入工件、工件

变形或夹具变形等后果，导致一批工件在夹具中的位置不一致，影响加工精度。

但如果工件与夹具定位面精度较高时，重复定位有时是允许的，因为它可以提高

工件装夹的刚度和稳定性。

4.答：工件应被限制的自由度数量与工件被加工面的位置要求存在对应关

系。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，当

被加工工件有两个方向的位置要求时，需要限制工件的5个自由度。当被加工

面有3个方向的位置要求时，需要限制工件的6个自由度。另外，为保证被加

工要素对基准的尺寸要求，所限制的自由度与工件定位基准的形状有关，而位置

公差要求所需限制的自由度却与被加工要素及基准要素的形状均有关系。具体确

定被加工零件所需限制自由度数目的方法是：独立拟出确保各单项距离或位置公

差要求而应限制的自由度后，再按综合叠加但不重复的方法便可得到确保多项精

度要求应限制的自由度数目。

5.答：略。

6.答：略。

7.答：由于工件在夹具中定位不准而造成的加工误差称为定位误差。定位

误差由两部分组成，即基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差是由于

定位基准与设计基准不重合而产生的，其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸

的公差值。

基准位移误差是由于工件在夹具中定位时，工件的定位基准面与定位元件的

限位基准面的制造公差和配合间隙的影响，导致定位基准与限位基准不能重合,

从而使各个工件的位置不一致，给加工尺寸造成误差，这个误差称为基准位移误

差。

课题五工件定位基准的选择

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.粗基准

2.不加工表面

3.加工余量最小

4.重要加工面

5.加工

6.设计基准

7.基准统一

8.自为基准

9.互为基准

10.辅助

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.X

2.V

3.X

4.X

5.J

6.X

7.X

8.X

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.A

2.A

3.A

4.D

5.B

6.C

7.C

8.C

9.A

10.C

11.A

12.B

四、简答题

1.答：（1）相互位置要求原则。

（2）加工余量合理分配原则。

（3）重要表面原则。

（4）不重复使用原则。

（5）便于工件装夹原则。

2.答：（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。

（5）便于装夹原则。

五、应用题

1.答:答:选用毛坯060mm外圆及轴肩作为粗基准，粗加工0180mm大外圆、

断面、。4Omni孔；装天。180mm大外圆加工060mm外圆至要求，装夹06Oinn外

圆车削齿轮各尺寸。因为060硒外圆及轴肩余量较小，牢固可靠。

选用04OH7孔和大端面作为精基准，铳齿轮。符合基准统一原则，可满足

齿轮加工要求。

2.答：选用夕面为粗基准，划线并加工力面。因为8面为非加工表面，选择

笈而作为粗基准可以保证加工后板的厚度均匀。

选择利6外圆柱面作为长度方向的粗基准（保证圆筒的壁厚均匀），选择力

面作为高度方向的精基准加工2义012孔（保证使定位基准和测量基准重合）。

选择过2X012H7孔轴线的竖直平面作为长度方向的精基准（保证与设计基准统

一），选择零件的前后对称面作为宽度方法的粗基准加工。30H7孔和01OH7孔

（保证与设计基准统一）。

课题六工艺路线的拟定

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.加工方法加工方案

2.尺寸精度表面粗糙度

3.加工方法加工方案

4.粗加工半精加工光整加工

5.去应力

6.工序集中工序集中

7.力学切削加二

8.粗加工精加二

9.表面硬度

10.通用专用机床

11.切削速度进给量背吃刀量

12.辅助动作

13.工序作业

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.V

2.V

3.X

4.X

5.V

6.X

7.J

8.J

9.V

10.V

11.X

12.V

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.D

2.A

3.D

4.B

5.C

6.D

7.B

8.C

9.C

1（）.C

四、简答题

1.答：选择工件表面加工方法时，主要考虑：经济加工精度和经济表面粗

糙度；工件的结构形状和尺寸；工件的性质；生产类型；所选用的加工；生产率

和经济性；生产条件。

2.答：（1）粗加工阶段主要切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形

状和尺寸接近于成品，为后续加工创造条件。

（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在余量

和精度方面做好准备。

（3）精加工阶段完成主要表面的加工，使零件达到图样要求.

