电⼤《数控加⼯⼯艺》第三四章课后题
第3章数控加⼯中⼯件的定位与装夹作业答案思考与练习题
1、车削薄壁零件如何夹紧⼯件？答：轴向夹紧或增加夹紧⼒作⽤点⾯积。
2、确定⼯件在夹具中应⾃由度数⽬的依据是什么？答：根据⼯件加⼯精度要求。3、试简述定位与夹紧之间的关系。
答：任务不同，定位使加⼯前⼯件在机床上占有正确的位置，⽽夹紧则使⼯件在加⼯过程中始终保持在原先确定的位置上。两者相辅相成，缺⼀不可。4、采⽤夹具装夹⼯件有何优点？答：a. 易于保证⼯件的加⼯精度。
b. 使⽤夹具可改变和扩⼤原机床的功能，实现“⼀机多⽤”。
c. 使⽤夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，⽽且有时还可采⽤⾼效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从⽽⼤⼤提⾼劳动⽣产率。
d. ⽤夹具装夹⼯件⽅便、省⼒、安全。
e. 在批量⽣产中使⽤夹具时，由于劳动⽣产率的提⾼和允许使⽤技术等级较低的⼯⼈操作，故可明显地降低⽣产成本。5、当基准重合原则和基准统⼀原则发⽣⽭盾时，怎么解决？
答：以保证⼯件加⼯精度为原则，若采⽤统⼀定位基准能够保证加⼯表⾯的尺⼨精度，则应遵循基准统⼀原则；若不能保证尺⼨精度，则应遵循基准重合原则，以免使⼯序尺⼨的实际公差值减⼩，增加加⼯难度。6、什么情况下才需要计算定位误差？
答：⽤夹具装夹、调整法加⼯⼀批⼯件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。若采⽤试切法加⼯，不存在定位误差，因⽽也不需要计算定位误差。
7、如何理解定位⾯与定位基准的区别？
答：⼯件在夹具中的位置是以其定位基⾯与定位元件的相互接触（配合）来确定的，⼯件以平⾯定位时，定位⾯就是定位基准；⼯件以内、外圆柱⾯定位时，定位⾯是内、外圆柱⾯，⽽定位基准则是中⼼线。8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？
答：⼯件外圆上选择相距较远的两点，⽤百分表找正。模拟⾃测题⼀、单项选择题
1、过定位是指定位时，⼯件的同⼀（B）被多个定位元件重复的定位⽅式。（A）平⾯（B）⾃由度（C）圆柱⾯（D）⽅向
2、若⼯件采取⼀⾯两销定位，的⾃由度数⽬为（ A ）（A）六个（B）⼆个（C）三个（D）四个
3、在磨⼀个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。（A）基准重合（B）基准统⼀（C）⾃为基准（D）互为基准
4、采⽤短圆柱芯轴定位，可（ A ）个⾃由度。（A）⼆（B）三（C）四（D）⼀
5、在下列内容中，不属于⼯艺基准的是（ D ）。
（A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准
6、（ A ）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，⽽且⾃锁性能好，夹紧⼒⼤，是夹具上⽤得最多的⼀种夹紧机构。（A）斜楔形（B）螺旋（C）偏⼼（D）铰链7、精基准是⽤（ D ）作为定位基准⾯。
