机械制造工程学习宝典

第一章金属切削加工的基础知识

一、思索题

1.切削过程有何特性，用什么参数来表达？

是由刀具和工件的相对运动来实现的，称为切削运动。用主运动和进给运

动来表达。主运动和进给运动日勺概念见教材。

2刀具.静止角度参照系的假定条件是什么？

假定运动条件：进给量f二。

假定安装条件：刀尖与工件回转中心等高；

刀杆方向与进给方向垂直。

3.切削层参数是什么？怎样定义的？

切削层：主运动一种周期，相邻两加工表面（切削刃）之间的材料截面。

切削层公称厚度hD（老原则ac）：hD=f•sinKr

切削层公称宽度bD（老原则a\v）:

bD=ap/sinKr

切削层公称截面积AD：

AD=ap•f=bD•hD

4.试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义，并分析它们的

异同点和用途。

正交平面/主剖面Po：±Ps1Pr同步垂直于切削平面Ps和基面

法剖面Pn：PnJ_S,（切削刃）。

假定工作平面、进给平面Pf：Pf_LPr、〃f

背平面Pp：Pp_LPr、Hap

构成不一样的参照系。

5.为何基面、切削平面必须定义在主切削刃上H勺选定点处？

基面是通过主切削刃且与切削平面垂直的平面，是用来标注切削角度的时

面，因此基面必须选定在主切削刃上的点并和切削平面垂直，才能有效的

进行角度标注。

6试述刀具H勺标注角度与工作角度I肉区别，为什么横向切削时，进给量/

不能过大。

刀具的标注角度是在刀具标注角度参照系中定义的角度。刀具标注角度参

照系又称静止参照系，同「况没有关系.

刀具的工作角度是在刀具工作角度参照系中定义的角度，不一样日勺工艺环

境下，工作角度不一样。

横向切削时，工作前角随进给量增大而增大，工作后角随进给量增大而减

小。过大日勺进给量会使后角变负，加工时工件会被挤断。

7.刀具切削部分材料必须具有那些性能？为何？

见教材P1L

8.试按下列条件选择刀具材料或编号。

⑴45钢锻件粗车;YT5(P30)

⑵HT200铸件精车;YG3X(K01)

⑶低速精车合金钢蜗杆；W18Cr4V(成形刀)

(4)高速精车调质钢长轴；YT30(P01)

(5)中速车削淬硬钢轴;YN10(P05)或KOI(TiC+WC+Ni-MO)

(6)加工冷硬铸铁。YG6X(KI0)

A.YG3XB.W18Cr4VC.YT5D.YN10

E.YG8F.YG6XG.YT30

二、分析计算题

1.试画出图2-2所示切断刀日勺正交平面参照系的标注角度九、a,,、K,、

K；、a：(规定标出假定主运动方向匕、假定进给运动方向勺、基面P,•和

切削平面入)

图2-2图2-3

解:

2.绘制图2-3所示45°弯头车刀的正交平面参照系的标注角度（从外缘向

中心车端面）：九二一5°,4=0，%=6°,Kr=55°,<=6°o

解:

已加工表面

加工表面

切削平面

进给运动

一正交平面

K向

10*

第二章金属切削过程的基本规律

一.思索题

1.何谓积屑瘤？积屑瘤在切削加工中有何利弊？怎样控制积屑瘤日勺形成?

积屑瘤：在切削速度不高而又能形成持续性次削的状况下，加工一般钢料

或其他塑性材料时，常常在前刀面切削处粘着i块剖面呈三角状时硬块。

它的硬度很高，一般是工件材料的12〜3倍，在处在比较稳定的状态时，可

以替代刀刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤

影响:

有利方面：产生积屑瘤后，它包覆在切削刃上，由于其硬度比工件材料大,

故可替代刀刃进行切削，对切削刃有一定的保护作用

积屑瘤使刀具实际前角增大，对切削过程有利

增大了切削厚度

不利方面：

⑴影响工件日勺尺寸精度

由于积屑瘤口勺前端伸出在切削刃之外，使切削厚度增长，因而对工件尺寸

精度有影响

⑵积屑瘤使加工表而粗糙度值增大

积屑瘤日勺底部相对稳定某些，其顶部则很不稳定，轻易破裂。一部分粘附

于切削底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加

工表面变得粗糙

⑶对刀具寿命『、J影响

积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定期，可替代刀刃切削，有减少刀具磨

损、提高寿命的作月；但积屑瘤不稳定期，积屑瘤的破裂有也许导致硬质

合金刀具颗粒剥落，使磨损加剧

控制：控制切削速度，尽量采用低速或高速次削，避开中速区

采用润滑性能良好口勺切削液，以减小摩擦

增大刀具前角，以减小刀屑接触区的压力

合适提高工件材料的硬度，减小加工硬化的倾向

2.车削细长轴时应怎样合理选择刀具几何角度(包括K,、4、九、%)?

