機械制造工藝學典型習題解答

PAGE24典型習題和解答第一章機械加工工藝規(guī)程的制定〔例1.3〕試舉例說明下列各組的概念、特點以及它們之間的區(qū)別：(1)零件尺寸鏈、工藝過程尺寸鏈，工藝系統(tǒng)尺寸鏈，裝配尺寸鏈；(2)封閉環(huán)．組成環(huán)，增環(huán)．減環(huán)?！怖?.10〕設某一零件圖上規(guī)定的外圓直徑為Ф32mm，滲碳深度為0.5～0.8mm?，F(xiàn)為使此零件可和另一種零件同爐進行滲碳，限定其工藝滲碳層深度為0.8～1.0mm。試計算滲碳前車削工序的直徑尺寸及其上、下偏差？[解]滲碳深度是間接保證的尺寸，應為封閉環(huán)。并作出尺寸鏈計算圖。車削外圓的半徑及公差RδR為組成環(huán)之一。求RδR：0.8=1+16-Rmin，Rmin=16.2mm0.5=0.8+15.975-Rmax,Rmax=16.275mm故車削工序的直徑尺寸及公差應標注為Φ32.55mm。〔例1.11〕設一零件，材料為2Cr13，其內孔的加工順序如下：（1）車內孔Φ31.8（2）氰化，要求工藝氧化層深度為磨內孔Φ32，要求保證氧化層深度為0.1~0.3mm,試求氰化工序的工藝氧化層深度t?[解]按加工順序畫出形成氰化層深度0.1~0.3mm的尺寸鏈計算圖。圖中0.1~0.3mm是最后形成的尺寸應為封閉環(huán)。計算t:0.3=tmax+15.97-16.0050.1=tmin+15.9-16.0175得tmax=0.335mmtmin=0.2175mm故氰化工序的工藝氰化層深度t=0.2175mm?！怖?.12〕某小軸系成批生產，工藝過程為車、粗磨、精磨、鍍鉻。所得尺寸應為Ф30㎜，鍍層厚度為0.03～0.04㎜。試求鍍鉻前精磨小軸的外徑尺寸及公差。[解]列尺寸鏈如圖示，鍍鉻后外徑尺寸Φ30mm為封閉環(huán)30=A1max+0.08得A1max=29.92mm30-0.045=A1min+0.08-0.02A1min=28.895mm所以鍍鉻前精磨小軸的外徑尺寸及公差大小為A1=Φ29.92mm〔例1.13〕某軸套的部分工藝過程為：粗磨內孔到㎜，再滲氮，最后精磨內孔至㎜，單邊滲氮層深度要求為0.3～0.5㎜，試計算滲氮工序的滲入深度。[解]列尺寸鏈如圖，應保證的滲碳層深度為封閉環(huán)0.6—1.0mm（雙邊）.解尺寸鏈1.0=154.76+0.04+tmax-1550.6=154.76+tmin-(155+0.04)tmax=1.2mm得tmin=0.88mm所以滲碳工序的滲入深度=0.44—0.6mm?！怖?.14〕選擇題1.在機械加工中直接改變工件的形狀，尺寸和表面性能使之變成所需零件的過程稱為（D）。A生產過程；B工藝過程；C工藝規(guī)程；D機械加工工藝過程。2.編制零件機械加工工藝規(guī)程，編制生產計劃和進行成本核算最基本的單元是（C）。A工步；B工位；C工序；D安裝3.工藝規(guī)程對指導生產，組織生產的作用很大。工藝文件的形式主要決定于生產類型，試指出下列各種生產類型大多采用哪種形式的工藝文件(l)單件小批生產（A）;(2)成批生產（C）；(3)大批大量生產（B）A工藝過程卡；B機械加工工序卡；C機械加工工藝卡。4.確定毛坯種類及制造方法時，應綜合考慮各種因素的影響，合理選用時主要應使（D）。