（A）未加⼯表⾯（B）复杂表⾯（C）切削量⼩的（D）加⼯后的表⾯
8、夹紧⼒的⽅向应尽量垂直于主要定位基准⾯，同时应尽量与（ D ）⽅向⼀致。（A）退⼑（B）振动（C）换⼑（D）切削
9、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加⼯表⾯（ D ），使不加⼯表⾯与加⼯表⾯间的尺⼨、位置符合零件图要求。（A）对⼑⽅便（B）切削性能好（C）进/退⼑⽅便（D）有⾜够的余量10、通常夹具的制造误差应是⼯件在该⼯序中允许误差的（ C ）。（A）1~3倍（B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值11、铣床上⽤的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。（A）专⽤（B）通⽤（C）组合（D）随⾝
12、决定某种定位⽅法属⼏点定位，主要根据（ B ）。（A）有⼏个⽀承点与⼯件接触（B）⼯件被消除了⼏个⾃由度（C）⼯件需要消除⼏个⾃由度（D）夹具采⽤⼏个定位元件
13、轴类零件加⼯时，通常采⽤V形块定位，当采⽤宽V形块定位时，其的⾃由度数⽬为（ B ）。（A）三个（B）四个（C）五个（D）六个
14、车细长轴时，要使⽤中⼼架或跟⼑架来增加⼯件的（ C ）。（A）韧性（B）强度（C）刚度（D）稳定性
15、在两顶尖间测量偏⼼距时，百分表上指⽰出的（ D ）就等于偏⼼距。（A）最⼤值与最⼩值之差（B）最⼤值与最⼩值之和的⼀半（C）最⼤值与最⼩值之差的两倍（D）最⼤值与最⼩值之差的⼀半⼆、判断题（正确的打√，错误的打×）
1、基准可以分为设计基准与⼯序基准两⼤类。（×）2、夹紧⼒的⽅向应尽可能与切削⼒、⼯件重⼒平⾏。（√）
3、组合夹具是⼀种标准化，系列化、通⽤化程度较⾼的⼯艺装备。（√）
4、⼯件在夹具中定位时，应使⼯件的定位表⾯与夹具的定位元件相贴合，从⽽消除⾃由度。（√）5、因⽋定位没有完全按零件加⼯精度要求应该的⾃由度，因⽽在加⼯过程中是不允许的。（√）6、加⼯表⾯的设计基准和定位基准重合时，不存在基准不重合误差。（√）7、基准位移误差和基准不重合误差不⼀定同时存在。（√）
8、基准重合原则和基准统⼀原则发⽣⽭盾时，若不能保证尺⼨精度，则应遵循基准统⼀原则。（×）
9、车削偏⼼⼯件时，应保证偏⼼的中⼼与机床主轴的回转中⼼重合。（√）10、过定位在任何情况下都不应该采⽤。（×）三、简答题
1、什么是⽋定位？为什么不能采⽤⽋定位？什么是过定位？答：按照加⼯要求应该的⾃由度没有被的定位称为⽋定位。⽋定位是不允许的。因为⽋定位保证不了加⼯精度要求。
⼯件的⼀个或⼏个⾃由度被不同的定位元件重复的定位称为过定位。2、什么是辅助⽀承？使⽤时应注意什么问题？
答：辅助⽀承是指由于⼯件形状、夹紧⼒、切削⼒和⼯件重⼒等原因，可能使⼯件在定位后还产⽣变形或定位不稳，为了提⾼⼯件的装夹刚性和稳定性⽽增设的⽀承。
