机械制造技术基础习题doc.docx

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机械制造技术基础习题doc

1.下图为车削是

工件端面的示意图，图上标注的进给运动是

，刀具后角是，已加工表面是

，主偏角

。

2

3

14

10

2、图2-4-5所示为在车床上车孔示意图，试在图中标出刀具前角、后角、主角、副偏角和刃倾角。

答案f

刃倾角

f

图3

主偏副偏角

图3ans

前角

后角

3、图3所示为车外园示意图，试在图中标出刀具前角、后角、主角、副偏角和刃倾角。

答案：

1——前角、2——后角、3——副偏角、4——主偏角、5——刃倾角

叮叮小文库

图3

1-11锥度心轴限制（）个自由度。

①2②3③4④5

1-12小锥度心轴限制（）个自由度。

①2②3③4④5

1-13在球体上铣平面，要求保证尺寸H（习图2-1-13），必须限制（）个自由度。

①1②2③3④4

H

习图2-1-13

1-14在球体上铣平面，若采用习图2-1-14所示方法定位，则实际

限制（）个自由度。

①1②2③3④4

1-15过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制

（）个自由度。

①2②3③4④5

习图2-1-14

4.

分析题

4-1

试分析习图2-4-1

所示各零件加工所必须限制的自由度：

a）在球上打盲孔

φB，保证尺寸H；

L；

b）在套筒零件上加工

孔，要求与

φD孔

垂直相交，且保证尺寸

φB

c）在轴上铣横槽，保证槽宽

B以及尺寸H和L；

d）在支座零件上铣槽，保证槽宽

B和槽深H及与4分布孔的位置度。

-2

叮叮小文库

4-2试分析习图2-4-2所示各定位方案中：

①各定位元件限制的自由度；②判断有无欠

定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。

a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；

b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；

c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。

ZZ

XX

YY

b）

a）

Z

X

Z

X

XX

YY

c）d）

习图2-4-2

4-3在习图2-4-3

所示工件上加工键槽，要求保证尺寸

540.140

和对称度

0.03。

现有3种定

位方案，分别如图

b，c，d所示。

试分别计算

3种方案的定位误差，并选择最佳方案。

0.03A

3）

0

.

4

0

0

1

.

+2

00

3

4-

90°

φ

5

（

φ60

0

（

-0.1）

A

a）

b）

φ32--0.010.03

c）d）

习图2-4-3

-3

叮叮小文库

φB

φB

Z

Z

H

L

）

D

Y

Y

φ

X

X

（

a）

b）

Z

Z

Z

Z

L

B

X

Y

X

H

Y

H

B

c）

d）

习图2-4-1

1．图1为工件加工平面

BD的三种定位方案,孔O1已加工,1,2,3为三个支钉,分析计算工序

尺寸A的定位误差,并提出更好的定位方案.

图1

4-4某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的工序，试从定位角度分析其原因。

4-5习图2-4-5所示为在车床上车孔示意图，

试在图中标出刀具前角、后角、主角、副偏角

和刃倾角。

f

图2-4-5

-4

叮叮小文库

4-6习图2-4-6所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径

要求保证位置尺寸

ZZ

L和H。

试：

1）定加工时必

须限制的自由度；

2）选择定位方

法和定位元件，并在X

图中示意画出；

D5000.1）。

现加工槽B，

LB

）

D

H

Y（

3）计算所选定

习图2-4-6

位方法的定位误差。

4-7

习图2-4-7所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格

（D

3500

.025mm，d80

0

0.1mm），现在插床上以

D

H

d

调整法加工键槽，要求保证尺寸

H38.500.2mm。

试

计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴

90°

A

2.4.4）

度误差）。

——（对应知识点

习图2-4-7

4-8在车床上，切断工件时，切到最后时工件常常被挤断。

试分析其原因。

4-9试分析习图2-4-9所示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？

如何改进？

其余

4.

