生产工艺类答辩试题及答案

生产工艺类答辩试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1.机械加工工艺规程的核心内容是（）。A.设备与工装清单B.各工序的具体加工内容及参数C.原材料采购标准D.质量检验人员配置2.下列关于定位基准选择的描述中，错误的是（）。A.精基准应选择精度高、安装稳定的表面B.粗基准可重复使用以保证各加工面位置精度C.互为基准原则适用于相互位置精度要求高的表面D.基准统一原则有利于减少夹具数量3.影响加工表面粗糙度的主要因素是（）。A.机床主电机功率B.切削速度与进给量C.工件材料密度D.刀具制造厂家4.划分加工阶段的主要目的是（）。A.便于安排热处理工序B.减少设备投资C.提高工人操作熟练程度D.消除粗加工产生的内应力，保证加工精度5.工序集中的优点是（）。A.对操作工人技术水平要求低B.设备数量少，生产面积小C.便于调整工艺路线D.适合小批量生产二、填空题（每空1分，共10分）1.机械加工余量由______和______两部分组成，其中______是上工序留下的表面缺陷层厚度。2.切削三要素包括______、______和______，其中对刀具寿命影响最大的是______。3.为改善切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火）应安排在______阶段；为提高零件表面硬度而进行的淬火工序通常安排在______阶段。4.某轴类零件设计尺寸为Φ50h7（0/-0.025），粗车后工序尺寸公差为IT12（+0.16/0），则粗车工序的上偏差为______，下偏差为______。三、简答题（每题8分，共32分）1.简述机械加工工艺路线设计的主要步骤。2.说明粗基准选择的基本原则，并举例说明。3.列举确定加工余量的常用方法，并比较其优缺点。4.简述工序分散的特点及适用场合。四、计算题（每题15分，共30分）1.某阶梯轴外圆加工路线为：粗车→半精车→精车→磨削。各工序加工余量及经济精度如下表所示，试计算各工序的工序尺寸及公差（最终尺寸为Φ60h6，上偏差0，下偏差-0.019mm）。工序名称单边加工余量（mm）经济精度（IT）磨削0.15IT6精车0.35IT8半精车1.0IT10粗车3.5IT122.某套筒零件内孔设计尺寸为Φ30H7（+0.021/0），加工路线为：钻孔→扩孔→铰孔。已知钻孔后尺寸为Φ28.5（+0.1/0），扩孔工序需保证铰孔前的加工余量为0.15±0.05mm。试计算扩孔工序的工序尺寸及公差（铰孔经济精度为IT7）。五、案例分析题（18分）某企业加工一批传动主轴（材料为45钢，硬度要求220-250HBW），其主要技术要求如下：主轴外圆Φ80h6（0/-0.019），表面粗糙度Ra0.8μm；两端中心孔与Φ80h6外圆的同轴度要求0.02mm；键槽深度尺寸为5mm（以Φ80h6外圆下母线为基准）。实际生产中出现以下问题：（1）精磨后Φ80h6外圆尺寸超差，部分零件上偏差达+0.01mm；（2）键槽深度尺寸波动大，部分零件深度仅4.8mm；（3）中心孔与外圆同轴度超差，最大达0.04mm。结合生产工艺知识，分析上述问题产生的可能原因，并提出改进措施。答案一、单项选择题1.B（工艺规程的核心是规定各工序的具体加工内容、参数及顺序，确保加工质量和效率）2.B（粗基准因表面粗糙、精度低，一般仅能使用一次，重复使用会导致定位误差）3.B（切削速度、进给量直接影响切削刃与工件的摩擦及切屑形成，是表面粗糙度的主要影响因素）4.D（划分粗、精、光整加工阶段可逐步消除内应力和切削热变形，保证最终精度）5.B（工序集中将多工序集中于一台设备，减少设备和场地需求，适合大批量生产）二、填空题1.上工序尺寸公差；表面缺陷层；表面缺陷层2.切削速度；进给量；背吃刀量；切削速度3.粗加工前；半精加工后、精加工前4.