机械制造技术基础习题.docx

1、机械制造技术基础习题 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020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31-11 锥度心轴限制（ ）个自由度。 2 3 4 51-12 小锥度心轴

2、限制（ ）个自由度。 2 3 4 51-13 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。 1 2 3 41-14 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。 1 2 3 41-15 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。 2 3 4 54. 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B，保证尺寸H；b）在套筒零件上加工B孔，要求与D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

3、置度。4-2 试分析习图2-4-2所示各定位方案中： 各定位元件限制的自由度； 判断有无欠定位或过定位； 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.

4、图14-4 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

5、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2-4-94. 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4-4-14-1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：3002夹具

6、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）：1503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

7、，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12。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 = 。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： 分布图习图4-4-6ans 工艺能力系数CP=（6）= 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

8、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

9、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6T.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

10、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25mm。已知轴径尺寸误差按正待分布，=,=,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-)/=/=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（ ）。 小于50

11、 等于50200 等于2001000 大于10001-2 表面层加工硬化程度是指（ ）。1表面层的硬度 表面层的硬度与基体硬度之比 表面层的硬度与基体硬度之差 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（ ）。 无关 相近 相同 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。 大于 小于 等于 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

12、面。习图5-4-14-1答案：1. 图a： 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。 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： 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。 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

13、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： 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。 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28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

14、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=24 mm，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

15、 、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= A28，A2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：=ESA2（），ESA2=;=EIA20，EIA2=。故：mm3）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

16、法偏差计算公式，有：=0（EIA3+（），EIA3= ;= (ES A3+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。4-4 答案：尺寸80、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸80是间接得到的，是封闭环。半径尺寸和H是增环。解此尺寸链可得到：4-5 答案：建立尺寸链如习图5X4-5ans所示，其中，是尺寸链的封闭环；，是尺寸链的减环；，是尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得到： mm3、图5为某零件的加工路线图。工序：粗车小端外圆、肩面及端面；工序：车大

17、外圆及端面；工序：精车小端外圆、肩面及端面。试校核工序精车端面的余量是否合适若余量不够应如何改进解：Z3为封闭环Z3=52+（50+22） Z3= ESZ3=0+0-余量不够)将尺寸52的下偏差改为“”2、图3所示尺寸链中（图中Ao、Bo、Co、Do是封闭环），那些组成环是增环那些组成环是减环 解： 图32、图3为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸和键槽深t=。其工艺过程为;1)车外圆至；2）铣键槽槽深至尺寸H；3）热处理；4）磨外圆至尺寸。试求工序尺寸H及其极限偏差。解：A0+=H+14 H=ESH+（）ESH= EIH= 图31. 单项选择1-3 原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（ ）

18、。 机床误差 夹具误差 刀具误差 工艺系统误差1-4 误差的敏感方向是（ ）。 主运动方向 进给运动方向 过刀尖的加工表面的法向 过刀尖的加工表面的切向1-7 镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（ ）。 轴承孔的圆度误差 主轴轴径的圆度误差 轴径与轴承孔的间隙 切削力的大小1-8 在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能原因是（ ）。1车床主轴径向跳动 卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 刀尖与主轴轴线不等高 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行1-9 在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（ ）。1提高主轴回转精度 降低三爪卡盘卡爪面的表

19、面粗糙度 提高装夹稳定性 保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴1-10 为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（ ）传动。2升速 降速 等速 变速1-11 通常机床传动链的（ ）元件误差对加工误差影响最大。 首端 末端 中间 两端1-12 工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（ ）。 之和 倒数之和 之和的倒数 倒数之和的倒数1-13 机床部件的实际刚度（ ）按实体所估算的刚度。 大于 等于 小于 远小于1-15 误差复映系数与工艺系统刚度成（ ）。 正比 反比 指数关系 对数关系1-16 车削加工中，大部分切削热（ ）。 传给工件 传给刀具 传给机床 被切屑所带走1-17 磨削加工中，大部

20、分磨削热（ ）。 传给工件 传给刀具 传给机床 被磨屑所带走1-18 为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（ ）。 加大截面积 减小长径比 采用开式结构 采用热对称结构1-19 工艺能力系数与零件公差（ ）。 成正比 成反比 无关 关系不大1-20 外圆磨床上采用死顶尖是为了（ ）。1消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响 消除导轨不直度对加工精度的 消除工件主轴运动误差对加工精度的影响 提高工艺系统刚度2. 多项选择2-1 尺寸精度的获得方法有（ ）。 试切法 调整法 定尺寸刀具法 自动控制法2-2 零件加工表面粗糙度对零件的（ ）有重要影响。 耐磨性 耐蚀性 抗疲劳强度 配合质量2-

21、3 主轴回转误差可以分解为（ ）等几种基本形式。 径向跳动 轴向窜动 倾角摆动 偏心运动2-5 如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有（ ）。 主轴径向跳动 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行 刀杆刚性不足2-6在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其可能的原因有（ ）。 工件刚度不足 前后顶尖刚度不足 车床纵向导轨直线度误差 导轨扭曲2-7在车床上车削光轴（习图4-2-7），车后发现工件A处直径比B处直径大，其可能的原因有（ ）。

