机械制造工程学课后作业答案

1、部 分 解 答1.试画出下图所示切断刀的正交平面参考系的标注角度¥。、a。、Kr、K：、1s (要求标出假定主运动方向vc、假定进给运动方向 vf、基面R和切削平面Ps)3.如下图所示，链孔时工件内孔直径为e50mm ,键刀的几何角度为 <=10 :鼠=0： ao =8 1Kr =75 ：。若链刀在安装时刀尖比工件中心高h=1mm,试检验链刀的工作后角uo。在背平面(切深剖面)P-P内:带入数值，求得:tan 二 oetan(1 ° - % )cos scos( s 4)解答:代入(1)式求得：tanaoe =0.151 ,第二次作业部分答案：6 .试按下列条件选择刀

2、具材料或编号。45钢锻件粗车；(C. YT5(P30) HT200 铸件精车；(A. YG3X(K01)低速精车合金钢蜗杆；(B. W18Cr4V )高速精车调质钢长轴；(G. YT30(P01) 中速车削淬硬钢轴；(D YN10(P05)加工冷硬铸铁。(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 .简要说明车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度(包括1) Kr :细长轴刚性不足，取 90。；2) % :取正刃倾角。(05

3、6; )3) :刚性不足的情况下，前角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较大的值4) ao :刚性不足的情况下，后角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较小的值第四次作业部分解答：4 .在三台车床上分别用两顶尖安装工件，如下图所示，各加工一批细长轴，加工后经测量发现1号车床产品出现腰鼓形，2号车床产品出现鞍形，3号车床产品出现锥形，试分析产生上述各种形状误差的主要原因。解答：（a）主要原因：工件刚性差，径向力使工件产生变形，“让刀”；误差复映。（b）主要原因：工件回转中心（前后顶尖）与走刀方向（导轨）不平行，如：两顶尖在垂直方向不等高、机床导轨磨损等；工件刚性强，但床头、尾座刚性差；误差复映等。

4、主要原因：刀具的磨损；机床前后顶尖在水平方向偏移；误差复映等。5 .在车床上车削一批小轴，经测量实际尺寸大于要求的尺寸从而必须返修的小轴数占24%,小于要求的尺寸从而不能返修的小轴数占2%,若小轴的直径公差 T = 0.16mm,整批工件的实际尺寸按正态分布，试确定该工序的均方差仃，并判断车刀的调整误差为多少？解答：已知：T=0.16 ,可修复废品率 =24%=0.24 ,不可修复废品率 =2%=0.02查表:za = 0.71zb = 2.05求出 0.0396、在自动车床加工一批小轴，从中抽检200件，若以0.01 mm为组距将该批工件按尺寸大小分组，所测数据如下尺寸间隔（mm零件数n i

5、尺寸间隔（mm零件数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若图纸的加工要求为4 15 £04mm,试求:绘制整批工件实际尺寸的分布曲线？计算合格率及废品率？计算工艺能力系数，若该工序允许废品率为3%问工序精度能否满足?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公差带中心:Xt =14.96 15.1415.05合格率=0.5+0.491=0.991=99.1%;废品率=1-0.991=0.9%第五次作业部分答案3.切削加工时可以采用哪些措施减小加工表面粗糙度？答：减小表面粗糙度值的办法有刀具几何参数，工件材料和加工因素等方面。刀具方面：a减小主偏角，副偏角，增大刀尖圆弧半径， 都可以降低残留面积高度，减小表面粗糙度值。b适当增大前角，可减小变形，有利于减小表面粗糙度值。c适当增大后角，可减少刀具与

7、工件的摩擦和挤压，有利于减小表面粗糙度值。d正值的刃倾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车刀刃磨后，进行研磨，减小刀具的表面粗糙程度值，有利于减小表面粗糙度值。工件材料：塑性材料的塑性越大，切削变形越大，与刀具的粘接作用增加，表面粗糙度值增大。 利用物理方法对材料进行退火、正火、时效、调质等办法能提高材料的力学性能，有利于减小表面粗糙 度值。加工因素：a进给量影响残留面积高度，进给量减小，表面粗糙度值减小。b选择适当的切削速度，避开出现积屑瘤，有利于减小表面粗糙度值。c选用适当的乳化液，增加润滑性能，减小刀具与工件的摩擦，有利于减小表面粗糙度值。第六次作业答案1 .图示

