机械制造工艺学练习题及解析答案

机械制造工艺学一、机械制造工艺14.图1-2所示零件，毛坯用Φ35mm棒料，其机械加工工艺过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。（1）在锯床上切断下料Φ35mm×125；（2）在车床上车端面，打中心孔；（3）在一台车床上将整批工件都车至Φ30mm外圆及Φ20mm外圆（第一刀车至Φ24mm，第二刀车至Φ20mm），车螺纹，倒角；（4）在车床上车Φ18mm外圆及端面；（5）在铣床立式转台上铣两平面；将立式转台转900，铣另外两个平台。机械制造工艺学全部机械制造工艺学工序工序名称安装工位工步内容10锯床上切断下料11锯床上切断下料Φ35mm×12520车端面，打中心孔111.车端面，2.打中心孔30车外圆车螺纹，倒角111.车外圆Φ30mm；2.车外圆Φ20mm（走刀1.Φ24mm；走刀2.Φ20mm）；3.车螺纹；4.倒角40车外圆，端面111.车外圆；2.车端面50铣两平面121.铣两平面；2.转900铣另两平面（两个复合工步）解：机械制造工艺学15.试分析图1-3中各零件加工主要表面时定位基准（粗、精基准）应如何选择？C）解：主要表面Φ32H7，Φ20H7，小大头孔的上下平面粗基准：大头外圆弧，小头外圆弧，平面精基准：加工过的大小头孔，加工过的平面C)连杆（毛坯为模锻件）机械制造工艺学D）解：主要表面：Φ25+0.020，粗糙度3.2；侧平面，粗糙度6.3；粗基准：Φ82外圆，上平面（C表面），侧平面；精基准：加工过的底平面，两销孔；d)轴承座（毛坯为铸件）其余机械制造工艺学E）解：主要表面：Φ500.0270，法兰平面，粗糙度均为3.2；粗基准：Φ80，上平面，法兰左平面（内侧）；精基准：Φ50孔，加工过的上平面和法兰平面；e)轴承座（毛坯为铸件）机械制造工艺学16.图1-4所示零件的A、B、C面，Φ10H7及Φ30H7孔均已加工过，试分析加工Φ12H7孔时，选用哪些表面定位最合理？为什么？答：选用A表面，Φ10H7，Φ30H7孔定位最合理基准重合且Φ30——圆柱销，Φ10——菱形销机械制造工艺学20.试计算小轴（图1-8）大端外圆表面加工中各道工序的工序尺寸及公差，已知：零件材料为普通精度得热轧圆钢，工件夹在顶尖上加工，零件的加工过程如下：（1）下料;（2）车端面，钻中心孔;（3）粗车各面;（4）精车各面;（5）热处理;（6）研磨中心孔;（7）磨外圆。机械制造工艺学解：（1）拟订该表面的工艺路线（题给）（2）查表或计算各工序的加工余量及经济精度：Z磨＝0.3，h6：0.013；Z精＝0.9,h8：0.039；Z总＝Φ32-Φ28＝4，h13：0.28；由机械加工工艺手册：毛坯直径：l/Φd＝80/284,所以d毛＝Φ32；热扎毛坯:+/-2;（3）确定各工序尺寸及公差:工序名称工序余量工序经济精度工序尺寸工序尺寸及公差磨0.3h9（0-0.013）28Φ280-0.013精车0.9h8（0-0.039)28+0.3=28.3Φ28.30-0.039粗车4-1.2＝2.8h13（0-0.28）28.3+0.9=29.2Φ29.20-0.28毛坯取+-229.2+2.8=32Φ32+-2机械制造工艺学21.如图1-9所示套筒材料为45钢，采用下述工艺过程进行加工：粗镗——半精镗——热处理——磨削，试确定Φ500.0250mm孔的各工序尺寸及公差。机械制造工艺学解：（1）拟订该表面的工艺路线（题给）（2）查表或计算各工序的加工余量及经济精度:Z磨＝0.4;由题知：D磨＝50;则D精镗＝50-0.4＝49.6D粗＝48;查表确定各工序的经济精度:磨后：H7，0.025；精镗后：H10：0.100；粗镗后:H13：0.34;（3）确定各工序尺寸及公差:工序名称工序间余量mm工序间经济精度工序间尺寸工序间尺寸公差磨削0.4H7（0.0250）50Φ50+0.025精镗1.6H10（0.1000）50-0.4＝49.6Φ49.6+0.1粗镗3H13（0.340）49.6-1.6＝48Φ48+0.34毛坯+-248-3=45Φ45+-2机械制造工艺学83.