+0.135mm；0（设计尺寸下偏差-0.025mm，粗车后公差IT12为0.16mm，故粗车工序尺寸为Φ50+0.16mm，上偏差=0+0.16=+0.16mm？需修正：原设计尺寸Φ50h7（0/-0.025），粗车后工序尺寸应为最终尺寸+总加工余量，但此处题目可能简化为直接计算公差带。正确计算：设计尺寸下偏差-0.025mm，粗车后公差IT12（0.16mm），假设粗车工序尺寸的基本尺寸与设计一致（实际应为设计尺寸+总余量，但题目未给余量，故按公差带平移计算），则粗车上偏差=设计上偏差+（IT12-IT7）=0+（0.16-0.025）=+0.135mm，下偏差=设计下偏差+0=-0.025mm？可能题目设定粗车工序尺寸为Φ50+总余量，但题目未给余量，可能此处为简化，正确答案应为上偏差+0.135mm，下偏差-0.025mm？需重新核对：IT7公差值为0.025mm（Φ50h7的公差带是0/-0.025），IT12公差值为0.16mm（Φ50的IT12上偏差+0.16，下偏差0）。因此粗车工序尺寸应为Φ（50+总余量），但题目未给总余量，可能题目中的“粗车后工序尺寸”指未留余量的尺寸，即假设总余量已包含在之前工序，故粗车工序尺寸的基本尺寸为Φ50，公差IT12（+0.16/0），因此上偏差+0.16mm，下偏差0mm。原填空题可能存在表述不清，正确答案应为+0.16mm，0mm）（注：经修正，原填空题第4题中，设计尺寸为Φ50h7（0/-0.025），即公差带为-0.025~0；粗车后工序尺寸公差为IT12，Φ50的IT12公差值为0.16mm（查标准公差表），因此粗车工序尺寸的公差带应为0~+0.16mm（基轴制时h的下偏差为0，但粗车一般为未注公差或IT12，通常取上偏差+0.16，下偏差0）。因此正确答案为上偏差+0.16mm，下偏差0mm。）三、简答题1.机械加工工艺路线设计的主要步骤：（1）确定加工方法：根据零件表面精度、粗糙度及材料，选择合适的加工方式（如车、铣、磨等）；（2）划分加工阶段：分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工阶段，确保精度；（3）安排热处理工序：根据材料和性能要求，确定退火、正火（粗加工前）、淬火（半精加工后）、回火（精加工前）等的位置；（4）确定工序集中与分散：根据生产批量和设备条件，选择工序集中（多工序集中）或分散（单工序为主）；（5）安排辅助工序：如检验、去毛刺、清洗等，通常在关键工序后或终检前；（6）确定定位基准：先选粗基准（用于首次加工），再选精基准（后续工序定位），遵循基准统一、基准重合等原则。2.粗基准选择原则及示例：（1）保证加工面与非加工面位置精度：选择非加工面作为粗基准，例如齿轮毛坯的内孔（非加工面）作为粗基准，保证加工后的齿顶圆与内孔同轴；（2）余量均匀分配：选择加工余量最小的面作为粗基准，例如阶梯轴毛坯中直径最小的外圆，避免该面因余量不足而报废；（3）粗基准仅用一次：因粗基准表面粗糙、精度低，重复使用会导致定位误差，如轴类零件首次车削用毛坯外圆定位，后续工序必须换用精基准（中心孔）；（4）定位可靠：选择平整、无飞边的表面作为粗基准，避免夹紧变形，例如箱体类零件选择面积大的毛坯面定位。3.加工余量确定方法及比较：（1）经验估算法：根据工人或工艺人员经验确定余量，优点是简便快捷，缺点是准确性差，易导致余量过大（浪费材料）或过小（报废），适用于单件小批量生产；（2）查表修正法：参考工艺手册中典型工序的余量表格，结合实际生产条件（如设备精度、工件材料）修正，优点是有数据支撑，准确性较高，应用最广泛；（3）分析计算法：通过数学公式计算余量，考虑上工序尺寸公差、表面缺陷层、空间误差等因素（如Z=Ta+Sb+Δb，Ta为上工序公差，Sb为表面缺陷层，Δb为空间误差），优点是科学精确，缺点是需要大量实测数据，计算复杂，适用于大批量高精度生产。4.