8、零件，毛坯为 435mm棒料，批量生产时其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过 程的组成。机械加工工艺过程：在锯床上下料；车一端面钻中心孔；调头，车另一端面钻中心孔；将整批工件靠螺纹一边都车至S0mm;调头车削整批工件的 啊8mm外圆；车420mm外圆;在铳床上铳两平面，转 90二后铳另外两平面；车螺纹、倒角。工序安装工位工步1、下料2、车削211）车一端面2）钻中心孔3）车另一端面4）钻另一中心孔3、车螺纹端外圆至乾0mm111）车外圆4、车削中18mm外圆111）车外圆5、车螺纹端外圆至4320mm111）车外圆6、铳削平面121）铳两平面2）铳另两平面7、车螺纹111）车螺纹2）倒角

9、2 .图示为在两顶尖间加工小轴小端外圆及台肩面2的工序图，试分析台肩面2的设计基准、定位基准及测量基准。设计基准、定为基准、测量基准均为 1面，基准重合。3 .试分析说明图中各零件加工主要表面时定位基准（粗、精）应如何选择？1）以180外圆为粗基准，加工 60外圆及左侧两端面；2）以60外圆为精基准，加工 180外圆、右侧大端面以及 40内孔，保证大端面与内孔的垂直度要求；3）以内孔为精基准（心轴定位），加工180外圆、60外圆以及齿轮轮齿第七次作业答案:1,某铸件箱体的主轴孔设计要求为* 180J6 （1黑8）,在成批生产中加工顺序为：粗镇一一半精链一一精链一一浮动链，其各工序的加工余量和相

10、应所达到的公差等级下表所示。试查阅有关手册计算出各工序的基本尺寸和各工序尺寸及偏差，填入表内。工序名称工序余量mm工序所能达到 公差等级工序基本尺寸工序尺寸及 偏差浮动键孔0.2IT6180精链孔0.6IT7 179.8半精链孔3.2IT9 179.2粗链孔6IT11176总余量10IT161702、在成批生产的条件下，加工下图所示零件，其工艺路线如下：粗、精刨底面；粗、精刨顶面；在卧式链床上链孔。i粗链、半精链、精链孔；ii将工作台准确地移动 （80±0.03）mm后粗链、半精链、精链 60H7孔。试分析上述工艺路线有何不合理之处，并提出改进方案。解答：不合理之处：不符合粗精分开的

11、原则。改进后的方案： 粗刨底面；粗刨顶面；粗链80孔；粗链60孔；精刨底面；精刨顶面；半精链80孔、60孔；精链80孔、60孔；3、如下图所示为被加工零件，要求保证尺寸6± 0.1mm。由于该尺寸不便测量，只好通过测量尺寸L来间接保证。试求测量尺寸L及其上、下偏差，并分析有无假废品现象存在？解答：尺寸链如图所示。封闭环：L0=60.1增环：L减环：L2 = 36 _0.05ESL = ESL。- ESLi EIL 2 = -0.01检验中如果L尺寸超差，可能出现假废品现象。此 时应同时检验Li、L2尺寸，如果有超差，则为废品。4、下图所示为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，

12、现许在铳床上铳出右端槽， 并保证尺寸50a.06mm及26 ±0.2mm,求试切调刀时的度量尺寸H、A及其上下偏差。解答：尺寸链1如下图所示,封闭环：26 _ 0.2依据尺寸链公式可求出：A = 6 010.05*"fA4-尺寸链2如右图所示封闭环：500.06依据尺寸链公式可求出：H = 25才020 .065.下图所示为箱体零件（图中只标注了有关尺寸），试分析计算： 若孔Oi、O2分别都以M面为基准键孔时，试标注两链孔工序的工序尺寸； 检验孔距时，因（80 ±0.08）mm不便于测量，故选测量尺寸A1,试求工序尺寸 A1及其上下偏差； 若实测尺寸 a超差了，能

