中南大學(xué)機(jī)械工藝制造習(xí)題與答案資料（精編版）

1、第 1 章思考題1、有人說：“工件在夾具中裝夾，只要有6 個(gè)定位支承點(diǎn)就是完全定位”， “凡是少于6個(gè)定位支承點(diǎn)，就是欠定位”， “凡是少于6 個(gè)定位支承點(diǎn)，就不會(huì)出現(xiàn)過定位”，上面這些說法都對(duì)嗎 ?為什么？試舉例說明。2、 “工件夾緊后，位置不動(dòng)了，其所有自由度就都被限制了”，這種說法對(duì)嗎？為什么？3、某機(jī)床廠年產(chǎn)cw6140 普通車床 500 臺(tái)，已知機(jī)床主軸的備品率為20%，廢品率為4%，試計(jì)算主軸的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。此主軸屬于何種生產(chǎn)類型？工藝過程應(yīng)有什么特點(diǎn)？4、如圖 1所示一批工件，鉆4 15 孔時(shí)，若加工過程分別為：（1）用 4 軸鉆同時(shí)鉆4 個(gè)孔；（2）先鉆 1 個(gè)孔，然后使工件回轉(zhuǎn)

2、90度鉆下一個(gè)孔，如此循環(huán)操作，直至把4 個(gè)孔鉆完。以上兩種加工情況各有幾個(gè)工步和工位？圖 1 工件5、根據(jù)六點(diǎn)定位原理，分析圖2 所示定位方案中定位元件限制自由度的情況。圖 2 定位分析3活動(dòng)錐銷6、圖 3 所示為某箱體零件的零件圖及工序圖，試在圖中指出：（ 1）銑削平面2 時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)；（ 2）鏜孔 4 時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)。圖 3 基準(zhǔn)分析第 1 章思考題答案1、有人說： “工件在夾具中裝夾，只要有6 個(gè)定位支承點(diǎn)就是完全定位” ， “凡是少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn)，就是欠定位” ， “凡是少于 6 個(gè)定位支承點(diǎn)，就不會(huì)出現(xiàn)過定位” ，上面這些說法都不對(duì)。例如

3、：在球體上銑通平面只需一個(gè)定位支承點(diǎn)限制一個(gè)自由度就可滿足要求，而這種定位方式并不是欠定位。2、 “工件夾緊后，位置不動(dòng)了，其所有自由度就都被限制了”，這種說法不對(duì)。因?yàn)樵诜治龆ㄎ粫r(shí)不應(yīng)考慮力的影響?！肮ぜ淖杂啥缺幌拗啤?，是指工件在某座標(biāo)方向上有了確定的位置，而不是指工件在受到使之脫離支承點(diǎn)的外力時(shí)，不能運(yùn)動(dòng)?！肮ぜA緊后，位置不動(dòng)了” ，這是夾緊的任務(wù)，并不一定就說明工件的所有自由度就都被限制了。4、都只有 1 個(gè)工步。工位：（1）1； （2）4 5、限制 5 個(gè)自由度6、 （1）銑削平面 2 時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)： 3；定位基準(zhǔn)： 1；及測(cè)量基準(zhǔn)： 1 （2）鏜孔 4 時(shí)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)： 5；定位

4、基準(zhǔn)： 1 及測(cè)量基準(zhǔn)：不定第 2 章 思考題1、試分析下圖所示的三種加工情況，加工后工件表面會(huì)產(chǎn)生何種形狀誤差？假設(shè)工件的剛度很大，且車床床頭剛度大于尾座剛度。2、 橫磨一剛度很大的工件 （見下圖）， 若徑向磨削力為300n， 頭、 尾架剛度分別為50000 n/mm和 40000n/mm ，試分析加工后工件的形狀，并計(jì)算形狀誤差。3、在無心磨床上磨削銷軸，銷軸外徑尺寸要求為 12 0.01。現(xiàn)隨機(jī)抽取100 件進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其外徑尺寸接近正態(tài)分布，平均值為x = 11.99，均方根偏差為s = 0.003。試： 畫出銷軸外徑尺寸誤差的分布曲線； 計(jì)算該工序的工藝能力系數(shù)； 估計(jì)該工序的