A毛坯的形狀與尺寸盡可能接近成品的形狀與尺寸，因而減少加工工時，減少材料損耗并節(jié)省加工成本；B毛坯制造方便，以節(jié)省毛坯成本；C加工后零件的物理機械性能好；D零件的總成本低，且物理機械性能好。5.為改善機器和零件的結構工藝性，應在滿足機器工作性能的前提下能采用優(yōu)質、高產、低成本的方法制造，因此綜合評定工藝性的要求是（(C,D)A便于達到零件圖上規(guī)定的加工要求；B有利于減少加工、裝配的勞動量;C注意使機器和零件的結構與生產規(guī)模、生產條件相適應；D注意全面評價毛坯、加工、裝配和維修的整個工藝過程。6.零件在加工過程中使用的基準叫做（B,D）A設計基準；B工藝基準；C裝配基準；D定位基準。7．自為基準是以加工面本身為精基準，多用于精加工或光整加工工序，這是由于（C）A符合基準重合原則；B符合基準統(tǒng)一原則；C保證加工面的余量小而均勻；D保證加工面的形狀和位置精度。8．軸類零件定位用的頂尖孔是屬于（A,C）:A精基準；B粗基準；C輔助基準；D自為基準。機械加工質量1．一批工件加工誤差的性質分為哪幾類?試舉例說明它們的概念以及它們之間的區(qū)別?2．何謂誤差敏感方向與誤差不敏感方向7試舉例說明不同方向的原始誤差對加工誤差影響程度有何不同?3.5．在車床上加工園盤件的端面時，有時會出現(xiàn)圓錐面(中凸或中凹)或端面凸輪似的形狀(如螺旋面)，試從機床幾何誤差的影響分析造成圖3—2所示的端面幾何形狀誤差的原因是什么?圖3-26．何謂加工原理誤差?由于近似加工方法都將產生加工原理誤差，因而都不是完善的加工方法，這種說法對嗎？7．為什么機床部件的加載和卸載過程的靜剛度曲線既不重合，又不封閉．且機床部件的剛度值遠比其按實體估計的要小得多？8．鏜孔公差為0.1mm，該工序精度的均方差σ＝0.025mm．已知不能修復的廢品率為0.5%，試求產品的合格率為多少？圖3—0—109．為什么機器上許多靜止連接的接觸表面〔如車床床頭箱與床身接合面，過盈配合的軸10．為什么有色金屬用磨削加工得不到小粗糙度?通常為獲得小粗糙度的加工表面應采用哪些加工方法?若需要磨削有色金屬，為減小表面粗糙度應采取什么措施?12．在車床上加工一批光軸的外圓，加工后經度量若整批工件發(fā)現(xiàn)在下列幾何形狀誤差（圖示）。<a>鞍形，<b>喇叭形。試分別說明可能產生上述誤差的各種因素？解：對圖（a）：產生鞍形誤差的原因：（1）機床縱導軌在水平面內不直；（2）導軌扭曲或機床兩頂尖與縱導軌在垂直面內不平行；（3）加工粗而短工件時，由于機床剛度沿床身縱向不一致；（4）加工長軸時，開始因刀具熱伸長，使加工直徑減小，熱平衡后，又因刀具磨損使加工直徑增大。對圖（b）：產生喇叭形誤差的原因：（1）機床導軌在水平面不直；（2）懸臂加工，工件剛度隨長度變化；（3）加工開始時，刀具因熱伸長逐漸增大而使加工直徑減小。13．在車床上加工心軸時（圖示），粗、精車外圓A及肩臺面B，經檢測發(fā)現(xiàn)A有圓柱度誤差，B對A有垂直度誤差。試從機床幾何形狀誤差的影響，分析產生以上誤差的主要原因有哪些？解：產生A面圓度誤差的主要原因是車床主軸回轉線的徑向跳動。產生A面圓柱度誤差的主要原因有：（1）車床導軌在水平面內的直線度誤差；（2）主軸回轉軸線的角向擺動；（3）床身導軌和主軸回轉軸線在水平面內不平行；（4）床身導軌的扭曲。