机械制造工艺学第二版到章答案Word文档格式.docx

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0.01

解：

已知g

g/m，为保证工序形状精度规定允差

0.02

m

0.01mm，则：

0.45

n

0.25

n3时，

0.0160.02

由于每进给一次，误差复映系数为：

因此至少进给

3次方能使形状精度合格。

3-10横磨工件时（图3—83），设横向磨削力

tj

wz

Fy=100N，主轴箱刚度K=5000N／mm，尾座刚度

K=4000N

／mm，加工工件尺寸如图示，求加工后工件的锥度。

设主轴箱支反力为

Ftj，尾座支反力为

Fwz

100

Ftj

33.33

0.006mm

Fy

33.33N

Ytj=Ktj

5000

Ftj=300

200

66.67N

66.67

Ywz=Kwz

0.016mm

Fwz=300

4000

Ywz

Ytj

0.016

0.006

1

零件锥度为：

L

2

1500

300

3-5采用粒度为36

号的砂轮磨削钢件外圆，其表面粗糙度要求为

；

在相同的磨削用量下，采用

粒度为60号的砂轮可以使

，这是为什么？

砂轮的粒度越大，

则砂轮的磨粒尺寸和磨粒间距就越小，

在相同磨削条件下参与磨削的磨粒就

越多，工件表面单位面积上刻痕越多，磨削表面的粗糙度值越小。

3-6为什么提高砂轮高速能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反结果。

砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，因而工件表面的粗糙度值就越小。

砂轮速度越高，工件材料来不及形变，表层金属的属性变形减小，磨削表面的粗糙度值将明显减小。

工件速度表面粗糙度的影响刚好与砂轮速度的影响相反，增大工件速度时，单位时间内通过被磨表

面的磨粒数减小，表面粗糙度值将增大。

工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。

3-19试解释磨削淬火钢件，磨削表面层的应力状态与磨削深度的实验曲线。

淬火钢件表面为马氏体。

当磨削量很小时，温度影响很小，更没有金相组织变化，主要是冷态塑性变形的影响，故表面产生浅而小的残余压应力；

当磨削量开始增大时，热塑性变形起了主导作用，

表面产生很浅的残余拉应力；

随着磨削量的增大，磨削热量导致钢件表面金相组织发生变化，表面淬火层的马氏体开始回火变为珠光体，密度增大体积减小，导致残余拉应力继续增大；

随着磨削量的增加，

表面热量增加，工件表面层温度超过相变温度，如果这时有充分的切削液，则表面层将急冷形成二次淬火马氏体，表面产生了一薄层一次淬火层，下层是回火组织，导致表面残余压应力减小，直至产生表面

的压应力。

4-11图1—96所示小轴系大量生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精

磨后达到图纸要求。

现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表1-27。

毛坯的尺寸公差为±

1.5mm。

试计算工序尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。

列表解：

注：

毛坯尺寸圆整为

35；

精磨工序的最大余量为（0.1+0.013

）/2=0.0565mm，精磨工序的最小余量为（0.1-0.033

）

/2=0.0335mm

4-12欲在某工件上加工￠

72.50

0.03mm孔，其材料为

45钢，加工工序为：

扩孔；

粗镗孔；

半精镗、精镗

孔；

精磨孔。

已知各工序尺寸及公差如下：

精磨—￠72.50

0.03mm；

精镗—￠71.80

0.046mm；

半精镗—￠70.50

0.19mm；

粗镗—￠680

0.3

mm；

扩孔—￠640

0.46mm；

模锻孔—￠59-21mm。

试计算各工序加工余量及余量公差。

余量公差=本道工序尺寸公差

+上道工序尺寸公差

4-14在图1—97所示工件中，Ll=70-0.0500.025mm，L2=60-00.025mm，L3=200

0.15mm，L3不便直接测量，试重新给

出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。

作尺寸链图,L

3

x

为增环，

为减环。

为封闭环，L

、L

解得Lx=3000.10（测量尺寸）。

4-14图4-74为某零件的一个视图，

图中槽深为

500.3mm，该尺寸不便直接测量，

为检验槽深是否合格，

可直接测量哪些尺寸

?