5、廢品率； 分析產(chǎn)生廢品的原因，并提出解決辦法。4、磨削cw6140 車床床身導(dǎo)軌，若床身長(zhǎng)l=2240mm ，床身高h(yuǎn)=400mm ，磨削后床身上下面溫差 t = 5。 試計(jì)算由于工件熱變形所引起的加工誤差（工件材料熱脹系數(shù)=110-5） 。5、普通車床床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)及水平面內(nèi)的直線度對(duì)車削圓軸類零件的加工誤差有什么影響，影響程度各有何不同？6、試分析在轉(zhuǎn)塔車床上將車刀垂直安裝加工外圓時(shí)，影響直徑誤差的因素中，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)及水平面內(nèi)的彎曲，哪個(gè)影響大？與臥式車床比較有什么不同？為什么？7、試舉例說明下列保證和提高加工精度途徑的原理及應(yīng)用場(chǎng)合：（1）減少誤差；（2）轉(zhuǎn)移誤差；（3）均分

6、誤差；（4）均化誤差。第二章答案1、試分析下圖所示的三種加工情況，加工后工件表面會(huì)產(chǎn)生何種形狀誤差？假設(shè)工件的剛度很大，且車床床頭剛度大于尾座剛度。a） 在徑向切削力的作用下，尾頂尖處的位移量大于前頂尖處的位移量，加工后工件外圓表面成錐形，右端直徑大于左端直徑。b） 在軸向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針方向的偏轉(zhuǎn)。若刀具剛度很大，加工后端面會(huì)產(chǎn)生中凹。c）由于切削力作用點(diǎn)位置變化，將使工件產(chǎn)生鞍形誤差，且右端直徑大于左端直徑。2、 橫磨一剛度很大的工件（見下圖）， 若徑向磨削力為300n， 頭、 尾架剛度分別為50000 n/mm和 40000n/mm ，試分析加工后工件的形狀

7、，并計(jì)算形狀誤差。a 點(diǎn)處的支反力：n d 點(diǎn)處的支反力：n 在磨削力的作用下，a 點(diǎn)處的位移量：mm 在磨削力的作用下，d 點(diǎn)處的位移量：mm 由幾何關(guān)系，可求出b 點(diǎn)處的位移量：mm c 點(diǎn)處的位移量：mm 加工后，零件成錐形，錐度誤差為0.001 mm。3、在無心磨床上磨削銷軸，銷軸外徑尺寸要求為 12 0.01?，F(xiàn)隨機(jī)抽取100 件進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其外徑尺寸接近正態(tài)分布，平均值為x = 11.99，均方根偏差為s = 0.003。試： 畫出銷軸外徑尺寸誤差的分布曲線； 計(jì)算該工序的工藝能力系數(shù)； 估計(jì)該工序的廢品率； 分析產(chǎn)生廢品的原因，并提出解決辦法。 分布圖 工藝能力系數(shù) cp=

8、0.2/（60.003）=1.1 廢品率約為 50% 產(chǎn)生廢品的主要原因是存在較大的常值系統(tǒng)誤差，很可能是砂輪位置調(diào)整不當(dāng)所致；改進(jìn)辦法是重新調(diào)整砂輪位置4、磨削 cw6140 車床床身導(dǎo)軌，若床身長(zhǎng)l=2240mm ，床身高h(yuǎn)=400mm ，磨削后床身上下面溫差t = 5。試計(jì)算由于工件熱變形所引起的加工誤差（工件材料熱脹系數(shù) =1 10-5） 。工件單面受熱會(huì)產(chǎn)生翹曲變形，磨平后工件冷卻下來，將使導(dǎo)軌產(chǎn)生中凹。中凹量可按下式計(jì)算：mm 第 3 章思考題1、 機(jī)械加工表面質(zhì)量包括哪些具體內(nèi)容？2、 為什么增大刀具前角、提高刀具的刃磨質(zhì)量，可以減小加工表面粗糙度值？3、 磨削裂紋的產(chǎn)生與工件材

