汽車工藝學答案

1、第四章習題答案一、解釋名詞術語工藝系統(tǒng)剛度、誤差復映規(guī)律、積屑瘤、表面強化、磨削燒傷（答案略）二、思考題6、何謂誤差復映規(guī)律？如何運用這一規(guī)律解釋：1）為何加工要求高的表面需經多次加工？3）為什么精加工時采用小的進給量？答：1）因為經過多次加工后，加工表面的形位誤差會逐漸減小，所以加工要求高的表面要有粗精和光整加工等幾道工序。3）精加工時采用小的進給量，切削力小，工藝系統(tǒng)的彈性變形量就小，加工精度高。11、影響切削和磨削加工表面粗糙度的因素有哪些？如何減小切削和磨削加工的表面粗糙度？答：影響切削加工表面粗糙度的原因有：1）切削表面殘留面積的高度；2）積屑瘤、鱗刺；3）工藝系統(tǒng)振動；4）刀具幾何

2、參數、切削速度、切削液和被加工材料的塑性和硬度等工藝因素。磨削加工的表面粗糙度的影響因素有：1）砂輪粒度、硬度和砂輪的修整的精度；2）磨削用量。切削加工中，減小表面粗糙度值的措施：1） 采用小的進給量和增大刀具主、副偏角或刀尖圓弧半徑；2） 采用低速或高速進行精加工，并使用鋒利的刀具，避免產生積屑瘤和鱗刺；3） 采取一些措施減小工藝系統(tǒng)的振動；4） 使用合適的切削液；5） 改善材料的切削加工性，例如在加工低碳鋼、低碳合金鋼等材料時，可預先進行正火處理，降低材料塑性。磨削加工中，減小表面粗糙度的措施：1）選擇粒度細的和修整質量高（砂輪表面磨粒等高性好且鋒利）的砂輪；2）工件較硬時選軟些（硬度較小

3、）的砂輪，而工件較軟時，選硬度較大的砂輪。3）提高砂輪轉速、降低工件轉速、減小徑向和軸向進給量。12、何謂表面強化和殘余應力？如何控制？答：切削過程中，由于刀具對加工表面的強烈擠壓和摩擦，使工件加工表面層的硬度和強度提高了，從而在工件表面形成一個硬化層，這就是表面強化。機械加工方法一般都產生表面強化，塑性變形越小，表面強化越小。工件去掉外力后，存留在工件內部的應力稱為內應力或殘余應力。內應力總是拉伸應力和壓縮應力并存而處于平衡狀態(tài)，即合力為零。減小鑄件內應力的措施：1）設計時應使壁厚均勻；2）還可采用人工時效或自然時效的辦法；3）在加工重要表面時，粗加工之后要經過很多道別的工序后才安排精加工。

4、14、何謂磨削燒傷？如何控制和避免？答：磨削時，工件表面層的溫度超過金屬相變溫度，引起表面層金相組織發(fā)生變化，強度和硬度降低，使表層氧化呈現不同的氧化膜顏色，這種現象稱為磨削燒傷。一般有回火燒傷、淬火燒傷和退火燒傷。避免磨削燒傷的措施：（1）減少磨削熱的產生。減小徑向進給量，選取較軟的砂輪，減少工件和砂輪的接觸面積。（2）加速磨削熱散出。適當提高工件速度和軸向進給量，采取有效的冷卻方法。15、機械加工表面質量對機器零件的使用性能有何影響？答：1、表面質量對耐磨性的影響：（1）較小的表面粗糙度可提高零件的耐磨性，會延長使用壽命。但是，表面粗糙度并不是越小越好。在一定的摩擦條件下，零件表面總有一個