13、否直接判断该零件为废品？解答：（1）以M为基准键孔，工序尺寸 Li、L2如右图所示，尺寸链如右中图所示。封闭环:L0 =80 0.08反计算求L1、L2取:TL1 =0.1TL2 =0.06Li 为协调环，l2 =50 ±0.03求出：L1 =130 0.05（2）尺寸链如右下图所示。封闭环：A0 =80一0.08L 0L2增环：A2 =A3 = 2000.0175求出：Ai =40微5第八次作业答案：1.如图所示为被加工零件 （仅注有关尺寸），其工艺过程如下：A2AiAoA3工序1 :铳上下两端面至尺寸 A1 = 25端0 mm；工序2 :钻孔d,铳沉孔D至深A2；工序3 :磨顶面

14、至零件尺寸要求；（255 , 1000.24）试确定工序尺寸 A2及磨削余量Z。解答：计算A2,提取右图尺寸链。其中：封闭环Ao = 1000.24增环：A2, A3 = 25 0.18减环：Ai = 25 .0.ioIr j I , r r rA彳 C 并.35根据极值法公式，求山： A2 - 10 .0.23计算Z,提取右图尺寸链。0.24其中：封闭环A0 =1000.35培环：A2 =1040.23,减环：Z0.23根据极值法公式，求出：Z - 040.11 ,Zmin=0.112.下图（a）所示为轴套零件简图（图中只标注了有关的轴向尺寸），按工厂资料，其工艺过程 的部分工序如图（b）所

15、示：工序V,精车小端外圆、端面及台肩；工序VI,钻孔；工序即，热 处理；工序皿，磨孔及底面；工序IX,磨小端外圆及肩面。试求工序尺寸A、B及其偏差。解答：分析工艺过程，0 3尺寸A0 =5.5 ±0.3及B0 = 2300分别为某尺寸链封闭环。加工过程如右图所示，提取尺寸链（1）0 3尺寸链（1）中：Bo =23。为封闭环。增环：C2 =2600.1 , C3 =2600.1减环：B根据极值法公式，求得：B = 29%. 1C3提取尺寸链（2）,其中：封闭环：A0 =5.5 0.3增环：C1 =5.2±0.1 , C3 =26,1 , A减环：B=291.1(2)根据极值法

16、公式,0求得：A = 3.3_0.23.某零件的加工路线如图所示：工序I,粗车小端外圆、轴肩及端面；工序n,车大端外圆及 端面；工序田，精车小端外圆、轴肩及端面。试校核工序出精车小端外圆端面的余量是否合适？若余量不够应如何改进？最小余量须0解答：提取尺寸链（1）2001 Z5-<m/。巧提取尺寸链（2） , Z 4为封闭环。Z4min = 一0.1，不合理。“、（1）改进：将尺寸52& n53 _0.54.图（a）所示为某零件简图，其部分工序如图（b）、标注的工序尺寸及偏差是否正确？如不正确应如何改正？Z3d2000.1Z5行0需校核工序上所解答:如右图所示，A1=100l0.4

17、, A2 = 1000.1, A3 =4000.3分析工艺过程,尺寸 Ai =10004及 A3 =40003分别为某尺寸链封闭环。分析加工过程，提取尺寸链（1）尺寸链（1）中：封闭环：A3 - A30 - 40 .0.3增环：A31 =40.300.1, A22 =1000.1减环：A21 =10.400.2按照尺寸链要求，A30 = A31 + A22 - A21 ,需修改公称尺寸，将A21 =10.4改为A21 =丁 TA30 =0.3 ,按照反计算，取： TA31二取A21为协调环，按照入体原则，取：A22由尺寸链公式，求出：A21 = 10.300.1分析加工过程，提取尺寸链（2）尺

18、寸链（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为封闭环。封闭环：Ai = Ai。= 10004增环：A31 =40.300.1, A22 =10110.10减环：A21 = 10.30 , A33 - 30 _0.3 显然，A33尺寸不合理，现以 A33为协调环，按尺寸链公式求出:第九次作业答案1 .应用夹紧力的确定原则，分析下图所示夹紧方案，指出不妥之处并加以改正2 .根据六点定位原理，分析下图所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度解答:(a

