机械制造工程学课后作业答案.docx
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机械制造工程学课后作业答案
（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。
、。
、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P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。
10，
s0，o8，Kr75。
若镗刀在安装时刀尖比工件中心高h1mm，试检验
镗刀的工作后角解答：
在背平面（切深剖面）带入数值，求得：
tanoetan（oo）coss
COS（ss）
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.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Kr、
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：
Za0.71z2.05
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
ni
尺寸间隔（mm
零件数
ni
自
到
自
到
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
若图纸的加工要求为©15霧mm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:
0.024
加工要求：
150.04,Xmin14.96,Xmax15.14
14.9615.14…厂
公差带中心：
Xt215.05
合格率=0.5+0.491=0.99仁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。
工位
工步
1、下料
2、车削
2
1
1）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、铳削平面
1
2
1）铳两平面
2）铳另两平面
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180J6（0【0；8）,在成批生产中加工
顺序为：
粗镗一一半精镗一一精镗一一浮动镗，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
0.2
IT6
①180
精镗孔
0.6
IT7
①179.8
半精镗孔
3.2
IT9
①179.2
粗镗孔
6
IT11
①176
总余量
10
IT16
①170
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①80孔；
4粗镗①60孔；
5精刨底面；
6精刨顶面；
7半精镗①80孔、①60孔；
8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±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。
圭寸闭环：
L060.1
增环：
L
减环：
L23600.05
ESLESL°ESLiEIL20.01
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Li、L2尺寸，如有超差，则为废品。
4、下图所示为轴套零件，在车床上已加
Li
——L2
好外圆、内孔及各面，现许在铣床上铣出
端槽，并保证尺寸500.06mm及260.2m叫求试切调刀时的度量尺寸H、A及其
封闭环：
500.06
依据尺寸链公式可求出:
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、02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A,，试求工序尺寸
Ai及其上下偏差；
⑶若实测尺寸人超差了，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Li、L2如右图所示，尺寸链如右中图所示
封闭环：
L0800.08
反计算求Li、L2
L0
L2
L1
求出：
L11300.05
（2）尺寸链如右下图所示。
封闭环：
Ao800.08
增环：
A2A32000.0175
第八次作业答案:
工序1:
铣上下两端面至尺寸A1250.10mm;
工序2:
钻孔d,铣沉孔D至深A2;
计算A,提取右图尺寸链。
其中：
封闭环A。
1000.24
增环：
0.01
A,A3250.05
计算乙提取右图尺寸链。
其中：
封闭环A。
1000.24
增环：
A2
10
0.35
0.23,
减环：
Z
根据极值法公式，求出：
Z00.11,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；工序钻孔；工序％，热处理；工序忸，磨孔及底面；工序区，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Ao5.50.3及Bo23o0'3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）
减环：
B
减环：
B29oo.1
求得：
A3.3oo.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H,车大端外圆及端面；工序皿，精车小端外圆、轴肩及端面。
试校核工序皿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
Z5为封闭环。
V打
提取尺寸链
（2）,Z4为圭t闭0环旦^
Z4min0.1，不合理。
。
1）
分析工艺过程，
尺寸A110。
0.4及A34000.3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：
增环：
A3140.300.1,A221000.1
减环：
A2110.400.2
按照尺寸链要求，A30A31A22A21,但是：
4040.31010.4
需修改公称尺寸，将A2110.4改为A2110.3
TA300.3，按照反计算，取：
TA31TA22TA^0.1
取A21为协调环，按照入体原则，取：
A221000.1,A3140.30
由尺寸链公式，求出：
A2110.3。
0.1
分析加工过程，提取尺寸链
（2）
尺寸链
（2）中：
封闭环：
AiA101000.4
増环：
A3140.3o.i,A22100.1
减环：
A2110.30,A3330°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。
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）丫、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、丫5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。
40
解答：
对于尺寸（300.1）mm:
对于尺寸（120.1）mm:
52
主要技术要求为：
⑴槽宽b为12h9（00g）；
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。
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（Q）
两孔，除保证图纸要求外，还要求保证两孔连心线通过600^mm的轴线，其对称度公差
若定位误差不得大于工序公
为0.08mm。
现采用图（b）、（c）、（d）所示三种定位方案,
解答:
综上：
只有b方案可行。
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：
（b）
图，对尺寸
45:
1
D45YB—（0.0210.013
2
0.1）
1
-0.0250.0795
2
对称度：
D对称
0
（c）
图，对尺寸
45:
1
D45YB0—0.。
25
2
0.0125
1
02
3
对称度：
D对称
11〒
0.10.05T对称,T对称
23
0.05
1
-02
3
（d）图，对尺寸45:
D45
1
0丄0.2
对称度：
D对称
1
0.025
1
0.1
0.0625
1T
|对称，
T对称
2
2
3
（e）
图，对尺寸
45：
D45
0
10.2
3
对称度：
D对称
1
2
0.10.05
1T
3
对称
，T对称
0.05
（f）
图，对尺寸
45：
D45
Y
B
0
1
2
0.025
0.0125
1
3
对称度：
D对称
1
0.10.05
1t
对称
，T对称
0.05
2
3
各定位方案均不能满足要求。
0.05
0.2
3•在轴上铣一平面，工件定位方案如下图所示，试求尺寸A的定位误差
解答:
4.下图所示为某铣键槽工序的加工要求：
键宽80.1mm键槽深度尺寸760.1mm及键槽对
©80轴线对称度为0.2mm已知轴径尺寸80O.imm试分别计算如图b、图c所示两种定位方案的定位误差，并判断哪个方案更好。
解：
①对于方案b:
定位误差：
由于定位基准重合，故Db0mm
对称误差：
Td
对称b
2
0.1
2
0.05mm
②对于方案
C：
定位误差：
J
Dc
2
1
1）
011
0.1（11）0.021mm
290
Sin
2
Sin
2
对称误差：
对称c0mm
③方案b中，」称i遊0.25，方案c中，一竺00210.21
T对称0.2T0.1
比较方案b及方案c中定位误差及对称误差的比值，方案c更好。
第十一次作业答案
1.图所示为CA6140车床主轴法兰装配图，根据技术要求，主轴前端兰盘与床头箱端面间保持间隙在
0.38〜0.95mm范围内，试查明影响装配精度的有关零件上的尺寸，并求出有关尺寸的上下偏差
解答：
极值法求解：
取A为协调环
2.图所示为齿轮箱部件，根据使用要求，齿轮轴肩与轴承端面间的轴向间
隙应在1〜1.75mm之间范围内。
若已知各零件的基本尺寸为A101mm、
取A为协调环:
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