机械制造技术基础课后习题第三章答案

《机械制造技术基础》部分习题参照解答

第五章工艺规程设计

5-1什么是工艺过程？什么是工艺规程？

答：工艺过程一零件进行加工的过程叫工艺过程；

工艺规程——记录合理工艺过程有关内容的文献叫工艺规程，工艺规程是根据科学

理论、总结技术人员的实践经验制定出来的。

5-2试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计环节。

5-3确定工艺路线需完毕哪些工作？

5-4试简述粗、精基准的选择原则，为何同一尺长方向上粗基准一般只容许用一

次？

答：粗、精基准的选择原则详见教材P212・214。

粗基准一般只容许用一次的原因是：粗基准一般是毛面，第一次作为基准加工的表

面，第二次再作基准势必会产生不必要的误差。

5-5加工习题5-5图所示零件，其粗、精基准应怎样选择（标有V符号的为加工面,

其他为非加工面）？习题55图a）、b）、c）所示零件规定内外圆同轴，端面与孔轴线垂直,

非加工面与加工面间尽量保持壁厚均匀；习题5-5图d）所示零件毛坯孔已铸出，规定孔

加工余量尽量均匀。

彩V

V7-

下

d)

习题5-5图

解：按题目规定，粗、精基准选择如下图所示。

5-6为何机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行?

答：机械加工过程一般要划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加

工阶段。其目的是保证零件加工质量，有助于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理，有助

于合理使用机床设备。

5-7试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程日勺工艺特性，各用于什么

场所？

5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？

答：加工余量一毛坯上留作加工用的材料层；

工序余量一上道工序和本工序尺寸的差值；

总余量——某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值。

5-9试分析影响工序余量日勺原因，为何在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装

央误差和上工序制造公差的影响？

5-10习题5-10图所示尺寸链中（图中Ao、Bo、Go、是封闭环），哪些陶成环是

增环？那些构成环是减环?

陷对构成环公差规定严，制造困难，加工成本较高。

而用记录法尺寸链计算公式：考虑误差的实际分布状况，按照概率记录原理进行求

解，其计算成果可以保证设定的合格率（99.73%长处是当已知封闭环公差时，求得

的构成环公差较大，减少了加工精度规定，生产成本较低。缺陷是有少许不合格品。

（注意此题改动较大，先前答案有误!）

5-12习题5-12图a为一轴套零件图，习题5-12图b为车削工序简图，习题5-12

图c给出了钻孔工序三种不一样定位方案的工序简图，规定保证习题5-12图a所规定日勺

位置尺寸（10土0.1）mm的规定。试分别计算工序尺寸Ai、4与4的尺寸及公差。为

体现清晰起见，图中只标出了与计算工序尺寸4、A2、A3有关的轴向尺寸。

习题5-12图

A

解：2

4=8上,4=10招

方案一：定位基准与设计基准重叠，

方案二

个=8.(?『口。=104卜4.

Ai=10±0.1mm

4=38.：1

方案二：尺寸链如左：

方案三

封闭环为Ao,4为增环，A4为减环。

4=8+10=18；T0=0.2,T4=0.05

T2=TO-T4=O.15

由于ESi^ESz-Eh;因此ES2=ESO+E/4=O.O5

由于EIo=Eh-ES4；因此EI2=EIQ+ES4=-^A

因此,4=18*111111

方案三：尺寸链如左：

封闭环为Ao,4为增环，A3,4为减环。

43=38-8-10=20

由于T0=ETi；Ti=To-T4-r5=0.2-0.05-0.1=0.05

由于ESi)=ESs-E/4-Eh;因此E/3=ES5-E/4-ESO=O-(-O.O5)-O.1=0.05；

由于EIo=Ek・ES4・ES3；因此ES3=E75-£：S4-E7O=-O.1-0-(-0.1)=0；

因此，Ay=200005mm

5-13习题5-13图为齿轮轴截面图，规定保证轴径尺寸028：器;mm和键槽深

,60

r=<mmo其工艺过程为：1）车外圆至。28010mm；2）铳键槽槽深至尺寸H；3）热

处理；4）磨外圆至尺寸。28：黑:mm。试求工序尺寸〃及其极限偏差。

习题5-13图

解：如下图所示，实际尺寸链如a）图，求解尺寸链如b）图所示，其中

4=14.25。5,4=14殿，二4；」6〃为封闭环,求解从

4和"为增环，4为减环。

7；=0.16,工=0.05,4=0.08；

由于7；=27；可以得到，TH=0.16-0.05-0.008=0.102

(a)(b)

