机械制造工艺学

第八章焊接工艺设备

本章介绍：常用的焊接方法；焊条、焊丝及焊剂；焊接设备

§8-1焊接方法概述

金属焊接是通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连成一体的连接方法。

一、常的焊接方法分类：族系法、二元坐标法，目前以二元坐标法分类为推荐分类法

二、常用的焊接方法介绍

1、电弧焊

电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括：手弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊（氩气C02气体、氦气）、熔化极的钨极气体（如氩气）保护焊等离子焊（氩气、氮气、氦气等）。

（1）手弧焊：（焊条电弧焊涂层电弧焊）

①手弧焊主要用于钢结构焊接（炭钢、合金钢、不锈钢），手弧焊设备简单、轻便，操作灵活，可以应用短焊缝和任何焊接位置，工件厚度在1.5mm以上，批量小，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作水平，劳动强度大，生产率低下。（焊接位置：平焊、立焊、仰焊、横焊）

②手弧焊工作原理：

手弧焊是以外部涂有涂层（药皮）的焊条作为电极和填充金属，电弧在焊条的端部和波焊工件表面之间的燃烧，形成焊缝。涂层药皮在光弧的作用下产生气体以保护电弧（隔绝空气），同时产生熔渣覆盖在熔池表面，防熔化金属与周围气体的相互作用，隔绝空气并改善焊缝金属性能。

（2）埋弧焊：半自动焊、自动焊

①特点：生产效率高，焊缝质量好，适用于钢结构的长焊缝的平焊位置的焊接。

②弧焊工作原理：坦弧焊是以连续送进的焊作为电板和填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂下燃烧，将焊丝端部和工件材料局部熔化，形成焊缝。焊剂熔化成烧渣覆盖在熔池表面，保护焊缝金属，防止空气的污染，并改善焊缝性能，促使焊缝缓慢的冷却。

（3）熔化极气体保护电弧焊：常用CO2气体保护电弧焊、氩弧焊可各种位置焊接，生产效率高，可焊接碳钢、合金钢、不锈钢等。

①原理：是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气

气体，氩气等）保护电弧来进行焊接。

体（如CO

2

②应用：适用于半自动、自动焊、已逐步取代手弧焊，可各种位置焊接，生产效率高，可焊接碳钢、合金钢、不锈钢等。

（4）等离子弧焊——属于非溶化极电弧焊

①原理：它是利用电极和工件之间的压缩电弧（转移电弧）实现焊接的。所用的电通常是钨极，产生等离子弧的等离子气体可用氩气、氦气等，并以喷咀喷出惰性气体保护焊缝熔池。焊接时可填充金属，也可以不填充金属。

②特点：等离子弧焊焊缝质量好，生产率高适用于结构件和零件焊接。

2、电阻焊：适合大批生产、薄板焊接、焊接设备昂贵，点焊、缝焊、对焊

是以电阻热为能源的焊接方法，是使工件处在一定电板压力作用下，并利用电流通过工件时所产生电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常我们称为“磁焊”电阻焊有点焊、缝焊和凸焊等型式。

3、电渣焊：自动焊、焊接厚壁大型构件

电渣焊是以熔渣的电阻热为热源的焊接方法

电渣焊

焊接过程是在立焊位置，在由两工件端面与两侧水冷铜滑块形成的装配间隙内进行。焊接时利用电流通过熔渣产生的电阻热将工件端部熔化。

4、气焊：气焊用于薄板及维护修理工件，钎焊

气焊是利用气体火焰为热源的一种焊接，氧乙炔和焊丝熔化。

5、特种焊

（1）超声波焊

（2）激光焊

（3）爆炸焊：复合钢板生产

普板

不锈钢板

三、焊接方法的选择

1、焊接要求

（1）保证焊接产品的质量优良性能可靠

（2）焊接生产率高

（3）焊接成本低

2、影响因素

（1）产品结构类型：金属结构焊接、机械零件焊接，电子器件焊接

（2）工件母材性能：物理化学力学、冶金性能

（3）工件厚度：工件厚度在一定程度上决定所适用的焊接方法

（4）焊接接头型式和焊接位置：贴角焊、坡口焊、对接接头T型接头、焊接接头平焊、立焊、仰焊、横焊（焊接位置）

（5）生产条件

①技术人员水平

②焊接设备：交流焊机、直流焊机、交直流焊机

③焊接耗材：焊条、焊丝、焊剂保护气体等

（6）焊接质量等级

§8-2焊条、焊丝与焊剂

一、焊条

1、焊条的组成构造

焊条由焊芯和涂层（药皮）组成，其构造为

（1）焊芯：既是焊芯又是填充金属，手弧焊时又作为电板。碳钢焊条采用HO8A或HO8E材料做焊芯。碳钢焊条，不锈钢焊条、合金钢焊条焊芯材质不同

（2）涂层（药皮）是矿石粉末，铁合金粉。

涂层的作用：①改善焊条的焊接工艺性能

②机械保护，产生气体和溶渣，隔绝空气

③治金处理

2、焊条种类：（碱性焊条、酸性焊条）

（1）按材质分类

①碳钢焊条代号Exxxx（老标准牌号结J），碳钢结构钢焊条J，结E4303（J422），E4303（J422），焊Q235（A3钢）。

②合金钢焊条代号Exxx-x（老标准为结J）例E5015-G（J507R）

低合金结构钢焊条J，结，例E5015-（J507）焊16Mn（Q345）钢材

E5016（J506）也是钼和珞钼耐热钢焊条R热E5015-G（J507R）低温钢焊条，W 温

③不锈钢焊条；E-代号（老标准；不锈钢、焊条、铬G）

④准焊焊条：ED（老标准D堆）

（2）按焊条的溶渣性质分类：

①碱性焊条：低氢型（低氢钠型、钾、铁粉低氢型）等碱性氧化物和氟化钙为原

料、焊接性能较差，但韧性好，抗裂性能好。例：E4315—低氢钠型，E5016—低氢钾型。

应用于重要的低、中碳钢和低合金钢结构的焊接。

②酸性焊条：以酸性氧化物（氧化铁型、钛钙型、钛铁矿型等）为涂层原料，如E4303（J422）—钛钙型，E4320—氧化铁型。酸性焊条的焊接性能较好，但其韧性抗裂性能较碱性焊条差，应用于普通低碳钢和强度等级低的低合金钢的焊接。