（4）光整加工阶段对于表面粗糙度和加工精度要求高的表面，还需要进

行光整加工，提高零件表面质量。这个阶段一般不能用于提高零件的位置希度。

3.答：（1）利于保证加工质量；（2）便于合理使用设备；（3）便于安排

热处理工序；（4）便于及时发现毛坯缺陷；（5）避免损伤已加工表面。

4.答：1）基面先行。先以粗基准定位加工出精基准，以便尽快为后续工序

提供基准，如基准不统一，则应按基准转换顺序逐步提高精度的原则安排基址面

的加工。

2）先粗后精。先粗加工，其次半精加工，最后安排精加工和光整加工。

3）先主后次。先考虑主要表面的加工，后考虑次要表面的加工。

4）先面后孔。对于箱体、支架、连杆等类零件，由于平面的轮廓尺寸较大，

且表面平整，用以定位比较稳定、可靠，故一般以平面为基准来加工孔，能够确

保孔与平面的位置精度，加工孔时也较方便，所以应先加工平面，后加工孔。

5）先近后远。在安排加工顺序时，还要考虑车间内机床的布置情况，当同

类型的机床布置在同一区域时，应尽量把类似工种的加工工序就近布置，以避免

工件在车间内往返搬运。

5.答：（1）是否能保证工件表面的加工质量。

（2）是否能充分发挥机床的功效。

（3）在保证加工质量和刀具使用寿命的条件下是否能充分发挥刀具的功效。

6.答：（1）当工件的加工质量要求能够保诙时，为提高生产效率，可选择

较高的进给速度。

（2）在车床上切断、加工深孔，在铳床上用立铳刀、键槽铳刀等加工，以

及用高速钢刀具加工时，应选择较低的进给速度。

（3）当加工精度要求较高时，进给速度应选择小一些。

（4）进给速度应与切削速度、背吃刀量（侧吃刀量）相适应。

课题七加工余量的确定

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.材料层工序余量加工总余量

2.工序尺寸材料层

3.公称

4.双边直径

5.公称尺寸最小工序最大工序

6.最大最小

7.独立最大实体

8.设计尺寸

9.生产经验

10.加工余量

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.V

2.X

3.V

4.V

5.X

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.A

2.A

3.D

4.A

5.A

四、简答题

1.答：前工序表面的加工质量；前工序的工序尺寸公差；前工序的几何误

差；本工序的装夹误差。

2.答：（1）经验估算法。经验估算法是工艺人员根据积累的生产经验来确

定加工余量的方法。

（2）查表修正法.查表修正法是以生产实践和实验研究积累的有关加工余量

的资料数据为基础，并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的方法，该方法

应用比较广泛。

（3）分析计算法。分析计算法是通过对影响加工余量的各种因素进行分析，

然后根据一定的计算关系式来计算加「余量的方法.

课题八工序尺寸及公差的确定

一、填空题（将正确答案填写在横线上）

1.设计设计经济经济

2.设计尺寸“单向入体”

3.相互连接

4.封闭首尾相连

5.间接一

6.封闭环封闭环

7.减小增大

8.封闭

9.直接封闭环

10.极值概率极值概率

11.增环减环

12.上下

二、判断题（正确的，在括号内打错误的，在括号内打X）

1.X

2.V

3.V

4.V

5.X

6.X

7.X

8.X

9.V

10.J

11.J

12.X

13.X

三、选择题（将正确答案的序号填写在括号内）

1.ABD

2.CE

3.ABD

4.BD

5.AB

6.BC

7.CE

8.A

9.C

10.A

11.A

12.A

13.A

14.C

15.B

16.C

17.B

18.D

四、简答题

1.答：尺寸链是机器装配或零件加工过程中，由若干相互连接的尺寸形成

的尺寸组合。由零件加工过程中相互连接的尺寸形成的尺寸组合即为工艺尺寸链。

尺寸链包含两个特性：一是尺寸链中各尺寸应构成封闭形式；二是尺寸链中

任何一个尺寸的变化都直接影响其他尺寸的变化。

2.答：在尺寸链图上先给封闭环任意定出一个方向并画出箭头，然后顺这

个箭头方向环绕尺寸链形成一个回路，依次给每个组成环画出箭头。此时凡是与

封闭环箭头相反的组成环为增环，相同的为减环。

五、计算题

1.解：根据题意画出尺寸链：

图中G为封闭环根据尺寸链解算可知：

H的基本尺寸为

由L0N2+L3Tl

知—L3To=20+25—8=37

H卜偏差为：

由公式知：

+03=0+0一日LI

EILI=-0.3

〃上下偏差为

由公式知：

0=-0.1-0.1-ESLI

ESLI=-0.2

所以H=37h=36.8工

2.解：由于最后一道工序的公差按零件图纸标注，所以:

口=3032

n

L2=\5^

Li是以工件左端面为定位基准测量的，所以满足下列尺寸链

U上4L2

L3

U为封闭环，工2=，l_3=30_；I2，U=5%;

解封闭环得

基本尺寸为：

£1=30-15-5=10

ESLi=-0.12-0.11+0.18=-0.05

EI£i=0-0-0.18=-0.18

占=10部=9.95，

3.解：由于最后一道工序的公差按零件图纸标注，所以:

%=50月

用।H2

H3

而也为封闭环且乩=8，

解尺寸链可得

生=42%

而修满足下列尺寸链

H4H5

―I-----------------

m

而乩为封闭环，由该尺寸链可解的Hi

Hi=40%

4.解：由下列尺寸链可知:

力2

A1

4=704%4=60%,4为封闭环,解尺寸链可得:

4=]0+002

-5IU-0.07

小，4和4由组成一个尺寸链，小为封闭环,

ASA3

-F

A4

解此尺寸链可得:

4=30然

答4为30：2

5.解：由b图可知：该尺寸链中4为封闭环，4,4为增环，4为减环，根

据公式可知

4=4+4—4

=12+70-35

=47

上偏差为：

ESA3=ESAO+ESAI一日A2

=+0.15+0.07—0.06

=+0.16

EIA3=EIAo+日A1-ESA2

=0-0.07-0.06

=-0.13

六、应用题

答：（1）计算加工余量

查表可得，基本尺寸为。30加，长度为50nlm的内孔粗车余量的=2mm,半

精车余量Z3=l.3mrn,粗磨削余量Z2=0.2mm,精磨削余量zi=O.1mm,则加工余

量z为：

z=zi+22+23+24=0.1+0.2+1.3+2=3.6mm

（2）计算各工序基本尺寸

按照“由后向前”的方法计算各工序基本尺寸。

精磨削后（最终工序）：力=30师

粗磨削后:£>2=DI-ZI=30-0.1=29.9mm

半精车后：力3=O2-Z2=OI-Z「Z2=29.9-0.1-0.2=29.6mm

粗车后：DA=D3Z3-=Di-zz-zy=29.9-0.2-1.3=28.4mm

（3）确定公差及表面粗糙度

根据各加工工序所能达到的经济精度，查标准公差数值表，确定公差及表面

粗糙度。

粗磨削后：IT8

半精车后：IT10

粗车后：IT13

查标准公差数值表,得孔基本尺寸为030廊的公差：IT8级为0.033mm,IT10

级为0.084mm,IT13级为0.33廊。

各加工工序的工序尺寸公差及表面粗糙度：

精磨削：030+°・浮表面粗糙度而值为1.6um。

粗磨削：029.9+°滑表面粗糙度色值为1.6um。

半精车：。29.6+”84表面粗糙度1匕值为3.2umo

粗车：028.4+喑表面粗糙度偌值为12.5um。

课题九典型零件的加工工艺

1.答:

一

序工序定位加工

号加工内容

名称基准设备

棒料外圆表

1下料下料038mmX158mm锯床

面

卡盘装夹工件，齐两端面，打两中心孔，保总长154外圆

2粗车车床

mm表面

外圆。34；039mm尺寸至。36mm,长60mm

。24外圆尺寸至026mm,长27mm右端棒料外

3粗车车床

外圆。20±0.006mm尺寸至022mm,长15mli1。各外圆表面

圆粗糙度加值6.3Hm

调头，一夹一顶车右端024mm外圆尺寸至。26mm,

长95mm左端。26mm

4粗车外圆02O±O.OO6mm尺寸至022,长84mm外圆表面、右车床

018外圆、锥面、螺纹部分尺寸至020mm,长69中心孔

胸。各外圆粗糙度检值6.3卬1

淬火、

5热处理调质HBW220〜250——回火

设备

一夹一顶车外圆034h8至034%*nun,并倒角；

♦U.Z6

右端022mm

。24外圆尺寸至图纸要求；

6半精车外圆表面、左数车

外

中心孔

圆

由

调头，一夹一顶车右端。24外圆至图要求（注意保

334.第9mm尺寸的宽30加），倒g4温乡右端2X

半30°角；

左端。24mm

精车

7外圆表面、右数车

车0

中心孔

2

［车螺纹部分各尺寸至图纸要求，倒角。各外圆粗糙

皮检值3.2卬】以上

左端。24mm

8铳铳键槽4_：03。至图纸要求外圆表面、右

铳床

中心孔

滚齿

9滚齿滚齿，齿面留磨量0.1〜0.2mm