機(jī)械制造工程學(xué)課后作業(yè)答案

1、部 分 解 答1.試畫(huà)出下圖所示切斷刀的正交平面參考系的標(biāo)注角度¥。、a。、Kr、K：、1s (要求標(biāo)出假定主運(yùn)動(dòng)方向vc、假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向 vf、基面R和切削平面Ps)3.如下圖所示，鏈孔時(shí)工件內(nèi)孔直徑為e50mm ,鍵刀的幾何角度為 <=10 :鼠=0： ao =8 1Kr =75 ：。若鏈刀在安裝時(shí)刀尖比工件中心高h(yuǎn)=1mm,試檢驗(yàn)鏈刀的工作后角uo。在背平面(切深剖面)P-P內(nèi):帶入數(shù)值，求得:tan 二 oetan(1 ° - % )cos scos( s 4)解答:代入(1)式求得：tanaoe =0.151 ,第二次作業(yè)部分答案：6 .試按下列條件選擇刀

2、具材料或編號(hào)。45鋼鍛件粗車；(C. YT5(P30) HT200 鑄件精車；(A. YG3X(K01)低速精車合金鋼蝸桿；(B. W18Cr4V )高速精車調(diào)質(zhì)鋼長(zhǎng)軸；(G. YT30(P01) 中速車削淬硬鋼軸；(D YN10(P05)加工冷硬鑄鐵。(F. YG6X(K10)A. YG3X(K01)B. W18Cr4VC. YT5(P30)D . YN10(P05)E. YG8(K30)F. YG6X(K10)G. YT30(P01)Kr、 、 口。)？7 .簡(jiǎn)要說(shuō)明車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)應(yīng)如何合理選擇刀具幾何角度(包括1) Kr :細(xì)長(zhǎng)軸剛性不足，取 90。；2) % :取正刃傾角。(05

3、6; )3) :剛性不足的情況下，前角應(yīng)取正值，并根據(jù)不同的材質(zhì)盡可能取較大的值4) ao :剛性不足的情況下，后角應(yīng)取正值，并根據(jù)不同的材質(zhì)盡可能取較小的值第四次作業(yè)部分解答：4 .在三臺(tái)車床上分別用兩頂尖安裝工件，如下圖所示，各加工一批細(xì)長(zhǎng)軸，加工后經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)1號(hào)車床產(chǎn)品出現(xiàn)腰鼓形，2號(hào)車床產(chǎn)品出現(xiàn)鞍形，3號(hào)車床產(chǎn)品出現(xiàn)錐形，試分析產(chǎn)生上述各種形狀誤差的主要原因。解答：（a）主要原因：工件剛性差，徑向力使工件產(chǎn)生變形，“讓刀”；誤差復(fù)映。（b）主要原因：工件回轉(zhuǎn)中心（前后頂尖）與走刀方向（導(dǎo)軌）不平行，如：兩頂尖在垂直方向不等高、機(jī)床導(dǎo)軌磨損等；工件剛性強(qiáng)，但床頭、尾座剛性差；誤差復(fù)映等。

4、主要原因：刀具的磨損；機(jī)床前后頂尖在水平方向偏移；誤差復(fù)映等。5 .在車床上車削一批小軸，經(jīng)測(cè)量實(shí)際尺寸大于要求的尺寸從而必須返修的小軸數(shù)占24%,小于要求的尺寸從而不能返修的小軸數(shù)占2%,若小軸的直徑公差 T = 0.16mm,整批工件的實(shí)際尺寸按正態(tài)分布，試確定該工序的均方差仃，并判斷車刀的調(diào)整誤差為多少？解答：已知：T=0.16 ,可修復(fù)廢品率 =24%=0.24 ,不可修復(fù)廢品率 =2%=0.02查表:za = 0.71zb = 2.05求出 0.0396、在自動(dòng)車床加工一批小軸，從中抽檢200件，若以0.01 mm為組距將該批工件按尺寸大小分組，所測(cè)數(shù)據(jù)如下尺寸間隔（mm零件數(shù)n i

5、尺寸間隔（mm零件數(shù)n i自到自到15.0115.02215.0815.095815.0215.03415.0915.102615.0315.04515.1015.111815.0415.05715.1115.12815.0515.061015.1215.13615.0615.072015.1315.14515.0715.082815.1415.153若圖紙的加工要求為4 15 £04mm,試求:繪制整批工件實(shí)際尺寸的分布曲線？計(jì)算合格率及廢品率？計(jì)算工藝能力系數(shù)，若該工序允許廢品率為3%問(wèn)工序精度能否滿足?解答：2(15.015-15.0832)222_2 (15.025 -15.