22、刀架刚度不足 尾顶尖刚度不足 导轨扭曲 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-8 机械加工工艺系统的内部热源主要有（ ）。 切削热 摩擦热 辐射热 对流热2-9 如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径偏大的可能原因有（ ）。 车床导轨与主轴回转轴线不平行 尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴 刀具热变形 钻头刃磨不对称2-10 下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（ ）。 机床几何误差 工件定位误差 调整误差 刀具磨损2-9 如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径

23、偏大的可能原因有（ ）。 车床导轨与主轴回转轴线不平行 尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴 刀具热变形 钻头刃磨不对称2-10 下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（ ）。 机床几何误差 工件定位误差 调整误差 刀具磨损2-11 下列误差因素中属于随机误差的因素有（ ）。 机床热变形 工件定位误差 夹紧误差 毛坯余量不均引起的误差复映2-12 从分布图上可以（ ）。（ 确定工序能力 估算不合格品率 判别常值误差大小 判别工艺过程是否稳定2-13 通常根据 X-R 图上点的分布情况可以判断 ( )。 有无不合格品 工艺过程是否稳定 是否存常值系统误差 是否存在变值系统误差图5中零件，成批生产时用

24、端面B定位加工表面A，以保证尺寸10，试标铣此缺口时的工序尺寸及公差。图5图 5-33 所示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 。与此有关的加工过程如下： 1） 精车A面，保证直径 ； 2）渗碳处理，控制渗碳层深度H1； (表面具有高的硬度和耐磨性) 3）精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。试确定H1的数值第5章 练习题 1. 单项选择1-1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ ）。1铸件 锻件 棒料 管材1-2 普通机床床身的毛坯多采用（ ）。 铸件 锻件 焊接件 冲压件1-3 基准重合原则是指使用被加工表面的（ ）基准作为精基准。2设计 工序 测量 装配1-4

25、箱体类零件常采用（ ）作为统一精基准。 一面一孔 一面两孔 两面一孔 两面两孔1-5 经济加工精度是在（ ）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 最不利 最佳状态 最小成本 正常加工1-6 铜合金 7 级精度外圆表面加工通常采用 （ ）的加工路线。 粗车 粗车-半精车 粗车-半精车-精车 粗车-半精车-精磨1-7 淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（ ）。1粗车半精车精车 粗车半精车精车金刚石车 粗车半精车粗磨 粗车半精车粗磨精磨1-8 铸铁箱体上120H7孔常采用的加工路线是（ ）。 粗镗半精镗精镗 粗镗半精镗铰 粗镗半精镗粗磨 粗镗半精镗粗磨精磨1-9 为改善材料切削性能而进行的热

26、处理工序（如退火、正火等），通常安排在（ ）进行。 切削加工之前 磨削加工之前 切削加工之后 粗加工后、精加工前1-11 直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（ ）。 增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和 增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和1-12 直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于（ ）。 各组成环中公差最大值 各组成环中公差的最小值 各组成环公差之和 各组成环公差平方和的平方根1-15 工艺路线优化问题实质上是（ ）问题。 寻找最短路径 寻找最长路径 寻找关键路径 工

27、序排序2. 多项选择2-1 选择粗基准最主要的原则是（ ）。 保证相互位置关系原则 保证加工余量均匀分配原则 基准重合原则 自为基准原则2-2 采用统一精基准原则的好处有（ ）。 有利于保证被加工面的形状精度 有利于保证被加工面之间的位置精度 可以简化夹具设计与制造 可以减小加工余量2-3 平面加工方法有（ ）等。 车削 铣削 磨削 拉削2-4 研磨加工可以（ ）。 提高加工表面尺寸精度 提高加工表面形状精度 降低加工表面粗糙度 提高加工表面的硬度2-5 安排加工顺序的原则有（ ）和先粗后精。 先基准后其他 先主后次 先面后孔 先难后易2-6 采用工序集中原则的优点是（ ）。 易于保证加工面之

28、间的位置精度 便于管理 可以降低对工人技术水平的要求 可以减小工件装夹时间2-7 最小余量包括 ( )和本工序安装误差。 上一工序尺寸公差 本工序尺寸公差 上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 上一工序留下的形位误差第6章 练习题1. 单项选择1-1 装配系统图表示了（ ）。3装配过程 装配系统组成 装配系统布局 机器装配结构1-2一个部件可以有（ ）基准零件。 一个 两个 三个 多个1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用（ ）。 完全互换法 大数互换法 分组选配法 修配法1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（ ）。 完全互换法 大数互换法 分组选配法 修配法1-5 机床主轴装配常采用（ ）。 完全互换法 大数互换法 修配法 调节法1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称（ ）原则。 尺寸链封闭 大数互换 一件一环 平均尺寸最小1-7 修选配法通常按（ ）确定零件公差。1经济加工精度 零件加工可能达到的最高精度 封闭环 组成环平均精度1-8 装配的组织形式主要取决于（ ）。1产品重量 产品质量 产品成本 生产规模1-9 牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。这属于（ ）。选配法 修配法 调节法 试凑法2. 多项选择