9、料及熱處理有無關(guān)系？4、 如果零件的表面沒有燒傷色是否就說明零件的表面層沒有被受熱損傷？為什么？5、 什么叫作表面強(qiáng)化工藝？第三章答案2、 為什么增大刀具前角、提高刀具的刃磨質(zhì)量，可以減小加工表面粗糙度值？增大刀具前角可以減小切削變形，有利于抑制積屑瘤或鱗刺的產(chǎn)生；提高刀具的刃磨質(zhì)量可以減小刀具與加工表面的摩擦。這些都有利于減小加工表面粗糙度值。3、磨削裂紋的產(chǎn)生與工件材料及熱處理有無關(guān)系？磨削裂紋的產(chǎn)生與工件材料及熱處理工序有很大的關(guān)系。如硬質(zhì)合金脆性大，抗拉強(qiáng)度低以及導(dǎo)熱性差，所以磨削時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。含碳量高的鋼， 由于晶界較脆，磨削時(shí)也容易產(chǎn)生裂紋。工件淬火后，如果存在殘余拉應(yīng)力過大，即

10、使在正常的磨削條件下也可能出現(xiàn)裂紋。4、 如果零件的表面沒有燒傷色是否就說明零件的表面層沒有被受熱損傷？為什么？表面沒有燒傷色并不等于表面層沒受熱損傷。如在磨削過程中最后采用無進(jìn)給磨削，僅磨去了表面燒傷色，但卻沒能去掉燒傷層，留在工件上就會(huì)成為使用中的隱患。第 4 章思考題1、 什么叫“附加基準(zhǔn)”？舉例說明3 種應(yīng)用形式。2、 為什么定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差？為什么基準(zhǔn)不重合誤差只產(chǎn)生在用調(diào)整法加工時(shí)？3、 試分析圖1 所示零件有哪些結(jié)構(gòu)工藝性問題，并提出正確的改進(jìn)意見。圖 1 零件圖4、試選擇下圖示三個(gè)零件的粗精基準(zhǔn)。其中 a）齒輪， m=2，z=37，毛坯為熱軋棒料；

11、b）液壓油缸，毛坯為鑄鐵件，孔已鑄出。c）飛輪，毛坯為鑄件。均為批量生產(chǎn)。圖中除了有不加工符號(hào)的表面外，均為加工表面。圖 2 5、今加工一批直徑為mm，ra = 0.8mm ，長(zhǎng)度為55mm 的光軸，材料為45 鋼，毛坯為直徑280.3mm 的熱軋棒料，試確定其在大批量生產(chǎn)中的工藝路線以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。6、圖示a）為一軸套零件，尺寸和已加工好， b） 、c） 、d）為鉆孔加工時(shí)三種定位方案的簡(jiǎn)圖。試計(jì)算三種定位方案的工序尺寸a1 、 a2 和 a3。圖 3 7、何謂加工經(jīng)濟(jì)精度？選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮的主要問題有哪些？8、試從單件時(shí)間的構(gòu)成分析著眼，在生產(chǎn)中，如何提高勞動(dòng)生

12、產(chǎn)效率？第四章答案2、 橫磨一剛度很大的工件 （見下圖）， 若徑向磨削力為300n， 頭、 尾架剛度分別為50000 n/mm和 40000n/mm ，試分析加工后工件的形狀，并計(jì)算形狀誤差。3、在無心磨床上磨削銷軸，銷軸外徑尺寸要求為 12 0.01?，F(xiàn)隨機(jī)抽取100 件進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其外徑尺寸接近正態(tài)分布，平均值為x = 11.99，均方根偏差為s = 0.003。試： 畫出銷軸外徑尺寸誤差的分布曲線； 計(jì)算該工序的工藝能力系數(shù)； 估計(jì)該工序的廢品率； 分析產(chǎn)生廢品的原因，并提出解決辦法。4、磨削cw6140 車床床身導(dǎo)軌，若床身長(zhǎng)l=2240mm ，床身高h(yuǎn)=400mm ，磨削后床身

