三 问答题

1 为什么要求重要表面加工余量均匀？

答案：加工余量均匀→背吃刀量ap一致→切削力F均匀→变形y均匀→加工质量稳定。 2 试述粗基准和精基准的选择原则？

答案：选择粗基准要求：1 各面都有足够的加工余量；2 重要表面余量均匀；3 加工面与非加工面的相互位置精度。选择精基准要求：1 基准重合；2 基准统一；3 自为基准；4 互为基准。

3 何谓可变费用与不可变费用，怎样比较工艺方案的经济性？

答案：可变费用是指随产量而变的费用；反之不随产量而变的费用称不变费用；当工艺方案中多数工序不同时用全年工艺成本和投资回收期的长短比较，只有少数工序不同时用单件工艺成本比较。

4 何谓单件时间，举例说明减少基本时间的工艺措施？

答案：完成一个零件一个工序所用的时间称单件时间。减少基本时间的措施有：提高切削用量；减少切削长度；合并工步与走刀；多件加工等。

5 机械制造中何谓封闭环？如何确定加工尺寸链的封闭环？

答案：在加工、检测和装配中，最后得到或间接形成的尺寸称封闭环。只有定位基准和加工顺序确定之后才能确定封闭环。

6 深孔加工的方式有哪些？分别适用于什么情况？

答案：有3种形式：1 工件旋转，刀具不旋转只作进给运动，用于车床； 2 工件不动，刀具边旋转、边进给，用于钻床和大型工件的加工； 3 工件旋转、刀具反向旋转并作进给，用于深孔钻镗床。

7 何谓毛坯误差复映规律？如何利用误差复映规律来测试机床刚度？如何减少毛坯误差对加工精度的影响？ 答案：毛坯误差按递减规律传给工件称误差复映规律。测试机床刚度时可用一带三个凸出台阶的轴，分别测量三个凸台的直径，在一次走刀中切去台阶，再分别测量三点的受力和尺寸，求得3点的误差复映系数ε，根据k=C/ε，解联立方程即令可求出机床刚度。首先尽量提高毛坯的精度，减少加工余量；增加走刀次数；提高工艺系统的刚度。 8 何谓强迫振动。减少强迫振动的措施有哪些？

答案：由外界周期干扰力所带来的振动叫强迫振动。减少强迫振动的措施有：充分平衡运动部件；提高工艺系统的刚度；提高传动件精度；隔振、消振。 9 如何用再生振动原理和振型耦合原理解释自激振动。

答案：切削时由于偶然的扰动，使刀具与工件发生相对振动，从而在工件表面留下振纹，在下一次走刀时引起切削厚度周期性变化，从而引起切削力周期性变化，使工艺系统产生振动，便产生了再生振动。振型耦合原理，是把工艺系统视为具有两个自由度的平面振动系统，刀具在两根弹簧的支承下，其运动轨迹将成为一个椭圆，切削力作的负功大于正功，振动将逐渐衰减，反之将得到加强，振动将持续下去，称振型耦合原理。 10 何谓定位误差。试切法有无定位误差？

答案：工件在定位时由于定位不准确所产生的误差。试切法由于是边加工边测量、调整，逐步形成工件的尺寸，所以无所谓定位误差。 11 什么叫完全定位，不完全定位？

答案：限制工件的全部自由度（6个）叫完全定位；只限制影响加工精度的自由度叫不完全定位。

12 什么叫欠定位，超定位？使用超定位的条件是什么？

答案：某影响加工精度的自由度未加限制叫欠定位；某自由度被重复限制叫超定位。使用超位的条件是能保证工件顺利安装，对提高支承刚度有利。

13 何谓工序、安装、工位、工步、走刀？在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算几道工序？若中间穿插热处理又算几道工序？

答案：一个（或一组）工人在一个工作地点或设备上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叫工序。工件在加工前在机床或夹具上进行定位并夹紧的过程叫做安

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装。一次安装的情况下，工件在机床上所占的每一个位置称为工位。在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序叫做工步。在一个工步中，刀具相对加工表面上每切除一层材料称为一次走刀。在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算1道工序。若中间穿插热处理算2道工序。

14 制定工艺规程时为什么要划分加工阶段?什么情况下可不划分或不严格划分?