简述理由。

1)Kr：细长轴刚性不足，取90。:

2)九：取正力倾角.(0-5°)

3)乙：刚性不足的情况下，前角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较大的值。

4)a°：刚性不足的情况下，后角应取正值，并根据不同的材质尽可能取较小的值.

3.试阐明被吃刀量与和进给量/对切削温度的影响，并与火，和一对切削

力时影响相比较，两者有何不一样？

吃刀深度对切削温度日勺影响最小，进给量次之，切削速度影响最大。因

止匕从控制切削温度H勺角度出发，在机床容许的状况下，选用较大的吃

刀深度和进给量比选用大的切削速度更有利。

背吃刀量和进给量都会影响切削力大小，当进给量增大的时候，切削力

日勺增大不成比例的增大，而背吃刀量增大日勺时候，切削力成比例日勺增大。

这样就对切削刀的影响是磨损就不一样了。

尚有就是对温度的影响！进给量日勺影响比背吃刀量的大！对刀具日勺耐用

度也就产生影响乜就不一样了咯！进给量不小于背吃刀量啊!

4.增大刀具前角可以使切削温度减少的原因是什么？是不是前角越大切

削温度越低？

首先增大前角，能使刀具锋利减小切削变形，并减轻刀一屑间的摩擦，

从而减小切削力、切削热和功率消耗，减轻刀具磨损，削温度减少

另首先，增大前角，还会使刀头日勺散热面积和容热体积减小，导致切削

区温度升高，

5.刀具磨损有几种形式？各在什么条件下产生？

磨料磨损，这种磨损在多种切削速度下都存在，但对低速切削的刀具而言,

磨料磨损是刀具磨损日勺重要原因

粘结磨损（又称冷焊磨损）刀具材料与工件日勺亲和力大，则磨损严重

刀具材料与工件材料口勺硬度比小，则磨损加剧。切削速度日勺大小，中等偏

低日勺切削速度下粘结磨损严重。

扩散磨损温度是影响扩散磨损的重要原因，切削温度升高，扩散磨损会

急剧增长；不一样元素日勺扩散速度不一样；扩散速度与接触表面的相对滑

动速度有关，相对滑动速度愈高，扩散愈快；因此切削速度愈高，刀具的

扩散磨损愈快。

化学磨损在一定温度下，刀具材料与某些周围介质（如空气中的氧、切

削液中的添加剂硫、氯等）起化学作用，在刀具表面形成一层硬度较低的

化合物；极易被工件或切削擦掉而导致磨损，这种磨损称为化学磨损。

6.何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？粗加工和精加工所选用的

耐用度与否相似，为何？教材P37。

第一种措施是根据单工件时最小的原则来制定耐用度，称为最高生产

率耐用度Tp：第二种是根据每个工件工序成本最低原则来制定耐用度，

称为最低成本耐月度Tc。

生产中一般多采用最低成本耐用度，只有当生产任务紧迫，或生产

中出现不平衡的微弱环节时，才选用最高生产率耐用度。

粗加工是以最高生产率为目日勺，因此使用最高生产率耐用度。精加

工时，为防止在加工同一表面时中途换刀，耐用度应规定得高某些，至

少应当完毕一次三刀，应采用最低成本耐用度。

7.何谓工件材料切削加工性？改善工件材料切削加工性的措施有那些？

教材P46—P48.

工件材料日勺切削加二性是指材料被切削加工成合格零件的难易程度.

