机械制造工程学课后作业答案docx.docx
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机械制造工程学课后作业答案docx
第一次作业(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
o、
o、Kr
、Kr、
s(要求标出假
定主运动方向vc、假定进给运动方向
vf、基面Pr
和切削平面
Ps)
3.
如下图所示,镗孔时工件内孔直径为
50mm,镗刀的几何角度为o
10,s
0,o
8,
Kr
75。
若镗刀在安装时刀尖比工件中心高h
1mm,试检验镗刀的工作后角
o。
解答:
在背平面(切深剖面)
P-P内:
带入数值,求得:
tan(o
o)coss
tanoe
s)
(1)
cos(s
代入
(1)式求得:
tan
oe0.151,
第二次作业部分答案:
6.试按下列条件选择刀具材料或编号。
⑴45钢锻件粗车;(C.YT5(P30))
⑵HT200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
.W18Cr4V
C.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
Kr、
s、
o、
o)?
1)
Kr
:
细长轴刚性不足,取
90°;
2)s:
取正刃倾角。
(0~5°)
3)o:
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)o:
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。
(c)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T0.16mm,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:
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
0.71
zb
2.05
求出:
0.039
6、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)
零件数
尺寸间隔(mm)
零件数
自
到
ni
自
到
ni
15.01
15.02
2
15.08
15.09
58
15.02
15.03
4
15.09
15.10
26
15.03
15.04
5
15.10
15.11
18
15.04
15.05
7
15.11
15.12
8
15.05
15.06
10
15.12
15.13
6
15.06
15.07
20
15.13
15.14
5
15.07
15.08
28
15.14
15.15
3
0.14
若图纸的加工要求为φ150.04mm,试求:
⑴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:
1222((15.01515.0832)2(15.02515.0832)4(15.14515.0832)3)
0.024
加工要求:
1500..1404,
xmin
14.96,xmax15.14
xT
14.96
15.14
公差带中心:
15.05
2
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。
①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。
②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。
③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在铣床上铣两平面,转90后铣另外两平面;⑧车螺纹、倒角。
工序
安装
工位
工步
1、下料
1)车一端面
2、车削
2
1
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
30mm
1
1
1)车外圆
4、车削18mm外圆
1
1
1)车外圆
5、车螺纹端外圆至
20mm
1
1
1)车外圆
6、铣削平面
1
2
1)铣两平面
2)铣另两平面
7、车螺纹
1
1
1)车螺纹
2)倒角
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Φ180外圆为粗基准,加工
Φ60外圆及左侧两端面;
2)以Φ60外圆为精基准,加工
Φ180外圆、右侧大端面以及
Φ40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Φ180外圆、Φ60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(0.0.018007),在成批生产中加工顺序为:
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
工序所能达到
工序尺寸及
mm
工序基本尺寸
公差等级
偏差
浮动镗孔
0.2
IT6
Φ180
精镗孔
0.6
IT7
Φ179.8
半精镗孔
3.2
IT9
Φ179.2
粗镗孔
6
IT11
Φ176
总余量
10
IT16
Φ170
2、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(800.03)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;
③粗镗Φ80孔;
④粗镗Φ60孔;
⑤精刨底面;
⑥精刨顶面;
⑦半精镗Φ80孔、Φ60孔;
⑧精镗Φ80孔、Φ60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
6
0.1
增环:
L
减环:
L2
360
0.05
ESL
ESL0
ESL1EIL20.01
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L1、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,现许在铣床上铣出右端槽,并保证尺寸500.06mm
及260.2mm,求试切调刀时的度量尺寸H、A及其上
L
L0
L1
L2
下偏差。
解答:
尺寸链1如下图所示,
封闭环:
260.2
依据尺寸链公式可求出:
A600..105
A
H
尺寸链2如右图所示
封闭环:
500.06
依据尺寸链公式可求出:
H2500..0206
5.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O1、O2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;
⑵检验孔距时,因(800.08)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;
⑶若实测尺寸A1超差了,能否直接判断该零件为废品?
