机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案.docx
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机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答
第五章工艺规程设计
5-1什么是工艺过程？
什么是工艺规程？
答：
工艺过程一一零件进行加工的过程叫工艺过程；
工艺规程一一记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程，工艺规程是依据科学
理论、总结技术人员的实践经验制定出来的。
5-2试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。
5-3拟定工艺路线需完成哪些工作？
54试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长方向上粗基准通常只允许用一次？
答：
粗、精基准的选择原则详见教材P212-214o
粗基准通常只允许用一次的原因是：
粗基准一般是毛面，第一次作为基准加工的表面，第二次再作基准势必会产生不必要的误差。
5-5加工习题5-5图所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有符号的为加工面，其余为非加工面）？
习题5一5图叭b）、c）所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能保持壁厚均匀；习题5-5图d）所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。
习题5-5图
解：
按题目要求，粗、精基准选择如下图所示。
5-6为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行？
答：
机械加工过程一般要划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。
其目的是保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理，有利于合理使用机床设备。
5-7试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？
5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？
答：
加工余量一一毛坯上留作加工用的材料层；
工序余量一一上道工序和本工序尺寸的差值；
总余量一一某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值。
5-9试分析影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？
5-10习题5/0图所示尺寸链中（图中A。
、Bo、Co、Do是圭寸闭环），哪些组成环是增环？
那些组成环是减环？
习题5-10图
解：
如图a）,Ad是封闭环，A,,A2,A4,A5,A7,A8是增环，其余均为减环。
如图b）,可以分解为两个尺寸链，蓝色，A。
是封闭环，A1是增环，A214是减环。
粉色：
Bo是封闭环，B1?
B2,B3是增环，B4是减环。
如图c）,可以分解为两个尺寸链，蓝色，C。
是封闭环，。
是增环，C2是减环；粉色：
D。
是封闭环，6，是增环，D3是减环。
5巾试分析比较用极值法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异同。
答：
极值法尺寸链计算公式：
考虑误差的最大、最小值，计算结果保证伽％合格。
优点是计算方法简单，直观。
所以，在已知封闭环公差时，求得的组成环公差较小。
缺点对组成环公差要求严，制造困难，加工成本较高。
而用统计法尺寸链计算公式：
考虑误差的实际分布情况，按照概率统计原理进行求解，其计算结果可以保证设定的合格率（99.73%）o优点是当已知封闭环公差时，求得的组成环公差较大，降低了加工精度要求，生产成本较低。
缺点是有少量不合格品。
（注意此题改动较大，先前答案有误！
）
5-12习题5/2图&为一轴套零件图，习题5/2图b为车削工序简图，习题5-12
图c给出了钻孔工序三种不同定位方案的工序简图，要求保证习题5/2图a所规定的位
置尺寸（1吐0.1）mm的要求。
试分别计算工序尺寸码、甩与甩的尺寸及公差。
为表达清晰起见，图中只标出了与计算工序尺寸AkA2、A3有关的轴向尺寸。
8805J4|」0±0」
一38$一
1
斗L
方案一
方案二：
尺寸链如左:
建位基准与S订
WA,d为增环乓为减环
A2=8+10=18；T0=0.2,T4=0.05
T2=To-T4=0.15
于于
ES2EI2=I以以0.05or所所=18
A2
方案三：
尺寸链如左:
A3=38-8-10=20
a）
2
°-0.05
A
一38%」
o
b）
1
方案二
C）
5-12图
由于T°二》「；T3=To-T4-T5=O.2-O.O5-O.1=O.O5
A
申于ES0=ES5-EI4-EI3；所以El3=ES^I4-ESo=O-（-O.O5）-O.1=O.O5；
由于EI0=EI^ES4-ES3；所以ES3=EI5-ES4-EIo=-O.1-O-（-O.1）=O；
0
A200.05rnm
方案三
■
方案二
羊4=8-啣吕0=]0珞.厦3|
4=38^1
V
方案三
处理；4）磨外圆至尺寸霜8/mm。
试求工序尺寸H及其极限偏差。
0叫
习题5-13图
解二如下图所示，宪际尺寸链女比a）图，求解尺寸链如b）图所示，其中
A14.25005,A勺4ooo4,t40,t为圭寸闭环，解H。
A2和H为增环=几为减环。
=
T0.16,_rv0.05,T0.08；t112
=+
由于tA=H
2
由于ES=ES
t
由于ElEl
t
所以：
（b）
-习题5/3图尺寸链
太，所以，H=4.25=_+=_+_=
1
tsEl-,所以EShESt=ES2-EhO.lte0.012=（*05）O.OM=-
H1
El=ES广所以EIhEltEl2ES,00.00400.004
HT
0.098
H4.25mm,验证:
Th=0.102
0.004
00
5・14加工习题5/4图所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸50mm,25mm和
0.10.30.4
5mmo习题5/4图b,c是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A
民及其极限偏差。
///
>
I
25$
50・齐
1
1L
b）
习题5-14图
23Oo
5-15习题5/5图是终磨十字轴端面的工序草图。
图a是磨端面A工位，它以0。
轴歼圆面靠在平面支承上，限制自由度Z、以。
2。
2轴外圆支承在长V形块上限制自由
度X,y,和x,y转动=侵求保证工序尺寸C。
图b
是磨端面B工位
要求保证图示工序
8l^6・bsl
b）
习题5-15图
A—/A2为对
解：
如上图尺寸链，州为b）图加工的O。
的轴径的一半,
=112.490.01
称嬰对尺寸C的影响，取-半，A0。
：
民为b）图加工得到的外形高度的-半,
0
A53.9800175；由于对称度为加工要求保证的位置公差，工序尺寸C直接影响对称度,
故取A2为封闭环，则有：
公称尺寸：
C=A!
