機械制造工藝學習題參考解答(部分)

機械制造工藝學習題參考解答（部分）第一章1－8何謂六點定位原理？何謂“欠定位”？何謂“過定位”？舉例說明之。答:P.16采用6個按一定規(guī)則布置的約束點，可以限制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位，稱為六點定位原理。（P.17圖1—12b））；根據(jù)工件加工面的位置、尺寸要求必須限制的自由度沒有得到全部限制，稱為欠定位，欠定位是不允許的。（P。21,圖1—16）同一個自由度被兩個或兩個以上約束點約束，稱為過定位（或稱定位干涉）。在一定條件下過定位是允許的。（P。21，圖1—17，P。22，圖1—18）1—9在圖示的加工工件中,試分別確定應限制的自由度。答：a）應限制、、5個自由度。底面1限制了、、，（用支承釘或平板）外圓2限制了、（用扁V形鐵，自動定心）（b）應限制全部6個自由度槽1（用短圓銷）限制,平面2（用支承釘）限制，外圓面3（用厚V形鐵）限制、、、（c）限制所有6個自由度平面1限制（三個支承釘或平板）、、平面2限制（用支承條）、,平面3限制（一個支承釘）。（d）應限制全部6個自由度。底面1限制（用支承板）、、，孔2限制（用短圓銷）、,外圓弧3限制（用扁V形鐵,可移動的）。10根據(jù)六點定位原理，分析各圖示定位方案，并判斷各定位元件分別限制了哪些自由度？答：（a）左端卡盤限制、，右端尾頂尖限制、、，共限制5個自由度；（b）左端頂尖限制、，右端滑動頂尖限制、，共限制5個自由度；（c）心軸+開口彈性套限制、、4個自由度；（d）左端圓錐銷限制、，右端滑動圓錐銷限制、，共限制5個自由度;（e）左側兩個短V形塊限制、、4個自由度，右側一個短V形塊限制、2個自由度，共限制6個自由度，完全定位；（f）底面兩塊長支撐板限制、、，側面下端兩個支撐釘限制、,側面上端菱形銷限制，共限制6個自由度，完全定位。第四章4—3簡述機械加工工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內容.答：P。12。優(yōu)質、高生產率、低成本、利用現(xiàn)有生產條件和減輕工人勞動強度；步驟與內容（10項標題,簡寫）。4-4試分析圖示零件有哪些結構工藝性問題并提出正確的改正意見。答：修改意見:（1）螺紋處有退刀槽、倒角；（2）兩處軸頸（Ra0.4）處有砂輪越程槽，并取一致的尺寸；（3）兩處鍵槽應在同一側面且尺寸（寬度）一致，一處（小端）可做成一頭通槽；（4）凡是裝配零件處端面（包括前螺紋端面）都應有倒角（共加四處）；（5）裝零件處應有軸向定位結構（加大直徑處的臺階）；少一處裝軸承的臺階；（6）兩端有頂尖孔。4—6試分別選擇圖示各零件的粗、精基準.答：（a）齒輪：（1）粗基準為外圓和左端面；（2）精基準是外圓和右端面；（3）以內孔、右端面為基準加工齒輪齒面。c）飛輪：（1）以不加工內面為粗基準。右端內孔及內段粗定位，加工小端外圓、端面等（2）加工后的小端外圓及端面為精基準，加工大端外圓等?！?在大批量生產條件下，加工一批直徑為mm,長度為58mm的光軸，其表面粗糙度Rav0.16卩m，材料為45鋼，試安排其加工路線.答：加工路線：車端面打中心孔粗車半精車熱處理粗磨精磨超精加工4-9圖1—95所示箱體零件，有兩種工藝安排如下：1）在加工中心上加工：粗、精銑底面；粗、精銑頂面;粗鏜、半精鏜、精鏜才80H7孔和工60H7孔；粗、精銑兩端面。2）在流水線上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗銑、精銑兩端面；粗鏜、半精鏜聲80H7孔和工60H7孔，留精鏜余量;粗刨、半精刨、精刨頂面;精鏜聲80H7孔和j560H7孔；精刨底面。試分別分析上述兩種工藝安排有無問題，若有問題請?zhí)岢龈倪M意見。答:（1）應粗精分開;（2）應精刨底面后再精鏜H7和H7孔。切訶圖1—96所示小軸系大量生產，毛坯為熱軋棒料，經過粗車、精車、淬火、粗磨、精磨后達到圖紙要求。現(xiàn)給出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表1—27。毛坯的尺寸公差為±1。5mm。