19、)双顶尖部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、Y、Z(b)部分定位，消除(c)部分定位，消除(d)长销小平面组合(e)完全定位，消除(f)部分定位，消除5个自由度,即:4个自由度,即: 部分定位，消除6个自由度,即:5个自由度,即:X、Y、Z、Y、I IY、Z、Y、Z5个自由度,即:X、Y、Z、X、X、Y、Z、X、ZX、Y、Z、Y、ZY ZY3 .根据六点定位原理，分析下图所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。如果属于过定位或欠定位，请指出可能出现什么不良后果，并提出改进方案。解答：(a) Y、Z两个自由度过定位，改进：(1)改为双顶尖定位，或(2)三爪 卡盘夹持部分缩短。(b)短圆销

20、大平面限制X Y Z X> Y 5个自由度，V型块限制Z、Z两个自由度过定位，但弹性支撑的 V型块，释放了 Z方向自由度。所以，属完全定 位。(c)部分定位，消除5个自由度。4 .如下图所示，工件以A、B面定位加工孔410H7,试计算尺寸(12±0.1)mm和(30±0.1)mm 的定位误差。40*解答：对于尺寸(30±0.1)mm：对于尺寸(12±0.1)mm：5 . 一批工件如下图所示，以圆孔420H 7(产21)mm用芯轴420g6d.020)mm定位，在立式铳床上用顶尖顶住芯轴铳槽。其中外圆*40h6( °0.016) mm、42

21、0H 7内孔及两端面均已加工合格，外圆对内孔的径向跳动在0.02mm之内。要保证铳槽的主要技术要求为：槽宽b为12h9(1.。必)；槽距端面尺寸为 20h12 (：21); .M槽底位置尺寸为34.8h11(116 )； .槽两侧对外圆轴线的对称度公差为0.1mm。试分析其定位误差对保证各项技术要求的影响。解答：(1)槽宽b：由刀具决定槽宽的尺寸精度，定位误差对此项精度没有影响。(2)槽距端面尺寸：基准重合。 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)槽两侧对外圆轴线的对称度公差：AD =父0.02

22、 = 0.01<-><0.12 3第十次作业答案1、有一批工件，如下图(a)所示。采用钻模夹具钻削工件上 帕mm (O)和帕mm (Q)两孔，除保证图纸要求外，还要求保证两孔连心线通过 e60_0).1mm 的轴线，其对称度公差为0.08mm。现采用图(b)、(c)、(d)所示三种定位 方案，若定位误差不得大于工序公差的 1/2。试问这三种定位方案是否都可行？(« =90 二)解答：(b)图：对于 Q孔，品之二工+四二1-#01ft。.121<00.2522 sin 45222 sin 一2对于o孔，aD1 =d +Td0.10.10.121>1x0 1

23、22sin 22 sin 45222对于O孔，Adi(c)图：对于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)图：D1 = ： D2 = - = - = 0.0522通过中心的偏移量：d =Td- 00.10.071 - 0.082sin，2sin 4522综上：只有b方案可行。2.如下图所示，在工件上铳一键槽，其要求见图示，试计算各方案在尺寸45，mm及槽宽对称度方面的定位误差，并分析哪种定位方案正确?解答：(b)图，对尺寸45

24、:111D45 - Y b(0.021 0.013 0.1) 0.025 =0.0795 0.2223对称度： D对称011(c)图，对尺寸 45: Ad45 =3Y +AB =0+M 0.025 =0.0125 < M 0.2 2311对称度：Ad对称=m 0.1 =0.05 AT对称，T对称=0.05231 (d)图，对尺寸 45： D45=0<1M0.23 111对称度：Ad对称=-x 0.025 +-x0.1 =0.0625 >T对称，T对称=0.05223一 ，一，1(e)图，对尺寸 45: Ad45 =0 <1x0.231 1对称度：量对称=-M 0.1 =0.05 aT对称,T对称=0.052 311(f)图，对尺寸 45: Ad45 =Y +B =0+M0.025 =0.0125 < M0.2231 1对称度：Ad对称=m 0.1 =0.05 AT对称,T对称=0.052 3各定位方案均不能满足要求。3 .在轴上铳一平面，工件定位方案如下图所示，试求尺寸A的定位误差解答:4 .下图所示为某铳键槽工序的加工要求：键宽 8l.1