调整材料的化学成分

在不影响材料使用性能H勺前提下，在钢中添加某些能明显改善切削

加工性的元素，如硫、铅等，可获得易切钢；在铸铁中合适增长石墨成

分，也可改善其切削加工性

进行合适的热处理

同样化学成分、不一样金相组织的材料，切削加工性有较大差异。

在生产中常对工件进行合适的热处理，除得到合乎规定日勺金相组织和力

学性能外，也可改善其切削加工性能

采用新的切削加工技术，如加温切削，低温切削。

8.切削液口勺重要作用是什么？切削加工中常用的切削液有哪几类？怎样

选用？

在切削加工中，合理使用切削液的J作用：可以减小切屑、工件与刀具

间的摩擦，减少切削力和切削温度，延长刀具使用寿命，并能减小工件

热变形，克制积屑瘤和鳞刺H勺生长，从而提高加工精度和减小已加工表

面粗糙度值。

切削加工中常用的切屑液可分为三大类：水溶液、乳化液、切削油

水溶液：重要成分是水，再加入一定的防锈剂或添加剂，使其具有良

好的冷却性能又有一定的防锈和润滑性能

乳化液：乳化液是在切削加工中使用较广泛的切削液，它是水和乳化油

的混合物，为了提高其防锈和润滑性能，往往会加入一定口勺添加剂

切削油：非水溶性切削液，重要成分是矿物油，少数采用动植物油。切

削油重要起润滑作用

离子型切削液：一种新型水溶性切削液，其母液由阴离子型、非离子

型表面活性剂和无机盐配置而成。能减少切削温度,提高刀具使用寿命。

选用：粗加工时，金属切除量大，产生日勺热量多，因此应着重考虑减少

切削温度，选用以冷却为主日勺切削液，如3%〜5%日勺低浓度乳化液或

离子型切削液

精加工时重要规定提高加工精度和加工表面质量，应选用品有良好润滑

性能的切削液，如极压切削油或高浓度极压乳化液，它们可减小刀具与

切屑之间的摩擦与粘接，克制积屑瘤。

从工件材料方面考虑：切削钢材等塑性材料时，需要用切削液；切削铸

铁、黄铜等脆性材料时可不用切削液，其原因是切削液作用不明显，且

会污染工作场地

从刀具材料方面考虑：切削高强度钢、高温合金等难加工材料时，属于

高温高压边界摩擦状态，宜选用极压切削油或极压乳化液

高速钢刀具耐热性差，应采用切削液；硬质合金刀具耐热性好，一般不

用切削液，必要时可采用低浓度乳化液或水溶液，但应持续地、充足地

浇注，否则刀片会因冷热不均而导致破裂

从加工措施方面考虑：钱孔、拉削、螺纹加工等工序刀具与已加工表面

摩擦严重，宜采用极压切削油或极压乳化液

成形刀具、齿轮刀具等价格昂贵，规定刀具使用寿命长，可采用极压切

削油

磨削加工时温度很高，工件易烧伤，还会产生大量的碎屑及脱落的砂粒

会划伤已加工表面，因此规定切削液应具有良好日勺冷却清洗作用，故一

般常采用乳化液或离子型切削液。

9.前角和后角的功用分别是什么？选择前后角的重要根据是什么？

前角的功用：首先增大前角，能使刀具锋利减小切削变形，并减轻刀-屑

间的摩擦，从而减小切削力、切削热和功率消耗，减轻刀具磨损，提高了

刀具使用寿命；还可以克制积屑瘤和鳞刺的产生，减轻切削振动，改善加

工质量，另首先，增大前角会使切削刃和刀头强度减少，易导致崩刃使刀

具初期失效，还会使刀头的散热面积和容热体积减小，导致切削区温度升

高，影响刀具寿命，由于减小了切屑变形，也不利于断屑。

选用：在刀具材料的抗弯强度和韧性较低，或工件材料的强度和硬度较高,

或切削用量较大的粗加工，或刀具承受冲击载荷的条件下，为保证刀具强

度，宜选用较小的前角，甚至可采用负前角。

当加工塑性大的材料，或工艺系统刚性差易引起切削振动时，或机床功率

局限性时，宜选较大口勺前角，以减小切削力。

对于成形刀具或自动化加工中不适宜频繁更换日勺刀具状况，为保证其工作

H勺稳定性和刀具使月寿命，宜取较小的前角。

后角的作用规律有如下方面：

增大后角，可增长切削刃的锋利性，减轻后刀面与已加工表面的摩擦，从

而减少切削力和切削温度，改善已加工表面质量。但也会使切削刃和刀头

强度减少，减小散热面积和容热体积，加速刀具磨损

在同样日勺磨钝原则VB条件下，增大后角（。2>a1）,刀具材料的

磨损体积增大，有助于提高刀具的使用寿命。但径向磨损量NB也随之增

大（NB2>NB1）,这会影响工件的尺寸精度

选择：切削厚度较大或断续切削条件下，需要提高刀具强度，应减小

后角

工件材料越软，塑性越大，刀具后角应越大

以尺寸精度规定为主时，宜减小后角，以减小径向磨损量NB值；若以加

工表面质量规定为主，则宜加大后角，以减轻刀具与工件间日勺摩擦

工艺系统刚性较差时，易产生振动，应合适减小后角

