机械制造工程学课后作业答案

oo次作业(部分解答)试画出下图所示切断刀的正交平面参考系的标注角度丫、八K、K'、九(要求标出假定主运动方向v、假定进给运动方向v、基面P和切削平面P)cfrs3.如下图所示，镗孔时工件内孔直径为©50mm，镗刀的几何角度为丫=100，o九二0。，a二8。，K=75。。若镗刀在安装时刀尖比工件中心咼h=1mm，试检验sor镗刀的工作后角a。o解答：在背平面(切深剖面)P-P内:带入数值，求得：tan(a+0)cos九,tana=oos(oecos(九+0)ss代入(1)式求得:tana=0.151，oe第二次作业部分答案：6.试按下列条件选择刀具材料⑴45钢锻件粗车(C.YT5(I⑵HT200铸件精车(A.YG3X(K01))⑶低速精车合金钢蜗杆(B.W18Cr4V)⑷高速精车调质钢长轴(G.YT30(P01))⑸中速车削淬硬钢轴(DYN10(P05))⑹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)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k、九、丫rsoK：细长轴刚性不足，取90°；r九：取正刃倾角。(0~5°)s丫：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o较大的值。a: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o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：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。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。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二0.16mm，整批工件的实际尺寸按正态分布，试确定该工序的均方差°，并判断车刀的调整误差为多少解答：解答：已知：T二，可修复废品率=24%=,不可修复废品率=2%=查表：z=0.71z=2.05ab求出：人=°・°396、在自动车床加工一批小轴，从中抽检200件，若以0.01mm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）尺寸间隔（mm）零件数n自到2457102028尺寸间隔（mm）零件数n自到5826188653若图纸的加工要求为©15+0.14mm,试求:—0.04⑴绘制整批工件实际尺寸的分布曲线⑵计算合格率及废品率⑶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：11b=X((15.015—15.0832)2x2+(15.025—15.0832)2x4+A+(15.145—15.0832)2x3)沁0.024加工要求：°15+004，x•=I'96,x=15.14一U・04minmax14.96+15.141…公差带中心：xT二Q15.05合格率=+==%；废品率==%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。第六次作业答案图示零件，毛坯为©35mm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：①在锯床上下料；②车一端面钻中心孔；③调头，车另一端面钻中心孔；④将整批工件靠螺纹一边都车至©30mm‘⑤调头车削整批工件的©18mm外圆；⑥车©20mm外圆；⑦在铳床上铳两平面，转90o后铳另外两平面；⑧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©30mm111）车外圆4、车削©18mm外圆111）车外圆5、车螺纹端外圆至©20mm111）车外圆6、铣削平面121）铣两平面2）铣另两平面7、车螺纹111）车螺纹2）倒角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。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①180外圆为粗基准，加工①60外圆及左侧两端面；2）以①60外圆为精基准，加工①180外圆、右侧大端面以及①40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①180外圆、①60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Q180J6（+0.018）,在成批生产中加工-0.007顺序为：粗镗——半精镗——精镗——浮动镗，其各工序的加工余量和相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镗孔IT6①180精镗孔IT7①半精镗孔IT9①粗镗孔6IT11①176总余量10IT16①1702、在成批生产的条件下，加工下图所示零件，其工艺路线如下：①粗、精刨底面；②粗、精刨顶面；③在卧式镗床上镗孔。i粗镗、半精镗、精镗孔;ii将工作台准确地移动（80+0.03）mm后粗镗、半精镗、精镗©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：不符合粗精分开的原则。

