机械制造工艺学第二版1到6章答案.doc
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1、机械制造工艺考试救星该文档由 1202210224 供给,仅供参考以下为要考的题目l-11 在图 l-30 中,注有加工符号的外表为待加工外表,试分别确定应限制的自由度。l-12 依据六点定位原理,试用总体分析法和分件分析分析法,分别分析图131 中 6 种定位方案所限制的自由度,并分析是否有欠定位和过定位,其过定位是否允许?12-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削瘦长轴时,消灭图 2-80a、b、c 所示误差是什么缘由,分别可承受什么方法来削减或消退?答:a主要缘由是工件在切削力作用下弯曲变形, 产生鼓形圆柱度误差。主要承受提高工件刚度的方法减小这类误差,例如承受中心架或者跟刀架,减小切削力的
2、作用点到支承之间的距离,以增大工件在切削时的刚度。b) 主要缘由是机床在切削力作用下变形,产生马鞍形的圆柱度误差。主要承受提高机床部件刚度的方法减小这类误差,例如加工中承受支撑套,增大机床的刚度。c) 主要缘由是机床导轨与主轴回转轴线不平行造成的误差。主要承受减小导轨对主轴回转轴线的平行度误差来减小这类误差,或者承受校正装置补偿该误差 产生的影响。2-5 试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时,影响直径误差的因素中,导轨在垂直面内和水平面内的弯曲,哪个影响大?与卧式车床比较有什么不同?为什么?答:D:工件直径; Dy,Dz 工件直径误差;y:导轨在水平面内的弯曲; z:导轨在垂直面内的弯曲
3、;车刀垂直安装时误差的敏感方向在垂直方向。因此导轨在垂直面内的弯曲对工件直径误差的影响较大车刀垂直安装:z 方向为误差敏感方向在卧式车床中:y 方向为误差敏感方向2-8 设一工艺系统的误差复映系数为 0.25,工件在本工序前有圆度误差 0.45mm,假设本工序外形精度规定允差 0.01mm,问至少进给几次方能使外形精度合格?D解: g= eDm e = Dg/ De m ,为保证工序外形精度规定允差 0.01mm,则:0.010.45= 0.02由于每进给一次,误差复映系数为:e = e n = 0.25n n 30时, e = 0.016 0.02因此至少进给 3 次方能使外形精度合格。3-
4、10 横磨工件时 (图 383),设横向磨削力 Fy=100N,主轴箱刚度 Ktj=5000Nmm,尾座刚度Kwz=4000Nmm,加工工件尺寸如图示,求加工后工件的锥度。答:设主轴箱支反力为FFtj ,尾座支反力为 wzFtj =100300 Fy= 33.33NFtjYtj = Ktj33.33= 5000= 0.006mm2200 F= 66.67NF66.67wz= 0.016mm=F300ywzYK4000=wzwzY- Ywztj零件锥度为:L 2 = 0.016 - 0.006 2 =130015003-5 承受粒度为 36 号的砂轮磨削钢件外圆,其外表粗糙度要求为 ;在一样的磨
5、削用量下,承受粒度为 60 号的砂轮可以使 ,这是为什么?答:砂轮的粒度越大,则砂轮的磨粒尺寸和磨粒间距就越小,在一样磨削条件下参与磨削的磨粒就越多,工件外表单位面积上刻痕越多,磨削外表的粗糙度值越小。3-6 为什么提高砂轮高速能减小磨削外表的粗糙度数值,而提高工件速度却得到相反结果。答:砂轮的速度越高,单位时间内通过被磨外表的磨粒数就越多,因而工件外表的粗糙度值就越小。砂轮速度越高,工件材料来不及形变,表层金属的属性变形减小,磨削外表的粗糙度值将明显减小。工件速度外表粗糙度的影响刚好与砂轮速度的影响相反,增大工件速度时,单位时间内通过被磨外表的磨粒数减小,外表粗糙度值将增大。工件速度增加,塑
6、性变形增加,外表粗糙度值将增大。3-19 试解释磨削淬火钢件,磨削外表层的应力状态与磨削深度的试验曲线。答:淬火钢件外表为马氏体。当磨削量很小时,温度影响很小,更没有金相组织变化,主要是冷态塑性变形的影响,故外表产生浅而小的剩余压应力;当磨削量开头增大时,热塑性变形起了主导作用,外表 产生很浅的剩余拉应力;随着磨削量的增大,磨削热量导致钢件外表金相组织发生变化,外表淬火层的马 氏体开头回火变为珠光体,密度增大体积减小,导致剩余拉应力连续增大;随着磨削量的增加,外表热量 增加,工件外表层温度超过相变温度,假设这时有充分的切削液,则外表层将急冷形成二次淬火马氏体, 外表产生了一薄层一次淬火层,下层
