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 。102342、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 0前角 0后角 0主偏角 0副偏角 01-11 锥度心轴限制（ ）个自由度 。 2 3 4 51-12 小锥度心轴限制（ ）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： 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 0.03。现有 3 种定014.5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。YX Zb）a）YX Z习图 2-4-2c）YXXZd）XZYXb a d c硸粀簠 葴聼 İ A 0 A 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）HLZ BYXZa）H H B BL（D）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 ） 。现加工槽 B 01.5D，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025.3D01.8d调整法加工键槽，要求保证尺寸 mm。试2.0538H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 ，交点 A 的连线与夹具体底面的平行度误差为o900.01/150，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m5.2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） 。35习图 2-4-7Ad H90DZBL（D）Y HZX习 图 2-4-6 余习图 2-4-9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：m35 铣床工作台面与导轨的平行度误差：0.05/300 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）：0.01/150 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：m05.2mm71.7.0dT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：30/21.5/0./.03/5. P4-2 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 120.01。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 = 0.003。试： 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线；a） b） c）习图 4-4-2 计算该工序的工艺能力系数； 估计该工序的废品率； 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=0.2/（60.003）=1.1 废品率约为 50% 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 mm。若根据测量工序尺寸接近正01.2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 0.03 mm。025.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 mm,加工后尺寸属正态分布，测量计算得035.18一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 0175.982.178035. 3、系统误差= 075.9.182.7xX4、计算合格率和废品率1211.99。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025.1Tx 5.201.1x9876A1.2x .x.0合格品率为 0215.83)(A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 110.02mm,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05.1x04.1二台加工 500 件，其直径也按正态分布，且= mm， =mm。试求：2 251） 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024.61第二机床的加工精度15.2所以， ，故第二台机床的加工精度高。162、 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(05.12)(2 AxA94废品率为 028.50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 25 mm。已知轴径尺寸误差按正待分布，01.=24.96mm,=0.02mm, 问这批加工件合格品率是多少？x不合格平率是多少?能否修复？解：1）标准化变化Z=(x- )/=(25-24.96)/0.02=2 =0.4772xF22）偏大不合格平率为：0.5- =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（ ） 。 小于 50 等于 50200 等于 2001000 大于 10001-2 表面层加工硬化程度是指（ ） 。 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，均为加工表面。c）CCtb）BBta）AAt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 ，R a = 0.8mm，长度为 55mm 的光轴，材料为 45 钢，m2501.毛坯为直径 280.3mm 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）=2.6 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+0.1）=24.1 mm，半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4 mm，粗车基本尺寸 =（24.4+1.0 ）=25.4 mm。4.