机械制造技术基础习题答案

《机械制造技术基础》习题课《机械制造技术基础》习题课《机械制造技术基础》习题课第二章习题及答案2-11试分析习题图2.42所示各零件加工所必须限制的自由度：a）在球上铣平面，保证尺寸H；答案：1）只需限制沿Z轴的1个移动自由度。2）加工特征：面、点的关系。故保证要求只需限制1个移动自由度。《机械制造技术基础》习题课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；答案：1）为保证尺寸L,必须限制沿Y轴的1个移动自由度和绕Z、X轴转动的2个转动自由度（加工特征：线、面关系）2)为保证与φD孔垂直相交,则必须限制沿X轴的1个移动自由度和绕X轴转动的1个转动自由度（加工特征：线、线关系）。3）合计共需限制4个自由度。即沿X、Y轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度。《机械制造技术基础》习题课c）在轴上铣扁，保证尺寸H和L；答案：1）为保证尺寸H,必须限制沿Z轴的移动自由度和绕X轴的转动自由度,共2个自由度（加工特征：面、线关系）。2）为保证尺寸L,必须限制沿Y轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度,共3个自由度（加工特征：面、面关系）。3）为保证尺寸H、L,合计共需限制4个自由度。即沿Y、Z轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度。《机械制造技术基础》习题课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。答案：1）为保证槽深H，必须限制沿X轴的移动自由度和绕Y、Z轴的转动自由度（面、面关系）。2）为保证槽宽及槽与4个分布孔的位置，必须限制沿Y轴的移动自由度和绕X轴的转动自由度（线、线关系)。3）故，必须限制沿X、Y轴的2个移动自由度和绕Y、Z、X轴转动的3个转动自由度，共5个自由度。《机械制造技术基础》习题课2—13、试分析图2.43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；①三爪卡盘限制Y、X2个移动自由度，前后顶尖限制除绕Z轴的主动以外的其余5个自由度。②X、Y的2个移动自由度被重复限制，属过定位。③去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。《机械制造技术基础》习题课b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；①圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4个自由度；端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动共3个自由度。②绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制，属过定位。③在端面处加球面垫圈，采用自位支承消除过定位。《机械制造技术基础》习题课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；①大平面限制沿Z轴移动和绕X、Y轴转动共3个自由度；圆柱销限制沿X、Y轴的2个移动自由度；V形块限制沿X轴的移动和绕Z轴转动的2个自由度。XX②自由度被重复限制，属过定位。③将V形块改为在方向浮动的定位形式。《机械制造技术基础》习题课d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。①大平面限制沿Z轴移动和绕X、Y轴转动共3个自由度；固定V形块限制沿X、Y轴的2个移动自由度；活动V形块限制沿Y轴的1个移动自由度。②自由度被重复限制，属过定位。Y③将两V形块之一改为平板形式。《机械制造技术基础》习题课2-14在习题图2-3所示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度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。014.054b）a）d）c）540-0.14（）φ32+0.0300.03A（）φ600-0.1A90°φ32-0.01-0.03《机械制造技术基础》习题课分析：定位误差包括基准不重合和基准位置误差两项。本工序加工键槽，其键槽54的尺寸基准为下母线，位置度的基准为圆心。b图定位方案：1）对尺寸54而言，因用V形块定位，定位基准为圆心，故有基准不重合误差无基准位置误差。2）根据书P36式（2.12）可知，其定位误差为：12sin12..dwjbjDWTmmTdDW02.01.02.02.03）对于对称度0.03的定位误差：0DW《机械制造技术基础》习题课c图定位方案：1）对尺寸54而言，因用销轴定位，定位基准为圆心，故即有基准不重合误差又有基准位置误差。11.0)(05.0minmax..dDwjbjDW2）根据书P35式（2.8）可知，其基准位置误差为：mmdDwj06.0)03.0(03.0min1max.06.0)03.0(03.0min1maxdDDW3）对于对称度0.03：《机械制造技术基础》习题课d图定位方案：1）对尺寸54而言，因采用下母线定位，故无基准不重合误差但有基准位置误差。2）54尺寸的基准位置误差为：mmTdDW05.01.05.05.03）对于对称度0.03：mmTdDW05.01.05.05.0《机械制造技术基础》习题课014.05402.01.02.02.0dDWT0DW014.05406.0)03.0(03.0min1maxdDDW06.0)03.0(03.0min1maxdDDW014.05405.01.05.05.0dDWT05.01.05.05.0dDWT图b定位方案：对于尺寸的定位误差：，，，对于对称度0.03：图d定位方案：对于尺寸的定位误差：对于对称度0.03：图c定位方案：对于尺寸的定位误差：选择最佳方案：对于对称度0.03：《机械制造技术基础》习题课第四章习题及答案4-3试分析图4.74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。