机械制造技术基础(第2版)第五章课后习题答案

精品文档 1欢迎下载 机械制造技术基础机械制造技术基础 部分习题参考解答部分习题参考解答 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计 5 15 1 什么是工艺过程 什么是工艺规程 答 工艺过程答 工艺过程 零件进行加工的过程叫工艺过程 零件进行加工的过程叫工艺过程 工艺规程工艺规程 记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程 工艺规程是依据科记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程 工艺规程是依据科 学理论 总结技术人员的实践经验制定出来的 学理论 总结技术人员的实践经验制定出来的 5 2 试简述工艺规程的设计原则 设计内容及设计步骤 5 3 拟定工艺路线需完成哪些工作 5 45 4 试简述粗 精基准的选择原则 为什么同一尺长方向上粗基准通常只允许 用一次 答 粗 精基准的选择原则详见教材答 粗 精基准的选择原则详见教材 P212 214P212 214 粗基准通常只允许用一次的原因是 粗基准一般是毛面 第一次作为基准加工的粗基准通常只允许用一次的原因是 粗基准一般是毛面 第一次作为基准加工的 表面 第二次再作基准势必会产生不必要的误差 表面 第二次再作基准势必会产生不必要的误差 5 55 5 加工习题 5 5 图所示零件 其粗 精基准应如何选择 标有符号的为加 工面 其余为非加工面 习题 5 5 图 a b c 所示零件要求内外圆同轴 端面与 孔轴线垂直 非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀 习题 5 5 图 d 所示零件毛坯 孔已铸出 要求孔加工余量尽可能均匀 习题 5 5 图 精品文档 2欢迎下载 解 按题目要求 粗 精基准选择如下图所示 解 按题目要求 粗 精基准选择如下图所示 5 65 6 为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行 答 机械加工过程一般要划分为粗加工阶段 半精加工阶段 精加工阶段和光整 加工阶段 其目的是保证零件加工质量 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理 有利于合理使用机床设备 5 7 试简述按工序集中原则 工序分散原则组织工艺过程的工艺特征 各用于 什么场合 5 85 8 什么是加工余量 工序余量和总余量 答 加工余量答 加工余量 毛坯上留作加工用的材料层 毛坯上留作加工用的材料层 工序余量工序余量 上道工序和本工序尺寸的差值 上道工序和本工序尺寸的差值 总余量总余量 某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值 某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值 5 9 试分析影响工序余量的因素 为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本 工序装夹误差和上工序制造公差的影响 5 105 10 习题 5 10 图所示尺寸链中 图中A0 B0 C0 D0是封闭环 哪些组成环 是增环 那些组成环是减环 精品文档 3欢迎下载 习题 5 10 图 解 如图解 如图 a a A A0 0是封闭环 是封闭环 A A1 1 A A2 2 A A4 4 A A5 5 A A7 7 A A8 8是增环 其余均为减环 是增环 其余均为减环 如图如图 b b 可以分解为两个尺寸链 蓝色 可以分解为两个尺寸链 蓝色 A A0 0是封闭环 是封闭环 A A1 1是增环 是增环 A A2 2 A A3 3是减环 粉是减环 粉 色 色 B B0 0是封闭环 是封闭环 B B1 1 B B2 2 B B3 3是增环 是增环 B B4 4是减环 是减环 如图如图 c c 可以分解为两个尺寸链 蓝色 可以分解为两个尺寸链 蓝色 C C0 0是封闭环 是封闭环 C C1 1是增环 是增环 C C2 2是减环 粉色 是减环 粉色 D D0 0是封闭环 是封闭环 D D1 1 D D2 2是增环 是增环 D D3 3是减环 是减环 5 115 11 试分析比较用极值法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异 同 答答 极值法尺寸链计算公式 考虑误差的最大 最小值 计算结果保证极值法尺寸链计算公式 考虑误差的最大 最小值 计算结果保证 100 100 合格 合格 优点是计算方法简单 直观 所以 在已知封闭环公差时 求得的组成环公差较小 优点是计算方法简单 直观 所以 在已知封闭环公差时 求得的组成环公差较小 缺点对组成环公差要求严 