试标出它们的尺寸及公差。

’

、L3（待求）为减环。

（1）若测量L3，画尺寸链图，L0为封闭环,L2

、L同为增环，L1

公称尺寸

ES

EI

L2

45

-0.05

L同

+0.025

-0.025

30

L（待求）10

+0.275

+0.1

L0

5

+0.3

1.1

测量尺寸L3=100.275

（2）若测量L4，画尺寸链图，L0为封闭环,L2为增环，L4为减环。

90

-0.1

L4（待求）

85

测量尺寸L=85

0.1

4

5-11设有一轴、孔配合，若轴的尺寸为￠

800-0.10mm，孔的尺寸为￠

800

0.20mm，试用完全互换法和大数互

换法装配，分别计算其封闭环公称尺寸、公差和分布位置。

装配尺寸链如图。

A0为轴和孔装配后的间隙，封闭环；

A1轴，减环；

A2孔，增环

A0

（1）完全互换法

A0=A2-A1=80-80=0T0l=T1+T2=0.1+0.2=0.3mm

A2

A1

封闭环中间偏差

210.1

（0.05）

0.15mm

封闭环上偏差

T0l

mm

ES0

0.15

封闭环下偏差

T0l

EI0

A0=00

0.3

mm，装配后间隙

100%在A0范围内

列表法解：

公称尺寸ESEI

A

-80

80

+0.2

故：

A3=00

0.3mm

（2）大数互换法

A0=0

T0q=

T1

T2

0.12

0.22

0.224mm

0.1

（

0.05）

封闭环上偏差ES0

T0q

0.112

0.262mm

封闭环下偏差EI0

0.038mm

A0=000..

038262

mm，T0q在正态分布下取值

6时，装配后间隙在T0q范围内的概率为99.73%，仅有0.27%

的装配结果超出

T0q，成为废品。

5-12

5-14

减速器中某轴上的零件的尺寸为

A1=40mm，A2=36mm，A3=4mm，要求装配后齿轮轴向间隙

+?

.?

所示。

试用极值法和统计法分别确定

A1,A2，A3的公差及分布位置。

A0=?

mm，结构如图5-43

尺寸链如上图所示，

A0为封闭环，A1为增环，A2和A3为减环，封闭环公称尺寸

（1）采用极值法求解

（尺寸链反计算问题）

根据第二版教材

P231，按等公差原则进行初步分配，根据式（

5-4）:

Tav1=T0/m

所以，Tav1=T0/3=0.15/3=0.05

由于A3为垫圈，便于加工，取

A3为协调环。

根据加工的难易程度，取

T1=T2=0.062，则T3=0.026，基本为IT9级精度。

A2为外尺寸，按基轴

制确定极限偏差，则

mm，A1为内尺寸，按基孔制确定极限偏差，则

+0.062mm。

=36-0.062

1=40

计算协调环的公差和极限偏差：

T3=T0-T1-T2=0.15-0.062-0.062=0.026mm

。

由于：

ES0=ES1-（EI2+EI3）

，所以：

EI3=ES1-EI2-ES0=0.062-（-0.062）-0.25=-0.126

EI0=EI1-（ES2+ES3）,

所以：

ES3=EI1-ES2-EI0=0-0-0.1=-0.1

A3

=4--

00

..