分析题

习图2-4-9

4-1

在铣床上加

工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1

所示。

已知铣床工作台面与导轨的平行度误差为

0.05/300，夹具两定位V型块夹角

90o，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为

0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为

200.05mm。

试分析计算加工后键槽底面对工件轴

线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与

35mm外圆的同轴度误差）。

-5

叮叮小文库

习图4-4-1

4-1答案：

键槽底面对35mm下母线之间的平行度误差由3项组成：

①铣床工作台面与导轨的平行度误差：

0.05/300

②夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误差）：

0.01/150

③工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

为此，首先计算200.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：

00.7Td0.70.10.07mm

可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

0.07/150

最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：

P0.05/3000.01/1500.07/1500.21/300

4-2试分析习图4-4-2所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？

假设

工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

a）b）c）

习图4-4-2

4-2答案：

a）在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件

外圆表面成锥形，右端直径大于左端直径。

b）在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。

若刀具

刚度很大，加工后端面会产生中凹。

c）由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径，加工后零件最终的形状参见图4-34。

4-6在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.。

01现随机抽取100件进行测量，

结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X=11.99，均方根偏差为σ=0.003。

试：

①画出销轴外径尺寸误差的分布曲线；

②计算该工序的工艺能力系数；

③估计该工序的废品率；

④分析产生废品的原因，并提出解决办法。

-6

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4-6答案：

①分布图

分布曲线

11.9912

（公差带）

习图4-4-6ans

②工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1

③废品率约为50%

⑤产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所致；改进办法是重新调整砂轮位置。

4-7

在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为

200.10

mm。

若根据测量工序尺寸接近正

态分布，其标准差为

0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，

偏差值为0.03mm。

试

计算不合格品率。

4-7

答案：

分布曲线

不合格品率

19.98

19.9

19.95

（公差带）

20

。

习图4-4-7ans

画出分布曲线图，可计算出不合格品率为

21.055%

例1有一批小轴，其直径尺寸要求为

?

180

0.035mm,加工后尺寸属正态分布，测量计算得一

批工件直径的算术平均值

=17.975mm，均方根差=0.01mm。

试计算合格品率，分析废品产

生的原因，提出减少废品率的措施。

解：

1、画尺寸分布区与于公差带间的关系图

2、设计尺寸可写作

￠

180

0.035

17.9825

0.0175

3、系统误差

⊿

=Xx17.982517.9750.0075

4、计算合格率和废品率

x1T20.025

-7

叮叮小文库

x1

0.025

0.01

2.5

A1

0.9876

x2

T

2

0.01

x1

0.010.01

1

A2

0.6826

合格品率为

A

12（A1

A2）

83.510

0

废品率为

1-A=16.49%

产生废品的原因：

一是对刀不准，存在系统误差；二是本工序加工的精度较差。

减少废品

的有效措施是在消除系统误差基础上进一步改善工艺条件，使

减少至6

例：

在两台自动切割机上加工工一批小轴的外园，要求保证直径

?

11±0.02mm,第一台加工

1000件，其直径尺按正态分布，平均值

x1

11.005mm，均方差

10.004mm。

第二台

加工500件，其直径也按正态分布，且

=x2

11.015mm，

1

0.0025=mm。

试求：

1）在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的精度高？

2）计算并比较那台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进的办法。

解：

两台机床加工的两批小轴，其加工直径分布曲线如下图所示；

1、第一台机床的加工精度

6160.0040.024

第二机床的加工精度

6260.00250.015

所以，6261，故第二台机床的加工精度高。

2、第一台机床加工的小轴，其直径全部落在公差内，故无废品。

第二台机床加工的小轴，有部分直径落在公差带外，成为可修复废品。

x2

x

11.02

11.015

A

（2）

A（

）

0.0025

2

A

（2）

0.9542

废品率为

0.5

0.9542

2

2.280

0

从图中可见，第二台机床产生废品的主要原因是刀具调整不当，使一批工件尺寸分布重心偏大于公差中心，从而产生可修复废品。

改进的办法是对第二机床的车刀重新调整，使之再进刀0.0075mm为宜。

-8

叮叮小文库

例：

在车床上车一批轴，要求为Φ2500.1mm。

已知轴径尺寸误差按正待分布，x=24.96mm,

σ=0.02mm,问这批加工件合格品率是多少？

不合格平率

是多少?

能否修复？

解：

1）标准化变化

Z=（x-x）/σ=（25-24.96）/0.02=2

F2=0.4772

2）偏大不合格平率为：

0.5-F2=0.5-0.4772=2.28%（不可

修复的不合格品）

3）偏小不合格平率为：

0.5-0.49865=0.00135=0.135%（可

修复的不合格品）

4）合格品为：

1-2.28%-0.135%=97.595%

1.