改进后的方案：①粗刨底面;②粗刨顶面粗镗①80孔；粗镗①60孔；精刨底面；精刨顶面；半精镗①80孔、①60孔；精镗①80孔、①60孔；3、如下图所示为被加工零件，要求保证尺寸6土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，并废012检验中如果L尺寸超差，可能出现假品现象。此时应同时检验L、L尺寸，如12废012检验中如果L尺寸超差，可能出现假品现象。此时应同时检验L、L尺寸，如12有超差，则为废品。4、下图所示为轴套零件，在车床上已加果工好外圆、内孔及各面，现许在铣床上铣出]-1]-1端槽，并保证尺寸5omm及26土0.2mm，求试切调刀时的度量尺寸H、A及其-0.06上下偏差。解答:尺寸链1如下图所示,封闭环：26土0.2依据尺寸链公式可求出：A尺寸链1如下图所示,封闭环：26土0.2依据尺寸链公式可求出：A=6+0.1+0.0510；€=*■os1洛/XA壬—II20+0JL.////1//50%1=►尺寸链2如右图所示封闭环：50-0.06依据尺寸链公式可求出：H=25-0.02-0.065．下图所示为箱体零件（图中只标注了有关尺寸），试分析计算⑴若孔o、O分别都以M面为基准镗孔时，试标注两镗孔工序的工序尺寸;12⑵检验孔距时，因（80土0.08）mm不便于测量，故选测量尺寸A，试求工序尺寸1A及其上下偏差；1⑶若实测尺寸a超差了，能否直接判断该零件为废品1解答：（1）以M为基准镗孔，工序尺寸L、L如右图所示，尺寸链如右中图所示。12封闭环：L=80土0.080反计算求L、L12取:TL=0・1TL=0.0612

L为协调环，L=50土0.0312求出：L=130土0・0512）尺寸链如右下图所示。封闭环：A=80土0.080其工艺过程如增环：A=A=20+0.0175其工艺过程如230求出：A=40+0.0451-0.081-如图所示为被加工零件（仅注有关尺寸）,1-如图所示为被加工零件（仅注有关尺寸）,下：工序1：铳上下两端面至尺寸A1二25+0.18mm;+0.10工序2:钻孔d,铳沉孔D至深A2；工序3：磨顶面至零件尺寸要求；（25-0.01，10+0.24）-0.050试确定工序尺寸A2及磨削余量Z。解答：计算A,提取右图尺寸链。2其中：封闭环A=10+0-2400增环：A,A=25-0-0123-0.05减环：A=25+0.181+0.10根据极值法公式,求出：A2=10++00..3253计算Z,提取右图尺寸链。其中：封闭环A=10+0.2400增环：A=10+0.35,减环：Z2+0.23

根据极值法公式，求出：Z000..2131，Zmin=2•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）所示：工序V,精车小端外圆、端面及台肩；工序VI,钻孔；工序VII,热处理；工序VIII,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，尺寸A5.50.3及B23o.3分别为某尺寸链000封闭环。加工过程如右图所示,提取尺寸链（1）尺寸链（1）中：B230.3为封闭环。00260.10增环：C260260.10203减环：B根据极值法公式,求得：B2900.1提取尺寸链（2）,其中：封闭环：A5.50.根据极值法公式,求得：B2900.1提取尺寸链（2）,其中：封闭环：A5.50.30增环：C1减环：B2900.1根据极值法公式5.20.1,260.1,

02)C3.300.23•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；工求得：A序II,车大端外圆及端面；工序III,精车小端外圆、轴肩及端面。试校核工序III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）Z为封闭环。5提取尺寸链（2）,zZ=-0.1,4为不合理（。1）改进：将尺寸52on53o-4为不合理（。1）改进：将尺寸52on53o-0.5-0.54.图（a）所示为某零件简图，其部分校核工序图上所标注的工序尺寸及偏差解答：200-«►Z5500-0.2.5®—冬-（年b）、（c）、（）所示。试B.是，正确应如何改正520-05Z1如右图所示，A=10+0.4，A=100，A=400TOC\o"1-5"\h\z102-0.13-0.3分析工艺过程，尺寸A=10+0.4及A=400分别为某尺寸链封闭环。103-0.3分析加工过程，提取尺寸链（1）尺寸链（1）中：封闭环：A=A=400330-0.3增环：A=40.30，A=10031-0.122-0.1减环：A=10.4021-0.2按照尺寸链要求，A=A+A—A，但是：40丰40.3+10-10.430312221需修改公称尺寸，将A=10.4改为A=10.321210TA=0.3，按照反计算，取：TA=TA=TA=0.130312221取A为协调环，按照入体原则，取：A=100，A=40.302122-0.131-0.1由尺寸链公式，求出：A=10.3+0.1210

