《机械制造工艺学》第二版习题参考答案对于用本书作为教材的教师来说,可以通过电子邮箱tonglichang@126.com与作者联系,　可以获得相关的教学支撑资料。　第一章　机械制造工艺基础　1-1　参考答案要点:现代机械产品的开发与改进是持续演变和极其复杂的动态过程,大致可以用图　1.1　述。机械产品开发与改进系统可以描述为一个负反馈系统,它描述了机械产品依据市场客户需求反馈信息,开发新产品,不断改进和发展现有产品的动态过程。　机械产品开发与改进系统中包含产品决策、产品设计、工艺设计、产品制造、产品使用等环节。上述　环节之中任何一个环节的断裂,都会导致系统的崩溃。各个环节的状态都将对整个系统的运行产生影响。　各个环节之间也有直接与间接的相互关联。因此,上述环节都具有与系统同等的重要性,每个组成环节都　具有无可替代的重要性。因此学习和掌握机械制造工艺知识很重要,很有意义。　产品　决策　产品　设计　工艺　设计　产品　制造　产品　使用　需求　分析　设计　任务　产品　图纸　制造　工艺　机械　产品　投放　市场　反馈　信息　图1.1　机械产品开发与改进系统　1-2　参考答案要点:按照专业教学指导委员会制定大纲,机械制造工艺学研究内容主要包含两个部分,即机械　加工工艺学和机器装配工艺学。它们分别以机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程为研究对象。其中机　械加工工艺过程指冷加工工艺过程。　机械制造的工艺过程特指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。　此外,机械制造工艺学还包括非常规加工方法概述,随着技术发展进步,非常规制造方法越来越多在工程　实际中获得应有,并取得效果。　1-3　参考答案要点:生产过程是指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。　工艺过程是指在生产过程中,通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等,使其成为成品或半成品的过　1-4参考答案要点:人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量,可将生产分为:单件生产、批量生产和大量　生产三种类型。各种生产类型的工艺特征如下表:　工艺特点　单件或小批量生产　中批量生产　大批或大量生产　毛坯的制　造方法　铸件用木模手工造　型;锻件用自由锻　部分铸件用金属模造型;　部分锻件用模锻　铸件广泛用金属模机器　造型,锻件广泛用模锻　零件互换　无需互换、互配零件可成对制造,广　泛用修配法装配　大部分零件有互换性,少　数用修配法装配　全部零件有互换性,某　些要求精度高的配合,　采用分组装配　机床设备　及其布置　通用机床;按机床　类别和规格采用　“机群式”排列　部分采用通用机床,部分　专用机床;按零件加工分　“工段”排列　广泛采用生产率高的专　用机床和自动机床;按　流水线形式排列　加工方法　大量调整法,部分试切法调整法　夹具　通用夹具　大量专用夹具,部分通用　夹具　广泛用专用夹具　刀具和量　广泛采用高生产率的专用刀具和量具　操作者能　力水平　技术熟练　需要一定熟练程度的技　术工人　机床调整者能力水平　高,机床操作者能力水　工艺文件只有简单的工艺过　有详细的工艺过程卡或工艺卡,零件的关键工序　有详细的工序卡　有工艺过程卡、工艺卡　和工序卡等详细的工艺　文件　1-5　参考答案要点:机械零件的加工质量主要包括零件的加工精度和零件的表面加工质量两个方面。　加工精度是指零件加工后的实际几何参数(包括尺寸、形状和位置)对理想几何参数的符合程度。加工　精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。　尺寸精度尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之间实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度。　其中理想尺寸是指零件图上所标注的有关尺寸的平均值。　形状精度形状精度是指加工后零件表面实际形状与表面理想形状之间的符合程度。