6、0832)2 4(15.145-15.0832)2 3)0.0240.14 加工要求：”15 -0.04 ,Xmin =14.96,Xmax =15.14公差帶中心:Xt =14.96 15.1415.05合格率=0.5+0.491=0.991=99.1%;廢品率=1-0.991=0.9%第五次作業(yè)部分答案3.切削加工時(shí)可以采用哪些措施減小加工表面粗糙度？答：減小表面粗糙度值的辦法有刀具幾何參數(shù)，工件材料和加工因素等方面。刀具方面：a減小主偏角，副偏角，增大刀尖圓弧半徑， 都可以降低殘留面積高度，減小表面粗糙度值。b適當(dāng)增大前角，可減小變形，有利于減小表面粗糙度值。c適當(dāng)增大后角，可減少刀具與

7、工件的摩擦和擠壓，有利于減小表面粗糙度值。d正值的刃傾角使切屑流向工件待加工表面，可以防止切屑拉毛已加工表面。e車刀刃磨后，進(jìn)行研磨，減小刀具的表面粗糙程度值，有利于減小表面粗糙度值。工件材料：塑性材料的塑性越大，切削變形越大，與刀具的粘接作用增加，表面粗糙度值增大。 利用物理方法對(duì)材料進(jìn)行退火、正火、時(shí)效、調(diào)質(zhì)等辦法能提高材料的力學(xué)性能，有利于減小表面粗糙 度值。加工因素：a進(jìn)給量影響殘留面積高度，進(jìn)給量減小，表面粗糙度值減小。b選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣?，避開(kāi)出現(xiàn)積屑瘤，有利于減小表面粗糙度值。c選用適當(dāng)?shù)娜榛?，增加?rùn)滑性能，減小刀具與工件的摩擦，有利于減小表面粗糙度值。第六次作業(yè)答案1 .圖示

8、零件，毛坯為 435mm棒料，批量生產(chǎn)時(shí)其機(jī)械加工工藝過(guò)程如下所述，試分析其工藝過(guò) 程的組成。機(jī)械加工工藝過(guò)程：在鋸床上下料；車一端面鉆中心孔；調(diào)頭，車另一端面鉆中心孔；將整批工件靠螺紋一邊都車至S0mm;調(diào)頭車削整批工件的 啊8mm外圓；車420mm外圓;在銃床上銃兩平面，轉(zhuǎn) 90二后銃另外兩平面；車螺紋、倒角。工序安裝工位工步1、下料2、車削211）車一端面2）鉆中心孔3）車另一端面4）鉆另一中心孔3、車螺紋端外圓至乾0mm111）車外圓4、車削中18mm外圓111）車外圓5、車螺紋端外圓至4320mm111）車外圓6、銃削平面121）銃兩平面2）銃另兩平面7、車螺紋111）車螺紋2）倒角

9、2 .圖示為在兩頂尖間加工小軸小端外圓及臺(tái)肩面2的工序圖，試分析臺(tái)肩面2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定為基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)均為 1面，基準(zhǔn)重合。3 .試分析說(shuō)明圖中各零件加工主要表面時(shí)定位基準(zhǔn)（粗、精）應(yīng)如何選擇？1）以180外圓為粗基準(zhǔn)，加工 60外圓及左側(cè)兩端面；2）以60外圓為精基準(zhǔn)，加工 180外圓、右側(cè)大端面以及 40內(nèi)孔，保證大端面與內(nèi)孔的垂直度要求；3）以內(nèi)孔為精基準(zhǔn)（心軸定位），加工180外圓、60外圓以及齒輪輪齒第七次作業(yè)答案:1,某鑄件箱體的主軸孔設(shè)計(jì)要求為* 180J6 （1黑8）,在成批生產(chǎn)中加工順序?yàn)椋捍宙?zhèn)一一半精鏈一一精鏈一一浮動(dòng)鏈，其各工序的加工余量和相