工序分散的特点及适用场合：特点：（1）每道工序内容少，甚至单工步；（2）使用通用设备和工装，调整方便；（3）对操作工人技术要求较低；（4）设备数量多，生产面积大，生产效率较低。适用场合：（1）小批量生产，工艺路线灵活；（2）零件结构复杂，难以集中加工；（3）设备条件有限，缺乏高效专用机床；（4）需要降低初始投资（通用设备成本低）。四、计算题1.各工序尺寸及公差计算（最终尺寸Φ60h6，上偏差0，下偏差-0.019mm）：（1）磨削工序：磨削后尺寸为最终尺寸Φ60h6（0/-0.019）；磨削单边余量0.15mm，故精车后工序尺寸=60+0.15×2=60.3mm（直径余量需×2）；精车经济精度IT8，Φ60的IT8公差值为0.046mm（查标准公差表，Φ60的IT6=0.019，IT8=0.046）；精车工序尺寸公差带需保证磨削余量均匀，通常精车工序尺寸的上偏差=磨削工序下偏差+余量公差（假设余量公差为±0.05mm，则精车上偏差=0-0.019+0.15+0.05=0.181？需按逆推法：最终尺寸是磨削后的结果，磨削前（精车后）的尺寸应为最终尺寸+磨削余量×2（直径），即Φ（60+0.15×2）=Φ60.3mm；精车的经济精度IT8，公差值0.046mm，因此精车工序尺寸为Φ60.3h8（上偏差0，下偏差-0.046mm）？正确逆推步骤：最终尺寸（磨削后）：Φ60h6（0/-0.019）；磨削单边余量0.15mm，故磨削前（精车后）的直径尺寸=60+0.15×2=60.3mm；精车的经济精度IT8，Φ60.3的IT8公差值约为0.046mm（Φ60的IT8=0.046，Φ60.3接近，取0.046）；精车工序尺寸公差带：由于磨削需保证最终尺寸，精车后的尺寸应满足磨削余量均匀，通常精车工序尺寸的上偏差=磨削工序下偏差+余量上限，下偏差=磨削工序上偏差+余量下限。但更简单的方法是，工序尺寸的基本尺寸为前工序尺寸+本工序余量×2（直径），公差按经济精度确定。因此：精车工序尺寸：Φ60.3mm，公差IT8（上偏差0，下偏差-0.046mm）；半精车工序尺寸：精车余量0.35mm（单边），故半精车后尺寸=60.3+0.35×2=61mm；半精车经济精度IT10，Φ61的IT10公差值为0.100mm（Φ50-80的IT10=0.100）；半精车工序尺寸：Φ61mm，公差IT10（上偏差0，下偏差-0.100mm）；粗车工序尺寸：半精车余量1.0mm（单边），故粗车后尺寸=61+1.0×2=63mm；粗车经济精度IT12，Φ63的IT12公差值为0.200mm（Φ50-80的IT12=0.200）；粗车工序尺寸：Φ63mm，公差IT12（上偏差0，下偏差-0.200mm）；毛坯尺寸：粗车余量3.5mm（单边），故毛坯尺寸=63+3.5×2=70mm（毛坯公差通常较大，此处不要求）。综上各工序尺寸及公差：磨削：Φ60h6（0/-0.019）；精车：Φ60.3h8（0/-0.046）；半精车：Φ61h10（0/-0.100）；粗车：Φ63h12（0/-0.200）。2.扩孔工序尺寸及公差计算：已知：铰孔后尺寸Φ30H7（+0.021/0）；铰孔余量=0.15±0.05mm（即铰孔前尺寸=302×0.15=29.7mm，余量公差±0.05mm对应铰孔前尺寸公差为±0.05mm×2=±0.10mm？需明确余量为单边，故铰孔前（扩孔后）的单边尺寸=30/20.15=14.85mm，直径尺寸=29.7mm；余量公差±0.05mm（单边），则铰孔前直径尺寸公差为±0.10mm（双边）。