產生B面對A面不垂直的主要原因有：（1）主軸回轉軸線的軸向串動；（2）刀架橫溜板導軌于主軸回轉軸線不垂直。14．在生產現(xiàn)場測量一批小軸的外圓（計1000件），其最大尺寸Dmax=25.030㎜，最小尺寸Dmin=25.000㎜，若整批工件尺寸為正態(tài)分布，圖紙要求該軸的外徑為Ф25mm，求這批零件的廢品有多少件？能否修復？（已知Q(2)=0.4772）解：整批工件的尺寸分散范圍為6σ=Dmax-Dmin所以均方差σ=(Dmax-Dmin)/6=(25.030-25.000)/6=0.005mm。算術平均值D=(Dmax+Dmin)/2=(25.030+25.000)/2=25.015mm按圖紙要求確定公差帶中心尺寸25=25.010±0.015mm公差帶中心與分布中心偏移值⊿0=25.015-25.010=0.005mm所以Z=查表得Q（2）=0.4772廢品率=0.5-0.4772=0.0228廢品的件數N=0.0228×1000=23件依題意分析廢品尺寸都偏大，屬于可修復廢品15．選擇題1）誤差的敏感方向是指產生加工誤差的工藝系統(tǒng)的原始誤差處于加工表面的（A）。A法線方向（Y向）；B切線方向（Z向）；C軸線方向（Y向）。2）車床主軸的幾何偏心（純徑向跳動）使加工階梯軸時產生的誤差是（C）。A圓度誤差；B端面平面度誤差；C加工面與裝夾面的同軸度誤差。3）主軸具有純角度擺動時，車削外圓得到的是（B）形狀，產生（F）誤差；鏜出的孔得到的是（A）形狀，產生（E）誤差。A橢圓；B圓錐；C棱圓；D腰鼓形；E圓度；F圓柱度；G直線度。4）車床主軸的純軸向竄動對（B,C）加工有影響：A車削內外圓；B車削端平面；C車削螺紋。5）試指出下列刀具中，哪些刀具的制造誤差會直接影響加工精度（A,D,E,F）。A齒輪滾刀；B外圓車刀；C.端面銑刀；D鉸刀；E成形銑刀；F鍵槽銑刀；G內圓磨頭。6）判別下列誤差因素所引起的加工誤差屬于何種誤差類型及誤差性質：(1)夾具在機床上的安裝誤差（C,D);(2)工件的安裝誤差（C,F);(3)刀具尺寸調整不準確引起的多次調整誤差（A,F);(4)車刀磨損發(fā)生在加工一批套筒的外圓（A,E);(5)工件殘余應力引起的變形（B,C,F）。A尺寸誤差；B幾何形狀誤差；C相互位置誤差；D常值誤差；E變值規(guī)律性誤差；F隨機誤差。7）加工齒輪、絲杠時，試指出下列各情況哪些屬于加工原理誤差（C，D,E）。A傳動齒輪的制造與安裝誤差；B母絲杠的螺距誤差；C用阿基米德滾刀切削漸開線齒輪；D用模數銑刀加工漸開線齒輪；E用近似傳動比切削螺紋。8）測定機床部件靜剛度的實驗曲線說明（C）：A機床部件的靜剛度是不變的；B機床部件的靜剛度是變化的，但與載荷無關；C機床部件的靜剛度是隨載荷大小而變化的9）研究工藝系統(tǒng)受力變形時，若以車床兩頂尖間加工光軸為例，試分別指出下列三種條件下，由于切削過程受力點位置的變化引起工件何種形狀誤差：（1）只考慮機床變(C)；(2)只考慮車刀變形（D）；(3)只考慮工件變形（B）。A圓錐形；B腰鼓形；C馬鞍形（雙曲線）；D圓柱形。10）工藝系統(tǒng)的熱變形只有在系統(tǒng)熱平衡后才能穩(wěn)定，可采取適當的工藝措施予以消減，其中系統(tǒng)熱平衡的含義是（B）。