辅助⽀承只能起提⾼⼯件⽀承刚性的辅助定位作⽤，⽽不起⾃由度的作⽤，更不能破坏⼯件原有定位。3、何谓浮动⽀承？⼏个⾃由度？
答：⼯件定位过程中，能随着⼯件定位基准位置的变化⽽⾃动调节的⽀承，称为浮动⽀承。浮动⽀承的作⽤相当于⼀个固定⽀承，只⼀个⾃由度。
4、什么叫定位误差？产⽣定位误差的原因是什么？
答：⼯件在夹具中的位置是以其定位基⾯与定位元件的相互接触（配合）来确定的，由于定位基⾯、定位元件的⼯作表⾯本⾝存在⼀定的制造误差，导致⼀批⼯件在夹具中的实际位置不可能完全⼀样，使加⼯后各⼯件的加⼯尺⼨存在误差。这种因⼯件在夹具上定位不准⽽造成的加⼯误差，称为定位误差。产⽣定位误差的原因：基准位移误差和基准不重合误差。5、⼯件以平⾯作定位基准时，常⽤⽀承类型有哪些？
答：⼯件以平⾯定位时，常⽤定位元件有：固定⽀承、可调⽀承、浮动⽀承、辅助⽀承四类。6、确定夹紧⼒的作⽤⽅向和作⽤点应遵循哪些原则？答：①夹紧⼒应朝向主要定位基准。
②夹紧⼒的作⽤点应落在定位元件的⽀承范围内，并靠近⽀承元件的⼏何中⼼。③夹紧⼒的⽅向应有利于减⼩夹紧⼒的⼤⼩。
④夹紧⼒的⽅向和作⽤点应施加于⼯件刚性较好的⽅向和部位。⑤夹紧⼒作⽤点应尽量靠近⼯件加⼯表⾯。7、按照基准统⼀原则选⽤精基准有何优点？
答：既可保证各加⼯表⾯间的相互位置精度，避免或减少因基准转换⽽引起的误差，⽽且简化了夹具的设计与制造⼯作，降低了成本，缩短了⽣产准备周期。8、粗基准的选择原则是什么？答：（1）相互位置要求原则（2）加⼯余量合理分配原则（3）重要表⾯原则（4）不重复使⽤原则（5）便于⼯件装夹原则9、精基准的选择原则是什么？
答：（1）基准重合原则（2）基准统⼀原则（3）⾃为基准原则（4）互为基准原则（5）便于装夹原则
10、夹紧装置应具备的基本要求是什么？
答：①夹紧过程可靠，不改变⼯件定位后所占据的正确位置；②夹紧⼒的⼤⼩适当。③操作简单⽅便、省⼒、安全。④结构性好，夹紧装置的结构⼒求简单、紧凑，便于制造和维修。四、计算题
1、轴套类零件铣槽时，其⼯序尺⼨有三种标注⽅法，如图1所⽰，定位销为⽔平放置，试分别计算⼯序尺⼨H 1、H2、H 3的定位误差。解：
mm T T d D Y 021.02028
.0007.0021.02=+-=+=
①对于尺⼨H 2，基准重合，0=?B ，因此mm Y D 021.0=?=? ②对于尺⼨H 1mm B 015.02)
03.0(0=--=
因⼯序基准不在定位⾯上，所以mm B Y D 036.0=?+?=? ③对于尺⼨H 3H 3图1
mm B 015.02)
03.0(0=--=
因⼯序基准不在定位⾯上，所以mm B Y D 036.0=?+?=?五、分析题
1、根据六点定位原理分析图2各定位⽅案的定位元件所的⾃由度。
分析：
图a X 、Y 、Z 三个⽅向移动⾃由度。
图b X 、Y 、Z 三个⽅向移动，绕Y 、Z 轴转动共计5个⾃由度 图c 全部6个⾃由度图d X 、Y 、Z 三个⽅向移动，绕X 、Y 轴转动共计5个⾃由度
