机械制造技术基础习题

1、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。f图3答案图3ansf刃倾角0前角0后角0主偏角0副偏角03、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。H习图2-1-13 1

2、 2 3 4习图2-1-141-14 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。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

3、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。YXZb）a）YXZ习图 2-4-2c）YXXZd）XZYX4-3 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。习图2-4-3习图2-4-1d）HZYBZXYXZc）HLZBYXZa）H HBBL（D）b）YXZ1 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

4、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。f图2-4-54-5 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。ZBL（D）YHZX习图2-4-64-6 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。习图 2-4-7AdH90°D4-7 习图

5、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？ 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0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为。试分析计算加工后键槽底

6、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： 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：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： 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

7、床头刚度大于尾座刚度。a） b） c）习图4-4-24-2 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12±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 = 0.003。试：

8、画出销轴外径尺寸误差的分布曲线； 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：1211.99。分布曲线（公差带） 分布图习图4-4-6ans 工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=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。2019.95。（公差带）19.9分布曲线19.98不合格品率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0.03 mm。试

9、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ømm,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 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=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<

10、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内，故无废品。第二台机床加工的

11、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0.0075mm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，=24.96mm,=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-)/=(25-24.96)/0.02=2 =0.47722）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

12、.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

13、-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。a）AAtc）CCtb）BBt 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：

14、 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

15、批直径为，Ra = 0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为直径28±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）=2.6 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

16、，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4 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 、A2和 A3。c）d）a）b）习图5-4-2A3A2A110±0.1800.053800.1 4-3答案：习图5-4-3ansc）A210±0.1800.05d）A33800.110±0.1800

17、.051）图b：基准重合，定位误差，mm；2）图c：尺寸A2，10±0.1和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2c），其中尺寸10±0.1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：0.1=ESA2（-0.05），ESA2=0.05mm;-0.1=EIA20，EIA2=-0.1mm。故：mm3）图d：尺寸A3，10±0.1，和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A3，和是组成环，且为增环，A3和为减环。由直

18、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法偏差计算公式，有：0.1=0（EIA3+（-0.05），EIA3= -0.05mm;-0.1= -0.1(ES A3+0)，ESA3=0。故：mm 80±0.05H30+0.030习图5-4-44-4 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±0.05。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±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸80±0.05是间接得到的，是封闭环。半径尺寸和H是增

19、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+20.5-（50+22） Z3=0.5 ESZ3=0+0-(-0.2-0.3)=0.5EIZ3=-0.5-0.1-(0+0)=-0.6(余量不够)将尺寸52的下偏差改为“-0.3”2、图3所示尺寸链中（图中Ao、B

20、o、Co、Do是封闭环），那些组成环是增环？那些组成环是减环？ 解： 图3A0= A1-（ A2+ A3）B0= 2B2+（B3-B4）增环：A1、B2减环：A2、A3、B3、B4C0= C1-C2D0= D1+D2-D3增环：C1、D1、D2减环：C2、D3A7+ A8+ A4+ A5+ A1+ A2= A9+ A10+ A0+ A6+ A3增环：A7、A8、A4、A5、 A1、A2减环：A9、A10、A6、A3 2、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+14.

21、25=H+14 H=4.250.16=ESH+0.012-（-0.05）ESH=0.098 EIH=0.04 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（ ）。 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（ ）。 车床主轴径向跳动 卡爪装夹

22、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（ ）。 提高主轴回转精度 降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度 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。 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

23、 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（ ）。 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.

24、 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2-3 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（ ）。习图4-2-5 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

25、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（ ）。BA习图4-2-7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（ ）。习图4-2-8 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

26、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（ ）。（对

27、应知识点4.6.2） 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 0.50.8mm。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

28、数值5-33a)A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（ ）。 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。 设计 工序 测量 装配1-4 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

29、火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（ ）。 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

30、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