5、最合適的表面粗糙度值。（2）適當的加工痕跡方向，可使摩擦副的表面提高耐磨性（3）表面強化會提高耐磨性。2、表面質量對疲勞強度的影響：（1）減小塑性材料的表面粗糙度，會有助于提高疲勞極限，不易產生疲勞破壞。（2）表面強化有助于提高零件的疲勞強度。（3）表面層有壓縮殘余應力時，將提高零件的疲勞強度。而拉伸殘余應力將降低零件的疲勞強度。所以，為提高疲勞強度，可人為地在零件表面層造成壓縮殘余應力。方法是：噴丸加工和滾擠壓加工；表面滲碳和淬火；滲氮。3、表面質量對零件抗腐蝕性的影響：（1）表面粗糙度越小，抗腐蝕性越好。（2）表面強化和表面壓縮應力有助于提高耐磨性。4、表面質量對零件配合性質的影響：若配合

6、表面粗糙度大，磨損很快，使間隙配合中的間隙增大；使過盈配合中的過盈減小，改變了配合的性質。17、試分析在車床上用兩頂尖裝夾車削細長光軸時，出現圖4-51a、b、c所示三種誤差的主要原因，并指出可分別采取什么方法來減小或消除。答：a)產生此種誤差的主要原因是工件剛度變化，中間剛度小，兩端剛度大，中間部位在切削力作用下變形大，切掉的金屬層薄，兩端變形小，切掉的金屬層厚，所以被加工成腰鼓形?？刹捎酶都軄硖岣吖ぜ偠?，減小變形。b)產生此種誤差的主要原因是主軸軸線與導軌面在垂直面內不平行?？晒窝袑к壝婧托弈ト茸γ?，減小主軸與導軌面在垂直面內的平行度誤差?？晒窝袑к壝婧托弈ト茸γ?，減小主軸與導

7、軌面在垂直面內的平行度誤差。c)產生此種誤差的主要原因是主軸軸線與導軌面在平行面內不平行?？晒窝袑к壝婧托弈ト茸γ妫瑴p小主軸與導軌面在水平面內的平行度誤差。18、在臥式銑床上銑削鍵槽（圖4-52），加工后經測量發(fā)現各處深度尺寸都比預先調整的小，并且靠工件兩端處深度尺寸大于中間，試說明產生這一現象的原因。答：各處深度尺寸都比預先的小是因為加工過程中工件在切削力作用下相對刀具發(fā)生彈性變形，銑削深度有所減小所致。中間深度小是因為工件在此處的剛度最小，發(fā)生的彈性變形量最大，致使切掉的金屬層厚度較小，所以兩端處鍵槽深度大于中間。第五章習題答案一、解釋名詞術語封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)、裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈

8、、工藝尺寸鏈（答案略）二、思考題1、尺寸鏈是如何組成的？如何判斷尺寸鏈的增減環(huán)？答：尺寸鏈由一個封閉環(huán)和兩個或兩個以上的組成環(huán)組成。常用回路法來判斷增減環(huán)：在尺寸回路中對每個尺寸畫單向箭頭，凡是箭頭方向與封閉環(huán)方向相同的為減環(huán)，相反的為增環(huán)。5、分組互換裝配法有何特點？應用于何種場合？答：（1）優(yōu)點：零件制造精度不高，但可獲得較高的裝配精度。（2）缺點:零件加工后需要使用精密儀器進行測量分組，并分組存儲，增加了成本。（3）應用：適用于大批大量生產中裝配組成環(huán)環(huán)數少而裝配精度要求很高的機器結構中。三、分析計算題1.試分析圖5-45a、b、c中尺寸鏈的增減環(huán)。解：圖a）中增環(huán)：A1、A2、A3、A