+A2+A3=66.47mm
公差：
T产0.01T2=0.05T3=0.0175,
由于，STpTo；所以，T=T2-Ti-T3=0.05-0.01-0.0175=0.0225
由于ES2=ESc-Eh-EI3；所以ESc=ES2+Eh+El3=0.05+（-0.01）+（-0.0175）=0.0225
由于EI2=EI&ESi-ES3；所以Elc=El2+ESi+ES3=0+0+0=0；
所以：
C
0.0225
0
66.47
5-16什么是生产成本、工艺成本？
什么是可变费用、不变费用？
在市场经济条件下，如何正确运用经济分析方法合理选择工艺方案？
答：
生产成本、工艺成本、可变费用、不变费用定义详见教材P242O
在市场经济条件下，产品的竞争除了功能、质量之外，就是价格的竞争，相同功能质量的产品，价格低才有较大的竞争能力，所以应想方设法降低生产成本及工艺成本。
降低工艺成本的主要方法是增加生产批量，减少基本时间和辅助时间，减少准备终结时间，提高生产效率。
5-17试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义。
5-18应用JLBM-1分类编码系统为习题5-18图所示零件进行编码，并将其转换为零件特征矩阵。
A—A
80J
习题5-18图
5-19试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的方法步骤。
5-20在认真分析习题5-20图所示车床尾座装配关系的基础上，绘制车床尾座部件的装配工艺系统图，标准件编号自定。
5-21什么是完全互换装配法？
什么是统计互换装配法？
试分析其异同，各适用于什么场合？
答:
完全互换装配法一一采用极值法计算尺寸链，装配时各组成环不需要挑选或修配，就能达到装配精度要求的装配方法。
适用于大批大量或成批生产中装配组成环较少、装配精度要求不高的机器结构。
统计互换装配法一一采用统计法计算尺寸链，装配时各组成环不需要挑选或修配，就能保证绝大部分能够达到装配精度要求的装配方法。
适用于大批大量或成批生产中装配那些精度要求较高且组成环较多的机器结构。
两种方法相同点:
装配方法相同，装配时不需要修配，拿来就装。
不同之处：
完全互换法对组成环公差要求较严，制造困难，加工成本高，装配合格率很高；统计互换法对组成环公差要求较不高，加工成本较低，但会出现少量不合格品。
5-22由于轴孔配合，若轴径尺寸为人二“孔径尺寸为检设轴径
0.100
与孔径的尺寸均按正态分布，且尺寸分布中心与公差带中心重合，试用完全互换法和统计互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极限偏差。
討0
解：
尺寸链如上图所示，其中心孔的直径a为轴的直径厲80
A。
为所求间隙，为封闭环。
按极值法求解：
V0,=
ESo=ES>EI2=O.2-（.O.1）=O.3；Elo=Eh-ES2=O.O=O；所以，%0。
爲，仆0.3叽
按概率法求解:
1,K
由于T（A）
0
k
=
■2
T（A）T（A）
1
=区匕△+
=[（
则T（A）
0
宀,由于组成环均符合正态分布，■
0.20.1
2
A
由于
0
A=
）/2]
/9=0
+
0.05；所以,
=△+=
2（ES2EI2）/2（0（0/1）0
=△__
—0T（A）/20.15~0.2236/20.2618mm
+
—
2
0.2236
A=
+
（ES,
E沪
0
12
1
0.1（0.05）0.15
0.20）/20.1；h—△=
ES0
Elo
0T（A0）/20.150.2236/20.0382mm
所以
0.2618
A0oo382mm,概率法得到的封闭环公差小于极值法计算得到的公差。
5-23习题5-23图所示减速器某轴结构的尺寸分别为：
Ai=40mmxA2=36mms
As=4mm；要求装配后齿轮端部间隙每保持在0.10~0.25mm范围内，如选用完全互换法
装配,
rEA1SA、
*3
/o
习题5-24图
0.25
A001mm；
习题5-23图
解:
参照例题5-4（p261-263）
⑴计算封闭环基本尺寸由于ao=A1-A2-A3=4O-36-4=O；
⑶确定各组成环的公差：
首先按等公差法初步确定各组成环公差,Tiavr=To/3=O.15/3=O.O5mm,考虑到A3容易加工，取A3为协调环，
则A1和A2在同一尺寸
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