7、是回火组织,导致外表剩余压应力减小,直至产生外表的压应力。4-11 图 196 所示小轴系大量生产,毛坯为热轧棒料,经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后到达图纸要求。现给出各工序的加工余量及 工序尺寸公差如表 1-27。毛坯的尺寸公差为1.5mm。试计算工序尺寸,标注工序尺寸公差,计算精磨工序的最大余量和最小余量。答:列表解:注:毛坯尺寸圆整为 35;精磨工序的最大余量为 0.1+0.013/2=0.0565mm,精磨工序的最小余量为 0.1-0.033/2=0.0335mm34-12 欲在某工件上加工72.5 +0.03 mm 孔,其材料为 45 钢,加工工序为:扩孔;粗镗孔;半精镗、精镗孔;
8、0精磨孔。各工序尺寸及公差如下:精磨72.5 +0.03 mm;精镗71.8 +0.046 mm;半精镗70.5 +0.19 mm;000粗镗68 +0.3 mm;扩孔64 +0.46 mm;模锻孔59 +1 mm。00-2试计算各工序加工余量及余量公差。答:列表解:余量公差=本道工序尺寸公差+上道工序尺寸公差4-14 在图 197 所示工件中,Ll=70 -0.025 mm,L2=60 0mm,L3=20 +0.15 mm,L3 不便直接测量,试重5-0.050LxL3L2L1给出测量尺寸,并标注该测量尺寸的公差。-0.0250x21答:作尺寸链图, L3 为封闭环,L 、L为增环,L为减环
9、。列表解:解得 Lx= 30 +0.10 测量尺寸。04-14 图 4-74 为某零件的一个视图,图中槽深为 5 +0.3 mm,该尺寸不便直接测量,为检验槽深是否合格,可0LL0L03L ”2L ”1L同L2L4直接测量哪些尺寸?试标出它们的尺寸及公差。302同L2L同L1公称尺寸45030ES 0+0.0250EI-0.05-0.025-0.0253答:(1)假设测量 L ,画尺寸链图,L为封闭环, L 、L为增环,L 、L 待求为减环。列表解:13L 待求10+0.275+0.1L05+0.303测量尺寸L =10 -0.1-0.275402442假设测量L ,画尺寸链图,L为封闭环,
10、L为增环,L为减环。列表解:公称尺寸ESEIL2900-0.1L 待求85+0.3+0.1L05+0.304测量尺寸L =85 -0.1-0.35-11 设有一轴、孔协作,假设轴的尺寸为80 0-0.10mm,孔的尺寸为80 +0.20 mm,试用完全互换法和大数互换0A0A1A2法装配,分别计算其封闭环公称尺寸、公差和分布位置。答:装配尺寸链如图。A0 为轴和孔装配后的间隙,封闭环;A1 轴,减环;A2 孔,增环(1) 完全互换法A0=A2-A1=80-80=0T0l=T1+T2=0.1+0.2=0.3mm封闭环中间偏差D= D- D= 0.1 - (-0.05) = 0.15mm021T封
11、闭环上偏差 ES0= D+00l = 0.15 + 0.15 = 0.3mm2T封闭环下偏差 EI0= D-0l = 0.15 - 0.15 = 0mm02A0= 0 +0.3 mm,装配后间隙 100%在 A0 范围内0列表法解:公称尺寸ESEIA1-80+0.10A280+0.20A00+0.30故:A3=0 +0.3 mm02大数互换法T 2 + T 2120.12 + 0.22A0=0T0q= 0.224mm封闭环中间偏差D= D- D= 0.1 - (-0.05) = 0.15mm021封闭环上偏差 ES0= D+ T0q02= 0.15 + 0.112 = 0.262mm封闭环下偏
12、差 EI0= D- T0q02= 0.15 - 0.112 = 0.038mmA0= 00.262 mm,T0q 在正态分布下取值 6s 时,装配后间隙在 T0q 范围内的概率为 99.73%,仅有 0.27%0.038的装配结果超出 T0q,成为废品。5-125-14 减速器中某轴上的零件的尺寸为 A1=40mm,A2=36mm,A3=4mm,要求装配后齿轮轴向间隙A0=𝟎+𝟎.𝟐𝟓+𝟎.𝟏𝟎mm,构造如图 5-43 所示。试用极值法和统计法分别确定 A1, A2,A3 的公差及分
13、布位置。解:尺寸链如上图所示,A0 为封闭环,A1 为增环,A2 和 A3 为减环,封闭环公称尺寸 A0=01承受极值法求解尺寸链反计算问题依据其次版教材 P231,按等公差原则进展初步安排, 依据式5-4: Tav1 = T0/m所以,Tav1=T0/3=0.15/3=0.05由于 A3 为垫圈,便于加工,取 A3 为协调环。依据加工的难易程度,取 T1=T2=0.062,则 T3=0.026,根本为 IT9 级精度。A2 为外尺寸,按基轴制确定极限偏差,A2则= 3600.062mm,A1 为内尺寸,按基孔制确定极限偏差,0则A1 = 40+0.062mm。计算协调环的公差和极限偏差:T3
