机械制造技术基础习题知识讲解.docx

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机械制造技术基础习题知识讲解

机械制造技术基础习

题

1.

，主偏角

下图为车削工件端面的示意图，图上标注的进给运动是

是，刀具后角是，已加工表面是

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

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

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。

习图2-1-14

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。

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）在球上打盲孔保证尺寸H；

b）在套筒零件上加工孔，要求与X孔垂直相交，且保证尺寸L;

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

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。

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540.14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

习图2-4-1

1•图1为工件加工平面BD的三种定位万案，孔01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.

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。

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D500.1）。

现

L

B

J

iD

（

\1

YH

习图2-4-6

加工槽B，要求

保证位置尺寸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，并在图中示意画出;

3）计算所选定位方法的定位误差。

应知识点2.4.4）

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?

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90°，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）

^<♦20±0.05

-5

5

71

g

'"''

tJ

□

r!

Ii

1

・

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$12±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b=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。

4-6答案：

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.imm。

若根据测量工序

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？

1800.035mm,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

C1800.03517.98250.0175

3、系统误差

/

=Xx17.982517.9750.0075

4、计算合格率和废品率

18.000

x1T20.025Xl0.0250.012.5

Ai0.9876

x2T.20.01Xl0.010.011

A20.6826

合格品率为A12（A,A?

）83.5100

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X111.005mm,均方差

10.004mm。

第二台加工500件，其直径也按正态分布，且

=x211.015mm，10.0025=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。

A

（2）0.9542

废品率为0.50.954222.280。

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。

例：

在车床上车一批轴，要求为①2500.1mm。

已知轴径尺寸误差按正待分布,

x=24.96mm,o=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）/0=（25-24.96）/0.02=2F2=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50②等于50〜200③等于200〜1000④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。

习图5-4-1

4-1答案：

1.图a：

①精基准一一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粗基准一一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精基准一一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粗基准一一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精基准一一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250.021mm，Ra=0.8mm,长度为55mm的光轴，材料

为45钢，毛坯为直径©28±0.3m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：

粗车一半精车一粗磨一精磨

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：

精磨一240.013mm，粗磨一24.1际mm，半精车一24.4S^mm，粗车

—25.40.33mm。

4-3习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸380.1mm和80.05mm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、A2和A3。

5X4-2c），其中尺寸10±）.1是封闭环，尺寸A2和80.05是组成环，且A2为增

环，80.05为减环。

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;

-0.仁EIA2—0,—EIA2=-0.1mm。

故:

A?

18005mm

3）图d:

尺寸A3,10±）.1,80.05和构成一个尺寸链（见习解图5X4-

为增环，A3和80.05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：

A3280.05mm

4-4习图5-4-4所示轴承座零件，300.03mm孔已加工好，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

4-4答案：

尺寸80±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸80±）.05是间接得

到的，是圭寸闭环。

半径尺寸R150015和H是增环。

解此尺寸链可得到：

0.035

300.05

4-5答案：

建立尺寸链如习图5X4-5ans所示，其中A2602,是尺寸链的封闭

环；Ri15.30.o5，是尺寸链的减环；R215°.oi6，是尺寸链的增环；Al也是

尺寸链的增环，待求。

解此尺寸链可得到：

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

U:

车大外圆及端面；工序川：

精车小端外圆、肩面及端面。

试校核工序川精

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是圭寸闭环），那些组成环是增

环？

那些组成环是减环?

解:

Ai、A2

其工艺过程为⑴车外圆至28°0.10mm；2）铣键槽槽深至尺寸H;3）热处

280.024

理；4）磨外圆至尺寸280008mm。

试求工序尺寸H及其极限偏差。

图3

解：

Ao+14.25=H+14H=4.25

0.16=ESH+0.012-（-0.05）

ESH=0.098EIH=0.04

1.单项选择

1-3原始误差是指产生加工误差的源误差”即（）。

①机床误差②夹具误差③刀具误差④工艺系统误差

1-4误差的敏感方向是（）。

①主运动方向②进给运动方向③过刀尖的加工表面的法向④过刀尖的加工表面

的切向

1-7镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（）。

①轴承孔的圆度误差②主轴轴径的圆度误差③轴径与轴承孔的间隙

④切削力的大小

1-8在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同

轴，其最可能原因是（）。

①车床主轴径向跳动②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③刀尖与

主轴轴线不等高

④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

1-9在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（）。

③提高装

①提高主轴回转精度②降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度夹稳定性

④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴

1-10为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（）传动。

2升速②降速③等速④变速

1-11通常机床传动链的（）元件误差对加工误差影响最大。

①首端②末端③中间④两端

1-12工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（）。

①之和②倒数之和③之和的倒数④倒数之和的倒数

1-13机床部件的实际刚度（）按实体所估算的刚度。

①大于②等于③小于④远小于

1-15误差复映系数与工艺系统刚度成（）。

①正比②反比③指数关系④对数关系

1-16车削加工中，大部分切削热（）。

①传给工件②传给刀具③传给机床④被切屑所带走

1-17磨削加工中，大部分磨削热（）。

①传给工件②传给刀具③传给机床④被磨屑所带走

1-18为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（）。

①加大截面积②减小长径比③采用开式结构④采用热对称结构

1-19工艺能力系数与零件公差（）。

1成正比②成反比③无关④关系不大

1-20外圆磨床上采用死顶尖是为了（）。

①消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响②消除导轨不直度对加工精度

的

3消除工件主轴运动误差对加工精度的影响④提高工艺系统刚度

2.多项选择

2-1尺寸精度的获得方法有（）。

①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法

2-2零件加工表面粗糙度对零件的（）有重要影响

①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量

2-3主轴回转误差可以分解为（）等几种基本形式。

①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动④偏心运动

2-5如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀

的可能原因有（

同轴

③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行④刀杆刚

性不足

2-6在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其可能的原因有（）。

①工件刚度不足②前后顶尖刚度不足③车床纵向导轨直线度误差④导轨扭曲

2-7在车床上车削光轴（习图4-2-7）,车后发现工件A处直径比B处直径

大，其可能的原因有（）。

①刀架刚度不足②尾顶尖刚度不

足③导轨扭曲④车床纵向导轨

与主轴回转轴线不平行

2-8机械加工工艺系统的内部热源主要有（）。

习图4-2-8

①切削热②摩擦热③辐射热④对流热

2-9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上

钻孔（钻头安装在尾座上）。

加工后测量，发现孔径

偏大。

造成孔径偏大的可能原因有（）

①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不

同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称

2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（）。

①机床几何误差②工件定位误差③调整误差④刀具磨损

2-9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座

上）。

加工后测量，发现孔径偏大。

造成孔径偏大的可能原因有（）。

①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不

同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称

2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（）。

①机床几何误差②工件定位误差③调整误差④刀具磨损

2-11下列误差因素中属于随机误差的因素有（）。

①机床热变形②工件定位误差③夹紧误差④毛坯余量不均引起的误差复映

2-12从分布图上可以（）。

——（对应知识点462）

①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小④判别工艺过程是否稳定

2-13通常根据X-R图上点的分布情况可以判断（）。

①有无不合格品②工艺过程是否稳定③是否存常值系统误差④是否存在变值系统误差

图5中零件，成批生产时用端面B定位加工表面A，以保证尺寸1Oo02，试标铣此缺口时的工序尺寸及公差。

图5-33所示偏心零件，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5〜

0.8mm。

与此有关的加工过程如下：

1）精车A面，保证直径Di38.40。

.！

;

2）渗碳处理，控制渗碳层深度H1;（表面具有高的硬度和耐磨性）

3）精磨A面保证直径尺寸Di38.4°o.oi6，同时保证规定的渗碳层深度。

试确定H1的数值

A

nX

■

>■-I

5

33

第5章练习题

1.单项选择

1-1重要的轴类零件的毛坯通常应选择（）。

①铸件②锻件③棒料④管材

1-2普通机床床身的毛坯多采用（）。

1铸件②锻件③焊接件④冲压件

1-3基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准

2设计②工序③测量④装配

1-4箱体类零件常采用（）作为统一精基准。

①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔

1-5经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工

1-6铜合金7级精度外圆表面加工通常采用（）的加工路线。

①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨

1-7淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（）。

①粗车一半精车一精车②粗车一半精车一精车一金冈H石车

3粗车一半精车一粗磨④粗车一半精车一粗磨一精磨

1-8铸铁箱体上©120H7孔常采用的加工路线是（）。

①粗镗一半精镗一精镗②粗镗一半精镗一铰

③粗镗一半精镗一粗磨④粗镗一半精镗一粗磨一精磨

1-9为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（）进行。

①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前

1-11直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（）。

1增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和

2增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和

3增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和

4增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和

1-12直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于（）。

①各组成环中公差最大值②各组成环中公差的最小值

③各组成环公差之和④各组成环公差平方和的平方根

1-15工艺路线优化问题实质上是（）问题。

①寻找最短路径②寻找最长路径③寻找关键路径④工序排序

2.多项选择

2-1选择粗基准最主要的原则是（）。

①保证相互位置关系原则②保证加工余量均匀分配原则③基准重合原

则④自为基准原则

①有利于保证被加工面的形状精度②有利于保证被加工面之间的位置

精度

糙度④提高加工表面的硬度

2-7最小余量包括（）和本工序安装误差。

①上一工序尺寸公差②本工序尺寸公差③上一工序表面粗糙度和表

面缺陷层厚度

4上一工序留下的形位误差

第6章练习题

1.单项选择

1-1装配系统图表示了（）。

③装配过程②装配系统组成③装配系统布局④机器装配结构

1-2一个部件可以有（）基准零件。

①一个②两个③三个④多个

1-3汽车、拖拉机装配中广泛采用（）。

①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法

1-4高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（）。

①完全互换法②大数互换法③分组选配法④修配法

1-5机床主轴装配常采用（）。

①完全互换法②大数互换法③修配法④调节法

1-6装