实用文档之机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案.docx
《实用文档之机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实用文档之机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实用文档之机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案
实用文档之”《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？
5-4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P212-214。
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V符号的为加工面，其余为非加工面）？
习题5-5图a）、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。
粗基准
S小也//
20X9
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——毛坯上留作加工用的材料层；
工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；
总余量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5-10图所示尺寸链中（图中A。
、Bo、Co、。
。
是封闭环），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）,Ao是封闭环，Ai,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，Ao是封闭环，4是增环，A1,是减环。
粉色：
So是封闭环，Bl,Bit53是增环，54是减环。
如图0,可以分解为两个尺寸链，蓝色，Co是封闭环，。
是增环，C2是减环；粉色：
。
0是封闭环，D1,02是增环，03是减环。
5・11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100%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%）。
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5-12图a为一轴套零件图，习题5-12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5-12图a所规定的位置尺寸（10±0.1）mm的要求。
试分别计算工序尺寸小、4与4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4、42、A3有关的轴向尺寸。
方案三
习题5-12图
解：
方案一：
定位基准与设计基准重合，
Ai=10±0.1mm
方案二：
尺寸链如左：
封闭环为Ao,42为增环，A4为减环。
A2=8+10=18；To=0.2,74=0.05
，2=70・74=0.15
由于£So=ES2・E/4；所以ES2=£So+E/4=O.O5
由于E/o=E/2・£S4；所以E/2=E/o+ES4=O.1所以，&=18*mm
方案三：
尺寸链如左：
封闭环为Ao，A5为增环，A3,A4为减环。
A3=38-8-10=20
由于To=£Ti；Tj=To-T4-T5=0.2-0.05-0.1=0.05
由于ESo=ES5・EImEI3；所以E/3=E55-E/4-E5o=O.（-O.O5）-O.1=O.O5；
由于EIo=El5-ES4-ES3；所以ES3=El5-ES4-EIo=-0.1-0-（-0.1）=0；
所以，4=20,05mm
5-13习题5-13图为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸溟8t黑mm和键槽深，=4*，］皿。
其工艺过程为：
1）车外圆至0281“）mm；2）铳键槽槽深至尺寸从3）热处理；4）磨外圆至尺寸。
28"黑mm。
试求工序尺寸”及其极限偏差。
习题5-13图
解：
如下图所示，实际尺寸链如a）图，求解尺寸链如b）图所示,其中
4=14.254,4=14歌，/=4,6”为封闭环,求解儿
A2和〃为增环，4为减环。
7；=0.16,7；=0.05,T2=0.08；
由于7；=£7；可以得到，Th=0.16-0.05-0.008=0.102
（b）
习题5-13图尺寸链
由于r=4+"-A，所以，H=4.25
由于ES{=ES2+ESh-EI},所以
ESh=ESt-ES2+E7,=0.16-0.012+（-0.05）=0.098
由于EI^Eh+EL.-ES.,所以■一<<■
EIh=EIt-EI2+=0-0.004+0=-0.004
所以:
“=4.25黑mm,验证：
T/r=0.102
5-14加工习题5-14图所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸C+O.4
50^,mm,251）jYim和〜。
mm。
习题5-14图b,c是加I：
上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸4、4、小及其极限偏差。
解：
如下图所示，4=501］。
A2和A4,A5两尺寸有关，A4=5/,4=25工；其中4为封闭环，则A2=30,72=04-0.3=0.1,E52=0.4+（-0.3）=0.1,£72=0,所以：
A2=30j1mo
A3和A5>Al两尺寸有关，其中As为封闭环，则Ai=25,7"3=0.3-0.1=0.2
求解4尺寸链
5-15习题5-15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Oi。
轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度z、以OiOi轴外圆支承在长V形块上限制自由度高亍，和转动，要求保证工序尺寸C。
图b是磨端面8工位，要求保证图示工序尺寸。
已知轴径d=。
24.980”mm,试求工序尺寸C及其极限偏差。
习题5-15图
解:
如上图尺寸链，Ai为b）图加工的OiOi的轴径的一半，4=12.4%4为对称度对尺寸。
的影响，取一半，4=0产；A3为b）图加工得到的外形高度的一半，&=53.9吃刈不；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=A1+A1+A3=66.47mm
公差：
T1=O.O172=0.0573=0.0175,
由于,STi=To；所以,北=乃•乃・乃=0.05・0.01・0.0175=0.0225
由于ES2=ESC-Eh-Eh；所以
ESc=ES2+£Zi+E/3=0.05+（-0.01）+（-0.0175）=0.0225
由于Eh=EIc-ES\-ESix所以£/c=E/2+ESi+ES3=O+O+O=O；
所以：
0=66.47产5
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。
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。
80O0mm,孔径尺寸为080。
20mm,设轴径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。
解：
尺寸链如上图所示，其中Ai为孔的直径A=80f，4为轴的直径&=80髭，4）为所求间隙，为封闭环。
按极值法求解：
Ao=O,
ESo=ESi・E/2=02（-0.1）=0.3；EIo=Eh-ESi=O-O=O；所以，
A=mm,To=0.3mnio
按概率法求解：
由于"&）='/£记了一（4）,由于组成环均符合正态分布,“0Vz
W=L&=L&O=1，
则7（4）=/2（4）+片（4）=>/0.22+0.12=0.2236
由于△o=ZJJd+e,r（4）/2]；e,・=0;
>-!
