汽車制造工藝學(xué)習(xí)題答案.docx

第四章習(xí)題答案一、解釋名詞術(shù)語工藝系統(tǒng)剛度、誤差復(fù)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(fù)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(jīng)多次加工？3）為什么精加工時采用小的進(jìn)給量？答：1）因為經(jīng)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(jìn)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）刀具幾何參數(shù)、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(jìn)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(jìn)行精加工，并使用鋒利的刀具，避免產(chǎn)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(yù)先進(jìn)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(xì)的和修整質(zhì)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?。┑纳拜?，而工件較軟時，選硬度較大的砂輪。3）提高砂輪轉(zhuǎn)速、降低工件轉(zhuǎn)速、減小徑向和軸向進(jìn)給量。12、何謂表面強化和殘余應(yīng)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(chǎn)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(nèi)部的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力或殘余應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力總是拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力并存而處于平衡狀態(tài)，即合力為零。減小鑄件內(nèi)應(yīng)力的措施：1）設(shè)計時應(yīng)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(jīng)過很多道別的工序后才安排精加工。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(xiàn)不同的氧化膜顏色，這種現(xiàn)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(chǎn)生。減小徑向進(jìn)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(dāng)提高工件速度和軸向進(jìn)給量，采取有效的冷卻方法。15、機械加工表面質(zhì)量對機器零件的使用性能有何影響？答：1、表面質(zhì)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，零件表面總有一個最合適的表面粗糙度值。（2）適當(dāng)?shù)募庸ず圹E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(zhì)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(chǎn)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(yīng)力時，將提高零件的疲勞強度。而拉伸殘余應(yīng)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(yīng)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(zhì)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(yīng)力有助于提高耐磨性。4、表面質(zhì)量對零件配合性質(zhì)的影響：若配合表面粗糙度大，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(zhì)。17、試分析在車床上用兩頂尖裝夾車削細(xì)長光軸時，出現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)生此種誤差的主要原因是主軸軸線與導(dǎo)軌面在垂直面內(nèi)不平行?？晒窝袑?dǎo)軌面和修磨三爪內(nèi)爪面，減小主軸與導(dǎo)軌面在垂直面內(nèi)的平行度誤差。可刮研導(dǎo)軌面和修磨三爪內(nèi)爪面，減小主軸與導(dǎo)軌面在垂直面內(nèi)的平行度誤差。c)產(chǎn)生此種誤差的主要原因是主軸軸線與導(dǎo)軌面在平行面內(nèi)不平行。可刮研導(dǎo)軌面和修磨三爪內(nèi)爪面，減小主軸與導(dǎo)軌面在水平面內(nèi)的平行度誤差。18、在臥式銑床上銑削鍵槽（圖4-52），加工后經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)各處深度尺寸都比預(yù)先調(diào)整的小，并且靠工件兩端處深度尺寸大于中間，試說明產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。答：各處深度尺寸都比預(yù)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(xí)題答案一、解釋名詞術(shù)語封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)、裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈、工藝尺寸鏈（答案略）二、思考題1、尺寸鏈?zhǔn)侨绾谓M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(yīng)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(jìn)行測量分組，并分組存儲，增加了成本。