二、分析计算题

用YT15硬质合金外圆车刀纵车叫=0.637Gp0的构造钢。硬度约为

220HBW,车刀日勺几何参数为九=15：4=0'、储=75°,前刀面带卷

屑槽，4=0.56即〃，车削时切削用量为

凡，xfxv=4/72/77xOAnvn/rx\.7m/s(102〃？/min)

PJCo

⑴用指数经验公式计算三个切削分力并计算切削功率；

⑵用单位切削力和些位切削功率计算主切削力以及切削功率；

⑶分析、比较⑴和⑵所得成果。

第三章机床与刀具

1、理解金属切削机床日勺分类编号措施。

2、表面成形运动有几种？

3、什么是内外联传动链？

4、什么是传动原理图？什么是传动系统图？

5、某机床日勺传动系统如图所示，试写出其传动路线，并计算出主轴转速级

数和最大、最小及图示状态的转速值(注意：要列出完整的计算式)。

0270

01501450r/min]

解：

16

40f20"

些一I.22一II-廊-

传动构造式（传动路线）：1450

02703434

28136.

、西

38'

HI-浮一IV传动平衡式：

5?.

主轴

转速级数=3X2X2=12级

2834

43

屋max=1450X2836x——=641.46r/min

51

1620

3g

4--

«min=1450X050x—=87.46r/min

56

1634

4--43,

n图=1450x036x—=256.58r/min

51

1.车削加工H勺工艺特点和所能到达的精度（P57）

2.CA6140车床的重要构造？车床叫重要类型？

3.车刀的重要类型和常用构造有什么？

4.钻床的工艺特点是什么？可以通过扩孔和校孔来深入提高精度，钻床

H勺类型几种，主运动是什么？，进给运动怎样实现？

5.麻花钻的特点是什么？

6.钱孔和扩孔的工艺特点是什么及它们所能到达时精度？

7.锋削加工日勺特点？镂床的类型和特点？主运动是什么？进给运动怎样

实现，能到达什么样H勺精度？

8.拉削的工艺特点和拉刀和构造及所能到达的精度？

9.铳削加工口勺特点？铳床的重要类型及所能到达的精度？

1().端铳和周铳；逆铳和顺铳的特点?

11.磨削加工日勺机理及工艺特点及所能到达日勺精度？

12.磨床的类型？

13.砂轮的特点是什么？怎样选择？砂轮的硬度是什么含义？怎样选

择？精加工选择硬点日勺，加工硬材料选软的J?

14.滚齿加工和插齿加工各有什么特点？，它们的加工原理是什么？

（范成法）

15.齿轮的精加工用什么措施？

笫4章机械加工精度

一、思索题

1.什么是加工精度和加工误差？

答：加工精度是指零件加工后日勺实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想

几何参数的符合程度。实际值愈靠近理想值，加工精度就愈高。零件的加

工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。

实际加工不也许把零件做得与理想零件完全一致，总会有大小不一样

日勺偏差，零件加工后日勺实际几何参数对理想几何参数日勺偏离程度，称为加

工误差。

2.什么是加工经济精度？

答：

3.获得尺寸加工精度日勺措施有哪些？

答：1）试切法、2）调整法、3）定尺寸刀具法、4）自动控制法

4.什么是加工原理误差？

答：原理误差一一即在加工中采用了近似口勺加工运动、近似的刀具轮廓和

近似的加工措施而产生的原始误差。

5.什么是主轴回转误差？主轴回转误差有哪些基本形式？

答:主轴回转时实际回转轴线与理想回转轴线内偏移量称为主轴回转误差,

主轴回转误差三种基本形式：纯径向跳动、纯角度摆动、轴向窜动。

6.什么是误差复映？

答：当工件毛坯有形状误差，如圆度、圆柱度、直线度等，或互相位置浜

差，如偏心、径向圆跳动等时，加工后仍然会有同类日勺加工误差出现；在

成批大量生产中用调整法加工一批工件时，如毛坯尺寸不一，那么加工后

这批工件仍有尺寸K一的误差。这就是切削加工中口勺误差复映现象。

7.减小工艺系统热变形的途径

答：(1)减少发热和隔热

(2)改善散热条件

(3)均衡温度场

(4)改善机床构造

(5)加紧温度场日勺平衡

(6)控制环境温度

8.提高加工精度的途径

答：消除或减小原始误差

转移原始误差

误差分组法

误差赔偿法

就地加工(自干自)

自动测量赔偿、恒温控制等

9.车削细长轴时，轻易出现什么样的形状误差?