注意：在设计或焊接工艺中规定用碱性焊条时，不能用酸性焊条代替。

（3）按电源电流类型分类：直流焊条、交流焊条、交直流两用焊条。

直流焊条：正、反接。（机械设计手册第一分册）

3、焊条型号、牌号：用大写字母“E”和四位数字表示

（1）碳钢焊条型号

—前两位数字表示其抗拉强度

43kgf/mm2（1kgf/mm2=99.8MPa）；

—第三位数字表示焊条的焊接位置

“0”与“1

“2”表示适用于平焊与平角焊；“4”表示焊条适用向下立焊

—第三位和第四位数字的组合表示涂层类型和焊接电流种类，如“03”表示：涂层

类型为钛钙型（酸性）交直流焊条。焊接电流种类为：交流或直流正、反接。

如E4303——钛钙型（酸性）焊条，交流或直流正、反接。

E4315——低氢纳型（碱性）焊条，直流反接。

（2）低合金钢焊条：

E5015——低氢纳型（碱性）焊条，直流反接。

E5016——低氢钾型（碱性）焊条，交流或直流反接。

4、焊条的选用原则

（1）根据被焊的工件材料选择相适应的焊条，如焊接碳钢或低合金钢时，应选择结

构钢焊条。

（2）焊缝性能要和工件（母材）性能相同，“等强度”。

（3）焊条工艺性能要满足施焊操作需要。

5、焊条的管理和使用

焊条的库存应干燥通风

一般在施焊前心将焊条烘干，放入保温筒内，取出后即用完。

二、焊丝与焊剂：埋弧焊用

焊与焊剂通常是用于埋弧焊（自动焊、半自动埋弧焊）

1、焊丝：埋弧焊与C02气体保护焊用材

（1）分类：埋弧焊所用焊丝有实心焊丝和药芯焊丝两类

（2）用途：直径较小（d=1.6～2.4mm）的焊丝适用于半自动焊埋弧焊；直径为3～6mm 的焊丝适用于自动埋弧焊。

2、焊剂：

埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可熔化的物质，其作用相当于焊条的涂层

（1）对焊剂的要求：a具有良好的冶金性能，b具有良好的工艺性能。

（2）焊剂的分类：

①按制造方法材质分类，熔炼焊剂，烧结焊剂，陶瓷质焊剂

②按化学成分分类；碱性、酸性、中性焊剂。

（3）焊剂型号 HJ—熔炼型焊剂

①HJ型（熔练型） SJ—烧结型焊剂

例如：

②ST烧结型（SJxxx）

例如：

（4）各类焊剂的用途

①熔炼型焊剂HJxxxx含锰硅、氟含量3×9种组合

a、高硅型：焊接低碳钢和某些低合金钢

b、中硅型：焊接低合金钢和高强度钢

c、低硅型：焊接高合金钢（如不锈钢、热强钢）。

②烧结型焊剂

a、氟碱型：碱性焊剂，可焊多种低合金钢等重要的压力容器，可交直流两用。

b、硅钙型：中性焊剂，可交直流两用，可焊普通结构钢

c、硅锰型：酸性焊剂，交直流两用，可焊低碳钢及某些低含金钢（矿山金属结构）

d、铝钛型：酸性焊剂、交直流两用，可焊低碳钢和某些低合金钢（锅炉、船舶、压力客器）。

§8-3 焊接工艺设备

在工程结构焊接工艺中，常用的手弧焊和埋弧焊用焊接设备种类很多，这里仅介绍常用的焊接设备。

一、手弧焊焊接设备：手弧焊机和辅助设备及工具

手弧焊的焊机通常是一台额定电流500A以下的具有下降外接性的弧焊电源。

1、手弧焊机

（1）手弧焊机类型

①（交流）弧焊电源（交流弧焊电源或称弧焊变压器），交流电焊机。

特点：弧性较差，质量轻，结构简单，成本低、功率因数低。

②直流弧焊发电机

特点：稳弧性好、经久耐用，结构与维护复杂、重量重、成本高。

③（直流）弧焊整流器

特点：稳弧性较好，结构维护较简单，重量较轻，成本较高。（发电机）

④产流直流两用焊机（手弧焊机还有晶闸管晶体管弧焊电源等）

（2）手弧焊机的选用

①首先根据焊条涂层（药皮）类型选择焊机种类。

低氢钠型碱性焊条必须选用直流弧焊机，酸性焊条可用交流焊机或直流焊机。酸性焊条，虽然交、直流均可使用，但一般选择结构简单，价格较低的交流弧焊机。

一般：

②根据焊接产品所需的焊接电流范围和实际负载持续年数来选择焊机容量，即焊机的额定电流A和功率因数等

（3）国产焊机种（常用）及结构

①交流弧焊变压器（交流弧焊机）

a、动圈式：B×3-120～B×3-500（A=120～500A）

b、动铁式：B×1-30、B×1-400，Bx1-500（A=300～500A）

c、抽头式：B×6-120（A=120A）

焊机电流：120A 300A 500A

焊条直径：1-4mm 2-7mm 3-9mm

②直流弧焊发电机（焊机）

a、差复激式：AX-250（A=250A），焊条直径d=1～6mm

A×7-500（A=500A），d焊=2.5～10mm

b、裂极式：AX-320（A=320A），焊条d=3～7mm

c、换向极式：A×4-300（A=300A），焊条d=2～7mm

③直流弧焊整流器

a、动绕组硅弧（焊机）：Z×G1～160 A=160A，d =1～4mm

Z×G1-250 A=250A d二φ3～6mm

Z×G3-500 A=500A d =φ3～10mm

b、抽头式硅弧焊整流器IPG-200，（A=200A），d二=φ3～5mm

c、磁放大器式硅弧整流器；Z×G-400（A=400A），d条=Φ3～7mm

2、手弧焊辅助设备和工具

手弧焊辅助设备和工具有：焊钳、焊接电缆、面罩、敲渣锤、钢丝刷、焊条保温筒等（1）焊钳：焊钳是用以夹持焊条进行焊接的工具

常用的市售焊钳有300A和500A两种

（2）焊接电缆：YHH型电焊橡皮套电缆额定电流100 200 300 500（A）

YHH型电焊橡皮套软电缆电缆断面积16 35 70 120（mm2）（3）面罩：面罩是为防止焊接时的飞溅、弧光及其它幅射对焊二面部及颈部损伤的一种遮蔽工具，有手持式和头盔式（内装有护目遮光镜片）。

（4）焊条保温筒

二、埋弧焊设备

埋弧焊设备多用于半自动焊和自动焊方法。

常用的单丝埋弧焊，目前已应用较多的是双丝、三丝焊

埋弧焊设备分类和基本构造及功能：埋弧焊机分为半自动焊和自动焊机。

1、半自动埋弧焊机：—CO2所体保护焊

（1）半自动埋弧焊机的主要功能是：

a、将焊丝通过软管连续不断地送入电弧区，（即送焊丝）

b、传输焊接电流（由埋弧焊电源提供电流）

c、向焊接区铺施焊剂或保护气体

d、控制焊接起动和停止。

（2）基本构造

半自动弧焊机主要由送丝机构、控制箱、带软管的焊接手持焊钳及焊接电源组成。

埋弧焊电源可以用交流（弧焊变压器）、直流（弧焊发电机或弧焊整流器）或交直流并用的结构。

（3）应用

兼有自动埋弧焊的优点和手工电弧焊的机动性，在难以实现自动焊的工件上（例如不规则焊缝、短焊缝、空间狭小位置）进行焊接。

（4）产品型号

2、自动埋弧焊机

（1）功能

①连续不断地向焊接区送进焊丝。等速与变速送丝

②焊接前调节焊丝端位置

③传输焊接电流

④电弧沿接缝移动

⑤控制电弧的主要参数

⑥向焊接区辅施焊剂

⑦控制焊接的起动和停止

（2）基本构造

常用的自动埋弧焊机有等速送丝和变速送丝机构两中。它们一般由机头（送丝机构与焊炬、焊剂漏斗）、控制箱、导轨（或支架）及焊接电源等组成。

自动焊机按照工作需要，可做成各种形式：

焊接小车式、悬挂式、机床式、悬臂式、门架式

（3）应用：平焊工件的焊接工效高，成本低。规则焊缝，长焊缝。

（4）自动焊机型号：NZA-1000直流焊机，变速送丝（焊丝直径3-5mm）A=2000-1200A MZ1-1000 交直流焊机、等速送（焊丝直径ф1.6～5mm）

3、弧焊辅助设备

（1）焊接夹具

焊接夹具用于焊接工件的准确定位并夹紧，减少焊接变形

（2）工件变位设备（工件转—辅助胎具）

工件变位设备功能是使工作旋转、倾斜、翻转，以让待焊位置处于最佳焊接位置。

（3）焊机变位设备：—移动焊接机头的装置

其功能是将焊接机头准确地送到待焊位置。

（4）焊缝成形设备

埋弧焊的电弧功率较大，钢板对接时为防止熔化金属的流失和烧穿，并促进使焊缝背面成形，往往需要在焊缝背面铺加衬垫。衬垫通常采用铜板或钢板。

（5）焊剂回收输送设备

用来在焊接中自动回收并输送焊剂，采取压缩空气的吸压式方式回收焊剂。设备装在

焊接小车上。

第九章 焊接工艺与工艺规程设计

本章介绍：焊缝标准：焊接接头设计；焊接工艺；焊接质量检验，焊接工艺性分析；焊接工艺规程设计。

§9-1 焊接接头设计和焊接工艺

一、焊接接头和坡口型式

GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》标准，我们这里仅介绍手弧焊常用接头型式和坡口型式：适用碳钢，合金钢焊接接头的气焊，手弧焊及气体保护焊。