10、應(yīng)所達(dá)到的公差等級(jí)下表所示。試查閱有關(guān)手冊(cè)計(jì)算出各工序的基本尺寸和各工序尺寸及偏差，填入表內(nèi)。工序名稱工序余量mm工序所能達(dá)到 公差等級(jí)工序基本尺寸工序尺寸及 偏差浮動(dòng)鍵孔0.2IT6180精鏈孔0.6IT7 179.8半精鏈孔3.2IT9 179.2粗鏈孔6IT11176總余量10IT161702、在成批生產(chǎn)的條件下，加工下圖所示零件，其工藝路線如下：粗、精刨底面；粗、精刨頂面；在臥式鏈床上鏈孔。i粗鏈、半精鏈、精鏈孔；ii將工作臺(tái)準(zhǔn)確地移動(dòng) （80±0.03）mm后粗鏈、半精鏈、精鏈 60H7孔。試分析上述工藝路線有何不合理之處，并提出改進(jìn)方案。解答：不合理之處：不符合粗精分開(kāi)的

11、原則。改進(jìn)后的方案： 粗刨底面；粗刨頂面；粗鏈80孔；粗鏈60孔；精刨底面；精刨頂面；半精鏈80孔、60孔；精鏈80孔、60孔；3、如下圖所示為被加工零件，要求保證尺寸6± 0.1mm。由于該尺寸不便測(cè)量，只好通過(guò)測(cè)量尺寸L來(lái)間接保證。試求測(cè)量尺寸L及其上、下偏差，并分析有無(wú)假?gòu)U品現(xiàn)象存在？解答：尺寸鏈如圖所示。封閉環(huán)：L0=60.1增環(huán)：L減環(huán)：L2 = 36 _0.05ESL = ESL。- ESLi EIL 2 = -0.01檢驗(yàn)中如果L尺寸超差，可能出現(xiàn)假?gòu)U品現(xiàn)象。此 時(shí)應(yīng)同時(shí)檢驗(yàn)Li、L2尺寸，如果有超差，則為廢品。4、下圖所示為軸套零件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及各面，

12、現(xiàn)許在銃床上銃出右端槽， 并保證尺寸50a.06mm及26 ±0.2mm,求試切調(diào)刀時(shí)的度量尺寸H、A及其上下偏差。解答：尺寸鏈1如下圖所示,封閉環(huán)：26 _ 0.2依據(jù)尺寸鏈公式可求出：A = 6 010.05*"fA4-尺寸鏈2如右圖所示封閉環(huán)：500.06依據(jù)尺寸鏈公式可求出：H = 25才020 .065.下圖所示為箱體零件（圖中只標(biāo)注了有關(guān)尺寸），試分析計(jì)算： 若孔Oi、O2分別都以M面為基準(zhǔn)鍵孔時(shí)，試標(biāo)注兩鏈孔工序的工序尺寸； 檢驗(yàn)孔距時(shí)，因（80 ±0.08）mm不便于測(cè)量，故選測(cè)量尺寸A1,試求工序尺寸 A1及其上下偏差； 若實(shí)測(cè)尺寸 a超差了，能

13、否直接判斷該零件為廢品？解答：（1）以M為基準(zhǔn)鍵孔，工序尺寸 Li、L2如右圖所示，尺寸鏈如右中圖所示。封閉環(huán):L0 =80 0.08反計(jì)算求L1、L2取:TL1 =0.1TL2 =0.06Li 為協(xié)調(diào)環(huán)，l2 =50 ±0.03求出：L1 =130 0.05（2）尺寸鏈如右下圖所示。封閉環(huán)：A0 =80一0.08L 0L2增環(huán)：A2 =A3 = 2000.0175求出：Ai =40微5第八次作業(yè)答案：1.如圖所示為被加工零件 （僅注有關(guān)尺寸），其工藝過(guò)程如下：A2AiAoA3工序1 :銃上下兩端面至尺寸 A1 = 25端0 mm；工序2 :鉆孔d,銃沉孔D至深A(yù)2；工序3 :磨頂面

14、至零件尺寸要求；（255 , 1000.24）試確定工序尺寸 A2及磨削余量Z。解答：計(jì)算A2,提取右圖尺寸鏈。其中：封閉環(huán)Ao = 1000.24增環(huán)：A2, A3 = 25 0.18減環(huán)：Ai = 25 .0.ioIr j I , r r rA彳 C 并.35根據(jù)極值法公式，求山： A2 - 10 .0.23計(jì)算Z,提取右圖尺寸鏈。0.24其中：封閉環(huán)A0 =1000.35培環(huán)：A2 =1040.23,減環(huán)：Z0.23根據(jù)極值法公式，求出：Z - 040.11 ,Zmin=0.112.下圖（a）所示為軸套零件簡(jiǎn)圖（圖中只標(biāo)注了有關(guān)的軸向尺寸），按工廠資料，其工藝過(guò)程 的部分工序如圖（b）所