13、上下面溫差 t = 5。 試計(jì)算由于工件熱變形所引起的加工誤差（工件材料熱脹系數(shù)=110-5） 。5、普通車床床身導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)及水平面內(nèi)的直線度對(duì)車削圓軸類零件的加工誤差有什么影響，影響程度各有何不同？6、試分析在轉(zhuǎn)塔車床上將車刀垂直安裝加工外圓時(shí)，影響直徑誤差的因素中，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)及水平面內(nèi)的彎曲，哪個(gè)影響大？與臥式車床比較有什么不同？為什么？7、試舉例說明下列保證和提高加工精度途徑的原理及應(yīng)用場(chǎng)合：（1）減少誤差；（2）轉(zhuǎn)移誤差；（3）均分誤差；（4）均化誤差。第 5 章思考題1、裝配精度一般包括哪些內(nèi)容？裝配精度與零件的加工精度有何區(qū)別，它們之間又有何關(guān)系？試舉例說明。2、保證裝

14、配精度的方法有哪幾種？各適用于什么場(chǎng)合? 3、什么叫裝配尺寸鏈的最短路線原則？為什么應(yīng)遵守這個(gè)原則？4、在裝配時(shí)，有時(shí)采用“自身加工法”、 “合并加工法”或“誤差抵消法”，請(qǐng)問它們是由哪種裝配方法發(fā)展成的？5、試比較下列每組圖例結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性好的，說明好的理由。1）a) b) 2) a) b) 第五章答案1、裝配精度一般包括哪些內(nèi)容？裝配精度與零件的加工精度有何區(qū)別，它們之間又有何關(guān)系？試舉例說明。裝配精度包括： 零、部件間的尺寸精度， 位置精度，相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度和接觸精度等。機(jī)器和部件的裝配精度與其相關(guān)的若干個(gè)零部件的加工精度有關(guān)。通常的做法是按經(jīng)濟(jì)精度來加工相關(guān)零、部件，而在裝配時(shí)則

15、采取一定的工藝措施（如選擇、修配或調(diào)整等措施）來保證裝配精度。2、保證機(jī)器或部件裝配精度的方法有哪幾種？正確答案是（ 1）互換裝配法：是在裝配過程中，零件互換后仍能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。（ 2）選擇裝配法：是將尺寸鏈中組成環(huán)的公差放大到經(jīng)濟(jì)可行的程度， 使零件可以比較經(jīng)濟(jì)地加工，然后選擇合適的零件進(jìn)行裝配，以保證裝配精度要求的方法。（3）修配裝配法：是在裝配時(shí)修去指定零件上預(yù)留的修配量以達(dá)到裝配精度的方法。（4）調(diào)整裝配法：是在裝配時(shí)用改變產(chǎn)品中可調(diào)整零件的相對(duì)位置或選用合適的調(diào)整件以達(dá)到裝配精度的方法。3、裝配尺寸鏈如何查找？什么是裝配尺寸鏈的最短路線原則？正確答案是（ 1）查明方法是

16、取封閉環(huán)兩端的那兩個(gè)零件為起點(diǎn)，沿著裝配精度要求的位置方向， 以裝配基準(zhǔn)面為聯(lián)系線索， 分別查明裝配關(guān)系中影響裝配精度要求的那些有關(guān)零件， 直至找到同一個(gè)基準(zhǔn)零件甚至是同一個(gè)基準(zhǔn)表面為止。 （2）最短路線原則是在結(jié)構(gòu)即定的條件下，組成裝配尺寸鏈的每個(gè)相關(guān)的零、部件只能有一個(gè)尺寸作為組成環(huán)列入裝配尺寸鏈，這樣組成環(huán)的數(shù)目就應(yīng)等于相關(guān)零、部件的數(shù)目，即一件一環(huán)。第 6 章思考題1、試分析下圖所示各零件加工所必須限制的自由度：a）在球上打盲孔b，保證尺寸h；b）在套筒零件上加工b 孔，要求與 d 孔垂直相交，且保證尺寸l；c）在軸上銑橫槽，保證槽寬b 以及尺寸h 和 l；d）在支座零件上銑槽，保證槽