A機床熱平衡后；B機床與刀具熱平衡后；C機床刀具與工件都熱平衡后。11）在臥式鏜床上，精鏜車床尾架長孔時，為減小粗糙度一般應先考慮采用哪種工藝措施較有效（B）?A．對工件材料先進行正火，調質等熱處理；B.增大刀尖圓弧半徑和減少付偏角;C.使用潤滑性能良好的切削液;D．采用很高的切削速度并配合較小的進給量12）磨削光軸時，若切削條件相同，哪種工件材料磨削后表面粗糙度小(B)？A.20鋼;B.45鋼；C．鑄鐵；D.銅13）在平面磨床上精磨連桿端面時（工件材料45鋼），若磨削表面出現(xiàn)拉毛、劃傷等缺陷，一般應先考慮采用哪種工藝措施較有效（A,E）？A．正確選用砂輪，檢查砂輪的硬度是否合適；B.精細修正砂輪及增加光磨次數；C．降低磨削深度及工件縱向進給量，提高砂輪速度；D.磨削液是否有良好的冷卻性和流動性，供應是否充分；E．磨削液是否清潔。14）磨削淬火鋼時在下列工作條件下可能產生哪種形式的磨削燒傷：(1)在磨削條件（用切削液）(A);(2)重磨削條件（不用切削液）(C);(3)中等磨削條件（B）(4)輕磨削條件（D）。A.淬火燒傷；B.回火燒傷；C．退火燒傷；D.不燒傷。15）為保證小粗糙度磨削表面的質量及生產率，在下列各種影響因素中對磨削過程起支配作用的主要是（C）:A．具有精密加工的設備及環(huán)境；B．合理選用磨削用量；C．合理選用砂輪并精細修正砂輪；D良好的冷卻和潤滑。16）光整加工方法的工藝特點主要是（A）A．不用砂輪磨削，采用細粒度磨料或磨具進行微量切削和擠壓、拋光，主要是提高加工表面質量；B．磨具和工件間有一定的壓力和復雜的相對運動，因此對機床的成形運動和工具精度有一定的要求；C．余量很小但能糾正前工序加工表面的形狀誤差及相互位置誤差；D.生產效率較高，加工成本較低，各種生產批量均可使用口17）表面冷壓強化工藝屬于下列何種加工方法（B）:A精密加工工藝；B．無屑光整加工工藝；C．少切屑光整加工工藝18）加工過程中若表面層以冷塑性變形為主，則表面層產生（B）應力；若以熱塑性變形為主，則表面層產生（A）應力；若以局部高溫和相變?yōu)橹?，則加工后表面層產生（A）應力A．拉應力；B．壓應力；C．無應力層。19）機械加工中的振動，按其產生的原因可分為三種，試指出各種振動類型的能量特性：(1)自由振動（B）；(2)受迫振動（A）；(3)自激振動（C）；A．在外界周期性干擾力待續(xù)作用下的持續(xù)振動；B．只有初始干擾力的作用、振動中再也沒有能量輸人，故為衰減振動：C．維持振動的交變力是振動系統(tǒng)在自身運動中激發(fā)出來的，從而引起系統(tǒng)的持續(xù)振動。20）動剛度是衡量系統(tǒng)抗振性的重要指標，一般應以哪項參數作為系統(tǒng)動剛度指標(C)?A．不同阻尼下產生單位振幅的振動時．所需的激振力大?。籅．不同頻率下產生單位振幅的振動時，所需的激振力大?。籆．諧振時的最小剛度值；D．固有頻率、阻尼率、等效靜剛度ko21）受迫振動系統(tǒng)在共振區(qū)消振最有效的措施是（B）A．增大系統(tǒng)剛度；B．增大系統(tǒng)阻尼；C.增大系統(tǒng)質量。22）試判別在下列切削加工過程中產生的振動屬于何種振動類型:(1)磨削時由于砂輪硬度不均或局部堵塞引起的（B）;(2)內圓磨削帶鍵槽的內孔（B）;(3)在車床上用橫刀架割寬槽時（C）;(4)用寬砂輪，小進給精磨外圓時（C）;(5)在滾齒機上滾切齒輪時（B）;(6)刨削平板時，當刨刀切到工件表面某處硬點時（A）;(7)用圓鏜桿鏜削細長孔時（C）A．自由振動；B．強迫振動；C．自激振動機器的裝配工藝