試計算工序尺寸，標注工序尺寸公差，計算精磨工序的最大余量和最小余量.答：列表解：注：毛坯尺寸圓整為35；精磨工序的最大余量為（0。1+0。013）/2=0。0565mm，精磨工序的最小余量為（0。1-0.033）/2=0.0335mm41訓欲在某工件上加工072.5mm孔，其材料為45鋼，加工工序為：擴孔粗鏜孔；半精鏜、精鏜孔；精磨孔。已知各工序尺寸及公差如下：精磨—072.5mm;精鏜一071.8mm；半精鏜-070。5mm;粗鏜—068mm;擴孔一064mm；模鍛孔一059mm。試計算各工序加工余量及余量公差。答：列表解：余量公差=本道工序尺寸公差+上道工序尺寸公差4-1曠2。在圖1-97所示工件中，L]=70mm,L2=60mm,L3=20mm,L3不便直接測量，試重新給出測量尺寸,并標注該測量尺寸的公差.答：作尺寸鏈圖,L3為封閉環(huán)，Lx、L2為增環(huán)，L1為減環(huán)。列表解：解得Lx=（測量尺寸）.1圖4—74為某零件的一個視圖，圖中槽深為5mm,該尺寸不便直接測量，為檢驗槽深是否合格，可直二接測量哪些尺寸？試標出它們的尺寸及公差.答：（1）若測量L3，畫尺寸鏈圖，L0為封閉環(huán)，L2、L同為增環(huán)，L]'、L3（待求）為減環(huán)。列表解：

公稱尺寸ESEIL?！?50-0。05L同0+0。025—0。025-300-0。025L3（待求）-10+0.275+0?1i5+0.30測量尺寸L3=10（2）若測量L4,畫尺寸鏈圖，L0為封閉環(huán),L2為增環(huán),L4為減環(huán)。列表解:公稱尺寸ESEIL2900-0.1l4（待求）-85+0.3+0?1i5+0.30測量尺寸L4=854-16圖4-76所示小軸的部分工藝過程為:車外圓至030.5mm,銑鍵槽深度為H,熱處理，磨外圓至030mm.列表解：設磨后外圓與車后外圓的同軸度公差為00.05mm,求保證鍵槽深度為4mm的銑槽深度H。列表解：答：畫尺寸鏈圖,L0為封閉環(huán),H、L2為增環(huán)，J、L同為減環(huán)。公稱尺寸ESnEIH（待求）4.25+0.107+0.0175L1—15。25+0.050L同0+0.025—0.025L215+0。018+0。0075L04+0.20銑槽尺寸H==4。26754—17一批小軸其部分工藝過程為：車外圓至020。6mm,滲碳淬火，磨外圓至020mm。試計算保證淬火層深度為0。7?1。0mm的滲碳工序滲入深度t。答：畫尺寸鏈圖，L0為封閉環(huán),t、L2為增環(huán)，L1為減環(huán)。列表解：公稱尺寸ESEIt（待求）1.0+0。28+0.01L1—10.3+0.020L2100-0.01L00.7+0.30銑槽尺寸t=第二章1分析圖2-94所列定位方案：①指出各定位元件所限制的自由度；②判斷有無欠定位或過定位；③對不合理的定位方案提出改進意見.圖a）過三通管中心o打一孔，使孔軸線與管軸線ox、oz垂直相交；圖b）車外圓，保證外圓與內孔同軸；圖c）車階梯軸外圓；圖d）在圓盤零件上鉆孔，保證孔與外圓同軸；圖e）鉆鉸連桿零件小頭孔，保證小頭孔與大頭孔之間的距離及兩孔的平行度.答：a）合理，三個短V型塊各限制2個自由度，完全定位；b）合理,內孔長心軸限制、、、四個自由度，小端面限制自由度；c）過定位，左、右頂尖各限制3個自由度，左端卡盤（短）限制2個自由度，可將左端頂尖去除；d）合理，底面限制、、自由度，左端V型塊限制、自由度，右端V型塊起夾緊作用；過定位，底面限制、、自由度，左端圓柱銷、自由度，右端V型塊限制、自由度，向過定位。將右端V型塊改為沿x方向自由移動方式，僅定位.2—2分析圖2-95所列加工中零件必須限制的自由度,選擇定位基準和定位元件,并在圖中示意畫出；確定夾緊力作用點的位置和作用方向，并用規(guī)定的符號在圖中標出。圖a)過球心打一孔；圖b)加工齒輪坯兩端面，要求保證尺寸A及兩端面與內孔的垂直度；圖c)在小軸上銑槽，保證尺寸H和L；圖d)過軸心打通孔，保證尺寸L；圖e)在支座零件上加工兩通孔，保證尺寸A和H。答：(a)限制、2個自由度；限制、、、、5個自由度;(c)限制、、、、5個自由度；(d)限制、、、、5個自由度；限制、、、、、6個自由度。