GB986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》适用于埋弧自动焊。

1、接头型式：焊接接头的基本形式有：对接；塔接；角接；T 型接。

2、坡口形式：

焊缝坡口是根据设计或工艺需要，在工件的待焊部位加工成一定几何形状经装配（冷作）后构成的沟槽。重要承载件和厚板焊缝需开坡口，一般焊缝不开坡口。

应用用途：为了保证焊缝有效厚度或焊透，并为了客纳填充金属，改善焊缝成形，提高焊缝的承载能力。

（1）坡口型式：I 型；V 型；Y 型；U 型；X 型

① 对接接头坡口：

型接

角接

搭接

对接

②角接、T 型接头坡口型式：

型；V 型；X 型 不带钝边坡口：

带钝边坡口：

（2）坡口尺寸标注：

根据板厚和坡口型式不同，坡口尺寸也不一样，详见《GB985-88》、GB986-88 例1：工件厚度6-30mm, 带钝边单边V 形坡口 封底焊b=1～3mm ；不封底焊b=0

例 2： 不同板厚板材的对接（接头）坡口尺寸： 厚板削薄过渡长度L ≥3（δ-δ1）

δ

1

δ

δ

δ

1

带钝边双型坡口

带钝边

二、焊缝符号与标注方法

《GB324-88》、《GB12212-90》焊缝符号标注方法，焊缝符号一般由基本符号、辅助符号、补充符号及其组合符号与指引线组成。通常符合机械制图和熔化焊及电阻焊的焊接。

机械设计手册上册第一分册P1-220～P233绘制基本符号，补充符号，辅助符号及其组合应用的标注方法及应用实例。 1．焊缝符号：

焊缝符号包括：基本符号，辅助符号，补充符号，以及各种符号的组合。 焊缝标注方法，通常在图纸上焊缝标注指引线，例：

注：1.焊缝在接头的箭头侧，基本符号标在基准线实线侧；

2.焊缝在接头的外箭头侧，基本符号标在基准的虚线侧。

（1）基本符号：

对接I 型焊缝：

V 型焊缝：

单边V 型焊缝：

虚线基准线(主要焊缝的相对基准)

实线基准线

箭头

4

5

角焊缝

单钝边V 型焊缝：

基本焊缝符号的组合：

50

封底焊缝

塞焊-围焊或槽形焊缝

2．焊缝尺寸标注：（含坡口尺寸标注）

随工件厚度不同，焊缝高度尺寸各不相同。通常对未标注焊缝，焊缝高度不小于连接板厚的0.8~1.0倍。

焊缝尺寸标注举例：

坡口焊缝

间断焊缝

三、焊接工艺流程

手弧焊，CO2气体保护，埋弧焊的焊接工艺都有其共同相似之处，但有其个性区别。现以手弧焊为例介绍其焊接工艺流程：

1．焊前准备：

焊条、焊丝（焊剂）的选择：工件材质，焊缝质量要求，焊条焊丝（焊剂）选用。（1）焊条烘干：除尘焊条涂层中的水分，施焊前方可取适当数量的焊条。

对手弧焊，焊条烘干。

（2）焊前对工件的清理：除锈（扳料预处理），除渣、水、油污等保持待焊工件的清洁。

重要焊缝，尚需刨去焊缝位置的氧化皮。

（3）工件组装：拼装、冷作、定位焊

组装工件成型，保证焊接结构的形状和尺寸，并进行定位（点）焊（点焊）。还包括焊接平台、工装胎具的选择，控制焊接变形。

（4）工件预热：碳钢一般不需要预热，低合金钢工件需要预加热（冬季）。合金钢施焊前要进行工件的全部预热或局部预热，特别在冬季，低温季节，预热可以减小接头焊后冷却速度避免产生硬组织，减小焊接应力及变形，防止产生裂纹现象。

2．施焊过程：

（1）焊条直径与焊机电流的选择：

焊条、焊丝的直径和焊机电流的选择

焊条直径选择通常根据焊接工件的厚度和焊接电流范围确定。

①焊条直径与工件厚度的关系：

板厚δ(㎜)≤4㎜，4～12㎜，＞12，＞16，＞

焊条直径d(㎜)1.6～2.5，3.2～4，7，4，5，6

②焊接电流与焊条直径关系：

焊条直径（d） 1.6 2.0 2.5 3.2 4 5 6

焊接电流（A）25～40，40～60，50～80，100～130，160～200，200～270 260～300

（2）焊接电流的控制：

焊接电流是焊接的主要工艺参数，施焊时应操作焊机置于适当的电流档位，以控制电流时大小适中。

讨论：

①电流过大：会烧穿工件，产生咬边，气孔，焊缝晶粒组织粗大，降低延伸性，渗层崩落失效（易产生气孔）。

②电流过小：会造成未焊透，未熔合，气孔夹渣。

（3）焊缝层数：厚板的焊接，一般要开坡口，并采取多层焊和多层多道焊。

（δ≥16㎜以上）（重要部位δ≥10㎜以上）

（4）施焊过程与施焊要领：

严格按照工艺设计规格的焊接工艺进行施焊。

①根据结构工件的形状和焊接位置，尽量选择平焊，减少立焊，仰焊，可采取工件翻身。对长焊缝的焊接，尽量选择半自动焊或自动焊。

②利用焊接工装胎具焊接，控制变形。

③施焊时应尽量采取对称焊，交错焊，烧焊一段焊缝后，待以冷却后再施焊，减少焊接变形。

④厚板焊接要采取多层焊或多层多道焊。

3．焊后处理：

施焊后，需对焊接工件及焊缝表面的焊渣进行清除处理，包括：

（1）施焊后的缓慢冷却后，再折卸焊接工装胎具。重要焊接工件，进行局部保温后，再冷却的后热处理。

（2）除去焊缝表面的焊渣，打磨焊缝，保持焊缝整洁。

（3）焊后热处理：时效处理，先要构件进行退火处理，消除焊接产生残余应力。

（4）施焊后，对已产生变形的构件，进行校直校平处理。

4．焊接安全防护：

施焊时的安全技术主要包括：

（1）防止触电。

（2）防止弧光伤害：焊接电弧强烈的弧光和紫外线对眼睛和皮肤有损害，应带焊接面罩，电焊手套，穿工作服和厚面工作鞋。

（3）防火、防爆。

（4）防止有毒气体和烟尘中毒，产生有害气体烟气对人体有损害。

（5）防止工件砸伤施焊人员。

5．焊接质量检验。

（1）焊接接头工艺试验——焊接工艺评定

（2）焊缝质量检验。

§9-2焊接质量及检验

本节内容主要介绍：焊接质量评判和焊接质量检验内容的方法。 一、焊接质量

1．焊接质量的评定（内容与指标） （1） 焊缝质量的评定内容：

焊缝质量是指：焊缝外观质量，焊缝外形尺寸，焊缝缺陷（接头连续性质量），物理力学性能（接头性能）。 （2）焊缝质量无损检测方法：

磁粉探伤法，着色渗透法，超声波探伤，，X-射线探伤。

（3）焊缝质量等级：

① 磁粉探伤：4级：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，Ⅰ级最高，Ⅳ最低。

② 超声波探伤：3级：检验要求A 级、B 级、C 级。质量分级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Ⅰ级最高，Ⅲ级最低。

③ X-射线探伤：4级：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，Ⅰ级最高，Ⅳ级最低。

2．焊缝质量评定： （1） 焊缝的外形质量：

① 焊缝与母材之间应平滑过渡，以减小应力集中。焊缝的余高不应太大。

② 焊接接头形状缺陷形式：咬边，焊瘤，烧穿，未焊透和错边等。

焊瘤

咬边

机械制造工艺学课后习题及参考答案.docx

机械制造工艺学复习题及参考答案 第一章 1.1什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程？ 答案： 生产过程是指从原材料变为成品的劳动过程的总和。 在生产过程中凡属直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程，称为工艺过程。 在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件，称为机械加工工艺规程，简称工艺规程。 1.3结合具体实例，说明什么是基准、设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 答案： 基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。 设计基准是指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准。 工艺基准是指在零件的工艺过程中所采用的基准。 在工序图中，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准，称为工序基准。 在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。 在加工中或加工后，用以测量工件形状、位置和尺寸误差所采用的基准，称为测量基准。 在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准，称为装