分析加工过程，提取尺寸链2)A33A尺寸链(2)中：封闭环：AA110分析加工过程，提取尺寸链2)A33A尺寸链(2)中：封闭环：AA110增环：A40.30310.1100.40A221000.1A31⑵3000.3减环：A10.303000.321033显然，A尺寸不合理，现以A为协调环，按尺寸链公式求出:3333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：双顶尖部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、Y、Z部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、Y、Z部分定位，消除4个自由度，即：Y'、Z'、Y、Z长销小平面组合，部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、Y、Z完全定位，消除6个自由度，即：X、Y、Z、X、Y、Zf)部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、X、Y3．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)短圆销大平面限制X、Y、Z、X、Y5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©10H7，试计算尺寸(12土0.1)mm和(30土0.1)(30土0.1)mm的定位误差。解答：对于尺寸(30土0.1)mm:30+0-140对于尺寸(12土0.1)mm:5.一批工件如下图所示,在立式铳床上用顶尖顶住芯轴两端面均已加工合格,外圆对主要技术要求为:0方6(o以圆孔e5.一批工件如下图所示,在立式铳床上用顶尖顶住芯轴两端面均已加工合格,外圆对主要技术要求为:0方6(o以圆孔e20H7(+0」铳槽。其中1定位,o.oo7)mm0.020O

b20H

内孔的径向跳动在0.02mm之内。要保证铳槽的52-07内孔及⑴槽宽b为12^9(o-0.043⑵槽距端面尺寸为20^12(o);-0.21⑶槽底位置尺寸为34.8^11(o);-0.16⑷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：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。槽距端面尺寸：基准重合。AD=011

A=A+A=—(0.021+0.013+0.02)+x0.016槽底位置尺寸：D丫：221

=0.035<—x0.16311槽两侧对外圆轴线的对称度公差：A=-x0.02=0.01<-x0.1D23

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©5mm（O）和©8mm（0?）两孔，除保证图纸要求外，还要求保证两孔连心线通过©60。mm的轴线，其对称度公差-0.1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差的1/2。试问这三种定位方案是否都可行（«=90o）解答：图：对于O孔，图：对于O孔，A—D2a2sin2TdTd+=22sin45。+01u0.121<-x0.2522d)图：图：对于O孔，1对于O孔，2对于O孔，1TdAd)图：图：对于O孔，1对于O孔，2对于O孔，1TdA_-ma•a2sin2TdA—D2a2sin2A=AD1D2通过中心的偏移量：Td_0.122sin45。201沁0.021<-x0.12旦-01-01u0.021<1X0.2522sin45。22TdA_-D1a•a2sin2—Td—01_0.052

TdTd+=201+01u0.121>-x0.12sin45。220.11u0.071>土X0.08a2sin45。22sm2综上：只有b方案可行。2．如下图所示，在工件上铣一键槽，其要求见图示，试计算各方案在尺寸450mm-0.2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：TOC\o"1-5"\h\z111（b）图，对尺寸45：A—A+A—土（0.021+0.013+0.1）+x0.025—0.0795>±x0.2D45YB223对称度：A—0D对称（c）图，对尺寸45：A—A+A—0+1x0.025—0.0125<1x0.2D45YB2311对称度：A——x0.1—0.05>—T，T—0.05D对称23对称对称1（d）图，对尺寸45：A—0<-x0.2D453111对称度：A=±x0.025+—x0.1=0.0625>±T,T二0.05o对称对称对称1图，对尺寸45：A=0<x0.2045311对称度：A=—x0.1=0.05>土T,T二0.05o对称23对称对称11图，对尺寸45：A=A+A=0+±x0.025=0.