9、5，減環(huán)：A4、A6圖b）為一并聯尺寸鏈，由A尺寸鏈和B尺寸鏈組成。在A尺寸鏈中：A1、A2為增環(huán)；A3、A4為減環(huán)；在B尺寸鏈中，B1為增環(huán)，A3為減環(huán)。圖c)為一并聯尺寸鏈，由A尺寸鏈和B尺寸鏈組成。在A尺寸鏈中：A1、A2為增環(huán)，A3、A4為減環(huán)；在B尺寸鏈中，B1、B2、B3為增環(huán)，B4為減環(huán)。2圖5-46所示的尺寸鏈（1）判斷增環(huán)和減環(huán)。（2）用極值法計算封閉環(huán)的基本尺寸、公差和極限偏差。（參考答案：增環(huán)：A2、A4、A5，減環(huán)：A1、A3；）5圖5-49所示為汽車發(fā)動機曲軸1第一主軸頸與缸體軸承座3的裝配圖，設計要求裝配間隙A0=0.050.25mm。若兩個止推墊片2及4的厚度尺寸

10、A2=A4=mm；缸體軸承座3的寬度尺寸A3=mm。試用極值法計算曲軸1第一軸頸寬度尺寸A1的基本尺寸、公差及極限偏差。（參考答案：）6、圖5-50為蝸桿轉向器裝置局部裝配圖。設計要求單列圓錐滾子軸承1與左軸承2之間的裝配精度為A0，試建立保證該裝配精度的裝配尺寸鏈。解：增環(huán)：A3、A4、A5 減環(huán)：A1、A2、A6、A7、A8 9、圖5-53所示為一蝸桿減速器裝配圖。設計要求需保證裝配精度：（1）左端圓錐滾子軸承6外圈端面與端蓋5間具有一定的軸向間隙A0。若不考慮相關零件的位置誤差，試建立保證裝配精度A0的裝配尺寸鏈。解：增環(huán)：A3、A4、A11 減環(huán)：A2、A5、A6、A7、A8、A9、A

11、1010、圖5-54所示為汽車倒檔裝置圖。設計要求倒檔齒輪3的輪轂端面與墊片4間保證裝配間隙0.51.0mm。設計規(guī)定A1=20.6mm；A2=A4=mm（標準件）。欲采用完全互換裝配法保證裝配精度，試設計確定有關零件的尺寸公差及極限偏差。解：增環(huán)A1，減環(huán)A2、A3、A4已知A0=mm，A0=A1-A2-A3-A4 A3=A1-A2-A4-A0=18mm組成環(huán)平均公差Tav,l=0.125mm，選擇A1為協(xié)調環(huán)。調整TA3=0.11mm（IT11級），而A2=A4=mm，TA2=TA4=0.04mm，TA1=TA0-TA2-TA3-TA4=0.31mm各組成環(huán)極限偏差為：A2=A4=mm，A

12、3=mm，ESA0=ESA1-(EIA2+EIA3+EIA4)ESA1=ESA0+(EIA2+EIA3+EIA4)=+0.81mmEIA1=ESA1-TA1=+0.50mmA1=mm（答案不唯一）16、一液壓系統(tǒng)回油閥閥芯和閥套孔裝配間隙要求為X=0.0060.012mm。閥芯和閥套孔直徑為10mm。欲采用分組互換法保證裝配精度，并且將閥芯和閥套孔的尺寸制造公差均放大到0.015mm，試：（1）確定分組公差、分組數Z和兩零件直徑尺寸的極限偏差。（2）用公差帶圖表示出兩零件各相應組的配合關系。解： 據已知條件得 采用基孔制，則銅套孔按制造。 活塞銷按制造。各組配合關系見下圖所示： 或采用基軸制，

13、則活塞銷按制造。EI=ES=+0.0090.015=0.006mm鋼套孔按制造。各組配合關系見下圖所示：19、圖5-58所示為一齒輪裝置圖。裝配精度要求應保證軸向間隙A0=00.25mm。設計規(guī)定：A1=mm，A2=mm，A3=mm，A4=mm，A5=mm。欲采用固定調整裝配法保證裝配精度，調整墊片初定為AF=2mm，制造公差為TAF=0.04mm。試計算確定調整墊片組數z、補償能力s、調整墊片各組尺寸及極限偏差。解：增環(huán)：A1 減環(huán)：A2、A3、A4、A5、AF取Z=4組補償能力S=AF1=A1maxA2minA3minA4minA5min+TAFA0max=2.605mmAF2=AF1（T