制造困难 加工成本较高 缺点对组成环公差要求严 制造困难 加工成本较高 而用统计法尺寸链计算公式 考虑误差的实际分布情况 按照概率统计原理进行而用统计法尺寸链计算公式 考虑误差的实际分布情况 按照概率统计原理进行 求解 其计算结果可以保证设定的合格率 求解 其计算结果可以保证设定的合格率 99 73 99 73 优点是当已知封闭环公差时 优点是当已知封闭环公差时 求得的组成环公差较大 降低了加工精度要求 生产成本较低 缺点是有少量不合格求得的组成环公差较大 降低了加工精度要求 生产成本较低 缺点是有少量不合格 品 品 注意此题改动较大 先前答案有误 注意此题改动较大 先前答案有误 5 125 12 习题 5 12 图 a 为一轴套零件图 习题 5 12 图 b 为车削工序简图 习题 5 12 图 c 给出了钻孔工序三种不同定位方案的工序简图 要求保证习题 5 12 图 a 所规 定的位置尺寸 10 0 1 mm 的要求 试分别计算工序尺寸A1 A2与A3的尺寸及公差 精品文档 4欢迎下载 为表达清晰起见 图中只标出了与计算工序尺寸A1 A2 A3有关的轴向尺寸 习题 5 12 图 解 解 方案一 定位基准与设计基准重合 方案一 定位基准与设计基准重合 A A1 1 10 0 1mm 10 0 1mm 方案二 尺寸链如左 方案二 尺寸链如左 封闭环为封闭环为A A0 0 A A2 2为增环 为增环 A A4 4为减环 为减环 A A2 2 8 10 18 8 10 18 T T0 0 0 2 0 2 T T4 4 0 05 0 05 T T2 2 T T0 0 T T4 4 0 15 0 15 由于由于ESES0 0 ESES2 2 EIEI4 4 所以 所以ESES2 2 ESES0 0 EIEI4 4 0 05 0 05 由于由于EIEI0 0 EIEI2 2 ESES4 4 所以 所以EIEI2 2 EIEI0 0 ESES4 4 0 1 0 1 所以 所以 mmmm 0 05 20 1 18A 方案三 方案三 尺寸链如左 尺寸链如左 封闭环为封闭环为A A0 0 A A5 5为增环 为增环 A A3 3 A A4 4为减环 为减环 A A3 3 38 8 10 20 38 8 10 20 由于由于T T0 0 T Ti i T T3 3 T T0 0 T T4 4 T T5 5 0 2 0 05 0 1 0 05 0 2 0 05 0 1 0 05 由于由于ESES0 0 ESES5 5 EIEI4 4 EIEI3 3 所以 所以EIEI3 3 ESES5 5 EIEI4 4 ESES0 0 0 0 05 0 1 0 05 0 0 05 0 1 0 05 由于由于EIEI0 0 EIEI5 5 ESES4 4 ESES3 3 所以 所以ESES3 3 EIEI5 5 ESES4 4 EIEI0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 所以 所以 mmmm 0 30 05 20A 5 135 13 习题 5 13 图为齿轮轴截面图 要求保证轴径尺寸和键槽深 0 024 0 008 28mm 精品文档 5欢迎下载 其工艺过程为 1 车外圆至 2 铣键槽槽深至尺寸H 3 0 16 0 4mmt 0 0 10 28mm 热处理 4 磨外圆至尺寸 试求工序尺寸H及其极限偏差 0 024 0 008 28mm 习题 5 13 图 解 如下图所示 实际尺寸链如解 如下图所示 实际尺寸链如 a a 图 求解尺寸链如图 求解尺寸链如 b b 图所示 其中图所示 其中 t t为封闭环 求解为封闭环 求解H H 00 0120 16 10 0520 0040 14 25 14 4AAt A A2 2和和H H为增环 为增环 A A1 1为减环 为减环 12 0 16 0 05 0 08 t TTT 由于由于可以得到 可以得到 ti TT 0 160 050 0080 102 H T 习题 5 13 图尺寸链 由于由于 所以 所以 H H 4 25 4 25 21 tAHA 由于由于 所以 所以 21tH ESESESEI 21 0 160 012 0 05 0 098 Ht ESESESEI 由于由于 所以 所以 21tH EIEIEIES 21 00 00400 004 Ht EIEIEIES 所以 所以 mmmm 验证 验证 T TH H 0 102 0 102 0 098 0 004 4 25H 5 145 14 加工习题 5 14 图所示零件有关端面 要求保证轴向尺寸 和mm 习题 5 14 图 b c 是加工上述有关端面的工序草图 00 0 10 3 50mm 25mm 4 0 0 5 试求工序尺寸A1 A2 A3及其极限偏差 精品文档 6欢迎下载 习题 5 14 图 解 如下图所示 解 如下图所示 0 10 1 50A A A2 2和和A A4 4 A A5 5两尺寸有关 