单项选择

1-1

表面粗糙度的波长与波高比值一般（

）。

①小于50

②等于50～200

③等于200～1000

④大于1000

1-2

表面层加工硬化程度是指（

）。

①

表面层的硬度

②表面层的硬度与基体硬度之比

③表面层的硬度与基体硬

度之差

④

表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比

1-22

强迫振动的频率与外界干扰力的频率（

）。

①

无关②相近

③相同

④相同或成整倍数关系

1-24

自激振动的频率（

）工艺系统的固有频率。

①大于②小于

③等于

④等于或接近于

4.分析计算题

4-1试选择习图5-4-1示三个零件的粗﹑精基准。

其中a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧

棒料；b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。

c）飞轮，毛坯为铸件。

均为批量生产。

图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。

tA

tB

A

C

B

tC

a）

b）

c）

习图5-4-1

4-1答案：

-9

叮叮小文库

1.图a：

①精基准——齿轮的设计基准是孔A。

按基准重合原则，应选孔

A为精基

准。

以A为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。

故选孔

A为统

一精基准。

②粗基准——齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置

关系的问题。

在加工孔

A时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔

A定位加工外圆时

获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。

2.图b：

①精基准——液压油缸的设计基准是孔

B。

按基准重合原则，应选孔

B为

精基准。

以B为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。

故选孔

B

为统一精基准。

②粗基准——液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有位置关系要求。

而孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，

应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。

3.图c：

①精基准——飞轮的设计基准是孔C。

按基准重合原则，应选孔

C为精基

准。

以C为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。

故选孔

C为统

一精基准。

②粗基准——为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不

加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基准。

4-2今加工一批直径为

250.0

021mm，Ra=0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为

45钢，

毛坯为直径φ28±0.3mm的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。

4-2答案：

5.

确定工艺路线：

粗车—半精车—粗磨—精磨

2.

确定各工序余量：

根据经验或查手册确定，精磨余量

=0.1mm，粗磨余量=0.3mm，

半精车余量=1.0mm，粗车余量=总余量－（精磨余量

+粗磨余量+半精车余量）=4－

（0.1+0.3+1.0）=2.6mm。

3.计算各工序基本尺寸：

精磨基本尺寸=24mm，粗磨基本尺寸=（24+0.1）=24.1mm，

半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4mm，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4mm。

4.确定各工序加工经济精度：

精磨IT6（设计要求），粗磨IT8，半精车IT11，粗车

IT13。

5.按入体原则标注各工序尺寸及公差：

精磨—2400.013mm，粗磨—24.100.033mm，半精车—24.400.13mm，粗车

—25.400.33mm。

4-3习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸

3800.1mm和80.0

05

mm已加工好，b）、c）、d）

为钻孔加工时三种定位方案的简图。

试计算三种定位方案的工序尺寸

A1

2

3

、A

和A。

0

8－0.0510±0.1

A1

A2

A3

38－00.1

a）b）c）d）

习图5-4-2

4-3答案：

-10

叮叮小文库

0

A2

1）图b：

基准重合，定位误差

8

10±0.1

0

10±0.1A3

－0.05

8－0.05

DW0，A1100.1mm；

2）图c：

尺寸A2，10±0.1和80.005

构成一个尺寸链（见习解图

5X4-2c），

0

其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A2和

38－0.1

c）

d）

800.05是组成环，且A2为增环，80.0

05

为

习图5-4-3ans

减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：

10=A2－8，→A2=18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：

0.1=ESA2－（-0.05），→ESA2=0.05mm;

2

2

0.05

mm

-0.1=EIA－0，→EIA=-0.1mm。

故：

A2

180.1

3）图d：

尺寸A3，10±0.1，

0

和构成一个尺寸链（见习解图

5X4-2d），其中尺寸

80.05

10±0.1是封闭环，尺寸A

3，800.05

和38

00.1是组成环，且

380.0

1为增环，A3和800.05

为减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：

10=38－（A3+8），→A3=28mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：

0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3=-0.05mm;

-0.1=-0.1－（ESA3+0），→ESA3=0。

故：

A3

2800.05mm

4-4习图5-4-4所示轴承座零件，

3000.03

mm孔已加工

φ30

+0.03

0

好，现欲测量尺寸80±0.05。

由于该尺寸不好直接测量，

故改测尺寸H。

试确定尺寸

H的大小及偏差。

5

0

.

0

±

H

4-4答案：

0

8

尺寸80±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其

习图5-4-4

中尺寸80±0.05是间接得到的，是封闭环。

半径尺寸

R1500.015

和H是增环。

解此尺寸链可得到：

H

3000..05035

4-5

答案：

建立尺寸链如习图5X4-5ans

所示，其中A22600.2，是尺寸链的封闭环；

R1

15.300.05

，是尺寸链的减环；R2

150.0160

，是尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环，

待求。

解此尺寸链可得到：

A

26.30.05mm

2

0.184

-11

叮叮小文库

3、图5为某零件的加工路线图。

工序Ⅰ：

粗车小端外圆、肩面及端面；工序Ⅱ：

车大外圆

及端面；工序Ⅲ：

精车小端外圆、肩面及端面。

试校核工序Ⅲ精车端面的余量是否合适？

若余量不够应如何改进？

解：

Z3为封闭环

Z3=52+20.5-（50+22）Z3=0.5

ESZ3=0+0-（-0.2-0.3）=0.5

EIZ3=-0.5-0.1-（0+0）=-0.6（余量不够）

将尺寸5200.5的下偏差改为“-0.3”

2、图3所示尺寸链中（图中Ao、Bo、Co、Do是封闭环），那些组成环是增环？

那些组成

环是减环？

解：

图3

-12

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`

A

=A-（A+A）

C

=C

-C

2