机械制造工程学课后作业答案111409.docx
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机械制造工程学课后作业答案111409
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。
、。
、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。
10，s0，。
8，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：
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））
A．YG3X（K01）
B．W18Cr4V
C．YT5（P30）
D．YN10（P05）
E．YG8（K30）
F．YG6X（K10）
G．YT30（P01）
⑹加工冷硬铸铁
F．YG6X（K10））
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：
Za0.71Zb2.05
求出：
0.039
&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
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©150.04mm,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：
、2^0（（15.01515.0832）2
0.024
2（15.02515.0832）24（15.14515.0832）23）加
0.14
工要求：
150.04,Xmjn
14.96,Xmax15.14
14.9615.14…厂
公差带中心：
XT
15.05
2
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。
工序
安装
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、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（0.0018），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孑L;
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。
封闭环：
L060.1
增环：
L
减环：
L23600.05
500.06mm及260.2mm，求试切调刀时的度量尺寸H、A及其上下偏差
尺寸链2如右图所示
依据尺
寸链公
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:
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Oi、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A，试求工序尺寸A及其上下
偏差;
⑶若实测尺寸Ai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
取:
TL10.1TL20.06
Li为协调环，L2500.03L0
TLi
求出：
L11300.05L2
（2）尺寸链如右下图所示
封闭环：
A0800.08
增环：
A2A320000175
A2w
A1A0
程如下：
第八次作业答案:
1.如图所示为被加工零件（仅注有关尺寸），其工艺过
工序1：
铣上下两端面至尺寸mm;
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；（
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A01000.24
增环：
A2，A3250.05
减环：
A12500..1180
计算Z,提取右图尺寸链。
其中：
封闭环A01000.24
0.23
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；工序毗，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，
封闭环。
加工过程如右图所示，提取尺寸链
（1）尺寸链
（1）中：
Bo23o03为封闭环。
增环：
C226。
0.1，C326。
0.1
减环：
B
根据极值法公式，求得：
B2900.1
C3
（2）
提取尺寸链
（2），其中：
封闭环：
A。
5.50.3
增环：
C15.20.1，C326。
0.1，A
减环：
B2900.1
根据极值法公式，
求得：
A3.30.2
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U，车大端外圆及端面；工序川，精车小端外圆、轴肩及端面。
试校核工序川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
解答：
提取尺寸链
（1）
提取尺寸链
（2），Z4为封闭环。
（1）
■2
5O
ZOU
IZIIZII/JZ
.■
Z4min0.1，不合理。
改进：
b）、（c）、（d）所示。
试校核工序图上所
将尺寸520.5530.5
4•图（a）所示为某零件简图，其部分工序如图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：
如右图所示，Ai10o04，A21OOo.i，A34000.3
分析工艺过程，
尺寸Ai10。
0.4及A340003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：
A3A304000.3
增环：
A3140.3°0.1，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
01
由尺寸链公式，求出：
A2110.30.
分析加工过程，提取尺寸链
（2）
A33
A1
尺寸链
（2）中：
A22
A21
封闭环：
A1A1010。
0.4
A31
（2）
增环：
A3140.300.1，A221000.1
减环：
A211O.3o0.1，A333000.3
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、丫、Z
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
解答:
⑴槽宽b为12h9（°0.043）;
⑵槽距端面尺寸为20h12（00.21）;
⑶槽底位置尺寸为34.8h11（Oo.i6）;
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。
d0
（3）槽底位置尺寸:
YB
1
-（0.0210.0130.02）
2
1
0.035-
3
0.16
D
1
-0.016
2
（4）槽两侧对外圆轴线的对称度公差:
10.020.0110.1
23
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（Oi）和8mm（O2）两孔，除保证图纸要求外，还要求保证两孔连心线通过60；imm的轴线，其对称度公差为0.08mm。
现采用图（b）、（c）、（d）所示三种定位方案，若定位误差不得大于工序公差的
解答:
综上：
只有b方案可行。
2•如下图所示，在工件上铣一键槽，其要求见图示，试计算各方案在尺寸450.2mm及
解答:
对称度：
D对称
各定位方案均不能满足要求。
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^mm及键槽对©
80轴线对称度为0.2mm。
已知轴径尺寸80mm，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：
对称b
Td
0.1
0.05mm
2
2
②对于方案C：
定位误差：
DC
Td（
1
011
1）
（1）0.021mm
2
Sin
290
Sin
2
2
对称误差：
对称c
0
mm
③方案b中，證005025，方案c中，扌詈021
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车床主轴法兰盘装
根据技术要求，主轴前端法兰盘与床头
面间保持间隙在0.38〜0.95mm范围内，
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:
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A1101mm、A250mm、A3A45mm、
A4140mm。
试确定这些尺寸的公差及偏差。
（采用等公差法）
解答:
极值法：
TAi
0.75
5
0.15
A1101。
0.15,A25000.15
A35°0.15,A4140°0.15
取A5为协调环
求出:
50
0.15
50
概率法:
fc-
■F'
亠——L■
啣5*|
1■
P5*|
取：
A1
A3
10100.34
500.34,
取A5为协调环：
A2
A4
5000.34
14000.34
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