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。1012342、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f图3图3ansf刃倾角λ0前角γ0后角α0主偏角φ0副偏角φ′01-11锥度心轴限制（）个自由度。①2②3③4④51-12小锥度心轴限制（）个自由度。①2②3③4④51-13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。①1②2③3④41-14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。①1②2③3④41-15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。①2②3③4④54.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。H习图2-1-13习图2-1-14图34-2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014.054和对称度0.03。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。YXZb）a）YXZ习图2-4-2c）YXXZd）XZYXb）a）d）c）540-0.14（）φ32+0.0300.03A（）φ600-0.1A90°φ32-0.01-0.03习图2-4-31．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。f图2-4-5习图2-4-1d）HZYBZXYXZc）HLZBYXZa）HHφBφBL（φD）b）YXZ4-6习图2-4-6所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径01.050D）。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（025.0035Dmm，01.080dmm），现在插床上以调整法加工键槽，要求保证尺寸2.005.38Hmm。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）。——（对应知识点2.4.4）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？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0.05/300，夹具两定位V型块夹角o90，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为mm05.020。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mm35外圆的同轴度误差）。习图2-4-7AdH90°DZBL（D）YHZX习图2-4-6其余习图2-4-9习图4-4-14-1答案：键槽底面对mm35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：0.05/300②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）：0.01/150③工件轴线与交点A的连线的平行度误差：为此，首先计算mm05.020外圆中心在垂直方向上的变动量：07.01.07.07.00dTmm可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：0.07/150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：300/21.0150/07.0150/01.0300/05.0P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±0.01。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=11.99，均方根偏差为σ=0.003。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。a）b）c）习图4-4-24-6答案：①分布图习图4-4-6ans②工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1③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01.020mm。若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为025.0mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03mm。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21.055%例1有一批小轴，其直径尺寸要求为ø0035.018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=17.975mm，均方根差=0.01mm。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￠0175.09825.17180035.03、系统误差⊿=0075.0975.179825.17xX4、计算合格率和废品率025.021Tx1211.99。分布曲线（公差带）2019.95。（公差带）19.9分布曲线19.98不合格品率5.201.0025.01x9876.01A01.022Tx101.001.01x6826.02A合格品率为002151.83)(21AAA废品率为1-A=16.49%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T.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ø11±0.02mm,第一台加工1000件，其直径尺按正态分布，平均值005.111xmm，均方差004.01mm。第二台加工500件，其直径也按正态分布，且=015.112xmm，0025.01=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024.0004.0661第二机床的加工精度015.00025.0662所以，1266，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。)2(0025.0015.1102.11)(22AxxA9542.0)2(A废品率为0028.229542.05.0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0.0075mm为宜。例：在车床上车一批轴，要求为Φ2501.0mm。已知轴径尺寸误差按正待分布，x=24.96mm,σ=0.02mm,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-x)/σ=(25-24.96)/0.02=2F2=0.47722）偏大不合格平率为：0.5-F2=0.5-0.4772=2.28%（不可修复的不合格品）3）偏小不合格平率为：0.5-0.49865=0.00135=0.135%（可修复的不合格品）4）合格品为：1-2.28%-0.135%=97.595%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10001-2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5-4-14-1答案：c）CCtb）BBta）AAt1.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mm250021.0，Ra=0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为直径φ28±0.3mm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=0.1mm，粗磨余量=0.3mm，半精车余量=1.0mm，粗车余量=总余量－（精磨余量+粗磨余量+半精车余量）=4－（0.1+0.3+1.0）=2.6mm。3.计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24mm，粗磨基本尺寸=（24+0.1）=24.1mm，半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4mm，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4mm。4.确定各工序加工经