2—3圖2-96a所示套筒零件上銑鍵槽，要保證尺寸54mm及對稱度?，F(xiàn)有三種定位方案，分別如圖b、c、d所示.試計算三種不同定位方案的定位誤差，并從中選擇最優(yōu)方案(已知內孔與外圓的同軸度誤差不大于0.02mm)。答：方案(b)：對尺寸，0.0207對槽對稱度，方案(c)對尺寸，指定邊接觸(上母線)，=，式中為零件內孔公差，e為心軸與內孔的最小間隙。=0。085對槽對稱度，0方案(d)對尺寸，=0+0=0對槽對稱度，0+==0.05方案(b)最優(yōu)。2-4圖2—97所示齒輪坯，內孔和外圓已加工合格(d=80mm,D=35mm)，現(xiàn)在插床上用調整法加工內鍵槽，要求保證尺寸H=38.5mm.試分析采用圖示定位方法能否滿足加工要求(要求定位誤差不大于工件尺寸公差的1／3)?若不能滿足，應如何改進?(忽略外圓與內孔的同軸度誤差)答：===0。0707，兩者無關，=0。0832，定位方案不合理.用自定心V型塊，或提高外圓或內孔的加工精度。2-7指出圖2—100所示各定位、夾緊方案及結構設計中不正確的地方，并提出改進意見。答：(a)不合理，超定位，卡盤可夾得短一些；不合理，夾緊力位置方向破壞定位；不合理，水平方向過定位(右端V型塊可改為可水平移動)，夾緊力作用點在零件剛度差的位置；不合理，由于零件的尺寸誤差，容易造成鉆模版上的兩個固定夾緊點僅有一個起作用，沒有達到增加鉆模板剛度的目的，另外零件的誤差反映到鉆模套上，從而影響鉆孔精度。9圖2—102所示為一鉆斜孔鉆模，工件上斜孔的位置由尺寸A、B及角度a確定。若鉆模上工藝孔中心到定位面距離為H,試確定夾具上調整尺寸x的數(shù)值。答：—-Vr.第三章1車床床身導軌在垂直平面內及水平面內的直線度對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?答：導軌水平面內直線度影響，；導軌垂直平面內直線度影響，，對于車外圓，影響可忽略；3-3試分析在車床上加工時，產生下述誤差的原因：1）在車床上鏜孔時，引起被加工孔圓度誤差和圓柱度誤差。2）在車床三爪自定心卡盤上鏜孔時,引起內孔與外圓不同軸度；端面與外圓的不垂直度。答：（1）主軸軸線擺動、徑向跳動，或導軌不直、扭曲，或導軌與主軸軸線不平行；（2）三爪定心軸線與主軸回轉軸線不同軸，或主軸軸線軸向竄動，或中導軌與主軸軸線不垂直。3-4在車床上用兩頂尖裝夾工件車削細長軸時,出現(xiàn)圖3—80a、b、c所示誤差是什么原因，分別可采用什么辦法來減少或消除?答：（a）細長軸零件，剛度不夠，采用跟刀架等措施；（b）車床剛度不足，采用跟刀架等措施；（c）刀具磨損大,或導軌與主軸軸線不平行。3-6在磨削錐孔時，用檢驗錐度的塞規(guī)著色檢驗，發(fā)現(xiàn)只在塞規(guī)中部接觸或在塞規(guī)的兩端接觸（見圖3—82所示）。試分析造成誤差的各種因素.答：（a）主軸砂輪頭剛度不足，造成孔中間材料磨的多，兩端材料磨的少，塞規(guī)中部著色;（b）砂輪錐角不正確或導軌扳動的角度不正確，造成塞規(guī)端部著色;（c）砂輪回轉中心與工件回轉中心不等高。3—8設已知一工藝系統(tǒng)的誤差復映系數(shù)為0.25,工件在本工序前有橢圓度0。45mm,若本工序形狀精度規(guī)定允差0。01mm,問至少走刀幾次方能使形狀精度合格？答：不符合不符合符合，至少走三刀.3-10橫磨工件時（圖3-83），設橫向磨削力Fy=100N,主軸箱剛度Ktj=5000N/mm，尾座剛度Kwz=4000N/mm，加工工件尺寸如圖示，求加工后工件的錐度。答：設主軸箱支反力為，尾座支反力為零件錐度為：3-16車削一批軸的外圓，其尺寸為巾25±0。05mm,已知此工序的加工誤差分布曲線是正態(tài)分布，其標準差。=0。025mm,曲線的頂峰位置偏于公差帶中值的左側。試求零件的合格率，廢品率。工藝系統(tǒng)經過怎樣的調整可使廢品率降低？答:補充:曲線頂峰位置偏于公差帶中值的左側0.003mm.畫分布圖（略）計算，工藝能力不足，產生不合格品。合格率：調整尺寸分布中心與公差中心重合，減少背吃刀量:0。003/2=0。