解答:
(1)以M为基准镗孔,工序尺寸L1、L2如右图所示,尺寸链如右中图所示。
封闭环:
L0800.08
反计算求L1、L2
取:
TL10.1
TL2
0.06
L1为协调环,L2
500.03
L0
求出:
L1
130
0.05
L1
(2)尺寸链如右下图所示。
L2
封闭环:
A0
80
0.08
增环:
A2
A3
200
0.0175
4000..08045
A2
求出:
A1
第八次作业答案:
A1A0
⒈如图所示为被加工零件(仅注有关尺寸),其工艺过程如下∶
A3
工序1∶铣上下两端面至尺寸
A1
2500..1018mm;
工序2∶钻孔d,铣沉孔D至深
A2;
工序3∶磨顶面至零件尺寸要求;
(
2500
..0501,100
0.24)
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A0
100
0.24
增环:
A2,A3
2500..0501
减环:
A1
25
00..1810
0.35
根据极值法公式,求出:
A2100.23
计算Z,提取右图尺寸链。
其中:
封闭环A01000.24
增环:
A210
00..3523,减环:
Z
根据极值法公式,求出:
Z000..2311,Zmin=0.11
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A05.5
0.3
及B0
230
0.3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)
尺寸链
(1)中:
B0
2300.3
为封闭环。
增环:
C2
260
0.1,C3
260
0.1
减环:
B
根据极值法公式,求得:
B290
0.1
提取尺寸链(
2),其中:
C3
5.5
0.3
封闭环:
A0
A0
5.2
0.1,C3
2600.1
增环:
C1
,A
AC1
减环:
B
290
0.1
B
(2)
根据极值法公式,
求得:
A3.300.2
3.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)
Z5为封闭环。
200
0.1
Z
5
提取尺寸链(
2),Z4为封闭环。
20.50
0.1
Z4min
0.1,不合理。
(1)
改进:
将尺寸52
0
53
0
200
0.1
0.5
0.5
Z5
4.图(a)所示为某零件简图,其部分工序如图(
0
b)、(c)、(d)所示。
试校核工序图上所
50
0.2
Z4
标注的工序尺寸及偏差是否正确?
如不正确应如何改正?
解答:
Z3
20.50
0.1
如右图所示,
A1
100
0.4,A2
100
0.1,A3
400
0.3
22
0
0.3
分析工艺过程,
Z2
0
0.4及A3
400
520.5
Z1
尺寸A1100
0.3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
400
0.3
增环:
A
40.3
0
,
A100
31
0.1
22
0.1
减环:
A21
10.40
0.2
按照尺寸链要求,
A30
A31
A22
A21,但是:
4040.310
10.4
需修改公称尺寸,将A21
10.4改为A21
10.3
TA30
0.3,按照反计算,取:
TA31
TA22
TA21
0.1
取A21为协调环,按照入体原则,取:
A22
100
0.1,A31
40.30
0.1
由尺寸链公式,求出:
A21
10.30
0.1
分析加工过程,提取尺寸链(
2)
A33
A1
尺寸链
(2)中:
A22
A21
A31
封闭环:
A1
A10
100
0.4
增环:
A31
40.30
0.1,A22
100
0.1
减环:
A21
10.30
0.1
,A33
300
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)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5个自由度,即:
X、Y、Z、Y、Z
(c)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
d
(e)完全定位,消除6个自由度,即:
X、Y、Z、X、Y、Z
(f)部分定位,消除5个自由度,即:
X、Y、Z、X、Y
3.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(120.1)mm和(300.1)mm
的定位误差。
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
20H7(
0.021
)mm用芯轴
20g6(
0.007
0
0.020)mm定位,在立式
铣床上用顶尖顶住芯轴铣槽。
其中外圆
40
6
0
0.016
)mm、
20H7
内孔及两端面均已加工合
h(
格,外圆对内孔的径向跳动在0.02mm之内。
要保证铣槽的主要技术要求为:
⑴槽宽b为12h9(00.043);
⑵槽距端面尺寸为20h12(00.21);
⑶槽底位置尺寸为34.8h11(00.16);
⑷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
0
1
1
DY
B
(0.0210.0130.02)
0.016
(3)槽底位置尺寸:
1
2
2
0.035
0.16
3
(4)槽两侧对外圆轴线的对称度公差:
第十次作业答案
D
1
1
01
0.02
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