但更准确的方法是通过尺寸链计算：封闭环为铰孔后尺寸Φ30H7（+0.021/0）；增环为扩孔工序尺寸（设为A）；减环为铰孔单边余量（Z=0.15±0.05mm，双边余量2Z=0.3±0.1mm）；尺寸链关系：30=A2Z（直径余量）；因此A=30+2Z；Z的基本尺寸0.15mm，故A的基本尺寸=30+2×0.15=30.3mm；Z的上偏差+0.05mm，下偏差-0.05mm，故2Z的上偏差+0.10mm，下偏差-0.10mm；铰孔后尺寸的上偏差+0.021mm，下偏差0mm；根据尺寸链公差计算：封闭环上偏差=增环上偏差减环下偏差→+0.021=ES(A)(-0.10)→ES(A)=+0.0210.10=-0.079mm（不合理，说明余量应为铰孔前尺寸+余量=铰孔后尺寸，即铰孔后尺寸=扩孔尺寸+2×余量，因此正确关系应为：铰孔后尺寸=扩孔尺寸+2×余量→扩孔尺寸=铰孔后尺寸2×余量）。修正后：铰孔后尺寸（封闭环）：Φ30H7（+0.021/0）；扩孔尺寸（增环）：A；铰孔余量（单边）：Z=0.15±0.05mm（双边2Z=0.3±0.1mm）；尺寸链关系：30=A+2Z→A=302Z；Z的基本尺寸0.15mm，故A的基本尺寸=302×0.15=29.7mm；Z的上偏差+0.05mm→2Z上偏差+0.10mm；Z下偏差-0.05mm→2Z下偏差-0.10mm；封闭环上偏差=增环上偏差+减环上偏差→+0.021=ES(A)+0.10→ES(A)=+0.0210.10=-0.079mm（仍不合理，说明余量应为铰孔前尺寸（扩孔后）加上铰孔余量等于铰孔后尺寸，即扩孔后尺寸+2×铰孔余量=铰孔后尺寸→扩孔后尺寸=铰孔后尺寸2×铰孔余量。铰孔余量的基本尺寸为0.15mm（单边），故扩孔后尺寸基本尺寸=302×0.15=29.7mm。铰孔余量的公差为±0.05mm（单边），即双边余量公差为±0.10mm，因此扩孔后尺寸的公差需满足：铰孔后尺寸的公差=扩孔后尺寸的公差+双边余量公差。铰孔后尺寸公差为0.021mm（IT7），双边余量公差为0.10mm（±0.05×2），因此扩孔后尺寸的公差=0.0210.10=-0.079mm（矛盾，说明应直接根据经济精度确定扩孔公差）。正确方法：铰孔前需保证余量0.15±0.05mm（单边），即扩孔后尺寸（直径）=302×(0.15±0.05)=300.3±0.1=29.7±0.1mm（即Φ29.7+0.1/-0.1mm）；但钻孔后尺寸为Φ28.5+0.1/0（直径），扩孔需从Φ28.5加工到Φ29.7±0.1mm；扩孔的经济精度通常为IT10~IT11，Φ29.7的IT10公差值为0.084mm（Φ30的IT10=0.084），因此扩孔工序尺寸应为Φ29.7mm，公差按IT10（+0.084/0），但需满足余量要求。综合余量要求和经济精度，扩孔工序尺寸应为Φ29.7mm，公差+0.10/-0.00mm（即上偏差+0.10，下偏差0），以保证铰孔余量最小为0.15-0.05=0.10mm（当扩孔尺寸为29.7+0.10=29.8mm时，铰孔余量=30-29.8=0.2mm，超过上限0.20mm？需重新计算：余量（单边）=（铰孔后尺寸扩孔后尺寸）/2；要求余量=0.15±0.05mm→0.10≤余量≤0.20mm→302×0.20≤扩孔后尺寸≤302×0.10→29.6≤扩孔后尺寸≤29.8mm；因此扩孔工序尺寸公差为Φ29.7±0.1mm（即+0.1/-0.1）；钻孔后尺寸为Φ28.5+0.1/0（即28.5~28.6mm），扩孔需将28.5~28.6mm加工到29.6~29.8mm，扩孔单边余量=（29.6-28.5）/2=0.55mm到（29.8-28.6）/2=0.6mm，符合扩孔加工能力。因此，扩孔工序尺寸为Φ29.7mm，公差+0.1/-0.1mm（即Φ29.7+0.1/-0.1）。五、案例分析题问题（1）：精磨后Φ80h6外圆尺寸超差（上偏差+0.01mm）。可能原因：磨床砂轮磨损未及时修正，导致实际切削深度小于设定值；测量工具误差（如千分尺未校准），加工时按错误尺寸调整；工艺系统热变形：磨削时切削热导致工件膨胀，冷却后收缩，实际尺寸偏大；精车工序尺寸超差（如精车后尺寸上偏差过大），磨削余量不足，无法修正到目标尺寸。改进措施：定期修正砂轮，使用自动对刀装置控制切削深度；加工前校准测量工具，采用在线测量系统实时监控尺寸；增加冷却时间或使