答案：划分加工阶段是为了提高加工质量、合理利用机床、安排热处理工序、及早发现毛坯缺陷。批量不大或加工精度要求不高时可不划分或不严格划分。

15 同样条件切削铁素体一珠光体组织、索氏体组织、屈氏体组织的材料时，工件表面粗糙度从Ra 3μm降至Ra1 6μm。

答案：这是由于硬度不同所带来的影响。因为铁素体一珠光体组织、索氏体组织、屈氏体组织的硬度逐渐降低。使切削条件得以改善。 16 何谓接触刚度?其主要影响因素有哪些?

答案：两个互相接触的表面抵抗变形的能力称为接触刚度。其影响因素主要有：接触表面的粗糙度、几何形状精度、薄件变形等。

17 机床的几何误差指的是什么?以车床为例说明机床几何误差对零件的加工精度会产生怎样的影响? 答案：机床的几何误差主要是指机床的主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。以车床为例，其主轴回转误差将影响工件的圆度；导轨误差将影响工件端面、台阶面与轴线的垂直度，圆柱度；传动链误差将影响工件端面、台阶面与轴线的垂直度和螺距误差。 18 何谓装配尺寸链最短路线原则?为什么要遵循此原则？

答案：在构建配尺寸链时，应剔除与封闭环精读无关的尺寸，使配尺寸链最短，称尺寸链最短原则。因为只有遵循此原则才能使每个尺寸能分得较多的公差，降低加工成本。 19. 简述机械加工结构工艺性的一般原则。

答案：要便于安装，减少装夹次数，减少刀具种类，便于进退刀，机工孔表面应垂直于其轴线，尽量减少内表面的加工，减少加工面积，尽量采用标准刀具等。 20. 简述机器装配结构工艺性的一般原则。

答案：应将各部件设计成可独立装配的单元，减少装配时的修配量，应有合理的定位基面，应便于装拆。

21 何谓生产纲领？如何划分生产类型？ 答案：生产纲领是包括废品率和备品率在内的年产量。应根据生产纲领的多少来划分生产类型。

22 何谓主要尺寸，何谓次要尺寸？其标注顺序应如何安排？

答案：参与装配尺寸链决定零部件位置、影响装配精度的尺寸叫主要尺寸。反之属于次要尺寸。应先解尺寸链后标注主要尺寸再标次要尺寸。

23 主轴轴承外环滚道有形状误差则对哪一类机床的加工精度影响较大，为什么？

答案：对镗床类机床影响较大，因为滚动轴承的外圈很薄，装在箱体轴承孔中后，其作用相当于滑动轴承的内孔，而镗孔时切削力（径向）的方向在不断改变，使滚动轴承的外环滚道的误差复映到工件上。

24 机械加工过程中刀具尺寸磨损带来的误差属于什么误差，应如何减少其影响？

答案：属于变值系统误差，可改变刀具材料、热处理工艺来提高刀具的耐磨性；还用电致伸缩器可对刀具进行补偿。

25 机械加工中误差统计分析常用的方法有哪些，各有何特点？ 答案：常用方法有分布曲线法和点图法。分布曲线法一般是在加工完一批零件后进行统计分析，找出误差原因，只能发现常值系统误差，不能把变值系统误差同偶然误差区分开来，不能平行指导生产过程，只可用于指导后面的生产和机床调整。而点图法则可平行指导生产过程，建立无废品生产系统。

26 机械加工中获得尺寸精度的方法有哪四种，各用于什么场合？

答案：有试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动获得法。试切法用于单件小批生产和大批量生产开始时调整刀具；调整法主要用于大批量生产；定尺寸刀具法用于使用标准刀具加工成形表面和孔系；自动获得法用于自动化和数控加工。

27 为何用刀具切削工件时切削速度在中速时工件表面粗糙度值较大？

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答案：因为在中速时易产生积屑瘤，积屑瘤不稳定，时生时灭，影响工件表面粗糙度。 28 机加工表面硬化是如何形成的，影响因素有哪些？ 答案：机械加工时刀具切削→切削力→表层金属塑性变形→金属正常组织被破坏→晶格扭曲→HB↑、ζb↑、δ↓、aK↓，导致表层加工硬化。影响因素有f、ap、γ0、V、工件材料δ、却液条件。