（3）應(yīng)用：適用于大批大量生產(chǎn)中裝配組成環(huán)環(huán)數(shù)少而裝配精度要求很高的機器結(jié)構(gòu)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、A5，減環(huán)：A4、A6圖b）為一并聯(lián)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(lián)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；A0=0-0.475+1.258mm TA0=1.733mm）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(shè)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A2=A4=2.5-0.030mm；缸體軸承座3的寬度尺寸A3=38.5-0.1000mm。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：A1=43.5+0.05+0.09mm）6、圖5-50為蝸桿轉(zhuǎn)向器裝置局部裝配圖。設(shè)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(shè)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(guān)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、A1010、圖5-54所示為汽車倒檔裝置圖。設(shè)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(shè)計規(guī)定A1=20.6mm；A2=A4=1.3-0.040mm（標(biāo)準(zhǔn)件）。欲采用完全互換裝配法保證裝配精度，試設(shè)計確定有關(guān)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=0+0.5+1.0mm，A0=A1-A2-A3-A4 A3=A1-A2-A4-A0=18mm組成環(huán)平均公差Tav,l=TA0n-1=0.125mm，選擇A1為協(xié)調(diào)環(huán)。調(diào)整TA3=0.11mm（IT11級），而A2=A4=1.3-0.040mm，TA2=TA4=0.04mm，TA1=TA0-TA2-TA3-TA4=0.31mm各組成環(huán)極限偏差為：A2=A4=1.3-0.040mm，A3=18-0.110mm，ESA0=ESA1-(EIA2+EIA3+EIA4)ESA1=ESA0+(EIA2+EIA3+EIA4)=+0.81mmEIA1=ESA1-TA1=+0.50mmA1=20.6+0.50+0.81mm（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(shù)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(yīng)組的配合關(guān)系。解： TA0=Xmax-Xmin=0.012-0.006=0.006mmTav,l=TA0n-1=0.0062=0.003mm 據(jù)已知條件得 采用基孔制，則銅套孔按100+0.015mm制造。 活塞銷按10+0.009+0.006mm制造。各組配合關(guān)系見下圖所示： 或采用基軸制，則活塞銷按10-0.0150mm制造。EI=ESTD=+0.0090.015=0.006mm鋼套孔按10-0.006+0.009mm制造。各組配合關(guān)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(yīng)保證軸向間隙A0=00.25mm。設(shè)計規(guī)定：A1=4300+0.25mm，A2=80-0.120mm，A3=100-0.140mm，A4=190-0.1850mm，A5=58-0.120mm。欲采用固定調(diào)整裝配法保證裝配精度，調(diào)整墊片初定為AF=2mm，制造公差為TAF=0.04mm。試計算確定調(diào)整墊片組數(shù)z、補償能力s、調(diào)整墊片各組尺寸及極限偏差。解：增環(huán)：A1 減環(huán)：A2、A3、A4、A5、AFZi=1n-2TAi1TA0-TAF=0.25+0.12+0.14+0.185+0.120.25-0.04=3.88取Z=4組補償能力S=TA0-TAF=0.25-0.04=0.21mmAF1=A1maxA2minA3minA4minA5min+TAFA0max=2.605mmAF2=AF1（TA0-TAF）=2.395mmAF3=AF2（TA0-TAF）=2.185mmAF4=AF3（TA0-TAF）=1.975mm已知TAF=0.04mm，按向體內(nèi)原則確定各墊片極限偏差：AF1=2.605-0.040mm，AF2=2.395-0.040mm，AF3=2.185-0.040mm，AF1=1.975-0.040mm20、如圖5-56所示一齒輪箱簡圖，裝配精度要求應(yīng)保證軸向間隙A0=00+0.2mm。設(shè)計規(guī)定：A1=4300+0.155mm，A2=80-0.0740mm，A3=100-0.0870mm，A4=190-0.1150mm，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(dāng)最小修配量為0時，試：(1)畫出設(shè)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(yù)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、A5，修配環(huán)為A5，屬于“越修越大”的情況。TA00.2mm ESA0=+0.2mm 0.1550.0740.0870.1150.0740.505mm 當(dāng)最小修配量為零時，ESA0=ESA0=+0.2 EIA0=ESA0-TA0=+0.2-0.505=-0.305mm公差帶圖如下：由題意知，減環(huán)A5為修配環(huán)，當(dāng)Fmin0時， 430.155（800.0741000.0871900.115）0.2 60.231mmEIA5A5minA50.231mm ESA5EIA5+TA5=+0.305mm A5=60+0.231+0.305mmFmax=TA0-TA0=0.505-0.2=0.305mm21、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(shè)計規(guī)定A1=43.5+0.05+0.15mm，A2=2.5-0.040mm，A3=38.5-0.070mm，欲采用修配裝配法保證裝配精度，確定A4為補償（修配）環(huán)，其制造公差為0.04mm，當(dāng)規(guī)定最小修配量等于零時，試：(1)畫出設(shè)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(yù)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 ESA0=+0.15mm，EIA0=0.05mmTA0=TA1+TA2+TA3+TA4=0.100.040.070.040.25mm ESA0=ESA0=+0.15 EIA0=ESA0-TA0=+0.15-0.25=-0.10mm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(dāng)Fmin0時，ESA0=ESA0（1分）ESA1-EIA2-EIA3-EIA4=ESA0EIA4=ESA1-EIA2-EIA3-ESA0=0.15-0.04-0.07-0.15=+0.11mmESA4EIA4+TA4=0.15mm A4=2.5+0.11+0.15mmFmax=TA0-TA0=0.25-0.10=0.15mm第六章習(xí)題答案二、思考題1、何謂機械加工工藝規(guī)程？