〔例4.3〕說明裝配尺寸鏈中組成環(huán)、封閉環(huán)(相依環(huán))和公共環(huán)的含意?！怖?.4〕何謂裝配尺寸鏈組成最短原則?〔例4.5〕極值法解尺寸鏈與概率法解尺寸鏈有何不同?各用于何種情況?〔例4.6〕試將裝配尺寸鏈與工藝過程尺寸鏈進行比較．試述其異同：(從計算基本公式；組成環(huán)；封閉環(huán)：尺寸鏈解法：尺寸鏈構成等方面進行比較)〔例4.7〕機器產品的裝配精度與零件的加工精度、裝配工藝方法有什么關系？零件的加工精度直接影響到裝配精度。對于大批量生產，為了簡化裝配工作，便于流水作業(yè)，通常采用控制零件的加工誤差來保證裝配精度。但是，進入裝配的合格零件，總是存有一定的加工誤差，當相關零件裝配在一起時，這些誤差就有累積的可能。累積誤差不超出裝配精度要求，當然是很理想的。此時裝配就只是簡單的連接過程。但事實并非常能如此，累積誤差往往超過規(guī)定范圍，給裝配帶來困難。采用提高零件加工精度來減小累積誤差的辦法，在零件加工并不十分困難，或者在單件小批生產時還是可行的。這種辦法增加了零件的制造成本。當裝配精度要求很高，零件加工精度無法滿足裝配要求，或者提高零件加工精度不經濟時，則必須考慮采用合適的裝配工藝方法，達到既不增加零件加工的困難又能滿足裝配精度的目的。由此可見，零件加工精度是保證裝配精度要求的基礎。但裝配精度不完全由零件精度來決定，它是由零件的加工精度和合理的裝配方法共同來保證的。如何正確處理好兩者之間的關系是產品設計和制造中的一個重要課題。〔例4.8〕什么叫裝配尺寸鏈？它與一般尺寸鏈有什么不同？裝配尺寸鏈是產品或部件在裝配過程中，由相關零件的尺寸或位置關系所組成的一個封閉的尺寸系統(tǒng)。即由一個封閉環(huán)和若干個與封閉環(huán)關系密切的組成環(huán)組成。它與一般尺寸鏈的不同點是：裝配尺寸鏈的封閉環(huán)一定是機器產品或部件的某項裝配精度，因此，裝配尺寸鏈的封閉環(huán)是十分明顯的。裝配精度只有機械產品裝配后才能測量。裝配尺寸鏈中的各組成環(huán)不是僅在一個零件上的尺寸，而是在幾個零件或部件之間與裝配精度有關的尺寸。裝配尺寸鏈的形式較多，有線性尺寸鏈、角度尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈。〔例4.9〕裝配尺寸鏈如何查找？查找時應注意些什么？具體方法為：取封閉環(huán)兩端的零件為起始點，沿著裝配精度要求的方向，以裝配基準面為聯(lián)系線索，分別查找出裝配關系中影響裝配精度要求的那些有關零件，直至找到同一個基準零件甚至是同一個基準表面為止。這樣，所有有關零件上直接連接兩個裝配基準面間的位置尺寸或位置關系，便是裝配尺寸鏈的全部組成環(huán)。此查找方法與查找工藝尺寸鏈的方法是類同的，同樣也要符合最短路線，即環(huán)數最少的原則。〔例4.10〕圖所示，在溜板與床身裝配前有關組成