其中表面理　想形状是指绝对准确的表面形状,如圆柱面、平面、球面、螺旋面等。　位置精度位置精度是指加工后零件表面之间实际位置与表面之间理想位置的符合程度。其中表　面之间理想位置是绝对准确的表面之间位置,如两平面垂直、两平面平行、两圆柱面同轴等。　加工表面质量包括两个方面的内容:加工表面的几何形状误差和表面层的物理力学性能。　1.加工表面的几何形状误差　加工表面的几何形状误差主要包括表面粗糙度、波度和纹理方向等。　(1)表面粗糙度　表面粗糙度是加工表面的微观几何形状误差,表面粗糙度的波距小于1mm。　加工表面不平度中波距在1~10mm的几何形状误差,它是由机械加工中的振动引起的。　(3)纹理方向　纹理方向是机械加工时在零件加工表面形成的刀纹方向。它取决于表面形成过程中所采　用的机械加工方法。　2.表面层的物理力学性能　由于机械加工中力因素和热因素的综合作用,使工件加工表面的物理力学性能将发生一定的变化,主　要反映在以下几个方面。　(1)表面层金属的冷作硬化　表面层金属硬度的变化用硬化程度和深度两个指标来衡量。在机械加工过　程中,工件表面层金属都会有一定程度的冷作硬化,使表面层金属的显微硬度有所提高。一般情况中,硬　化层的深度可达0.05~0.30mm;若采用滚压加工,硬化层的深度可达几个毫米。　表面层金属的金相组织变化机械加工过程中,切削热会引起表面层金属的金相组织发生变化。　表面层金属的残余应力由于切削力和切削热的综合作用,表面层金属晶格会发生不同程度的塑　性变形或产生金相组织的变化,使表层金属产生残余应力。　1-6　参考答案要点:表面粗糙度对零件表面磨损的影响很大。表面越粗糙,有效接触面积就越小,这样微　观凸峰很快就会被磨掉。若被磨掉的金属微粒落在相配合的摩擦表面之间,则会加速磨损过程,即使在有　润滑液存在的情况下,也会因为接触点处压强过大,破坏油膜,产生磨粒磨损。　一般说来,表面粗糙度值越小,其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小,有效接触面积会随着磨损增　加而增大。这是因为表面粗糙度值过小,零件间的金属微观粒子间亲和力增加,表面的机械咬合作用增大,　且润滑液不易储存,磨损反而增加。图1.4　给出表面粗糙度数值与起始磨损量的关系曲线。　图1.4　表面粗糙度值与磨损量的关系　1-7　参考答案要点:工件尺寸精度获得方法:　试切法,即是在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量,以测量数据为依据调整刀具相对工件加工表面的位置,进行尝试切削,直至达到工件要求尺寸精度的加工方法。　调整法,是在成批生产条件下经常采用的一种加工方法。调整法是按试切好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整并确定刀具相对工件定位基准的准确位置,在保持此准确位置不变的条件下,对一批工件进行加　工的方法。　自动控制法,在加工过程中,通过由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成的自动控制系统,使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成,从而自动获得所要求尺寸　精度的一种加工方法。　形状精度的获得方法:　成形运动法;以刀具的刀尖作为一个点相对工件做有规律的切削成形运动,从而使加工表面获得所要求形状的加工方法。　非成形运动法,采用非成形运动法加工零件形状时,零件表面形状精度的获得不是依靠刀具相对工件的准确成形运动,而是依靠在加工过程中对加工表面形状的不断检验和工人对其进行精细　位置精度的获得方法:　一次装夹获得法;零件有关表面间的位置精度是在工件的同一次装夹中,由各有关刀具相对工件的成形运动之间的位置关系保证的。　多次装夹获得法,当零件复杂程度较大,在一次装夹中无法将重要表面全部加工完,需要多次装夹工件才能完成零件主要表面加工,这时零件位置精度获得方法是多次装夹获得法。　1-8　何谓工序?如何理解工序?　参考答案要点:工序是一个或一组工人,在相同的工作地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。　