15、示：工序V,精車小端外圓、端面及臺(tái)肩；工序VI,鉆孔；工序即，熱 處理；工序皿，磨孔及底面；工序IX,磨小端外圓及肩面。試求工序尺寸A、B及其偏差。解答：分析工藝過(guò)程，0 3尺寸A0 =5.5 ±0.3及B0 = 2300分別為某尺寸鏈封閉環(huán)。加工過(guò)程如右圖所示，提取尺寸鏈（1）0 3尺寸鏈（1）中：Bo =23。為封閉環(huán)。增環(huán)：C2 =2600.1 , C3 =2600.1減環(huán)：B根據(jù)極值法公式，求得：B = 29%. 1C3提取尺寸鏈（2）,其中：封閉環(huán)：A0 =5.5 0.3增環(huán)：C1 =5.2±0.1 , C3 =26,1 , A減環(huán)：B=291.1(2)根據(jù)極值法

16、公式,0求得：A = 3.3_0.23.某零件的加工路線如圖所示：工序I,粗車小端外圓、軸肩及端面；工序n,車大端外圓及 端面；工序田，精車小端外圓、軸肩及端面。試校核工序出精車小端外圓端面的余量是否合適？若余量不夠應(yīng)如何改進(jìn)？最小余量須0解答：提取尺寸鏈（1）2001 Z5-<m/。巧提取尺寸鏈（2） , Z 4為封閉環(huán)。Z4min = 一0.1，不合理?！?、（1）改進(jìn)：將尺寸52& n53 _0.54.圖（a）所示為某零件簡(jiǎn)圖，其部分工序如圖（b）、標(biāo)注的工序尺寸及偏差是否正確？如不正確應(yīng)如何改正？Z3d2000.1Z5行0需校核工序上所解答:如右圖所示，A1=100l0.4

17、, A2 = 1000.1, A3 =4000.3分析工藝過(guò)程,尺寸 Ai =10004及 A3 =40003分別為某尺寸鏈封閉環(huán)。分析加工過(guò)程，提取尺寸鏈（1）尺寸鏈（1）中：封閉環(huán)：A3 - A30 - 40 .0.3增環(huán)：A31 =40.300.1, A22 =1000.1減環(huán)：A21 =10.400.2按照尺寸鏈要求，A30 = A31 + A22 - A21 ,需修改公稱尺寸，將A21 =10.4改為A21 =丁 TA30 =0.3 ,按照反計(jì)算，?。?TA31二取A21為協(xié)調(diào)環(huán)，按照入體原則，取：A22由尺寸鏈公式，求出：A21 = 10.300.1分析加工過(guò)程，提取尺寸鏈（2）尺

18、寸鏈（2）中：52型Zi但是：40 : 40.3 10 -10.410.3TA22 =TA21 =0.1二10工，A31 = 40.300.1A33Ail4» V-迎 A21 A31Z5為封閉環(huán)。封閉環(huán)：Ai = Ai。= 10004增環(huán)：A31 =40.300.1, A22 =10110.10減環(huán)：A21 = 10.30 , A33 - 30 _0.3 顯然，A33尺寸不合理，現(xiàn)以 A33為協(xié)調(diào)環(huán)，按尺寸鏈公式求出:第九次作業(yè)答案1 .應(yīng)用夾緊力的確定原則，分析下圖所示夾緊方案，指出不妥之處并加以改正2 .根據(jù)六點(diǎn)定位原理，分析下圖所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度解答:(a

19、)雙頂尖部分定位，消除5個(gè)自由度，即：X、Y、Z、Y、Z(b)部分定位，消除(c)部分定位，消除(d)長(zhǎng)銷小平面組合(e)完全定位，消除(f)部分定位，消除5個(gè)自由度,即:4個(gè)自由度,即: 部分定位，消除6個(gè)自由度,即:5個(gè)自由度,即:X、Y、Z、Y、I IY、Z、Y、Z5個(gè)自由度,即:X、Y、Z、X、X、Y、Z、X、ZX、Y、Z、Y、ZY ZY3 .根據(jù)六點(diǎn)定位原理，分析下圖所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。如果屬于過(guò)定位或欠定位，請(qǐng)指出可能出現(xiàn)什么不良后果，并提出改進(jìn)方案。解答：(a) Y、Z兩個(gè)自由度過(guò)定位，改進(jìn)：(1)改為雙頂尖定位，或(2)三爪 卡盤夾持部分縮短。(b)短圓銷