0015mm合格率：0.4772＊2=95。44％3-18有一批零件,其內孔尺寸為巾70mm,屬正態(tài)分布。試求尺寸在巾70mm之間的概率。答：設畫正態(tài)分布圖（略）尺寸在之間的概率為：3-19在自動機上加工一批尺寸為巾8±0。09mm的工件，機床調整完后試車50件，測得尺寸如下（表3—14）：試繪制分布曲線圖、直方圖，計算工序能力系數(shù)和廢品率，并分析誤差產生的原因。答：試件號42的尺寸改為7。928（1）找出最大值8.080,最小值7。795（2）數(shù)據(jù)分組8。080-7.895=0.185組數(shù)k取70。285組距為0.0475,取0.047，確定組界，計算頻數(shù)、頻率密度（3）畫直方圖，計算、S,用S來估計。（4）計算工藝能力系數(shù)、廢品率，并分析誤差產生原因。3—21在車床上加工一批工件的孔，經測量實際尺寸小于要求的尺寸而必須返修的工件數(shù)占22。4%,大于要求的尺寸而不能返修的工件數(shù)占1.4%，若孔的直徑公差T=0。2mm,整批工件尺寸服從正態(tài)分布,試確定該工序的標準差。，并判斷車刀的調整誤差是多少？答：轉化為合格率查表z1=2。2查表z2=0.74合格率：1—0。224—0.014=77。46%畫分布圖解得讓尺寸分布中心與尺寸公差帶中心重合，車刀調整誤差為0。05/2=0。025mm（偏大方向調）z1'=合格率：0。43＊2=0。86=86%-J-*Vr.第五章5-2裝配工藝規(guī)程包括哪些主要內容？經過哪些步驟制定的？答：P269—271頁。裝配工藝規(guī)程的主要內容：1）分析產品圖樣，劃分裝配單元，確定裝配方法.2）擬定裝配順序，劃分裝配工序。3）計算裝配時間定額.4）確定各工序裝配技術要求、質量檢查方法和檢查工具.5）確定裝配時零、部件的輸送方法及所需要的設備和工具.6）選擇和設計裝配過程中所需的工具、夾具和專用設備。制定裝配工藝規(guī)程的步驟：1）研究產品的裝配圖及驗收技術條件2）確定裝配方法與組織形式3）劃分裝配單元，確定裝配順序4）劃分裝配工序5）編制裝配工藝文件6）制定產品檢測與試驗規(guī)范5—6保證裝配精度的方法有哪幾種？各適用于什么裝配場合？答：P281頁。保證產品裝配精度的方法有：互換法、選擇法、修配法和調整法?；Q法適用場合：完全互換法多用于高精度的少環(huán)尺寸鏈或低精度的多環(huán)尺寸鏈的大批大量生產裝配中;大數(shù)互換法適用于大批大量生產，組成環(huán)較多，裝配精度要求又較高的場合。選擇法適用場合：裝配精度要求高,而組成環(huán)較少的成批或大批量生產。修配法適用場合：修配裝配法適用于單件小批生產中裝配那些組成環(huán)數(shù)較多而裝配精度又要求較高的機器結構.調整法適用場合：可動調整法和誤差抵消調整法應用于小批生產；固定調整法應用于大批量生產的場合。5—9何為裝配單元？為什么要把機器劃分成許多獨立裝配單元？答：P271—272頁。為縮短機器裝配周期，把機器分成若干獨立的裝配單元以便使許多裝配工作同時平行進行.是評定機器結構裝配性的重要指標。機器結構應能劃分成獨立的組件、部件等。首先按組件或部件分別進行裝配，然后進行總裝。獨立部件裝配完后，可專門進行部件試驗，合格后再送總裝。機器劃分成許多獨立裝配單元優(yōu)點：

（1）可組織平行裝配作業(yè)，縮短裝配周期，多廠協(xié)作；（2）部件調整與試驗,合格品進入總裝，減少整機裝配工作量，提高整機質量；（3）機器局部結構改進影響最小,便于機器改型設計,有利于產品改進與更新?lián)Q代;（4）有利于機器維修，方便大型重型機器的包裝、運輸.5-11設有一軸、孔配合，若軸的尺寸為080mm,孔的尺寸為080mm,試用完全互換法和大數(shù)互換法裝配,分別計算其封閉環(huán)公稱尺寸、公差和分布位置。答：裝配尺寸鏈如圖。A0為軸和孔裝配后的間隙，封閉環(huán)；A1軸,減環(huán)；A2孔，增環(huán)（1）完全互換法A0=A2—A1=80-80=0T01=T1+T2=0.1+0。2=0。3mm封閉環(huán)中間偏差封閉環(huán)上偏差封閉環(huán)