感谢你的观看配基准。 1.6什么是六点定位原理？什么是完全定位与不完全定位？什么是欠定位与过定位？各举例说明。 答案： 六点定位原理：在夹具中采用合理布置的6个定位支承点与工件的定位基准相接触，来限制工件的6个自由度，就称为六点定位原理。 完全定位：工件的6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的唯一位置，称为完全定位。 不完全定位：没有全部限制工件的6个自由度，但也能满足加工要求的定位，称为不完全定位。 欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位，称为欠定位。 过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度，称为过定位。 （举例在课本page12、13）。 1.10何谓零件、套件、组件和部件？何谓套装、组装、部装、总装和装配？ 答案： 零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料构成的。 套件是在一个零件上，装上一个或若干个零件构成的。它是最小的装配单元。 组件是在一个基准零件上，装上若干套件而构成的。 部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机感谢你的观看

机械制造工艺学知识点汇总 全 复习资料

粗基准概念:以未加工的表面为定位基准的基准。 精基准概念:以加工过的表面为定位基准的基准。 精基准的选择:1基准重合原则2统一基准原则3互为基准原则4自为基准原则5便于装夹原则6 精基准的面积与被加工表面相比,应有较大的长度与宽度,以提高其位置精度。 粗基准的选用原则:1保证相互位置要求2保证加工表面加工余量合理分配3便于工件装夹4粗基准一般不得重复使用原则(1、若必须保证工件上加工表面与非加工表面间的位置要求,则应以不加工表面作为粗基准;2、若各表面均需加工,且没有重点要求保证加工余量均匀的表面时,则应以加工余量最小的表面作为粗基准,以避免有些表面加工不起来。3、粗基准的表面应平整,无浇、冒口及飞边等缺陷。4、粗基准一般只能使用一次,以免产生较大的位置误差。) 生产纲领:计划期内,应当生产的产品产量与进度计划。备品率与废品率在内的产量 六点定位原理:用来限制工件自由度的固定点称为定位支承点。用适当分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则称为六点定位原理(六点定则) 组合表面定位时存在的问题 :当采用两个或两个以上的组合表面作为定位基准定位时,由于工件的各定位基准面之间以及夹具的各定位元件之间均存在误差,由此将破坏一批工件位置的一致性,并在夹紧力作用下产生变形,甚至不能夹紧 定位误差:由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差。 产生原因: 1工件的定位基准面本身及它们之间在尺寸与位置上均存在着公差范围内的差异; 2夹具的定位元件本身及各定位元件之间也存在着一定的尺寸与位置误差; 3定位元件与定位基准面之间还可能存在着间隙。 夹紧装置的设计要求: 1夹紧力应有助于定位,不应破坏定位; 2夹紧力的大小应能保证加工过程中不发生位置变动与振动,并能够调节; 3夹紧后的变形与受力面的损伤不超出允许的范围; 4应有足够的夹紧行程; 5手动时要有自锁功能; 6结构简单紧凑、动作灵活、工艺性好、易于操作,并有足够的强度与刚度。 斜楔夹紧机构:(1)斜楔结构简单,有增力作用。(2)斜楔夹紧的行程小。(3)使用手动操作的简单斜楔夹紧时,工件的夹紧与松开都需敲击 螺旋夹紧机构:该机构具有结构简单、工艺性好、夹紧可靠、扩力比大以及行程不受限制等优点,故应用广泛。缺点就是动作慢、效率低。 机械加工工艺规程概念:规定产品或零部件机械加工工艺过程与操作方法等的工艺文件,就是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。 机械加工工艺规程的作用: 1就是组织车间生产的主要技术文件,据其进行生产准备。车间一切从事生产的人员都要严格、认真地贯彻执行工艺文件,才能实现优质、高产、低耗。 2就是生产准备与计划调度的主要依据。有了工艺规程,在产品投产之前就可以进行一系

机械制造工艺学试题及答案(四套全)

一、是非题(10分) 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 ( √) 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 ( √) 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 ( √) 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 ( ×) 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。( √) 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 ( √) 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 ( √) 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 ( ×) 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。( √) 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。( √) 二、填空(30分) 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），

（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 8. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 9. 应用点图进行误差分析时X和R的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和( 工件是否连续完成)。

《机械制造工艺学》实验报告

《机械制造工艺学》实验报告

中北大学 《机械制造工艺学》实验报告

姓名： 学号： 学院（系）： 专业： 2011年12月 实验一刚度实验 一．实验目的 1.了解机床（包括夹具）—工件—刀具所组成的工艺系统是一弹性系统； 2.了解机床刚度对加工精度的影响； 3.熟悉机床动刚度的测定方法； 4.巩固和验证所学工艺系统刚度和误差复映的概念。 二．实验内容 用动载荷测定法测定机床部件刚度。 三．实验记录 1．实验条件： 机床名称、型号及规格：C620-1普通车床。 刀具名称及材料：硬质合金外圆车刀。几何形状及参数： K r=45°,r0=10°,λs=0°走刀量：0.1 量具：175-200千分尺、游标卡 毛坯（试件）材料：45号钢 2．实验记录及结果：

3．计算机床部件刚度（含计算过程）：

四．分析讨论题 1、机床刚度对加工精度有什么影响？ 2、减少误差复映的措施？ 实验二机床加工精度及尺寸分布规律 一．实验目的 1．通过实验掌握加工精度统计分析的基本原理和方法，运用此方法综合分析零件尺寸的变化规律； 2．通过实验结果，分析影响加工零件精度的原因提出解决问题的方法，改进工艺规程，以达到提高零件加工精度的目的，进一步掌握统计分析在全面质量管理中的应用。 二．实验内容 运用分布曲线法对100个工件进行统计分析。 三．实验记录 1．实验条件： 机床名称、型号及规格： 量具规格： 毛坯（试件）材料： 2．实验记录及结果： （1）磨削后的零件的尺寸 表1 全部零件磨削后的尺寸记录

（2）确定实验数据并记录表2 尺寸分散范围=(Xmax—Xmin)=

《机械制造工艺学》期末考试题参考答案

机械制造工艺学》期末考试题参考答案 一、名词解释（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 1 0 分） 1 ．工序：一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对同一或同时对 几个工件所连续完成的那部分工艺过程。 2．尺寸链：相互联系，按一定顺序首尾相接和尺寸封闭图形。 3．基准：确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点，线，面。 4．过定位：几个定位支撑点重复限制同一个或几个自由度。 5．形状精度：加工后零件各表面的实际形状与表面理想形状之间的附和精度。 二、填空题（本大题共7 小题，每空1 分，共 2 0 分） 6．牛头刨床的主运动是（刨刀）的直线往复移动，进给运动是（工件）的 间歇移动。 7．工时定额是完成某一（零件）或（工序）所规定的时间。 8 ．刨削和插削都是（间断）切削，刀具易受到（冲击），因此（切削速度）不宜太高。 9．电火花加工是在一定的（介质）中，通过（工具）电极和（工件）电极之间的（脉冲放电）的电蚀作用，对工作进行加工的方法。

I 0 .切削用量是在切削加工过程中（V ）（F ）和（ap ）的总称。 II ．装夹是工件在加工前，使其在机床上或夹具中获得（正确而固定位置） 的过程，它包括（定位）和（夹紧）两部分内容。 12 .零件的加工精度包括（尺寸精度）（形状精度）和（相互位置）三个方面。 三、不定项选择（本大题共 1 0 小题，每小题 1 分，共 1 0 分） 1 3 . 车床主轴的纯轴向窜动对（B 、C ）加工有影响。 A 、车销内外圆 B 、车销端面 C 车销螺纹 1 4 . 制定零件工艺过程时，首先研究和确定的基准是（C ） A 、设计基准 B 、工序基准 C 、定位基准 D 、测量基准 1 5 . 零件在加工过程中使用的基准叫做（ B 、D ） A 、设计基准 B 、工艺基准 C 、装配基准 D 、定位基准 E 、测量基准 16 .车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高，常采用（ B ）来保证 A 、基准重合 B 、互为基准 C 、自为基础 D 、基准统一 17 .机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件 的过程为（ C ） A 、生产过程 B 、工艺过程C、机械加工工艺过程