20、大平面限制X Y Z X> Y 5個(gè)自由度，V型塊限制Z、Z兩個(gè)自由度過(guò)定位，但彈性支撐的 V型塊，釋放了 Z方向自由度。所以，屬完全定 位。(c)部分定位，消除5個(gè)自由度。4 .如下圖所示，工件以A、B面定位加工孔410H7,試計(jì)算尺寸(12±0.1)mm和(30±0.1)mm 的定位誤差。40*解答：對(duì)于尺寸(30±0.1)mm：對(duì)于尺寸(12±0.1)mm：5 . 一批工件如下圖所示，以圓孔420H 7(產(chǎn)21)mm用芯軸420g6d.020)mm定位，在立式銃床上用頂尖頂住芯軸銃槽。其中外圓*40h6( °0.016) mm、42

21、0H 7內(nèi)孔及兩端面均已加工合格，外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向跳動(dòng)在0.02mm之內(nèi)。要保證銃槽的主要技術(shù)要求為：槽寬b為12h9(1.。必)；槽距端面尺寸為 20h12 (：21); .M槽底位置尺寸為34.8h11(116 )； .槽兩側(cè)對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度公差為0.1mm。試分析其定位誤差對(duì)保證各項(xiàng)技術(shù)要求的影響。解答：(1)槽寬b：由刀具決定槽寬的尺寸精度，定位誤差對(duì)此項(xiàng)精度沒(méi)有影響。(2)槽距端面尺寸：基準(zhǔn)重合。 D = 011d = y b (0.021 0.013 0.02)0.016(3)槽底位置尺寸：221= 0.0350.1631 1(4)槽兩側(cè)對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度公差：AD =父0.02

22、 = 0.01<-><0.12 3第十次作業(yè)答案1、有一批工件，如下圖(a)所示。采用鉆模夾具鉆削工件上 帕mm (O)和帕mm (Q)兩孔，除保證圖紙要求外，還要求保證兩孔連心線通過(guò) e60_0).1mm 的軸線，其對(duì)稱度公差為0.08mm?，F(xiàn)采用圖(b)、(c)、(d)所示三種定位 方案，若定位誤差不得大于工序公差的 1/2。試問(wèn)這三種定位方案是否都可行？(« =90 二)解答：(b)圖：對(duì)于 Q孔，品之二工+四二1-#01ft。.121<00.2522 sin 45222 sin 一2對(duì)于o孔，aD1 =d +Td0.10.10.121>1x0 1

23、22sin 22 sin 45222對(duì)于O孔，Adi(c)圖：對(duì)于Q孔，AD2TdTd0.10.10 0211 01.a22 sin 45222sin 一2TdTd0.10.11一 -'0.021< x 0 25_ a22 sin 45222 sin 一2(d)圖：D1 = ： D2 = - = - = 0.0522通過(guò)中心的偏移量：d =Td- 00.10.071 - 0.082sin，2sin 4522綜上：只有b方案可行。2.如下圖所示，在工件上銃一鍵槽，其要求見(jiàn)圖示，試計(jì)算各方案在尺寸45，mm及槽寬對(duì)稱度方面的定位誤差，并分析哪種定位方案正確?解答：(b)圖，對(duì)尺寸45

24、:111D45 - Y b(0.021 0.013 0.1) 0.025 =0.0795 0.2223對(duì)稱度： D對(duì)稱011(c)圖，對(duì)尺寸 45: Ad45 =3Y +AB =0+M 0.025 =0.0125 < M 0.2 2311對(duì)稱度：Ad對(duì)稱=m 0.1 =0.05 AT對(duì)稱，T對(duì)稱=0.05231 (d)圖，對(duì)尺寸 45： D45=0<1M0.23 111對(duì)稱度：Ad對(duì)稱=-x 0.025 +-x0.1 =0.0625 >T對(duì)稱，T對(duì)稱=0.05223一 ，一，1(e)圖，對(duì)尺寸 45: Ad45 =0 <1x0.231 1對(duì)稱度：量對(duì)稱=-M 0.1 =0.05 aT對(duì)稱,T對(duì)稱=0.052 311(f)圖，對(duì)尺寸 45: Ad45 =Y +B =0+M0.025 =0.0125 < M0.2231 1對(duì)稱度：Ad對(duì)稱=m 0.1 =0.05 AT對(duì)稱,T對(duì)稱=0.052 3各定位方案均不能滿足要求。3 .在軸上銃一平面，工件定位方案如下圖所示，試求尺寸A的定位誤差解答:4 .下圖所示為某銃鍵槽工序的加工要求：鍵寬 8l.1