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。《机械制造技术基础》习题课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。《机械制造技术基础》习题课b：车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小其可能的原因:工件刚度不足；车床纵向导轨直线度误差.4-5试分析在车床上加工一批工件的外圆柱面后，产生如下图所示三钟形状误差的重要原因。a：车后发现工件左端直径大于右端直径其可能的原因有:车床纵向导轨直线度误差；刀具磨损。c:车后发现工件A处直径比B处直径大其可能的原因有：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.《机械制造技术基础》习题课4-13加工一批小轴，其直径尺寸要求为，加工后尺寸接近正态分布，测量计算得一批工件直径尺寸的算术平均值，均方根差。试计算不合格品率，并分析不合格品产生的可能原因，指出减少不合格品的措施。mm0035.018mmx975.17mm01.0解：1、根据题意加工后尺寸为正态可知，该加工系统无变质系统误差；2、由设计尺寸得该尺寸的公差、理想尺寸及公差带范围为：mmX9825.172)035.018(18mmmm18~965.17T=0.035mmT=0.035mm17.965mm18mm《机械制造技术基础》习题课3、根据加工后的尺寸分散范围——均方根误差、尺寸分散中心——算术平均值，可知其分散范围并作图。mmx975.17mmmm005.18~945.176σ=0.06mm6σ=0.06mmT=0.035mmmm945.17mm005.18mmx975.1717.965mm18mm4、由上可得：△常=17.825-17.975=0.075mm△随=0.06mm＞T=0.035mmmmX9825.17Z1=(18-17.795)/0.01=2.5Z2=(17.795-17.965)/0.01=1合格率=F1+F2=0.4938+0.3413=0.8351废品率=1-0.8351=0.1649《机械制造技术基础》习题课5、原因分析：由于常值系统的出现和随机误差过大（分散范围超过公差范围）导致废品产生。（1）常值系统误差：分散中心小于公差带中心，至使该批零件加工后绝大部分废品为不可修复废品（15.87%)。其产生原因主要为调刀位置不合理（可能在考虑加工时的刀具磨损预留量过大）所致。解决方法：刀具回调约0.038mm即可。（2）随机误差：分散范围大于公差范围，至使该批零件加工后出现可修复和不可修复两类废品。产生原因可能主要为毛坯尺寸的误差过大和残余应力所致。解决方法：提高毛坯精度，对其进行热处理。《机械制造技术基础》习题课4-16加工一批工件的外圆，图样要求尺寸为Φ30±0.07mm，加工后测得本工序按正态分布，有8%不合格品，且其中一半为可修复不合格品。试分析该工序的工序能力。解：已知工序能力为：Cp=T/6σ,故需求σ值。根据z=(x-μ)/σ，因此，且由题意可知合格率为92%，且分散范围中心与公差带中心重合，故有：F(z)=0.42，查表可得：z=1.4由题意可知（x-μ)=0.07，故可得：σ=0.05由此可得：Cp=0.14/6×0.5=0.467≤0.67，为四级。工序能力很差，必须加以改进。《机械制造技术基础》习题课5-6试选择习题图5.47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。第五章习题及答案《机械制造技术基础》习题课图a：①精基准——齿轮两端面的设计基准是孔A，要求保证端面与孔轴垂直。按基准重合原则，应选孔A为精基准。以A和某一端面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和任意一个端面为统一精基准。答案：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。《机械制造技术基础》习题课图b：①精基准——液压油缸端面的设计基准是孔B。按基准重合原则，在端面加工时选孔B为精基准，以确保端面与孔B的垂直度精度；此外，以B为精基准还可以保证其他加工孔与B孔的同轴度精度，并符合统一基准原则。故选孔B为统一精基准。②粗基准——虽然液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有严格的位置关系要求。但孔B是重要加工面和精基准面，因此，从保证液压缸壁厚均匀出发，可选择液压缸外圆毛坯孔作定位粗基准。b）BBt《机械制造技术基础》习题课图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及外端面为精基准。同时，以孔C和外端面为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则一致。故选孔C和外端面为统一精基准。②粗基准——根据不加工内圆与孔C同轴的要求以及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，故应以不加工孔及内端面作定位粗基准加工孔C及外端面。c）CCt《机械制造技术基础》习题课mm250021.05-14今加工一批直径为，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。答案：1.确定工艺路线1：粗车—半精车—精车—金刚石车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）=3－（0.1+0.3+1.0）=1.6mm。或工艺路线2：粗车—半精车—粗磨—精磨（该方法适用于加工淬火钢，但有时也可用于加工未淬火刚件。）《机械制造技术基础》习题课工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/um尺寸公差/mm表面粗糙度/um精磨或金刚石车0.1IT60.8250.8粗磨或精车0