机械制造工艺学清华大学出版社课后习题复习资料

《机械制造工艺学》习题参考答案 常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社 第一章机械制造工艺预备 1-1 参考答案要点：现代机械产品的开发与改进是极其复杂的持续的动态过程，大致可以用图1.1描述。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用户需求反馈信息，不断改进和不断发展的动态过程。 机械产品开发与改进系统中包含产品决策、产品设计、工艺编制、产品制造、市场检验等环节。上述环节之中任何一个环节的断裂，都会导致系统的崩溃。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。因此学习机械制造工艺学很重要，很有意义。 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程。 工艺规程参看第二章机械制造工艺规程。 工艺规程在生产中的作用参看第二章机械制造工艺规程作用。 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 《机械制造工艺学》习题参考答案常同立、杨家武、佟志忠编著清华大学出版社 第二章机械加工工艺规程制定 2-1 参考答案要点： 机械工艺规程在指导生产上发挥重要作用，主要体现在如下几个方面：

机械制造工艺学-模拟试卷及答案

一、 简答题：（每小题5分，共30分） 1、制定机械加工工艺规程时，高精度的零件的工艺过程较长（工序多），一般要 划分几个加工阶段。是哪几个阶段？ 2、何为精基准？怎样选择精基准？ 3、什么是加工精度（加工误差）的敏感方向？举例说明。 4、加工钢件时，如何选择硬质合金刀具材料？ 5、有色金属工件的精加工，为什么不能采用磨削的方法来完成？ 6、车削细长轴工件时，车刀的主偏角一定要选择90°，即Kr ≥90°，为什么？ 二、分析题 1.在车床上加工一批光轴外圆，经检测若发现整批工件有下列几种形状误差。试 分析产生这几种误差的原因。（15分） 2. 图示板型工件，最后工序是加工O 1和O 2孔。要求21οο与A 面平行。请设计保证 尺寸 a 和b 的定位方案。（要求：将定位方案用定位符号Λ标注在工件图上）（10分） 三、车削铸铁工的外圆柱面，若进给量f ＝0.04mm/r ，车刀刀尖圆弧半径e γ＝3mm 。试

估算加工后表面粗糙度值。(10分) 四、在卧式铣床上铣键槽。经测量，工件两端的键槽深度大于中间，且都比调整的深度尺寸小。试分析产生该现象的原因。（15分） 五、下图所示为圆轴上铣键槽。要求保证0 14.054-mm 及对称度。试计算二种定位方案的 定位误差，并比较优劣。（10分） b 0.03A 540 -0.14φ600 -0.10 φ30+0.03 90° a)b)c) 六、如图所示。已知工件的相关尺寸025.0050.0170--=L ，0025.0260-=L ，15.00 320+=L ，3L 不便 测量。试重新给出可以测量的尺寸，并标注该测量尺寸及偏差。（10分）

机械制造工艺学实验指导书样本

目录 实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践 (3) 实验二、机床夹具的设计观摩实践 (4) 实验三、机床刚度的测定 (5) 实验四、加工误差的统计分析 (10) 实验五、机器装配工艺过程设计实验 (14) 实验六、机械制造工艺理论和技术的发展观摩实践 (15)

实验一、机械加工工艺规程设计观摩实践( 2学时) 一、实践目的 了解工艺规程在生产实践中的作用; 掌握高效自动化加工机床和普通机床 的加工特点和应用场合。 二、实践环境 机械加工车间, 包括通用机床加工环境和高效自动化机床加工环境及其典 型的工艺规程。 三．实践要求 1、学生在观摩实践之前, 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容, 带着若干相关问题在实践中求答案。 2、学生在实践中要做好记录, 按实践内容认真整理并写出实践报告。 四、观摩实践内容 1、经过观摩, 掌握机械加工工艺规程的几种格式, 分别适用于什么场合? 2、经过观摩, 分析对于不同生产类型, 工艺特点有何不同? 3、经过观摩, 总结分析高效自动化加工机床和普通机床的加工的工艺规程有何不同? 4、经过观摩, 总结工艺规程在生产实践中的作用。 5、对实践有何感想和建议? 五、考核方式与评分办法 由实验指导教师给出学生实验成绩( 优、良、中、及、差) , 其中差为不及格。实验报告占70%, 实验过程占30%。

实验二、机床夹具设计观摩实践( 2学时) 一、实验目的 了解常见通用和专用机床夹具的结构、组成及工作原理, 并能够根据需要设计夹具。 二．实验所用设备或模型 1、三爪卡盘、四爪卡盘、虎钳等通用夹具。 2、典型车夹具、铣夹具、钻夹具等专用夹具模型各一套。 3、普通卧式车床一台、铣床一台、摇臂钻床一台。 三．要求 1、学生在观摩实践之前, 应复习或预习教材或课堂笔记上的相关内容, 带着若干相关问题在实践中求答案。 2、学生在实践中要做好记录, 要按实践内容认真整理并写出实践报告。 四、观摩实践内容 (1)经过观摩, 分析通用夹具和专用夹具的特点。 (2) 经过观摩, 分析车床夹具结构主要由哪几部分组成?, 与车床如何联接? ( 3) 经过观摩, 分析钻模结构主要由哪几部分组成? 观摩中见到的钻套结构形式有哪几种? 各有何特点? (4)经过实物观摩, 分析车床夹具结构主要由哪几部分组成? (5)实物观摩中见到的哪些夹具设有对刀装置, 以结构示意图的形式表示对

江苏科技大学机械制造工艺学期末考试卷及答案

机械加工中，不完全定位是允许的，而欠定位则不允许。（√） 机床的热变形造成的零件加工误差属于随机性误差。（×） 毛坯误差造成的工件加工误差属于变值系统性误差。（×） 磨削淬火钢时,影响工件金相组织变化的主要因素是磨削热。（×） 加工长轴外圆时，因刀具磨损产生的工件形状误差属于常值系统性误差。（×） 采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。（√） 喷丸加工，工件表面产生拉应力。 ( ×） 所有金属表面的精加工均可采用磨削加工方法得到。（×） 误差复映系数ε的大小主要取决于加工次数的多少。（×） 常值系统性误差不会影响工件加工后的分布曲线形状，只会影响它的位置。（√） 工件的六个自由度全部被限制的定位称为（完全定位） 定位元件所限制的自由度预期（大小）(长短)（数量）（组合）有关 零件的加工质量包括（机械加工精度）（加工表面质量） 工艺系统是由（机床）、（夹具）、（刀具）、（工件）构成的完整系统。 加工原理误差是指采用了（近似的成型运动）或（近似的切削刃轮廓）的进行加工而产生的误差 机床主轴回转轴线的运动误差分解（径向圆跳动）、（端面圆跳动）、（倾角摆动）。 机械产品的生产过程是有（直接生产过程）和（辅助生产过程）所组成 产品的装配精度，一般包括（相互位置精度）（相对运动精度）（相互配合精度） 在机械加工中直接改变工件的形状，尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程称为（D）。 A生产过程；B工艺过程；C工艺规程；D机械加工工艺过程 编制零件机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（C）。 A工步；B工位；C工序；D安装 零件在加工过程中使用的基准叫做（B） A设计基准；B工艺基准；C装配基准；D定位测量基准 零件的生产纲领是指（ C ）。 A．一批投入生产的零件数量B．生产一个零件所花费的劳动时间C．零件的全年计划生产量D．一个零件从投料到产出所花费的时间 在生产中批量愈大，准备与终结时间摊到每个工件上的时间就愈（ A ） A、少； B、多； C、无关 在车床上用三爪卡盘夹持套筒外圆镗孔时，若三爪卡盘与机床主轴回转中心有偏心则镗孔时影响：( D) A、孔的尺寸变大 B、孔的尺寸变小 C、孔的不圆度误差 D、孔与外圆的不同轴度误差工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（ D ） A．之和 B．之和的倒数 C．倒数之和 D．倒数之和的倒数 机床部件的实际刚度（ D ）按实体所估算的刚度。 A 大于B等于 C 小于 D 远小于 误差复映系数与工艺系统刚度成（ B ） A正比B反比C指数关系D对数关系