14、A0-TAF）=2.395mmAF3=AF2（TA0-TAF）=2.185mmAF4=AF3（TA0-TAF）=1.975mm已知TAF=0.04mm，按向體內原則確定各墊片極限偏差：AF1=，AF3=，AF1=20、如圖5-56所示一齒輪箱簡圖，裝配精度要求應保證軸向間隙A0=mm。設計規(guī)定：A1=mm，A2=mm，A3=mm，A4=mm，A5=60mm，其制造公差為0.074mm。若采用修配裝配法保證裝配精度，并確定A5為修配環(huán)，當最小修配量為0時，試：(1)畫出設計要求的和實際的封閉環(huán)公差帶位置圖。(2)計算修配環(huán)預加工尺寸、極限偏差和最大修配量。解：增環(huán)：A1 減環(huán)：A2、A3、A4、

15、A5，修配環(huán)為A5，屬于“越修越大”的情況。TA00.2mm 0.1550.0740.0870.1150.0740.505mm 當最小修配量為零時，= 公差帶圖如下：由題意知，減環(huán)A5為修配環(huán)，當Fmin0時， 430.155（800.0741000.0871900.115）0.2 60.231mmEIA5A5minA50.231mm ESA5EIA5+TA5=+0.305mm mm21、圖5-49所示為汽車發(fā)動機曲軸第一主軸頸及軸承座裝配圖，裝配精度要求：主軸頸軸肩與止推墊片間的軸向間隙A0=0.050.15mm。設計規(guī)定A1=mm，A2=mm，A3=mm，欲采用修配裝配法保證裝配精度，確定

16、A4為補償（修配）環(huán)，其制造公差為0.04mm，當規(guī)定最小修配量等于零時，試：(1)畫出設計要求的和實際的封閉環(huán)公差帶位置圖。(2)計算修配環(huán)預加工尺寸、極限偏差和最大修配量。解：增環(huán)：A1 減環(huán)：A2、A3、A4，修配環(huán)為A4，屬于“越修越大”的情況。TA00.10mm 0.100.040.070.040.25mm = 公差帶圖如下：（2分）由題意知，減環(huán)A4為修配環(huán)，A4=A1A2A3A4A0=43.52.538.50=2.5mm當Fmin0時，（1分）ESA4EIA4+TA4=0.15mm mm第六章習題答案二、思考題1、何謂機械加工工藝規(guī)程？它在生產中起何作用？答：機械加工工藝規(guī)程是規(guī)

17、定零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。工藝規(guī)程的作用（1）工藝規(guī)程是新產品投產前進行生產準備和技術準備的依據。（2）工藝規(guī)程是組織生產和計劃管理的重要技術文件。（3）工藝規(guī)程是新建或擴建工廠的依據。3、簡述粗、精基準選擇的原則。答：粗基準的選擇原則（1）盡可能選用精度要求高的主要表面做粗基準。（2）用非加工表面做粗基準，可使非加工表面與加工表面間的位置誤差最小，同時可以在一次安裝下架加工更多表面。（3）選作粗基準的表面，應盡可能光潔、不能有飛邊、澆口、冒口或其它缺陷，以便定位準確，夾緊牢固。（4）粗基準在同一尺寸方向上應盡可能避免重復使用，通常只允許用一次。精基準的選擇原則（1）應盡可能選用

18、設計基準或工序基準作為定位基準，即遵循“基準重合原則”。（2）應盡可能選用同一組定位基準加工各個表面，即遵循“基準統(tǒng)一原則”。（3）應保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，精基準應選擇面積大、尺寸與形狀公差較小，表面粗糙度較小的表面。4、圖6-21所示各零件加工時，如何選擇它們的粗、精基準？并簡述其理由。答：c）圖：粗基準選擇180大端外圓面和右端面，粗加工小端外圓、端面和內孔；再以小端外圓和端面做精基準粗加工大端外圓和端面、半精加工內孔、倒角；后以大端外圓和端面為精基準精加工小端外圓和端面、空刀槽、內孔；接著以小端端面和內孔為精基準，滾切齒面、磨削齒面。d)圖：粗基準選擇不加工的內腔，因為這樣可使不加工的