A1=（ES1+EZ1）/2=（0.2+0）/2=0.1；
A2=（E52+£/2）/2=（0+（-0.1））/2=-0.05;所以，
△u=A[-A]=0.1-（-0.05）=0.15
ESo=△（1+T（4）/2=0・15+0.2236/2=0.2618mm
EI（）=△（）-7（4）72=0.15-0.2236/2=0.0382mm
所以：
4=0™mm,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:
A|=40mm、A2=36mm、/h=4mm：
要求装配后齿轮端部间隙4）保持在0.10〜0.25mm范围内，如选用完全互换法装配，试确定4、A2、4的极限偏差。
习题5-24
习题5-23图
解：
参照例题5-4（p261-263）
（1）计算封闭环基本尺寸：
由于Ao=Ai-A2-A3=40-36-4=0；A）=°；；：
fmin；
（2）计算封闭环公差：
ro=0.25-0.1=0.15o
（3）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，
T,avr=T（i/3=0.15/3=0.05mm,考虑到A3容易加工，取A3为协调环，
则A1和A2在同一尺寸间隔，取IT9级精度，Tl=T2=0.062mm,
贝！
J73=0.15-0.062-0.062=0.026mm.
（4）确定各组成环极限偏差：
按照对称原则：
A2=36h9=36?
0.062mm,按入体原则：
4=40js9=40±0.031mm
由于ESo=ESi-Eh・Eh，所以：
E73=ESi-EZ2-ESo=O.O31-（-O.O62）-O.25=-O.157
由于Eh=Eh-ESi-ES3，所以：
ES3=Eh-ES2・EIo=・O.O31-0-0.1=-0.131
所以，4=4就;mm
（5）校核封闭环的极限尺寸：
AOmax=Alniax-A2niin-A3niin=40.031-（36-0.062）-（4-0.157）=0.25
AOmin=A1min-A2niax-A3max=（40-0.031）-36-（4-0.131）=0.1
符合要求。
5-24习题5-24图所示为车床刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证刀架座在床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.1〜0.3mm范围内，如选用修配法装配，试确定图示修配环A与其他各有关尺寸的基本尺寸和极限偏差。
B-B
313b29282726
1一顶尖
B
习题5-20图
2一尾座体3一套筒4一定位块5—注油塞6一丝杠7—螺母8一挡油圈9一后盖
10一手轮11一螺帕12一垫明13一半圆键14一偏心轴15一销子16一手柄
17一挡销18一挡钉19-拉杆20-底座21一杠杆22一支架23一支承钉
24-压块25—压板26—钦链支架27一夹紫块28—螺杆29—弹簧垫圈
30-手柄3】一半圆键32一调整螺套33—紧定螺杆34—弹簧35—导向杆
5-25习题5-25图所示传动装置，要求轴承端面与端盖之间留有Aq=0.3〜0.5mm的间隙。
已知：
Ai=42^25mm（标准件），A2=A）=158：
008mm,=40^,5mm（标准件），
A4=23J0045mm,A；=250丁09mm,A>=38；""mm,B=5、03mm。
如采用固定调整法装配，试确定固定调整环B的分组数和分组尺寸。
习题5-25图
5・26对习题5-26图所示各零件的工艺性进行评价，指出其存在的问题，并提出改进意见。
6一02SW
习题5-26图解：
具体问题和改进办法如下图所示。
7y齿轮的倒角b）
两个平键应相同，
并在1条外圆素线上
6一OO+I9S
退刀槽尺寸应相等f）
升级会员 