《机械制造工艺学》复习重点

1.机械加工工艺过程由若干个工序组成，每一 个工序分为安装、工位、工步、走刀。 2.工序：一个（或一组）工人在一个工作地点 对一个（或同时对几个）工件连续完成的那 一部分工艺过程。 3.安装：在一个工序中需要对工件进行几次装 夹，则每次装夹下完成的那一部分工序内容 称为一个安装。 4.工位：在工件的一次安装中通过分度（或位 移）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安装内容称 为工位。 5.工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进 给量都不变的情况下所完成的工位内容称 为一个工步。 6.走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完 成的工步内容，称为一次走刀。 7.在机械加工中完成一个工件一道工序所需 的时间称为基本时间。 8.生产纲领：计划期内，包括备品率和废品率 在内的产量称为生产纲领。 9.生产批量：指一次投入或产出的同一产品或 零件的数量。 10.生产类型可按大量生产、成批生产、单件生 11.工件在机床或夹具中的装夹方法有三种： 直接找正装夹（比较经济，定位精度不易保 证，生产率低，仅适用于单件小批量生产）； 划线找正装夹（生产效率低，精度不高，适 小批生产中的复杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序）； 夹具装夹（生产率高，易于保证加工精度要 求，操作简单方便，效率高，适用于大批量 生产，形状复杂件）。 12.六点定位原理：采用六个按一定规则布置的 约束点来限制工件的六个自由度，实现完全 定位。 13.完全定位：工件的六个自由度被完全限制的 定位。 14.不完全定位：允许少于六点的定位，都是合 理的定位方式。 15.欠定位：工件应限制的自由度未被限制的定 际生产中是绝对不允许的。 16.过定位：工件一个自由度同时被两个或两个 以上约束点重复限制的定位，一般来说也不 合理。 17.用一个短V形块定位可以限制工件2个移动 自由度。两个短V形块或长V形块限制2 个移动、2个转动。短圆柱销限制2个移动。 长圆柱销限制2个移动、2个转动。一个矩 形支承板限制1个移动、2个转动。一个条 形支承板限制1个移动、1个转动。一个支 承钉限制1个移动。采用大端面和短销组合 定位限制5个。 18.基准：可分为设计基准和工艺基准（工序基 准、定位基准、测量基准和装配基准）19.粗基准的选择原则： 1）保证相互位置要求的原则。应以不加工 面为粗基准。 2）保证加工面加工余量合理分配的原则。 应选择该表面的毛坯面为粗基准。 3）便于工件装夹原则。 4）基准一般不得重复使用的原则。 精基准的选择原则： 准不重合误差。 2）基准统一原则，在生产线上使用统一基 准使各工序定位简单一致。 3）互为基准原则，提高加工表面间的相互 位置精度。 4）自为基准原则，使加工余量均匀、提高 精度。 5）便于装夹原则。 20.机械加工工艺规程：是规定产品或零部件机 械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 21.机械加工工艺规程步骤：图纸分析；工艺审 查；确定毛坯；确定机械加工工艺路线；确 定满足各工序要求的工艺装备；确定各主要 工序的技术要求和检验方法；确定各工序的 加工余量、计算工序尺寸和公差；确定切削 用量；确定时间定额；填写工艺文件。22.机械加工工艺规程的作用： 夹具、辅具； 是生产计划、调度工人操作和质量检验等的 依据； 车间厂房的设计依据。 23.机械加工工艺规程设计原则：好（可靠保证 图纸和所有技术条件的实现）；快（满足生 产纲领的要求，劳动生产率高）；省（加工 成本低）；轻（劳动条件好，劳动强度低）。 24.时间定额：是指在一定生产条件下，规定生 成一道工序所需消耗时间。 25.工艺顺序的安排原则：先面后孔；先主后次； 先粗后精；先基准后其他。 26.工序集中：工序集中就是将工件的加工集中 内完成。每道工序的加工内容较多。高效的自动化机床（主要是加工中 心）27.工序分散：将工艺路线中的工步内容分散在 更多的工序中去完成，因而每道工序的工步 少，工艺路线长。主要有传统的流水线、自 动线、组合机床、大批量生产。 28.加工余量：指毛坯尺寸与零件设计尺寸之 差。 29.入体原则：对被包容尺寸（轴的外径、实体 大加工尺寸就是基本尺寸，上 偏差为零。对包容尺寸（孔的直径、槽的宽 度）其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差 为零。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标 注。 30.确定加工余量的方法有：计算法；查表法； 31.工序余量的影响因素：上工序的尺寸公差; 上工序产生的表面粗糙度；上工序留下的空 间误差e a；本工序的装夹误差εb。 32.机床夹具基本组成：定位元件；刀具导向元 件；夹紧装置；联接元件；夹具体；其他元 件或装置。 33.夹具的功能：保证加工质量；提高生产效率， ；扩大机床加工范围；减轻工 人劳动强度，保证安全生产。 34.装夹分为两个步骤：定位和夹紧 35.机床夹具的分类：具、可 调整夹具和成组夹具、组合夹具、随行夹具。 36.夹具上常用的定位元件（特点P261）：固定 辅 助支承在工件定位后才参与工作，不起定位 作用）、心轴、定位销、套筒或卡盘、V型 块。 37.一面两孔定位中，定位元件为什么采用短圆 柱销，为什么采用一个短圆柱销和一个短削 边销？削边应从哪个方向削？答：当采用两 个圆柱销与两个定位孔配合时，两销在连心 线方向限制的自由度发生重复，发生过定 位，可能妨碍部分工件的装入，所以在设计 制造两销时，将一个销的直径进行削边，以 补偿孔销间中心距误差，使工件满足装卸条 件，同时又不增大转角误差，所以削边应在 两销连心线方向进行。 38.定位误差：由于工件在夹具上（或机床上） 定位不准确而引起的加工误差。包括基准不 重合误差和基准位移误差。P268 39.在采用调整法加工时，定位误差实质：工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 40.工件夹紧力三要素：大小、方向、作用点。 41.夹紧力选用原则：方主要夹紧力方向应 垂直于主要定位面；尽量和切削力、工件重 力方向一致；工件变形尽可能小。作用点： 应正对支承元件或位于支承元件形成的支 承面内；避免支承反力与夹紧力构成力偶； 夹紧力应作用在刚度较好部位，以减少工件 的加紧变形；夹紧力作用点应尽可能靠近加 工表面，以减少切削力对工件造成的翻转力 矩。大小：根据切削力F(刀具课讲)按静力 平衡求得；根据切削力、工件重力的大小、 方向和相互位置关系具体计算 42.常用夹紧机构：斜楔夹紧机构：斜楔夹紧的 1）结构简单，但操作不方便。 2）有增力作用，扩力比 i = FW / FQ ； 3）夹紧行程小, tanα= h/s=tan6°=0.1 ， 故 h 远小于 s ； 4）能实现自锁。 其自锁条件为：Φ1+Φ2≥α 式中Φ1——楔块与工件间的摩擦角； Φ2——楔块与夹具体间的摩擦角； α——斜楔升角 螺旋夹紧机构：1）结构简单，多数用在手 动夹紧的夹具中; 2）具有良好的自锁性，夹紧可靠； 3）具有较大的增力比，约为80，远比斜楔 夹紧力大； 4）夹紧行程不受限制； 5）但夹紧行程大时，操作时间长。夹紧动 作较慢，效率低。所以通常使用一些快撤 装置； 偏心夹紧机构： 优点：结构简单、操作方便、动作迅速。 缺点：圆偏心轮夹紧力小，行程小，自锁性 能较差，用于切削力小，无振动，工件尺寸 公差不大的场合。铰链夹紧机构；定心夹紧 机构；联动夹紧机构。 43.机械加工精度：零件加工后的实际几何尺寸 参数的符合程度。 44.加工误差：指加工后零件的实际几何参数对 理想几何参数的偏离程度。 45.加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精 46.研究加工精度的方法： 单因素分析法 研究某一确定因素对加工精度的影响 统计分析法 以生产中一批工件的实测结果为基础， 47.影 响机械加工精度的原始误差有： 48.误差敏感方向：把对加工精度影响最大的那 刃的加工表面的法线方 向。 49.车床的敏感方向水平，刨床垂直，镗床圆周 50.工艺系统刚度：指工件加工表面在切削力法 向分力的作用下，刀具相对工件在该方向上 位移的比值。 51.误差复映：由于工艺系统受力变形，使加工 表面的原始形状误差将以缩小的比例复映 到已经加工的工件表面。 52.误差复映系数：是一个小于1的正数，有修 正误差的能力。 (a)工件的刚性较差，机床、刀具的刚度很大 (b)机床的刚性较差，刀具、工件刚度很大 (c)镗孔时，镗杆的刚性较差， 53.引起工艺系统变形的热源：内部热源（指切 削热和摩擦热，产生于工艺系统内部，其热 量主要是以热传导的形式传递）和外部热源 （工艺系统外部的、以对流传热为主要形式 的环境温度和各种辐射热）。 54.热的传递方式：导热传热、对流传热、辐射 55.控制热变形的措施： 1）减少发热和隔热 2）用热补偿方法减少热变形（均衡温度场） 平面磨床补偿油沟 3）采用合理的机床部件结构及装配基准 4）加速达到热平衡状态 5）控制环境温度 56.切削热：是切削加工过程中最主要的热源。 57.加工误差可分为系统误差（常值系统误差和 和随机误差。 常值系统误差是加工原理误差 58.工艺系统：在机械加工中机床、夹具、刀具 完整的系统。 59.工序能力：指工序处于稳定状态时，加工误 差正常波动的幅度。 60.提高加工精度的途径： （一）合理采用先进工艺与设备 （二）消除或减小原始误差 （三）转移原始误差 （四）均分原始误差 （五）均化原始误差 （六）就地加工（自干自） （七）自动测量补偿、恒温控制等 二、误差补偿技术 1.在线检测 2.偶件自动配磨 3.积极控制起决定作用的误差因素 61.加工表面质量：包括加工表面的几何形貌和 学物理性能和化学性能。 62.研究表面加工的目的是：要掌握机械加工中 各种工艺因素对加工表面质量影响的规律， 以便应用这些规律控制加工过程，最终达到 提高加工表面质量、提高产品使用性能的目 的。 63.加工表面的几何形貌：包括表面粗糙度、表 表面缺陷。 64.表面层的力学物理性能产生的变化有：加工 表面层的冷作硬化；表面金属的金相组织变 化；表层金属的残余应力。 65.冷作硬化：机械加工过程中产生的塑性变 形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移， 晶粒被拉长，使表面层金属的硬度增加，强 度提高的现象。 66.影响切削加工表面冷作硬化的因素（PP T第 四章.第三节） 67.工件材料的塑形越大，冷硬倾向越大，冷硬 程度越严重。 68.（PP T第四章.第三节） 69.磨削淬火钢时，在工件表面层的瞬时高温将 使表层金属产生回火烧伤、淬火烧伤、退火 烧伤等三种金相组织变化。 70.磨削烧伤：对于已淬火的钢件，很高的磨削 温度往往会使表面金属层的金相组织产生 变化，使表层金属硬度下降，使工件表面呈 现氧化膜颜色，这种现象称为磨削烧伤。 71.减少残余应力的措施：增加消除内应力的热 程；改善零件结 构，提高零件的刚性，使壁厚均匀等均可减 少残余应力的产生。 72.机械加工过程中的振动分为强迫振动和自 激振动。