29 如何区别强迫振动与自激振动？

答案：首先分析可能的振源（外部振源一般明显），测定频率与工件上的振痕频率相较，若相同即为强振。即f外振=f工件。测定振幅A后改变V、f、ap，A随之而变者是自振，而强振（除非连续切削外）不变。停止切削，振动消失者为自振。 30 何谓自激振动?减少自激振动的措施有哪些？

答案：在无外界干扰的情况下，由切削加工自己引起的振动叫自激振动。措施有：①合理选择切削用量↑V或↓V都可使A↓；↑f可使A↓，但残留面积↑；ap↓时，A↓。② 合理选择刀具角度↑前角γ0；↑主偏角Kγ；后角↓α0 都可使A↓。③ ↑工艺系统的抗振性。④ 采用各种消振阻尼装置。⑤ 采用削扁镗杆、正确处理两个刚度轴的位置。 31 简述柔性制造系统（FMS）的功能。

答案：常见的FMS具有以下功能：①自动制造功能，在柔性制造系统中，由数控机床这类设备承担制造任务；②自动交换工件和工具的功能；③自动输送工件和工具的功能；④自动保管毛坯、工件、半成品、工夹具、模具的功能；⑤自动监视功能，即刀具磨损、破损的监测，自动补偿，自诊断等。

32 简述计算机数控（CNC）的概念。

答案：直接数字控制(DNC)也称群控。即一台计算机直接连接和实时控制许多机床。DNC去除了常规数控最不可靠的器件——纸带读入器，零件加工程序直接从计算机内存中传送给机床。

33 简述直接数字控制（DNC）的概念。

答案：计算机数字控制，简称CNC，就是用一台专用计算机来代替原先由机床控制装置完成的硬件功能,用指定的计算机去控制一台数控机床。 34 简述适应控制（AC）的概念。

答案：适应控制简称AC。就是按事先给定的评价指标，自动改变加工系统的参数（如切削用量等），使工作尽可能接近给定的指标。 35 简述柔性制造系统（FMS）的设计步骤。

答案：① 选择适合于FMS的零件和机床；② 设计不同的FMS总体方案；③ 评审侯选的FMS总体方案；④ 编写对FMS的研究结果和要求的招标书；⑤ 评审出售厂商的投标；⑥ FMS的准备、安装和调试；⑦ FMS试运行。 36 简述柔性制造系统（FMS）的组成。

答案：柔性制造系统，至少应包含三个基本组成部分，即：①数控（NC）机床，即主机；②物流系统，即毛坯、工件、刀具的存储、输送、交换系统；③控制整个系统运行的计算机系统。

37. 简述FMS需要哪些关键技术？

答案：FMS是技术密集型系统,包括了很多关键技术。如FMS的管理控制系统；FMS的检测监控系统；物流系统；刀具传送和管理系统；通信网络及通信系统等。 38.简述柔性制造系统（FMS）的含义及适用范围。

答案：柔性制造系统简称FMS，即具有柔性。能够自动完成多品种工件综合加工任务的加工系统。FMS一般由多台数控机床和加工中心组成，并有自动上、下料装置、自动仓库和输送系统，在计算机及其软件的集中控制下，实现加工自动化。它具有高度柔性，是一种计算机直接控制的自动化可变加工系统。适合于中、小批量，多品种的机电产品的加工。 39 简述集成制造系统（CIMS）的概念及其构成。

答案：CIMS是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础上，通过计算机及其软件，把制造工厂的全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，是适合于多品种、中小批量生产的总体高效益、高柔性的制造系统。CIMS是由设计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成的。

40 简述计算机辅助工艺过程设计（CAPP）的概念。

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答案：计算机辅助工艺过程设计是通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息，由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。包括选择加工方法,安排工序顺序，计算工序尺寸及公差，选择加工机床、刀具、夹具、量具，确定切削参数，计算工时定额，最后编制出完整的工艺文件。 41 简述快速成形（MRP）的原理及其发展方向。

答案：快速成型制造（RPM）技术是由CAD模型直接驱动，快速制造任意复杂形状的三维实体的技术。是机械工程、CAD、NC、激光、材料等多学科相互渗透和交叉的产物，是快速地、自动地、准确地将设计思想物化为具有一定功能的原型、零件或模具的技术。主要发展方向有：① 层压物体制造技术；②粉末烧结技术；③沉积成型技术；④聚合物烧结技术等。 42 简述敏捷制造（AM）产生的背景？