2、什么是过定位？试分析图3中的定位元件分别了哪些⾃由度？是否合理？如何改进？
b)图3分析：
⼯件的⼀个或⼏个⾃由度被不同的定位元件重复的定位称为过定位。图a分析
①⽀承板⾃由度：②圆锥销⾃由度：
③沿Z轴移动⾃由度重复，不合理④不合理，改进措施：将圆锥销改为短圆柱销x
zy⽀承板圆锥销图b 分析：
不合理。改进措施：将圆柱销改为削边销（上、下削平）。 图C 分析①⽀承板⾃由度：
②短圆柱销⾃由度：ZXY
Y 、Z 共2个⾃由X 、Y 共2个⾃由Z 、X 、Y 共3个⾃由度 xyz⽀承板V 形块短圆柱销
③V形块⾃由度：
④沿X、Y轴移动⾃由度重复，不合理
⑤不合理，改进措施：将V形块改为削边销
3、试分析图4中夹紧⼒的作⽤点与⽅向是否合理？为什么？如何改进？
图42、答：
图a不合理，因为⼒作⽤处⼯件刚度差，容易变形；图b不合理，因为⼯件容易倾翻；
图c不合理，因为⼒作⽤处⼯件刚度差，容易变形；
图d不合理，因为⼯件容易倾翻。改进⽅案见下图红⾊箭头。第4章数控加⼯⼯艺基础作业答案思考与练习题
1、试述单件⼩批⽣产、成批⽣产及⼤批⼤量⽣产的⼯艺特征有何区别？答：见下表
2、什么样的零件适合采⽤数控加⼯？答：
（1）最适应类
①形状复杂，加⼯精度要求⾼，通⽤机床⽆法加⼯或很难保证加⼯质量的零件；②具有复杂曲线或曲⾯轮廓的零件；
③具有难测量、难控制进给、难控制尺⼨型腔的壳体或盒型零件；④必须在⼀次装夹中完成铣、镗、锪、铰或攻丝等多⼯序的零件。（2）较适应类
①零件价值较⾼，在通⽤机床上加⼯时容易受⼈为因素（如⼯⼈技术⽔平⾼低、情绪波动等）⼲扰⽽影响加⼯质量，从⽽造成较⼤经济损失的零件；
②在通⽤机床上加⼯时必须制造复杂专⽤⼯装的零件；③需要多次更改设计后才能定型的零件；④在通⽤机床上加⼯需要作长时间调整的零件；
⑤⽤通⽤机床加⼯时，⽣产率很低或⼯⼈体⼒劳动强度很⼤的零件。3、简述确定零件加⼯⽅法和加⼯⽅案应考虑的因素？
答：应根据零件的加⼯精度、表⾯粗糙度、材料、结构形状、尺⼨及⽣产类型等因素，选⽤相应的加⼯⽅法和加⼯⽅案。4、分析尺⼨链时，为何要遵循尺⼨链最短原则？
在极值算法中，封闭环的公差⼤于任⼀组成环的公差。当封闭环的公差⼀定时，若组成环数⽬较多，各组成环的公差就会过⼩，造成加⼯困难。因此，分析尺⼨链时，应使尺⼨链的组成环数⽬为最少，即遵循尺⼨链最短原则。
5、简述对⼑点与换⼑点的区别。
答：“对⼑点”是数控加⼯时⼑具相对零件运动的起点，⼜称“起⼑点”，也就是程序运⾏的起点。对⼑点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。
对数控车床、镗铣床、加⼯中⼼等多⼑加⼯数控机床，在加⼯过程中需要进⾏换⼑，故编程时应考虑不同⼯序之间的换⼑位置（即换⼑点）。为避免换⼑时⼑具与⼯件及夹具发⽣⼲涉，换⼑点应设在⼯件的外部。模拟⾃测题⼀、单项选择题
1、零件的机械加⼯精度主要包括（ D ）。（A）机床精度、⼏何形状精度、相对位置精度（B）尺⼨精度、⼏何形状精度、装夹精度（C）尺⼨精度、定位精度、相对位置精度（D）尺⼨精度、⼏何形状精度、相对位置精度