理解工序:工序是工艺过程的基本单元,也是生产计划、成本核算的基本单元。　零件的机械加工过程就是该零件加工工序的序列。　如何划分工序,须看几个方面:操作者、工作地点、工件、以及工艺过程是否连续完成。只有一个或一组　工人,在相同的工作地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才可以成为一个工序。工　序划分不是唯一的。　1-9　参考答案要点:在机械制造工艺学中,安装、工位、工步都是描述工艺过程的概念,其内容都是工艺过程,　只是概念大小不同。　安装指在一道工序中,工件经一次定位夹紧后所完成的那一部分工序内容。　工位是指在工艺过程的一个安装中,通过分度(或移动)装置,使工件相对于机床床身变换加工位置,则　把每一个加工位置上的一部分安装内容。　工步是指在加工表面、刀具和切削用量(不包括背吃刀量)均保持不变的情况下所完成的那一部分工序内　1-10参考答案要点:设计基准是设计图样上所采用的基准。如图　1.1　所示零件结构,需要在阶梯轴零件上确定　平面B　的位置。在设计零件时,B　平面的设计基准可以有多种选择(也即,B　平面尺寸有多种标注方式)。　例如,图1.1(a)　所示的零件H　为设计基准;图1.1(b)所示的零件H　为设计基准;图1.1(c)　所示的零件H　图1.1设计基准　定位基准是在加工过程中用作工件定位的基准。如图1.1　所示的零件加工时,定位基准可以有多种选　择,例如图1.2(a)用三爪卡盘夹持工件,以轴线W　定位基准;图1.2(c)用虎钳夹持工件大圆柱体,用支撑钉定位,以母线　为定位基准;图1.2(d)　用虎钳　夹持工件小圆柱体,用支撑钉定位,以母线W　图1.2定位基准　工序基准是在工序图上,用来确定本工序所加工的表面,加工后的尺寸、形状、位置。它是某一工序　加工表面所要达到的加工尺寸(即工序尺寸)的起点。图1.3　是某工序图,G　表面是工序基准。图1.3　工序基准　测量基准是零件测量时所采用的基准。采用不同的测量方法,如图1.1　所示的零件的测量基准可以有　多种,例如图1.4(a)以轴线C　为测量基准;图1.4(b)表示用量规检测时,以母线C　为测量基准;用卡尺检测时,以母线C　为测量基准,如图1.4(c)所示。　图1.4测量基准　装配基准是装配时确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准。例如,图1.5　是某装配结构图　的局部,Z　端面是齿轮在轴上的装配基准。图1.5　装配基准　1-11　图题1-11　参考答案要点:如图题1-11　根据题意可知镀铬后活塞杆尺寸φ55g6　为尺寸链的封闭环A　。通过查公差带表可知　-0.009　025　55A1　ESAESA　ESA　,代入数值,0.02　ESA　0.009　0.02ESA　0.009　EIAEIA　EIA　,代入数值,0.012　EIA　0.025　-0.037EIA1　5455　1-12图题1-12　参考答案要点:如图题1-12　所示,渗碳层厚度0.5~0.8mm是封闭环,建立尺寸链可知　0.3　ESAESA　ESA　ESAEIA　EIA　EIA　EIA-0.01　,渗碳深度为71　~0.95mm1-13　图题1-13　参考答案要点:　如图题1-13　所示,根据题意可知　0.3　,代入数值,25.25　2546　EIAESA　ESA　ESA　ESAEIA　EIA　EIA　0.250.025　46.5　46.25　1-14图题1-14　参考答案要点:　如图题1-14　所示,根据题意可知　0.0180.0075　,代入数值,20.25　ESAESH　ESA　,代入数值,(-0.05)　0.018ESH　0.2　ESAEIA　EIH　EIA　-0.0075EIH　0.1320.0075　1-15图题1-15　参考答案要点:　如图题　1-15　所示,根据题意,A　为外圆尺寸015　为同轴度,0.01　为内孔尺寸015　32A0　EIAEIA　ESA　ESA　,代入数值,0.015　ESAESA　EIA　EIA　,代入数值,-0.063　0.015)　(0.01　-0.038　-0.0150.063