答：车削细长轴时轻易出现鼓形形状误差。

10.什么是误差敏感方向？

计算题:

1.在两台相似日勺自动车床上加工一批小轴的）外圆，规定保证直径

OU±0.02mm,第一台加工1000件，其直径尺寸按照正态分布，平均值

玉=11.005mm,均方差0=0.004mm.第二台加工500件，其直径尺寸

也按照正态分布，豆均值兀=11.015mm,均方差巧=0.0025irm。

（1）在同一图上画出两台机床加工的零件的尺寸分布图，并指出哪台机床

精度高。

（2）计算并比较哪台机床的废品率高。

已知:

x/o0.30.5]235

A0.23590.38300.6826().95420.9973]

答案要点：尺寸分布图如下图所示:

第一台机床精度：6<T,=6X0.004=0.24/7^

第二台机床精度：6b2=6x0.0025=0.015〃》7?

第二台机床［1勺精度高。

第一台机床日勺零件所有在公差带内，故没有废品。

第二台机床加工的小轴：右侧在公差上限之外，有废品。

4产―“2)=11.02-11.015二

cr20.0025

查表得：42)=0.9542

0.5-0.9542+2=2.28%

第二台机床日勺废品应为2.28%。

2.在一台自动车床上加工一批小轴的外圆，规定保证直径。12102mm,竣

工后经测量得：直径尺寸按照正态分布，平均值元-11.995mm,均方差

o-=0.005mmo计算正品率和废品率。(10分)

已知:

x/O0.30.51235

0.23590.38300.68260.95420.99731

•解:

零件的合格范围为11.98~12mm,平均值为11.995mm,

平均值右侧：(12-11.995)/<7=0.005/0.005=1,查表得A=0.6826,

平均值左侧：(11.995-11.98)/。=0.015/0.005=3,查表得A=0.9973

正品率二(0.6826+0.9973)/2=().83995=84%,

废品率=1-84%=16%,

答：正品率为84%»废品率为16%©

第5章机械加工表面质量

1.机械加工表面质置口勺含义及影响原因P149152?

答：机械加工表面质量包括两个方面的内容。(1)表面的几何形状特性:

表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理和伤痕；(2)表面层的物理力学性

能：表面层加工硬化、表面层金相组织日勺变化和表面层残存应力。

2.自激振动有哪些特点？

答：（1）机械加工中的自激振动是在没有周期性外力（相对于切削过程而言）

干扰下所产生的振动运动，这一点与强迫振动有原则区别。（2）自激振动

H勺频率靠近于系统的某一固有频率，或者说，颤振频率取决于振动系统的

固有特性。这一点与强迫振动主线不一样，强迫振动口勺频率取决于外界干

扰力的频率。（3）自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动却不因有

阻尼存在而衰减为零。

3.在磨削工件时，提高砂轮转速和提高工件速度分别对工件表面粗糙度有

何影响？

答：提高砂轮转速可以提高表面粗糙度的精度，即减少粗糙度数值；提高

工件速度可以减少表面粗糙度日勺精度，即增长粗糙度数值。

4.什么是冷作硬化？

答：切削（含磨削）过程中，刀具前面迫使金属受到挤压而产生塑性变形,

使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并使晶粒拉长、破碎和纤维化，

引起材料强化、硬度提高，这就是冷作硬化现象

5.机械加工中欧J振动对切削加工有哪些不利影响？

答：（1）影响加工表面的粗糙度，（2）影响生产率，（3）影响刀具寿命,

（4）对机床、夹具等不利。

6.表面质量对零件使用性能的影响？（P146-149）

7.磨削加工对加工表面粗粗度日勺影响原因是什么？

8.常用提高表面质昼日勺措施是什么？P159

第6章机械加工工艺规程的制定

1.生产过程和工艺系统？

答：机械产品制造时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。生产

过程是包括产品设计、生产准备、制造和装配等一系列互相关联口勺劳动过

程的J总和。

一般把机械加工中由机床、刀具、夹具和工件构成日勺互相作用、互

相依赖，并具有特定功能的有机整体，称为工艺系统。

2.什么是工序、工步、进给、安装、工位？

答：工序是指一种或一组工人，在一台机床或一种工作地点对一种或同步

对几种工件所持续完毕日勺那一部分工艺过程。工步是指在加工表面和加工

工具不变日勺状况下，所持续完毕日勺那一部分工序。进给是指加工工具在加

工表而上切削一次所完毕的切削工作。安装是指在加工前对工件进行的定

位、加紧和调整作业。

一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备时固

定部分所占据的每一种位置称为一种工位。

3.生产大纲？

答：企业在计划期内应当生产口勺产品产量和进度计划称为生产大纲。

4.机械加工工艺规程？

答：工艺规程是规定产品或零部件口勺制造工艺过程和操作措施等日勺工艺文

献。零件机械加工工艺规程包括：工艺路线，各工序口勺详细加工内容、规

定及阐明，切削用置，时间定额及使用日勺机床设备与工艺装备等。

5.设计基准工艺基准？

答：在零件图上，月以确定某一点、线、面位置所根据的那些点、线、面

称为设计基准。在机械加工、测量和装配过程中所使用日勺基准称为工艺基

准。工艺基准按用途不一样乂分为定位基准、测量基准、装配基准。

6.工序基准定位基准？

答：工序基准在工序图中用以确定被加工表面位置所根据日勺基准。

定位基准用以确定工件在机床上或夹具中对的位置所根据的基准。

7.粗基准、精基准？

答：在起始工序中，工件只能选用未经加工的毛坯表而来定位，这种定位

表面称为粗基准；在中间工序和最终工序中，则选用已加工表面定位，这

种定位表面称为精基准。

8.工序的集中与分散？

答：工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完毕，每道工序的

加工内容较多。工序分散就是将工件的加工分散在较多H勺工序内进行。每

道工序的加工内容很少，至少时即每道工序仅一种简朴工步。

9.加工余量？

答：毛坯经机械加工而到达零件图的I设计尺寸，从被加工表面上切除金属

层的总厚度，即毛环尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量，也称

为毛坯余量。而在某一工序所切除的金属层厚度，即相邻两工序尺寸之差

称为工序余量，加二总余量是各个工序余量之和。

10.尺寸链？

答：在机器设计和制造过程中，常波及某些有亲密联络、互相依赖日勺若干

尺寸的组合。在分析这些尺寸间的影响关系时，可将这些尺寸从机器或零

件的详细构造中抽象出来，依其内在联络绘成首尾相接的具有封闭形式的

尺寸组。这一互相联络且按一定次序排列的封闭尺寸组合称为尺寸链。

11.封闭环？

答：封闭环是在加工或装配过程中最终自然形成（间接获得）的那一种环,

一种尺寸链中只有•种封闭环。

计算题

1.如下图所示时偏心轴零件的JA表面需进行渗碳处理，渗碳层深度规定为

0.5~0.8mm。与A面有关的加工过程如下：

（1）精车A面到达尺寸。38.6：）jiTim；

（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为/；

（3）精磨A面，保证尺寸。38.4%]6mm，同步保证渗碳层深度到达规定

规定。

试确定/日勺数值。

A

g

s

oou

ocd

e

XXXXXX

解：渗碳层深度为0.5+孑,尺寸链为:

4

6.3

正

(4分)

其中().5+『为封闭环，I、RlSjgg为增环，町9.3_认为减环。

由O.5=t+19.2-19.3

得：1=0.6

由0.3=ES+0-(-0.05)

得：ESt=0.25

由0二Eh-0.008-0

得：Eh=0.008

因此得：r=瑞8

2.如图所示的轴套零件，其外圆、内孔及端面均已加工好，试求当以A面

定位钻直径为010mm孔时日勺工序尺寸L及公差。规定：画出尺寸链图,

并写出计算过程。

解：尺寸链为:

15±0.1

[―1L

50%

其中15±0.1为封闭环，5025为增环，L为减环。

由15=50—L

得：£=35

由().1=()一助.