2、制订加⼯⽅案的⼀般原则为先粗后精、先近后远、先内后外，程序段最少，（ A ）及特殊情况特殊处理。（A）⾛⼑路线最短（B）将复杂轮廓简化成简单轮廓
（C）将⼿⼯编程改成⾃动编程（D）将空间曲线转化为平⾯曲线
3、换⼑点是指在编制数控程序时，相对于机床固定参考点⽽设置的⼀个⾃动换⼑的位置，它⼀般不能设置在（ A ）。（A）加⼯零件上（B）程序原点上（C）机床固定参考点上（D）浮动原点上
4、加⼯精度⾼、（ B ）、⾃动化程度⾼，劳动强度低、⽣产效率⾼等是数控机床加⼯的特点。（A）加⼯轮廓简单、⽣产批量⼜特别⼤的零件（B）对加⼯对象的适应性强
（C）装夹困难或必须依靠⼈⼯找正、定位才能保证其加⼯精度的单件零件（D）适于加⼯余量特别⼤、质及余量都不均匀的坯件
5、在数控加⼯中，（ D ）相对于⼯件运动的轨迹称为进给路线，进给路线不仅包括了加⼯内容，也反映出加⼯顺序，是编程的依据之⼀。
（A）⼑具原点（B）⼑具（C）⼑具⼑尖点（D）⼑具⼑位点6、下列叙述中（ B ），不属于确定加⼯路线时应遵循的原则。（A）加⼯路线应保证被加⼯零件的精度和表⾯粗糙度（B）使数值计算简单，以减少编程⼯作量
（C）应使加⼯路线最短，这样既可以减少程序短，⼜可以减少空⼑时间（D）对于既有铣⾯⼜有镗孔的零件，可先铣⾯后镗孔7、尺⼨链按功能分为设计尺⼨链和（ D ）。
（A）封闭尺⼨链（B）装配尺⼨链（C）零件尺⼨链（D）⼯艺尺⼨链8、下列关于尺⼨链叙述正确的是（ C ）。（A）由相互联系的尺⼨按顺序排列的链环；（B）⼀个尺⼨链可以有⼀个以上封闭环；
（C）在极值算法中，封闭环公差⼤于任⼀组成环公差；
（D）分析尺⼨链时，与尺⼨链中的组成环数⽬多少⽆关。9、零件的相互位置精度主要（ D ）。
（A）加⼯表⾯与其基准间尺⼨误差不超过⼀定的范围；（B）加⼯表⾯的宏观⼏何形状误差；（C）加⼯表⾯的宏观⼏何形状误差；（D）加⼯表⾯与其基准间的相互位置误差。10、在下列内容中，不属于⼯艺基准的是（ D ）。
（A）定位基准；（B）测量基准；（C）装配基准；（D）设计基准。⼆、判断题（正确的打√，错误的打×）
1、为避免换⼑时⼑具与⼯件或夹具发⽣⼲涉，换⼑点应设在⼯件外部。（√）2、在加⼯过程中的有关尺⼨形成的尺⼨链，称为⼯艺尺⼨链。（×）3、尺⼨链按其功能可分为设计尺⼨链和⼯艺尺⼨链。（√）
4、尺⼨链中封闭环的基本尺⼨，是其它各组成环基本尺⼨的代数差。（×）5、平⾏度、对称度同属于形状公差。（×）
6、轮廓加⼯完成时，应在⼑具离开⼯件之前取消⼑补。（×）
7、⽴铣⼑铣削平⾯轮廓时，铣⼑应沿⼯件轮廓的切向切⼊，法向切出。（×）8、机床坐标系和⼯件坐标系之间的联系是通过回参考点来实现的。（×）9、设计基准和定位基准重合时，不存在基准不重合误差。（√）10、⼀般情况下，减⼩进给量，可有效地减⼩表⾯粗糙度（√）。三、简答题
1、什么叫⼯序和⼯步？划分⼯序和⼯步的依据是什么？答：
⼀个或⼀组⼯⼈，在⼀个⼯作地对⼀个或同时对⼏个⼯件所连续完成的那⼀部分⼯艺过程，称为⼯序。划分⼯序的依据是⼯作地是否发⽣变化和⼯作是否连续。