习题5-13图尺寸链

由于，=4十”一4，因此，〃=4.25

由于ES,=ES2+ESH-EI.,因此ESH=ES,-ES2+E/,=0.16-0.012+(-0.05)=0.098

由于W=E7?+EIH-ESI，因此=E(—£>/?+EH=0—0.004+0=-0.004

因此：〃=4.25：歌:mm,验证：77尸0.102

0

5-14加T习题5-14型所示零件有关端面.规定保证轴向尺寸2503mm和

xr+0.4

%mm。习题5-14图b,c是加工上述有关端面H勺工序草图，试求工序尺寸4、A?、

心及其极限偏差。

习题5-14E

解：如下图所示，4=50：）」。

4和4,4两尺寸有关，4=5胪，4=25=；其中4为封闭环，则4=30,

72=0.4-0.3=0.1,ES2=0.4+（-0.3）=0.1,£/2=0,因此：&=30；』m。

4和4、4两尺寸有关，其中4为封闭环，则4=25,73=0.3-0.1=0.2

2

ES3=-0.1+0.3=0.2,EZ3=()-0=0,因此:4=25o

求解4尺寸链

5-15习题5-15图是终磨十字轴端面日勺工序草图。图a是磨端面人工位，它以OIOI

轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度N、以。2。2轴外圆支承在长V形块上限制自由

度元），，和冗），转动，规定保证工序尺寸C。图b是磨端面8工位，规定保证图示工序

尺寸。已知轴径d=024.98!002mm,试求工序尺寸。及其极限偏差。

习题5-15图

V-4-A

C

<4--------------------------------------------------------------------------------►