在车床上采用调整法加工图示阶梯轴，加工时，以端面1定位，先加工端面3，保证尺寸150-0.05而后加工端面2，加工端面2时以端面1调整刀具，试计算调整尺寸x。解：（1）建立尺寸链如图：（2）判断封闭环和增减环：封闭环N：100±0.05；增环：150;减环：x;（3）计算：公称尺寸为：150-100＝50故：调整尺寸X为50-0.05机械制造工艺学84、如果更改上题加工过程，在上工序加工出尺寸100+-0.05，本工序以面2定位，加工端面1，试计算本道工序的调整尺寸x应为多少才能保证尺寸150-0.05，若无法满足，应采取什么措施？解：更改加工过程后，150-0.05为封闭环这时：δ（150）＝0.05，δ（100）＝0.1不符合封闭环的公差＝所有组成环公差之和的原则，则采取措施：（1）减少100+-0.05的公差（2）增加150-0.05的公差（3）更改加工方法机械制造工艺学85.套筒零件轴向设计尺寸如图所示，在本道工序中加工内孔A以及底平面B，为能用普通量具度量，需换算出工序尺寸A，试求A。解：（1）建立尺寸链如图：（2）判断封闭环和增减环：8-0.2为图纸所给尺寸，在此测量方法下为封闭环；A1为本工序的工序尺寸，为减环；400.08为上工序得到的尺寸，为增环；（3）计算：公称尺寸：A1＝40-8＝320＝0.08-bb＝0.08-0.2＝0-aa＝0.2故：尺寸A1为32+0.2.+0.08机械制造工艺学86、如图所示零件，镗孔时为安装方便，定位稳定可靠，选择表面A为定位基准，试求调刀尺寸L.L15.02802.010008.08015.0280封闭环：100±0.2；增环L，80-0.08;减环：280＋0.15计算得：2.003.0300L机械制造工艺学88/p22。图示a)为套筒零件图，b）为车削工序图，c）为钻孔时的三种定位方案的加工简图，钻孔时为保证设计尺寸mm，试计算三种定位方案得工序尺寸a)零件图b)车外圆及端面c)钻孔方案一方案二方案三1.010321321;;AAA机械制造工艺学57.设在某机床上加工一批轴的外圆，其尺寸为Φ20-0.1，已知该工序的尺寸分布为正态分布，其均方根偏差σ＝0.025，若公差带的中点相对曲线中线向左偏了0.03mm（见图），试求此工序加工时的合格率和废品率。解：δ＝0.1σ＝0.025xA＝δ/2＋0.03＝0.05+0.03＝0.08xB＝δ/2－0.03＝0.05-0.03＝0.02ZA＝xA/σ＝3.2ZB＝xB/σ＝0.8查表得：ф（ZA）＝0.4993ф(ZB)＝0.2881合格率＝49.93％+28.81％＝78.74％废品率＝100％-78.74％＝21.26％常值系统误差:0.03;随机误差6σ:0.15对于不同z值的F(z)，可由表4-4查出。机械制造工艺学58.加工一批工件的外圆，图中要求尺寸为Ф26±0.07mm，若加工尺寸安正态分布，加工后发现有8％的工件为废品，且一半废品中的尺寸小于下偏差，试确定该工序所能达到的加工精度。解：δ＝0.14Ф(z)＝92％Ф(z/2)＝46％=0.46即ф(0.07/σ)＝0.46故：0.07/σ＝1.75σ＝0.046σ＝6*0.04=0.24该工序所能够达到的加工精度为0.24.机械制造工艺学59.在车床上车销一批小轴，经测量实际尺寸大于要求尺寸，从而必须返修的小轴为24％，小于要求尺寸而不能返修的为2％。小轴的直径公差为δ＝0.16mm，整批工件的实际尺寸安正态分布，试确定该工序的均方差σ，并判断车刀的调整误差为多少？