机械制造技术基础习题.docx

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机械制造技术基础习题

1.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的进给运动是，主偏角是，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。

答案

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

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

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

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；

b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD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。

4-3在习图2-4-3所示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度。

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。

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。

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）。

现加工槽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。

4-7习图2-4-7所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（mm，mm），现在插床上以调整法加工键槽，要求保证尺寸mm。

试计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴度误差）。

——（

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？

习图2-4-9

4.分析题

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300，夹具两定位V型块夹角，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为。

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，并忽略两轴颈与外圆的同轴度误差）。

习图4-4-1

4-1答案：

键槽底面对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：

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）：

150

3工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

为此，首先计算外圆中心在垂直方向上的变动量：

mm

可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

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：

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。

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±。

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=，均方根偏差为σ=。

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：

①分布图

习图4-4-6ans

②工艺能力系数CP=（6×）=

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mm。

若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为mm。

试计算不合格品率。

4-7答案：

习图4-4-7ans

画出分布曲线图，可计算出不合格品率为%

例1有一批小轴，其直径尺寸要求为?

mm,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=，均方根差=。

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

￠

3、系统误差

⊿=

4、计算合格率和废品率

合格品率为

废品率为1-A=%

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±,第一台加工1000件，其直径尺按正态分布，平均值mm，均方差mm。

第二台加工500件，其直径也按正态分布，且=mm，=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

第二机床的加工精度

所以，，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。

废品率为

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，使之再进刀为宜。

例：

在车床上车一批轴，要求为Φ25mm。

已知轴径尺寸误差按正待分布，=,σ=,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-）/σ=/=2=

2）偏大不合格平率为：

=（不可修复的不合格品）

3）偏小不合格平率为：

（可修复的不合格品）

4）合格品为：

%%=%

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——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，Ra=，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为直径φ28±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=，粗磨余量=，半精车余量=，粗车余量=总余量－（精磨余量+粗磨余量+半精车余量）=4－（++）=mm。

3.计算各工序基本尺寸：

精磨基本尺寸=24mm，粗磨基本尺寸=（24+）=mm，半精车基本尺寸=（+）=mm，粗车基本尺寸=（+）=mm。

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—mm，粗磨—mm，半精车—mm，粗车—mm。

4-3习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸和已加工好，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。

4-3答案：

1）图b：

基准重合，定位误差，mm；

2）图c：

尺寸A2，10±和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2c），其中尺寸10±是封闭环，尺寸A2和是组成环，且A2为增环，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：

=ESA2－（），→ESA2=;

=EIA2－0，→EIA2=。

故：

mm

3）图d：

尺寸A3，10±，和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其中尺寸10±是封闭环，尺寸A3，和是组成环，且为增环，A3和为减环。

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－（EIA3+（）），→EIA3=;

=－（ESA3+0），→ESA3=0。

故：

mm

4-4习图5-4-4所示轴承座零件，mm孔已加工好，现欲测量尺寸80±。

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