机械制造工艺学考试题库

现代制造工艺学 一．名词解释 1．生产纲领：计划期，包括备品率和废品率在的产量称为生产纲领。2．工艺规程：规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。 3．加工余量：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量。 4．六点定位原理：用来限制工件自由度的固定点称为定位支承点。用适当分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则称为六点定位原理（六点定则）。 5．机械加工工艺过程：对机械产品中的零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。 6．完全定位、不完全定位、欠定位、过定位 完全定位：工件的六个自由度被完全限制的定位。 不完全定位：允许少于六点（1-5点）的定位。 欠定位：工件应限制的自由度未被限制的定位。 过定位：工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位。 7．加工精度、加工误差： 加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）与理想几何参数的符合程度。 加工误差：加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）对理想几何参数的偏离程度。 8．误差复映：当车削具有圆度误差的毛坯时，由于工艺系统受力变形的变化而使工件产生相应的圆度误差，这种现象叫做误差复映。 9．表面粗糙度：表面粗糙度轮廓是加工表面的微观几何轮廓，其波长与波高比值一般小于50. 10．冷作硬化：机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 11．工艺系统刚度：工艺系统抵抗变形的能力。 12．工序能力：工序处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度。 。 13．工序：一个（或一组）工人，在一个工作地点，对一个（或同时几个）工件，连续完成的那一部分工艺过程。 14．安装：在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的

机械制造工艺学实验指导书

机械制造工艺学实验指导书 南通大学 机械工程学院实验中心

实验一机床静刚度测定 在工艺系统（机床——夹具——刀具——工件）受到切削力作用时，将会产生一定的弹性位移，这对工件的加工精度有很大的影响，机床刚度在整个工艺系统刚度中占有较大的比例，他直接影响到机床加工中的精度、生产率和表面光洁度等。机床刚度是评定机床性能和质量的一项重要指标。 测定机床刚度，有静载荷测定和动载荷测定二种，由于静载荷测定的方法比较简单方便，所以目前在实际中应用较多。本实验是采用静刚度测定仪对车床进行静刚度测试。 一、实验目的 1、熟悉采用三向静刚度测定仪测定机床静刚度的方法： 2、掌握车床的部件刚度及机床综合刚度的计算方法： 3、分析机床静刚度对工件加工精度的影响，探讨提高机床刚度的 措施。 二、实验原理 机床处于静止状态，在常用切削位置处，用模拟正常切削时的切削力对机床施加静载荷，并测量在不同载荷下车床各部件在误差敏感方向上的变形量。所以载荷为总切削力，是一空间矢量。加载时，载荷由小逐步增大（最大载荷为机床所允许最大载荷的2/3），然后卸载，载荷由大逐步减小，就可以绘出加载，卸载的变形曲线——即静刚度曲线。 加载装置如图（1）所示，它主要由一个刚度很大的弓形支架以

及加力和测力装置组成。使用时，先将弓形支架1稳定地安装在前后顶尖之间。拧动加力螺钉2，就可以使圆形测力环3产生弹性力而旋加到模拟车力上，所以载荷由测力环中的千分表对应测力环已标定的数值。弓形支架1上开有不同α角度的螺孔。根据所需α角度的大小进行选用。β角也可以调整。α和β角决定了切削分力与总切削力之间的关系：（图2） P X=P·sinα P y = P·cosα·sinβ P z= P·cosα·cosβ 在模拟切削力的作用下，敏感方向分别由千分表测得床头、尾架刀架的变形量，得到： 床头刚度：K j 头==· 尾架刚度：K j 尾==· 刀架刚度：K j 刀= 则机床静刚度可用下式表示： =·（）2+（）2+ 式中x——弓形架左端面至弓形架受力点间的水平距离。 L——弓形架全长。 L值及不同加力角度下的x值见图1 当x=，即加力螺钉2处在0位时，此时有：

机械制造工艺学期末考试样卷

浙江科技大学 2019-2020 学年第二学期考试试卷 A 卷 考试科目 机械制造工艺学 考试方式 闭 完成时限 120分钟 拟题人 吴瑞明 审核人 批准人 2020年 1月 5 日 机械与汽车工程学院 2019 年级 机制、材料成型 专业 题序 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 加分人 复核人 得分 签名 命题： 一、单选题。正确答案填入表格，填表格外无效。（15×2分，共30分） 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B D C D D C A C 序号 11 12 13 14 15 答案 C D D B A 1．装夹工件时应考虑 。 A 专用夹具 B 组合夹具 C 夹紧力靠近支撑点 D 夹紧力不变 2．基准是 。 A 在工件上特意设计的测量点 B 工件上与机床接触的点 C 又称为机床原点 D 用来确定生产对象上几何要素关系的点，线，面 3．在下面孔的加工方法中，加工精度最高的方法是 。 A 钻孔 B 铰孔 C 扩孔 D 锪钻 得分 专业班级 学号 姓名