17、寬b 和槽深 h 及與 4 分布孔的位置度。圖 1 加工零件2、齒輪毛坯在端面心軸上定位（心軸與孔為間隙配合）車削大端面，如圖2 所示。車削后發(fā)現(xiàn)大端面與孔同軸度超差，試分析其原因，并提出解決辦法。圖 2 端面心軸3、試分析圖示各定位方案中：a 各定位元件限制的自由度；b 判斷有無欠定位或過定位；c 對(duì)不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。a）車階梯軸小外圓及臺(tái)階端面；b）車外圓，保證外圓與內(nèi)孔同軸；c）鉆、鉸連桿小頭孔，要求保證與大頭孔軸線的距離及平行度，并與毛坯外圓同軸；d）在圓盤零件上鉆、鉸孔，要求與外圓同軸。圖 3 定位方案4、試分析圖示的夾緊方案是否合理？若有不合理之處，則應(yīng)如何改進(jìn)？a)

18、b) c) 圖 4 夾緊方案5、如圖銑平面保證h，已知兩圓的同軸度為0.1，其它已知條件見圖，試分析工序尺寸h的定位誤差。圖 5 銑平面的定位誤差分析6、如下圖所示，一批工件以圓孔(021. 0020)用心軸（007. 0020.020)定位，在立式銑床上用頂針頂住心軸銑槽。其)(6400016. 0h外圓、)(720021. 00h內(nèi)孔及兩端面均已加工合格，而且40h6 外圓對(duì) 20h7 內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)在0.02mm 之內(nèi)。今要保證銑槽的主要技術(shù)要求為：圖 6 銑槽的定位誤差分析（1）槽寬)(9120043.0hb；（2）槽距一端面尺寸為)(1220021.0h；（3）槽底位置尺寸為)(11

19、8.34016. 0h；（4）槽兩側(cè)面對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度不大于0.20 mm 。試分析其定位誤差對(duì)保證各項(xiàng)技術(shù)要求的影響。第六章答案1、a）必須限制、3 個(gè)自由度。b）必須限制、4 個(gè)自由度。c）必須限制、4 個(gè)自由度。d）必須限制、5 個(gè)自由度2、齒輪毛坯在端面心軸上定位（心軸與孔為間隙配合）車削大端面，如圖2-39 所示。車削后發(fā)現(xiàn)大端面與孔同軸度超差，試分析其原因，并提出解決辦法。bb20h12bbh7g62034.8h1140h612h9齒輪以孔及小端面定位，由于小端面與心軸端面成環(huán)形接觸，是 3 點(diǎn)定位；而心軸與孔配合，是 4 點(diǎn)定位，其中和（心軸軸向方向?yàn)閦 方向）被重復(fù)限制，屬過

20、定位。又夾緊力垂直于端面， 若孔與小端面存在垂直度誤差，則夾緊后會(huì)使孔軸線與心軸軸線不同軸。在這種情況下加工大端面，將會(huì)使大端面與孔軸線不垂直。解決辦法是在端面處加球面墊圈（圖2-40） 。3、a）a 三爪卡盤限制、4 個(gè)自由度；前、后頂尖限制、4 個(gè)自由度。 b 、4 個(gè)自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c 去掉三爪卡盤，改為撥盤 +雞心卡撥動(dòng)。b）a 圓柱面限制、4 個(gè)自由度；端面限制、3 個(gè)自由度。b、2 個(gè)自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c 在端面處加球面墊圈c）a 大平面限制、3 個(gè)自由度；圓柱銷限制、2 個(gè)自由度； v 形塊限制、2 個(gè)自由度。 b 自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c 將 v 形塊改為在方向浮動(dòng)的形式。d）a 大平面限制、3 個(gè)自由度；固定v 形塊限制、2 個(gè)自由