答案：20世纪末期，企业营运环境的变化速度超过了企业自身的调整速度。面对突然出现的市场机遇，虽然有些企业是因认识迟钝而失利，但有些企业已看到了新机遇的曙光，只是由于不能完成相应调整而痛失良机。人们为了解决此问题于是诞生了敏捷制造。 43 简述精益生产（LP）的产背景。

答案：日本丰田公司，当初年产量不如福特的日产量。在考察福特公司过程中，丰田面对福特模式中存在的大量人力和物力浪费，如：产品积压、外购件库存量大、制造过程中废品得不到及时处理、分工过细使人的创造性和进取精神不能充分发挥，等等，结合本国社会和文化背景及企业精神，提出了一套新的生产管理体制即LP生产。 44 简述计算机辅助制造（CAM）的概念。

答案：计算机辅助制造（CAM）就是利用计算机进行与制造系统有关的控制、管理、代替人去完成制造系统中的各种辅助工作。即能通过直接或间接地与工厂生产资源接口的计算机来完成制造系统的生产计划、操作工序控制和管理工作的制造系统。 45 何谓智能制造系统（IMS）？IMS与CIMS有何异同？

答案：智能制造系统具有生物的特征，是具有创造型智能的制造系统，它是以工件主动发出信息、设备进行应答的展成型系统，是对产品种类和异常变化具有高度适应性的自律系统，是不以整体集成为前提条件的非集中管理型系统。与CIMS相同之处是计算机控制的高度自动化系统，其区别是CIMS属于应用知识型智能制造系统，而IMS属于创造型智能制造系统。 46 简述派生型CAPP的概念。

答案：派生型CAPP是在成组技术基础上,将同一零件族中所有零件的形面特征合成典型样件，再按主样件制订工艺过程，贮存在计算机中。当编制某一零件的工艺规程时,根据零件分类编码调用主样件工艺文件加以修改,编辑成新工艺规程。 47 简述创成型CAPP的概念。

答案：创成法CAPP是收集了大量工艺数据和加工知识，并建立一系列决策逻辑，形成工艺数据库和加工知识库。当输入新零件的几何形状、精度要求等信息后，系统可模仿工艺人员，应用决策逻辑规则，无需人工干预自动地生成工艺规程。

48 精益生产（LP）与以往大批量生产专用机床自动线相比有何特征？

答案：（1）以用户为“上帝”。（2）以职工为中心。（3）以“精简”为手段。 （4）综合工作组和并行设计。（5）准时供货方式。 （6）“零缺陷”的工作目标。 49 如何判断企业的敏捷性？

答案：敏捷性意味着企业高速、低耗地完成它需要的任何调整；还意味着高的开拓、创新能力，企业可以依靠其不断开拓创新来引导市场、赢得竞争。敏捷制造不主张借助大规模的技术改造来硬性地扩充企业的生产能力，不主张构造拥有一切生产要素、独霸市场的巨型公司。 50 简述快速成形（MRP）的特点。

答案：快速自动成型的特点：①可适合于CAD/CAM集成的需要；②实现从设计到制造过程完全自动化；③可直接从材料制造出零件，不需要任何切削加工；④由于不需要工艺处理，不需要工艺设计，大大方便设计工作；⑤不需要从设计到制造的信息转换；⑥不需要工装夹具、刀具、模具。

51 简述成组技术（GT）分组的依据及应注意的问题。 答案：零件组划分的主要依据是工艺相似性，因此相似程度的确定对零件组的划分影响很大。如把9位代码完全相同的零件划分为一组，同一组的零件相似程度就高，但零件的组数必定很多，每组内的零件数就会很少,起不到扩大批量的作用，难以获得成组加工工艺的经济效

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果。如按回转体类零件特征矩阵来划分零件，即把包括0、1、2类的全部零件分为一组，结果组数少，每组内的零件数很多，虽然扩大了批量，但同组内零件的相似性太差，同样不能获得良好的经济效果。

52 简述成组技术（GT）编码的目的，我国编制较常用的成组工艺编码方法有哪几种？ 答案：成组技术（GT）编码的目的是为了便于对零件进行分类归族,推行成组工艺。我国自己编制较常用的成组工艺编码主要有JCBM、JLBM等。

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