在加⼯表⾯（或装配时连接⾯）和加⼯（或装配）⼯具不变的情况下，所连续完成的那⼀部分⼯序内容，称为⼯步。划分⼯步的依据是加⼯表⾯和⼯具是否变化。
2、数控机床上加⼯的零件，⼀般按什么原则划分⼯序？如何划分？答：⼀般按⼯序集中原则划分⼯序，划分⽅法如下。
①按所⽤⼑具划分以同⼀把⼑具完成的那⼀部分⼯艺过程为⼀道⼯序。②按安装次数划分以⼀次安装完成的那⼀部分⼯艺过程为⼀道⼯序。。
③按粗、精加⼯划分即粗加⼯中完成的那⼀部分⼯艺过程为⼀道⼯序，精加⼯中完成的那⼀部分⼯艺过程为⼀道⼯序。④按加⼯部位划分即以完成相同型⾯的那⼀部分⼯艺过程为⼀道⼯序。3、划分加⼯阶段的⽬的是什么？答：划分加⼯阶段的⽬的在于：①保证加⼯质量②合理使⽤设备
③便于及时发现⽑坯缺陷④便于安排热处理⼯序
4、什么是对⼑点？对⼑点位置确定的原则有哪些？
答：“对⼑点”是数控加⼯时⼑具相对零件运动的起点，⼜称“起⼑点”，也就是程序运⾏的起点。对⼑点选定后，便确定了机床坐标系和零件坐标系之间的相互位置关系。
对⼑点选择的原则，主要是考虑对⼑点在机床上对⼑⽅便、便于观察和检测，编程时便于数学处理和有利于简化编程。对⼑点可选在零件或夹具上。为提⾼零件的加⼯精度，减少对⼑误差，对⼑点应尽量选在零件的设计基准或⼯艺基准上。5、什么叫尺⼨链？尺⼨链有哪些特征？
答：在机器装配或零件加⼯过程中，由互相联系且按⼀定顺序排列的尺⼨组成的封闭链环，称为尺⼨链。
a. 关联性任何⼀个直接保证的尺⼨及其精度的变化，必将影响间接保证的尺⼨及其精度。b. 封闭性尺⼨链中的各个尺⼨⾸尾相接组成封闭的链环。6、切削加⼯顺序安排的原则是什么？答：切削加⼯⼯序通常按下列原则安排顺序。①基⾯先⾏原则②先粗后精原则③先主后次原则④先⾯后孔原则
7、确定加⼯余量应注意哪些问题？答：确定加⼯余量时应该注意的⼏个问题：①采⽤最⼩加⼯余量原则
②余量要充分防⽌因余量不⾜⽽造成废品。③余量中应包含热处理引起的变形④⼤零件取⼤余量
⑤总加⼯余量（⽑坯余量）和⼯序余量要分别确定8、何谓加⼯精度？包括哪三个⽅⾯？
答：加⼯精度是指零件加⼯后的实际⼏何参数（尺⼨、⼏何形状和相互位置）与理想⼏何参数相符合的程度。加⼯精度包括三个⽅⾯：①尺⼨精度②⼏何形状精度③相互位置精度9、何谓表⾯质量？包括哪些⽅⾯？
答：⾯质量是指零件加⼯后的表层状态，它是衡量机械加⼯质量的⼀个重要⽅⾯。表⾯质量包括以下⼏个⽅⾯：①表⾯粗糙度②表⾯波纹度③冷作硬化④残余应⼒⑤表层⾦相组织变化
10、从⼯艺因素考虑，产⽣加⼯误差的原因有哪些？
答：①加⼯原理误差；②⼯艺系统的⼏何误差；③⼯艺系统受⼒变形引起的误差；
④⼯艺系统受热变形引起的误差；⑤⼯件内应⼒引起的加⼯误差；⑥测量误差11、影响表⾯粗糙度的⼯艺因素有哪些？
答：影响表⾯粗糙度的⼯艺因素主要有⼯件材料、切削⽤量、⼑具⼏何参数及切削液等。四、计算题
1、图1所⽰为轴类零件图，其内孔和外圆和各端⾯均已加⼯好，试分别计算图⽰三种定位⽅案加⼯时的⼯序尺⼨极其偏差。