解：δ＝0.16;δ/2＝0.08;ф(Za)＝50％-2％＝48％;ф(Zb)=50％－24％＝26％;Za=2.0571;Zb＝0.7065Zb=（0.08-Δ）/σ＝0.7065Za=（Δ+0.08）/σ＝2.05710.16＝0.7065σ+2.0571σ所以:σ＝0.16/（0.7065+2.0571）＝0.057896≈0.58Δ＝2.057*0.058-0.08＝0.039答：σ为0.058，车刀的调整误差为0.039。机械制造工艺学60、在自动机床上加工一批小轴，从中抽检200件，若以0.01mm为组距，将该批工件安尺寸大小分组，所测到的数据如下表（见习题集）。若图纸的加工要求为Ф15-0。04+0.14mm，试求：1）绘制该批工件的实际分布曲线；2）计算合格率及废品率；3）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4）分析产生废品的原因，并提出改进方案；解：δ＝0.14－（－0.04）＝0.18X＝15.0832；σ=0.024181811；6σ＝0.14509Cp＝δ/6σ＝0.18/0.14509＝1.2406因为：11.241.33；所以：工艺能力为二级机械制造工艺学公差带中心为：15.05Δ＝15.0832-15.05＝0.0332合格率和废品率为：%95.0%05.991%05.99ZZ50.0)(4905.0)(095.502418.01232.0349.202418.00568.01232.00332.009.020568.00332.009.02BA－不合格率：）＝（）＋（合格率：BABBAABAZZXZXZXX机械制造工艺学二、夹具部分13.试确定下列图中加工带有“▽”符号的表面所需限制的自由度：（1）解：需限制的自由度：X移动,X转动,Y移动,Y转动,Z转动；机械制造工艺学(2)解：需限制的自由度：X移动,X转动,Y转动,Z移动,Z转动；注意：首先要建立坐标系机械制造工艺学(3)解：需限制的自由度：X转动,Y转动,Z移动机械制造工艺学15、根据六点定位原理分析图2-3中各定位方案的定位元件所消除的自由度。机械制造工艺学机械制造工艺学(1)件加工时所需限制的自由度：X移动,X转动,Y移动,Y转动，Z转动；在图示情况下限制的自由度：X移动,X转动,Y移动,Z移动，Z转动；Y转动未限制改进：将其中一边的挡销换成挡块。2）解：该零件所需限制的自由度数：X移动,Y移动,Y转动,Z移动,Z转动；在图示情况下限制的自由度为：Y移动,Y转动,Z移动,Z转动；X移动未限制，改进：三爪卡盘端夹持长度缩短，并加一挡块，限制X移动,Y移动,Z移动；右端改用活动顶尖，限制Y转动,Z转动；（a)20.判断图2-8定位的合理性，并加以改进；(b)机械制造工艺学（3）待加工面：2－φd要求：（1）A1，（2）LZ移动过定位，改进：圆柱销改为削边销，削边方向如图。机械制造工艺学已加工面：M,N,P,孔A待加工面：B,C孔要求：（1）L+-δL，（2）B垂直N，C垂直M定位方式：（1）台阶面（2）定位销（3）固定V形块解：需要限制的自由度为：X移动,X转动,Y移动,Y转动,Z转动这里销与V形块在X移动方向发生干涉；台阶面N与大平面M在Z移动方向过定位改进：固定V形块改为活动V形块，或将圆柱销改为菱形销（注意菱形销的削边方向）；台阶面改为辅助支承机械制造工艺学21.根据加工要求确定所需限制的自由度，并确定定位方式和定位元件：(1)已加工面：M，ΦD，待加工面：2-Φd及沉头座，加工要求：（1）H；（2）B；（3）壁厚均匀；解：所需限制的自由度：X移动,X转动,Y移动,Y转动,Z移动,Z转动；定位方式：平面，外圆柱面定位；定位元件：定位套筒，活动V块；机械制造工艺学（2）等腰三角形板状铸件待加工面：孔要求：（1）H；（2）孔位于对顶角平分线；解：所需限制的自由度：X移动,X转动,Y转动,Z移动,Z转动；定位方式：平面，外圆柱面；定位元件：支承板（不带槽与带槽），支承钉，活动V型块，兼作夹紧机械制造工艺学29、有一批d＝60-0.012-0.032mm的轴件，欲铣一键槽，工件定位如图2-17所示，保证b＝10-0.015-0.065mm，h＝5