两尺寸有关 其中 其中A A4 4为封闭环 则为封闭环 则 0 4 40 5A 0 50 3 25A A A2 2 30 30 T T2 2 0 4 0 3 0 1 0 4 0 3 0 1 ESES2 2 0 4 0 3 0 1 0 4 0 3 0 1 EIEI2 2 0 0 所以 所以 m m 0 1 20 30A A A3 3和和A A5 5 A A1 1两尺寸有关 其中两尺寸有关 其中A A5 5为封闭环 则为封闭环 则A A3 3 25 25 T T3 3 0 3 0 1 0 2 0 3 0 1 0 2 ESES3 3 0 1 0 3 0 2 0 1 0 3 0 2 EIEI3 3 0 0 0 0 0 0 所以 所以 0 2 30 25A 5 155 15 习题 5 15 图是终磨十字轴端面的工序草图 图 a 是磨端面A工位 它以 O1O1轴外圆面靠在平面支承上 限制自由度 以O2O2轴外圆支承在长 V 形块上限z 制自由度和x y转动 要求保证工序尺寸C 图 b 是磨端面B工位 要求保证 xy 图示工序尺寸 已知轴径 试求工序尺寸C及其极限偏差 0 0 02 24 98mmd 习题 5 15 图 精品文档 7欢迎下载 解 如上图尺寸链 解 如上图尺寸链 A A1 1为为 b b 图加工的图加工的O O1 1O O1 1的轴径的一半 的轴径的一半 A A2 2为对为对 0 10 01 12 49A 称度对尺寸称度对尺寸C C的影响 取一半 的影响 取一半 A A3 3为为 b b 图加工得到的外形高度的一半 图加工得到的外形高度的一半 0 05 20 0A 由于对称度为加工要求保证的位置公差 工序尺寸 由于对称度为加工要求保证的位置公差 工序尺寸C C直接影响对称直接影响对称 0 30 0175 53 98A 度 故取度 故取A A2 2为封闭环 则有 为封闭环 则有 公称尺寸 公称尺寸 C C A A1 1 A A2 2 A A3 3 66 47mm 66 47mm 公差公差 T T1 1 0 01 0 01 T T2 2 0 05 0 05 T T3 3 0 0175 0 0175 由于由于 T Ti i T T0 0 所以所以 T Tc c T T2 2 T T1 1 T T3 3 0 05 0 01 0 0175 0 0225 0 05 0 01 0 0175 0 0225 由于由于ESES2 2 ESESC C EIEI1 1 EIEI3 3 所以 所以ESESC C ESES2 2 EIEI1 1 EIEI3 3 0 05 0 01 0 0175 0 0225 0 05 0 01 0 0175 0 0225 由于由于EIEI2 2 EIEIC C ESES1 1 ESES3 3 所以 所以EIEIC C EIEI2 2 ESES1 1 ESES3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 所以 所以 0 0225 0 66 47C 5 165 16 什么是生产成本 工艺成本 什么是可变费用 不变费用 在市场经济条 件下 如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案 答 生产成本 工艺成本 可变费用 不变费用定义详见教材答 生产成本 工艺成本 可变费用 不变费用定义详见教材 p242p242 在市场经济条件下 产品的竞争除了功能 质量之外 就是价格的竞争 相同功在市场经济条件下 产品的竞争除了功能 质量之外 就是价格的竞争 相同功 能质量的产品 价格低才有较大的竞争能力 所以应想方设法降低生产成本及工艺成能质量的产品 价格低才有较大的竞争能力 所以应想方设法降低生产成本及工艺成 本 本 降低工艺成本的主要方法是增加生产批量 减少基本时间和辅助时间 减少准备降低工艺成本的主要方法是增加生产批量 减少基本时间和辅助时间 减少准备 终结时间 提高生产效率 终结时间 提高生产效率 5 17 试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义 5 18 应用 JLBM 1 分类编码系统为习题 5 18 图所示零件进行编码 并将其转换 为零件特征矩阵 精品文档 8欢迎下载 习题 5 18 图 5 19 试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤 5 20 在认真分析习题 5 20 图所示车床尾座装配关系的基础上 绘制车床尾座 部件的装配工艺系统图 标准件编号自定 5 215 21 什么是完全互换装配法 什么是统计互换装配法 试分析其异同 各适用 于什么场合 答 完全互换装配法答 完全互换装配法 采用极值法计算尺寸链 装配时各组成环不需要挑选或采用极值法计算尺寸链 装配时各组成环不需要挑选或 修配 就能达到装配精度要求的装配方法 修配 就能达到装配精度要求的装配方法 