1261

mm。

（2）采用大数互换法（统计法）求解：

假定工艺过程稳定，各组成环和封闭环均符合正态分布，根据第二版教材

P235式（5-17）

Tavq

=

T0

√m

=0.0866mm

√3

选取A1为协调环，按

IT11级精度，取T2=0.12mm，T3=0.06mm，由于A2，A3均为外尺寸，均按基

轴制选择极限偏差，则

A2=36-00.12mm，A3=4-00.06mm。

确定各已知环的中间偏差：

0=0.175mm，

2=-0.06mm，

3=-0.03mm

-

计算协调环的公差：

T1=√T0

T2-

T3

计算协调

环中间

偏

差

1=0+2+3=0.175+（-0.06）+（-0.03）=0.085mm

√

-0.06

=0.067mm

0.15-0.12

：

0=Δ1-（2+3），所以

计算协调环的上下偏差：

ES1=1+T1/2=0.085+0.067/2=0.1185mmEI1=Δ1-T1/2=0.085-0.067/2=0.0515mm

所以，协调环A1的尺寸为：

A1=40+0+0..11850515mm。

由此可以看出，采用统计法进行尺寸链的反计算，可以增大组成环的公差，降低加工精度等级。

此外，尺寸链的反计算结果是不唯一的，要根据实际情况来确定。

5-15如图5-44所示轴类部件，为保证弹性挡圈顺利装入，要求保持轴向间隙A0000..4105mm。

已知各

组成环的基本尺寸Al=32.5mm，A2=35mm，A3=2.5mm。

试用极值法和统计法分别确定各组成零件的上下偏差。

a）封闭环A0=000

0541mm，封闭环公差T0

0.410.050.36。

A2是增环，A1、A3是减环，2

1，13

封闭环基本尺寸为：

由计算可知，各组成环基本尺寸无误。

2）确定各组成环公差和极限偏差计算各组成环平均极值公差

以平均极值公差为基础，根据各组成环尺寸、零件加工难易程度，确定各组成环公差。

A3为一挡圈，易于加工和测量，故选A3为协调环。

其余各组成环根据其尺寸和加工难易程度选择

公差为：

T10.12mm,T2

0.16mm，各组成环公差等级约为

IT9。

A2为内尺寸按基孔制（

H）确定其极限偏差：

350

0.16

，A1为外尺寸按基轴制（

h）确定其极限

偏差：

A132.50

0.12。

封闭环的中间偏差

0为

ES0EI00.41

0.05

0.23mm

各组成环的中间偏差分别为

3）计算协调环极值公差和极限偏差协调环A3的极值公差为：

协调环A3的中间偏差为：

协调环A3的极限偏差ES3、EI3分别为：

所以,协调环A3的尺寸和极限偏差为:

A32.500..0513mm

最后可得各组成环尺寸和极限偏差为:

b）统计法

2）确定各组成环公差和极限偏差.

认为该产品在大批量生产条件下,工艺过程稳定,各组成环尺寸趋近正态分布,

k0ki1,e0

ei0,则各组成环平均平方公差为:

A2为一轴类零件,较其他零件相比较难加工

现选择较难加工零件

A2为协调环.以平均平方公差

为基础,参考各零件尺寸和加工难易程度

从严选取各组成环公差

:

T10.24,T3

0.16mm,其公差等级约为

IT12。

由于A1,A3皆为外尺寸，其极限偏差按基轴制（h）

确定，则：

A1

32.50

0.24,A32.50

0.16各环中间偏差分别为：

3）计算协调环公差和极限偏差：

T02

T12

T32

0.362

0.242

0.162

0.21（只舍不进）

协调环A2的中间偏差为：

0.1750.12

0.08

0.025mm,

协调环A2的上、下偏差

ES、EI

分别为：

所以，协调环A2

3500

8013

最后可得各组成环尺寸分别为：

6-3图2—96a所示套筒零件上铣键槽，要保证尺寸

540-0.14mm及对称度。

现有三种定位方案，分别如图

b、c、d所示。

试计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案

（已知内孔与外圆的同轴度

误差不大于0.02mm）。

方案（b）

对尺寸54

，

Td

[

1]

1]0.0207

0.14

定

位

不重合

sin450

sin

对槽对称度，

方案（c）

对尺寸540

指定边接触（上母线），

位=

1（T心轴

TD）

e

1（0.02

0.03）

0.01，式中TD为零件内孔公差，e

为心轴与内孔的最小间隙。

不重合=

1Td=1

不重合=0.085

方案（d）

对尺寸540

不重合=0+0=0

0+

=1

=0.05

0.03/3

方案（b）最优。

2-4图2—97所示齿轮坯，内孔和外圆已加工合格

（d=80-00.1mm，D=350

0.025mm），现在插床上用调整法加

工内键槽，要求保证尺寸

H=38.50

0.2mm。

试分析采用图示定位方法能否满足加工要求

（要求定位误差不

大于工件尺寸公差的

1／3）?

若不能满足，应如何改进

（忽略外圆与内孔的同轴度误差

2=0.0707，

1TD=1

0.025

0.0125

两者无关，

不重合=0.08320.2/3，定位方案不合理。

用自定心V型块，或提高外圆或内孔的加工精度。

【彩蛋】

加工工艺过程：

指采用金属切削工具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状尺寸，表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。

工序：

一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。

安装：

如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。

工位：

在工件的一次安装中，通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。

工步：

加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变得情况下所完成的工位内容。

走刀：

切削刀具在加工表面上