4．在下面几种车床导轨误差中，对加工精度影响最小的是。 A 导轨在垂直平面内的误差 B 导轨在水平面内的误差 C 两导轨之间的平行度误差 D 主轴回转精度 5．对于相互位置精度要求高的大孔孔系的精加工（例如车床主轴箱箱体孔系的精加工），应该采用加工工艺。 A. 扩孔 B. 钻孔 C. 镗孔 D. 铰孔 6．分组装配法适用于的机器结构。 A 大量生产，装配精度要求高，组成环多 B 小批生产，装配精度要求高，组成环多 C 大量生产，装配精度要求不高，组成环少 D. 大量生产，装配精度要求高，组成环少 7．在下列夹具元件中，不限制自由度的是。 A 可调支承 B 自位支承 C 辅助支承D气动支承 8. 磨削薄板时，由于工件的热变形，工件的，加工误差就越大。 A 材料热膨胀系数小 B 长度和厚度小 C 长度大并且厚度小 D 长度和厚度都大 9. 工件装夹时，决不允许的情况发生。 A 欠定位 B 过定位 C 产生夹紧变形D不完全定位 10．减少工艺系统受力变形对加工精度的影响主要措施。 A 减少误差复映和合理选择切削用量 B 消除残余应力和工艺系统热变形 C提高系统刚度，减少载荷及其变化

机械制造工艺学知识点总结

1.产品全生命周期：需求分析、设计、加工、销售、使用、报废。 2.成形机理：去除加工、结合加工、变形加工。 3.机械产品生产过程是指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程，它既包括毛坯的制造，零件的机械加工和热处理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程，还包括专用工具、夹具、量具、和辅具的制造、机器的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动过程。 4. 机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。 5.如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容称为一个安装。 6.工序是指：一个（或一组）工人在一个工作地点一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 7.工位：在工件的一次安装中，通过分度（或移位）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安装内容称为工位。在一个安装中，可能只有一个工位，也可能需要几个工位。 8.工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。 9.走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。 10. 机械加工工艺系统：零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统。一个系统是由物质分系统、能量分系统和信息分系统所组成。 11. 企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。 12.生产批量：一次投入或产出的同一产品或零件的数量。 13.生产批量的确定：市场需求及趋势分析；便于生产的组织与安排；产品的制造工作量；生产资金的投入；制造生产率和成本。 14. 装夹（安装）：定位和夹紧。 定位确定工件在机床上或夹具中正确位置的过程，称为定位。 夹紧工件定位后将其固定，使其在加工中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。 15.装夹的三种方法：夹具中夹紧，易保证精度，操作简便，效率高，大批大量生产；直接找正装夹，精度高，效率低，单件小批生产；划线找正装夹，精度效率均低，设备简单，适应性强，单件小批的复杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序。 16. 六点定位原理：采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位，称之为六点定位原理。 17. 完全定位：限制了6个自由度。不完全定位：仅限制了1-5个自由度。 18. 欠定位：约束点不足，欠定位是不允许的。过定位：一个自由度同时被两个或两个以上的约束点所限制。 19．定位分析方法：正向分析、逆向分析；总体分析、分件分析。 20.定位方案的设计：根据加工面的尺寸、形状和位置要求确定所需限制的自由度；在定位方案中，利用总体和分件法分析是否有过定位和欠定位，注意组合关系，若有过定位是否允许；从承受切削力、夹紧力、重力，以及为夹装方便、易于加工尺寸调整等角度考虑。21.设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系和零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（含角度）的起始位置，这些起始位置可以是点、线或面，称之为设计基准。

机械制造工艺学试题与答案(四套全)

一、是非题(10 分) 1. 建立尺寸链的“最短原则”是要求组成环的数目最少。 ( √) 2. 圆偏心夹紧机构的自锁能力与其偏心距同直径的比值有关。 ( √) 3. 机械加工中，不完全定位是允许的，欠定位是不允许的。 ( √) 4. 装配精度与零件加工精度有关而与装配方法无关。 ( ×) 5. 细长轴加工后呈纺锤形，产生此误差的主要原因是工艺系统的刚度。 ( √) 6. 由工件内应力造成的零件加工误差属于随机性误差。 ( √) 7. 采用高速切削能降低表面粗糙度。 ( √) 8. 冷塑性变形使工件表面产生残余拉应力。 ( ×) 9. 精基准选择原则中“基准重合原则”是指工艺基准和设计基准重合。 ( √) 10.分析工件定位被限制的不定度时，必须考虑各种外力对定位的影响。 ( √) 二、填空(30 分) 1. 为减少误差复映，通常采用的方法有：（提高毛坯制造精度），（提高工艺系统刚度），（多次加工）。 2. 达到装配精度的方法有（互换法），（调整法），（修配法）。 3. 表面质量中机械物理性能的变化包括（加工表面的冷却硬化），（金相组织变化），（残余应力）。 4. 机床主轴的回转误差分为（轴向跳动），（径向跳动），（角度摆动）。 5. 机械加工中获得工件形状精度的方法有（轨迹法），（成型法），

（展成法）。 6. 机床导轨在工件加工表面（法线）方向的直线度误差对加工精度影响大，而在（切线）方向的直线度误差影响小。 6. 夹具对刀元件的作用是确定（刀具）对（工件）的正确加工位置。 7. 应用点图进行误差分析时X 和R 的波动反映的是（变值性误差的变化）和（随机性误差）的分散程度 。 11.划分工序的主要依据是工作地点是否改变和( 工件是否连续完成)。

华农2010年机械制造工艺学期末考试试卷

华南农业大学期末考试试卷（A卷） 2009学年第二学期考试科目：机械制造工艺学 考试类型：（闭卷）考试时间：120分钟 学号姓名年级专业07机制（）班题号一二三四总分得分 评阅人 一、选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的标号填在下面表格中，每小题1分，共20分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 1、在每一工序中确定加工表面的尺寸、形状和位置所依据的基准，称为（） A．设计基准B．装配基准C．定位基准D．测量基准 2、工件材料的塑性越大，冷作硬化倾向（），冷作硬化程度（） A．越小，越轻微B．越小，越严重C．越大，越轻微D．越大，越严重 3、分组选配法是将组成环的公差放大到经济可行的程度，通过分组进行装配，以保证装配精度 的一种装配方法，因此它适用于组成环不多，而装配精度要求高的（）场合。 A．单件生产B．小批生产C．中批生产D．大批大量生产 4、下列孔加工方法中，属于定尺寸刀具法的是（）。 A．钻孔B．车孔C．镗孔D．磨孔 5、基准是（）。 A．用来确定生产对象上几何要素关系的点、线、面 B．在工件上特意设计的测量点 C．工件上与机床接触的点 D．工件的运动中心

6、零件配合性质的稳定性与（）的关系较大。 A．零件材料B．加工表面质量C．载荷大小D．接触刚度 7、大批量生产强度要求较高的形状复杂的轴，其毛坯一般选用（）。 A．砂型铸造的毛坯B．自由锻的毛坯 C．模锻的毛坯D．轧制棒料 8、如果使扁形镗杆能够产生消振作用，需要（）。 A．选择合适的削扁值和刀头相对削扁方向的位置B．选择合适的镗杆长度 C．选择合适的削扁值D．选择合适的刀头相对削扁方向的位置 9、冷态下塑性变形经常在表层产生（）。 A．拉应力B．不定C．压应力D．金相组织变化 10、机床夹具中需要考虑静平衡要求的是哪一类夹具（）。 A．车床夹具B．钻床夹具C．镗床夹具D．铣床夹具 11、常用的夹紧机构中，自锁性能最可靠的是（）。 A．斜楔B．螺旋C．偏心D．铰链 12、工件在车床三爪卡盘上一次装夹车削外圆及端面，加工后检验发现端面与外圆不垂直，其 可能原因是（）。 A．车床主轴径向跳动B．车床主轴回转轴线与纵导轨不平行 C．车床主轴轴向窜动D．三爪卡盘装夹面与车削主轴回转轴线不同轴 13、薄壁套筒零件安装在车床三爪卡盘上，以外圆定位车内孔，加工后发现孔有较大圆度误差， 其主要原因是（）。 A．刀具受力变形B．刀具热变形C．工件热变形D．工件夹紧变形14、车削细长轴时，由于工件刚度不足造成在工件轴向截面上的形状是（）。 A．矩形B．鼓形C．梯形D．鞍形 15、机械加工时，工件表面产生波纹的原因有（）。 A．塑性变形B．切削过程中的振动C．残余应力D．工件表面有裂纹16、在切削加工时，下列哪个因素对表面粗糙度没有影响？（） A．刀具几何形状B．切削用量C．工件材料D．检测方法 17、装配尺寸链的封闭环是（）。 A．要保证的装配精度B．精度要求最高的环 C．尺寸最小的环D．基本尺寸为零的环