它在生產(chǎn)中起何作用？答：機械加工工藝規(guī)程是規(guī)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(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)。（2）工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)和計劃管理的重要技術(shù)文件。（3）工藝規(guī)程是新建或擴建工廠的依據(jù)。3、簡述粗、精基準(zhǔn)選擇的原則。答：粗基準(zhǔn)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(zhǔn)。（2）用非加工表面做粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能光潔、不能有飛邊、澆口、冒口或其它缺陷，以便定位準(zhǔn)確，夾緊牢固。（4）粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上應(yīng)盡可能避免重復(fù)使用，通常只允許用一次。精基準(zhǔn)的選擇原則（1）應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合原則”。（2）應(yīng)盡可能選用同一組定位基準(zhǔn)加工各個表面，即遵循“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”。（3）應(yīng)保證工件的裝夾穩(wěn)定可靠，精基準(zhǔn)應(yīng)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(zhǔn)？并簡述其理由。答：c）圖：粗基準(zhǔn)選擇180大端外圓面和右端面，粗加工小端外圓、端面和內(nèi)孔；再以小端外圓和端面做精基準(zhǔn)粗加工大端外圓和端面、半精加工內(nèi)孔、倒角；后以大端外圓和端面為精基準(zhǔn)精加工小端外圓和端面、空刀槽、內(nèi)孔；接著以小端端面和內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，滾切齒面、磨削齒面。d)圖：粗基準(zhǔn)選擇不加工的內(nèi)腔，因為這樣可使不加工的內(nèi)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(zhǔn)加工下底面和94.7的內(nèi)止口，后再以下底面和94.7的內(nèi)止口為精基準(zhǔn)加工銷孔和100.8的外圓及其上的功能槽，這樣遵守基準(zhǔn)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(wù)是什么？答：劃分加工階段的原因：（1）可以更好地保證加工質(zhì)量（2）粗加工階段中切除較大的加工余量，可以及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷、避免造成浪費（3）可合理使用機床設(shè)備粗加工階段：主要任務(wù)是去除各加工表面的大部分余量，并作出精基準(zhǔn)。精加工階段：任務(wù)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(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖樣要求。光整加工階段：任務(wù)是進(jìn)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(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多。優(yōu)點：（1）減少裝夾次數(shù)，利于保證各表面之間的位置誤差。（2）便于采用高生產(chǎn)率的機床。（3）有利于生產(chǎn)組織和計劃工作。缺點：（1）機床設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時工作的刀具數(shù)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(fù)雜，調(diào)整和維護(hù)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(nèi)容少。特點：與工序集中相反。9、機械加工工序的安排有哪些原則？答：（1）先基準(zhǔn)后其它：先安排精基準(zhǔn)面的加工，然后用精基準(zhǔn)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(yīng)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(guān)設(shè)計尺寸。相關(guān)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(guān)系和封閉環(huán)。（2）計算工序尺寸A1、B1及B2，公差和極限偏差。解：（1）根據(jù)c)圖標(biāo)注的工序尺寸與a)圖中的設(shè)計尺寸相對照，可知B2=205-0.1850mm，而a)圖中的設(shè)計尺寸1550+0.07mm只能通過直接保證B1、B2來間接保證，所以它是封閉環(huán)，設(shè)為B0，可建立B尺寸鏈如下圖所示，B1需換算；根據(jù)b)圖標(biāo)注的工序尺寸與a)圖的設(shè)計尺寸相對照，可知直接保證的工序尺寸A1并非設(shè)計尺寸，相關(guān)的尺寸有設(shè)計尺寸4600.1、B2=205-0.1850mm，設(shè)計尺寸460只能被間接保證，它是封閉環(huán)，設(shè)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(lián)尺寸鏈。 增環(huán)：B1 減環(huán)：B2（205-0.1850） 增環(huán)：A1 減環(huán)：B2封閉環(huán)：B0（1550+0.07）由題意知， 封閉環(huán)：A0（4600.1）（2）應(yīng)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+205=360mm