得：E4=-0.1

由-0.1=-0.05—

得：ESL=0.05

因此得：£=35曜

3.如下图所示的轴套类零件，设计尺寸0.66_；/不便于直接测量，采用控

制尺寸A来保证尺寸0.661』，试求工序尺寸A及公差。规定：画出尺

寸链图，并写出计算过程。

解：画出尺寸链为:

0.66-?..

其中0.66_：1为封闭环，11.4一盆为增环，5±0.015,A为减环。

由0.66=11.4—5T

得：A=5.74

由()=0—(-0.015)-EIA

得：E/A=0.015

由-0.1=-0.04—0.015—

得：ES4=0.045

因此得：A=5.74：嫌

4.如下图所示零件，在键孔前平面A、B、C己加工好，为便于工件装夹,

选择A面作为定位基准，试计算"的尺寸及公差。规定：画出其尺寸

链图，并写出计算过程。

B二

0

-刊

WC2

H

A

解：尺寸链为:

其中25±().15为封闭环，15_i、H为增环,50个为减环。

由25=15+”-50

得：”二60

由0.15=0+ES〃一()

得：ESH=0.15

由一().15=—().1+七/〃-0.1

得：E/“=0.05

因此得：H=60^905

5.如图所示小轴零件，毛坯为一般精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶

尖间加工，重要工序；下料、车端面、钻中心孔、粗车外圆、精车外圆、

磨削外圆。

1

7

。

0。

—3

解：成果见下表。

工序名称工序余量工序经济

加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差

0

磨削0.3IT70.02125.00025.0

-0.021

0

精车0.8IT100.08425+0.3=25.30)25.3

-0.084

0

粗车1.9TT120.21025.3+0.8=26.1①26.1

-0.210

毛坯IT141.026.1+1.9=28.0①28±0.5

第7章机器H勺装配二艺

1、装配精度日勺概念？

2、装配精度同零件精度之间的关系

3、装配措施：互换法、分组法和修配法和调整法

4、装配常见日勺工作内容是什么？

第八章

1.夹具的构成部分是？

2.什么是六点定位原理？

3.什么叫定位？什么是完全定位、不完全定位？

4.什么是过定位、欠定位?

5.掌握定位误差的计算

6.掌握常用夹紧机构口勺特点？

7.联动夹紧机构有什么特点？

8.什么是主支承？什么是辅助支承？

9.V型块定位日勺定位误差计算措施？

10.什么是对刀块。

背面的计算都要看：

第九次作业答案

1.应用夹紧力的确定原则，分析下图所示夹紧方案,指出不妥之处并加以改正。

;1__^一

€EE重

—J/,///'//

（a）钻两孔（b）钻孔（C）钻孔

2.根据六点定位原理，分析下图所示各定位方案中各定位元件所消除的自山度.

(b)部分定位，消除5个自由度，即：X.Y.Z.Y.Z

(C)部分定位，消除4个自由度，Bp:Y.Z>Y.Z

(d)长销小平面组合，部分定位，消除5个自由度，即：X、Y、Z、Y、］

(e)完全定位，消除6个自由度，即：x.Y.z.XxY.z

(f)部分定位，消除5个自由度，即：X.Z.k.Y

3.根据六点定位原理，分析下图所示各定位方案中各定位元件所消除的自山度。如果屈于

过定位或欠定位，请指出可能出现什么不良后果，并提出改进方案C

解答:

（a）Y,z两个自由度过定位，改进：（1）改为双顶尖定位，或（2）三爪卡

盘夹持部分缩短。

（b）短圆销大平面限制ixYXz\xXY5个自由度，V型块限制Z、z两

个自由度过定位，但弹性支撑的V型块，释放了Z方向自由度。所以，属完全

定位。

（C）部分定位，消除5个自由度。

4.如下图所示，工件以A、B面定位加工孔嫉10"7,试计算尺寸（12±0.1）mm和

(30±OJ)mm的定位误差。

解答：

对于尺寸(30±0.1)mmx

3=0

对于尺寸(12±0,l)mm:

Ar=0

A8=0.03+0.02=0.05

Au=Ar+Aa=0.05

5.一批T件如下图所示，以圆孔。20H7（；・臼）〃前用芯轴@20g6C：%定位，在立

式铳床上用顶尖顶住芯轴铳槽。其中外圆。40a6（・.仙）〃皿、。20斤7内孔及两端面均己加

T合格，外圆对内孔的径向跳动在0.02MH之内。耍保证铳槽的主要技术耍求为：

⑴槽宽力为12力9（二川）；

⑵槽距端面尺寸为20力12（「工）：

⑶槽底位置尺寸为34.8/111（\“）：

⑷槽两侧对外圆轴线的对称度公片为0.1皿no

试分析其定位误始对保证各项技术要求的影响。

解答：

（1）槽宽b：由刀具决定槽宽的尺寸精度，定位误差对此项精度没有影响。

（2）槽距端面尺寸：基准重合。=0

11

=Ay+△.=-（0.021+0.013+0.02）+-x0.016

（3）槽底位置尺寸：22

0.035<-x0.16

3

（4）槽两侧对外圆轴线的对称度公差：=-X0.02=0.01<ixO.l

23

第十次作业答案

1、有一批I：件，如下图（a）所示。采用钻模夹具钻削I：件上超m小（4）

和尚加（。）两孔，除保证图纸要求外，还要求保证两孔连心线通过MO'mm

的轴线，其对称度公差为。.08,加。现采用图（b）、（C）、（d）所示三种定位方案,

若定位误差不得大于「序公差的1/2>试问这三种定位方案是否都可行？

(C)

解答:

0.1

TdTd▲0.11

(b)图：对于G孔,AQZ-十起0.121<—X0.25

a22sin45,22

2sin

2

TdTd0.10.11

对于a孔,ADla0.021〈x0.1

a22sin4522

2sin

2

TdTd0.10.11

(c)图：对于a孔,ADl~ft0,U21<x0.25

a22sin4522

2sin

2

TdTd

A0.10.11

对于“孔,△&】-十十«0.121x0.1

a22sin4522

2sin

2

Td0.：1

(d)图：ADI=-=0.05

6=丁=々

Td0.11

福;*的值拉昌.A0.071>-xO.(MI

…………巴一2sin452

2

综上：只有b方案可行。

2.如下图所示，在1件上铳一键槽，其要求见图示，试计算各方案在尺寸

45"mm及槽宽对称度方面的定位误差，并分析哪种定位方案正确？

解答：

(b)图，对尺寸45：

111

=Ay+A.=-(0.021+0.013+0.1)+-x0.025=0.0795>-x0.2

223

对称度：A&w=0

(c)图，X寸尺寸45:=Ay+A.=0+-X0.025=0.0125<-x02

23

对称度：A”,脓='xo.i=0.05>27,T=0.05

***1Vv23»

(d)图，对尺寸45：AD45=o<ixo.2

3

对称度：h…=-X0.025+-X0.1=0.0625>~T,T,=0.05

“中”223个环ew

(e)图，对尺寸45：AD4,=o<-xo,2

3

无寸称度：A0"秣=—x0.1=0.05>—7\｛第，乙林=0.05

23

(f)图，对尺寸45:△"“=Ay+△.=0+ix0.025=0.0125<-x02

23

对称度：=1x0.1=0.05>1T^,=0.05

各定位方案均不能满足要求。

3.在轴上铳一平面，I：件定位方案如下图所示，试求尺寸A的定位误差。

解答：

05.

Z=+0.3tan45=0.654

2sin45-

4.下图所示为某花键槽1：序的加I：要求：键宽8bmm、键槽深度尺寸76：,mm及

键槽对980轴线对称度为0.2加。已知轴林尺寸M。1画，试分别计完如图b、

图c所示两种定位方案的定位误差，并判断哪个方案更好。

解：①对于方案b：

定位误差：由于定位基准重合，故A〃=oDim

0.1

对称误差:——=0.05mm

22

②对于方案C:

定位误差：=—（----1）=—（——-——-1）=0.021mm

2a290,

Sin-Sin--

22

对称误差：A对欲，=0mm

③方案b中，^=—=0.25,方案C中，二=色丝=0.2]

丁0.2T0.1

比较方案b及方案c中定位误差及对称误差的比值，方案c更好。

第三章金属切削机床与刀具

1.某机床主传动系统如图3-1所示，

试写出主运动传动链口勺传动路线体

现式和图示齿轮啮合位置时的运动

平衡式（算出主轴转速）。

（略）

图3-1卧式车床主传动系统图

nma_x=1400r/minnm_i-n=31.5r/minV=l.41

2.车圆柱面和车螺纹时，各需要几种独立运动？

圆柱面需要2个独立运动，车螺纹需要2个独立运动

3传动原理图和传动系统图的有什么重要区别？

传动系统图上表达了该机床所有的执行运动