适用于大批大量或成批生产中装配组成环较少 装配精度要求不高的机器结构 适用于大批大量或成批生产中装配组成环较少 装配精度要求不高的机器结构 统计互换装配法统计互换装配法 采用统计法计算尺寸链 装配时各组成环不需要挑选或修配 采用统计法计算尺寸链 装配时各组成环不需要挑选或修配 就能保证绝大部分能够达到装配精度要求的装配方法 就能保证绝大部分能够达到装配精度要求的装配方法 适用于大批大量或成批生产中装配那些精度要求较高且组成环较多的机器结构 适用于大批大量或成批生产中装配那些精度要求较高且组成环较多的机器结构 两种方法相同点 装配方法相同 装配时不需要修配 拿来就装 两种方法相同点 装配方法相同 装配时不需要修配 拿来就装 不同之处 完全互换法对组成环公差要求较严 制造困难 加工成本高 装配合不同之处 完全互换法对组成环公差要求较严 制造困难 加工成本高 装配合 格率很高 统计互换法对组成环公差要求较不高 加工成本较低 但会出现少量不合格率很高 统计互换法对组成环公差要求较不高 加工成本较低 但会出现少量不合 格品 格品 5 225 22 由于轴孔配合 若轴径尺寸为 孔径尺寸为 设轴 0 0 10 80mm 0 20 0 80mm 径与孔径的尺寸均按正态分布 且尺寸分布中心与公差带中心重合 试用完全互换法 和统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极限偏差 解 尺寸链如上图所示 其中解 尺寸链如上图所示 其中A A1 1为孔的直径为孔的直径 A A2 2为轴的直径为轴的直径 0 2 10 80A 0 20 1 80A A A0 0为所求间隙 为封闭环 为所求间隙 为封闭环 按极值法求解 按极值法求解 A A0 0 0 0 ESES0 0 ESES1 1 EIEI2 2 0 2 0 1 0 3 0 2 0 1 0 3 EIEI0 0 EIEI1 1 ESES2 2 0 0 0 0 0 0 所以 所以 精品文档 9欢迎下载 mmmm T T0 0 0 3mm 0 3mm 0 3 00 0A 按概率法求解 按概率法求解 由于由于 由于组成环均符合正态分布 由于组成环均符合正态分布 222 0 1 0 1 m i i T Ak TA k 2 0 1 1 1 i kk 则则 2222 012 0 20 10 2236T ATATA 由于由于 e ei i 0 0 0 1 2 m iiii i eT A 111 2 0 20 20 1ESEI 所以 所以 222 2 0 0 1 20 05ESEI 012 0 1 0 05 0 15 mmmm 000 20 150 2236 20 2618EST A mmmm 000 20 150 2236 20 0382EIT A 所以 所以 mmmm 概率法得到的封闭环公差小于极值法计算得到的公差 概率法得到的封闭环公差小于极值法计算得到的公差 0 2618 00 0382 0A 5 235 23 习题 5 23 图所示减速器某轴结构的尺寸分别为 A1 40mm A2 36mm A3 4mm 要求装配后齿轮端部间隙A0保持在 0 10 0 25mm 范围内 如选用完全互换法装配 试确定A1 A2 A3的极限偏差 习题 5 23 图 习题 5 24 图 解 参照例题解 参照例题 5 45 4 p261 263p261 263 1 1 计算封闭环基本尺寸 计算封闭环基本尺寸 由于由于 A A0 0 A A1 1 A A2 2 A A3 3 40 36 4 0 40 36 4 0 mmmm 0 25 00 1 0A 2 2 计算封闭环公差 计算封闭环公差 T T0 0 0 25 0 1 0 15 0 25 0 1 0 15 3 3 确定各组成环的公差 首先按等公差法初步确定各组成环公差 确定各组成环的公差 首先按等公差法初步确定各组成环公差 T Ti iavr avr T T0 0 3 0 15 3 0 05mm 3 0 15 3 0 05mm 考虑到 考虑到 A3A3 容易加工 取容易加工 取 A3A3 为协调环 为协调环 则则 A1A1 和和 A2A2 在同一尺寸间隔 取在同一尺寸间隔 取 IT9IT9 级精度 级精度 T1 T2 0 062mmT1 T2 0 062mm 则则T T3 3 0 15 0 062 0 062 0 026mm 0 15 0 062 0 062 0 026mm 精品文档 10欢迎下载 4 4 确定各组成环极限偏差 确定各组成环极限偏差 按照对称原则 按照对称原则 mm 按入体原则 按入体原则 mm 0 20 062 36h936A 1 40js9400 031A 由于由于ESES0 0 ESES1 1 EIEI2 2 EIEI3 3 所以所以 EIEI3 3 ESES1 1 EIEI2 2 ESES0 0 0 031 0 062 0 25 0 157 0 031 0 062 0 25 0 157 由于由于EIEI0 0 EIE