19、內腔和加工表面之間的位置誤差最小。選擇100.8的外圓作為精基準加工下底面和94.7的內止口，后再以下底面和94.7的內止口為精基準加工銷孔和100.8的外圓及其上的功能槽，這樣遵守基準統(tǒng)一原則。7、零件加工時，為什么在一般情況下要劃分加工階段？各加工階段的主要任務是什么？答：劃分加工階段的原因：（1）可以更好地保證加工質量（2）粗加工階段中切除較大的加工余量，可以及時發(fā)現毛坯缺陷、避免造成浪費（3）可合理使用機床設備粗加工階段：主要任務是去除各加工表面的大部分余量，并作出精基準。精加工階段：任務是減小粗加工留下的誤差，并完成一些次要表面的加工。半精加工階段：任務是保證各主要表面達到圖樣要求。

20、光整加工階段：任務是進一步減小表面粗糙度和提高精度。8、何謂工序集中與工序分散？各有何主要特點？發(fā)展趨勢是哪一種？答：工序集中：就是將零件的加工集中在少數幾道工序中完成，每道工序加工內容多。優(yōu)點：（1）減少裝夾次數，利于保證各表面之間的位置誤差。（2）便于采用高生產率的機床。（3）有利于生產組織和計劃工作。缺點：（1）機床設備結構復雜，同時工作的刀具數目多，降低了工作可靠性，增加了機床停機、換刀的時間損失。（2）機床過于復雜，調整和維護都不方便。工序集中是機械零件加工的發(fā)展方向。2.工序分散：就是將零件的加工分散在很多道工序中完成，每道工序加工內容少。特點：與工序集中相反。9、機械加工工序的安

21、排有哪些原則？答：（1）先基準后其它：先安排精基準面的加工，然后用精基準定位來加工其它表面。（2）先粗后精：先安排粗加工，再半精加工，最后精加工。（3）先主后次：先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排其它次要表面加工。（4）先面后孔：對于箱體、支架連桿、底座等零件，應先加工平面后加工孔。10、（P222、23）圖5-60a所示為某柴油機體零件圖及相關設計尺寸。相關表面加工的工藝過程：精銑頂平面P，工序尺寸為A1（圖b）；精鏜曲軸主軸承座孔和凸輪軸軸承孔，工序尺寸分別為B1、B2（圖c）。試（1）建立工藝尺寸鏈，并指出尺寸鏈間關系和封閉環(huán)。（2）計算工序尺寸A1、B1及B2，公差

22、和極限偏差。解：（1）根據c)圖標注的工序尺寸與a)圖中的設計尺寸相對照，可知B2=，而a)圖中的設計尺寸只能通過直接保證B1、B2來間接保證，所以它是封閉環(huán)，設為B0，可建立B尺寸鏈如下圖所示，B1需換算；根據b)圖標注的工序尺寸與a)圖的設計尺寸相對照，可知直接保證的工序尺寸A1并非設計尺寸，相關的尺寸有設計尺寸460±0.1、B2=，設計尺寸460只能被間接保證，它是封閉環(huán)，設為A0，可建立A尺寸鏈如下圖，A1尺寸需換算。B2分別參與A、B兩個尺寸鏈，為公共環(huán)，A、B尺寸鏈組成一個并聯尺寸鏈。 增環(huán)：B1 減環(huán)：B2（） 增環(huán)：A1 減環(huán)：B2封閉環(huán)：B0（）由題意知， 封閉環(huán)：A0（460±0.1）（2）應先從最后工序c)圖開始計算，在B尺寸鏈中換算B1要減小則 B1=B0+B2=155+20