解：如上图尺寸链，4为b)图加工的的轴径的二分之一，A=12.4%<“；Ai

为对称度对尺寸C的影响，取二分之一，4=0；；%4为b)图加工得到的外形高度的二

分之一，A：=53.98,o”s；由于对称度为加工规定保证的位置公差，工序尺寸C直接影

响对称度，故取人为封闭环，则有：

公称尺寸：C=A1+A2+A3=66.47mm

公差：Ti=0.0172=0.057^=0.0175,

由于，ETi=To；因此，Tc=r2-Ti-T3=0.05-0.01-0.0175=0.0225

由于ES2=ESbEh-Eh;因此ESc=ES2+Eh+EZ3=0.05+(-0.01)+(-0.0175)=0.0225

由于Eh=EIc・ESi心3；因此E/c=E/2+ESI+ES3=0+0+0=0；

因此：C=66.4720225

5-16什么是生产成本、工艺成本？什么是可变费用、不变费用？在市场经济条件

下,怎样对H勺运用经济分析措施合理选择T艺方案？

答:生产成本、工艺成本、可变费用、不变费用定义详见教材p242。

在市场经济条件下，产品的竞争除了功能、质量之外，就是价格的竞争，相似功能

质量的产品，价格低才有较大的竞争能力，因此应想方设法减少生产成本及工艺成本。

减少工艺成本的重要措施是增长生产批量，减少基本时间和辅助时间，减少准备终

止时间，提高生产效率。

5-17试分析成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺U勺重要意义。

5-18应用JLBM-1分类编码系统为习题5-18图所示零件进行编码，并将其转换为

篓件特性矩阵。

习题5-18图

5-19试述用派生法进行计算机辅助工艺规程设计的措施环节。

5-20在认真分析习题5-20图所示车床尾座装配关系的基础上，绘制车床尾座部件

日勺装配工艺系统图，原则件编号自定。

5-21什么是完全互换装配法？什么是记录互换装配法？试分析其异同，各合用于

什么场所？

答：完全互换装配法一一采用极值法计算尺寸链，装配时各构成环不需要挑选或修

配，就能到达装配精度规定的装配措施。

合用于大批大量或成批生产中装配构成环较少、装配精度规定不高的机器构造。

记录互换装配法一采用记录法计算尺寸链，装配时各构成环不需要挑选或修配，

就能保证绝大部分可以到达装配精度规定的装配措施。

合用于大批大量或成批生产中装配那些精度规定较高且构成环较多的机器构造。

两种措施相似点：装配措施相似，装配时不需要修配，拿来就装。

不一样之处：完全互换法对构成环公差规定较严，制造困难，加工成本高，装配合

格率很高；记录互换法对构成环公差规定较不高，加工成本较低，但会出现少许不合格

品。

5-22由于轴孔配合，若轴径尺寸为。孔径尺寸为。80：°2°mm,设轴径

与孔径的尺寸均按正态分布，且尺寸分布中心与公差带中心重叠，试用完全互爽法和记

录互换法分别计算轴孔配合间隙尺寸及其极限偏差。

解：尺寸链如上图所示，其中4为孔的直径4=80：2,4为轴的直径4=80。。」,

4为所求间隙，为封闭环。

按极值法求解：4=0,

ESO=ESI-E/2=O.2-(-O,1)=O.3；EZ()=E/I-ES2=0-0=0；因此，4=()Ymm,To=O.3mm。

按概率法求解：

由于T(A)=：J孕2k2T2(A),由于构成环均符合正态分布，=I,k.=1,=1,

贝!17(4)=C2(4)+/(&)=70.22+0.12=0.2236

由于4)=£境A+<?,T(A)/2]:。尸0:A,=(ES,+£/,)/2=(0.2+0)/2=0.1；

1-1

A2=(E52+E/2)/2=(0+(-0.1))/2=-0.05；因此，Ao=A1-A2=0.1-(-0.05)=0.15

ESo=%+T(4)/2=0.15+0.2236/2=0.2618mm

E/o=Ao-T(4)/2=0.15-0.2236/2=0.0382mm

因此：4=0濡;;mm,概率法得到的封闭环公差不大于极值法计算得到的公差。

5-23习题5-23图所示减速器某轴构造的尺寸分别为：4=4()mm、A2=36mm、

4=4mm：规定装配后齿轮端部间隙Ao保持在0.10〜025mm范围内,如选用完全后换法

装配，试确定4、4、A3日勺极限偏差。

习题5-23图习题5-24图

解：参照例题5・4(p261-263)

⑴计算封闭环基本尺寸：

由于Ao=A1-42-43=40-36-4=0；4=0：fmm；

⑵计算封闭环公差：T()=0.25-0.1=0.15o

(3)确定各构成环的公差：首先按等公差法初步确定各构成环公差,

T/avr=T(l/3=0.15/3=0.05mm,考虑到A3轻易加工，取A3为协调环,

则Al和A2在同一尺寸间隔，取IT9级精度，Tl=T2=0.062mm,

则T3=0.15-0.062-0.062=0.026mm.

(4)确定各构成环极限偏差：

按照对称原则：A2=36h9=36°0062mm,按入体原则：A=40js9=40±0.031mm

由于ESo=ES『Eh・Eh,因此：Eh=ESi-EI2-ESa=^31-(-0.062)-0.25=-0.157

由于EIo=Eh・ES2-ES3,因此：ES3=E/I-ES2-EZO=-O.O31-O-O.1=-O.131

因此，4=4瑞mm

⑸校核封闭环的极限尺寸：

Aomax=Ahnax-A2min~A3rnin=4O.O31-(36-O.O62)-(4-0.157)=0.25

^0min=^lmin~^2max~^3max=(40-0.031)-36-(4-0.131)=0.1

符合规定。

5-24习题5-24图所示为车床刀架座后压板与床身导轨的装配图，为保证刀架座在

床身导轨上灵活移动，压板与床身下导轨面间间隙须保持在0.1〜0.3mm范围内，如选

用修配法装配，试确定图示修配环A与其他各有关尺寸日勺基本尺寸和极限偏差.

B-B

1234

/-

k\\\

〈

<=F|

I

33233

\

B34■

35

31302928272622120

B

习题5-20图

1一顶尖2一尾座体3一套筒4一定位块5—注油塞6一丝杠7—螺母8一挡油圈9一后盖

10一手轮11一螺帽12一垫圈13一半圆键14一偏心轴15一销子16一手柄

17—挡销18一挡旬T19一拉杆20-底座21-杠杆22一支架23一支承钉

24一压块2S—压板26一校链支架27—夹紧决28一螺杆29一弹簧垫圈

30一手柄31一半圆键32一调整螺套33—紧定螺杆34—弹簧35—导向杆

5-25习题5-25图所示传动装置，规定轴承端面与端盖之间留有Ao=（）.3〜0.5