14、=T0-T1-T2=0.15-0.062-0.062=0.026mm。由于:ES0=ES1-(EI2+EI3),所以:EI3=ES1-EI2-ES0=0.062-(-0.062)-0.25=-0.126 由于:EI0=EI1-(ES2+ES3),所以:ES3=EI1-ES2-EI0=0-0-0.1= - 0.1A3所以:= 40.10.126mm 。2承受大数互换法统计法求解:假定工艺过程稳定,各组成环和封闭环均符合正态分布,依据其次版教材P235 式5-17Tavq = T0 = 0.15 = 0.0866 mmm3选取 A1 为协调环,按 IT11 级精度,取 T2=0.12mm,T3=0
15、.06mm,由于 A2,A3 均为外尺寸,均按基A2轴制选择极限偏差,则= 3600.12确定各环的中间偏差:mm, A= 4030.06mm。0=0.175mm,2=-0.06mm,3=-0.03mm02计算协调环的公差:T1 = T 2T2T2 = 0.1520.1220.062 = 0.067 mm3计算协调环中间偏差:由于:0=1-(2+3),所以 1=0+2+3=0.175+(-0.06)+(-0.03)=0.085mm。计算协调环的上下偏差:ES1=1+T1/2=0.085+0.067/2=0.1185mm EI1=1-T1/2=0.085-0.067/2=0.0515mmA1A1
16、所以,协调环的尺寸为:= 40+0.1185+0.0515mm。由此可以看出,承受统计法进展尺寸链的反计算,可以增大组成环的公差,降低加工精度等级。此外,尺寸链的反计算结果是不唯一的,要依据实际状况来确定。5-15 如图 5-44 所示轴类部件,为保证弹性挡圈顺当装入,要求保持轴向间隙 A0= 0+0.41 mm 。各组成+0.05环的根本尺寸 A =32.5mm,A =35mm,A =2.5mm。试用极值法和统计法分别确定各组成零件的上下偏差。l23解:a)封闭环A = 0 +0.41 mm ,封闭环公差T= 0.41 - 0.05 = 0.36 。0A 是增环,A 、A+0.05是减环,x
17、0= +1 , x = x= -1213213封闭环根本尺寸为:7A = Sm x A0iii=1= A - A - A213= 35 - 32.5 - 2.5 = 010由计算可知,各组成环根本尺寸无误。02) 确定各组成环公差和极限偏差计算各组成环平均极值公差TT=0= T= 0.36 = 0.12mmav1m | x|m3ii=1以平均极值公差为根底,依据各组成环尺寸、零件加工难易程度,确定各组成环公差。A 为一挡圈,易于加工和测量,应选A33为协调环。其余各组成环依据其尺寸和加工难易程度选择公差为: T1= 0.12mm,T2= 0.16mm ,各组成环公差等级约为IT9。A 为内尺寸
18、按基孔制H确定其极限偏差: A = 35+0.16 , A 为外尺寸按基轴制h确定其极限偏2差: A1= 32.50。-0.12DES + EI2010.41+ 0.05封闭环的中间偏差为D=00 = 0.23mm0022各组成环的中间偏差分别为D = -0.06mm, D12= +0.08mm3) 计算协调环极值公差和极限偏差协调环 A3的极值公差为:T = T30- (T1+ T ) = 0.36 - 0.12 - 0.16 = 0.082协调环 A3的中间偏差为:D= Sm x D3iii=1= D - D - D201= 0.08 - 0.23 - (-0.06) = -0.09协调环
19、 A3的极限偏差 ES 、EI33分别为:T0.083ES= D += -0.09 += -0.053322T0.083EI= D -= -0.09 -= -0.133322所以,协调环 A3的尺寸和极限偏差为:A = 2.5-0.05 mm3-0.13最终可得各组成环尺寸和极限偏差为:A = 32.50, A = 35+0.16 , A= 2.5-0.051-0.12203-0.13b)统计法2) 确定各组成环公差和极限偏差.认 为 该 产 品 在 大 批 量 生 产 条 件 下 , 工 艺 过 程 稳 定 , 各 组 成 环 尺 寸 趋 近 正 态 分 布 ,k= k = 1, e= e
20、= 0 ,则各组成环平均平方公差为:0i0i0mT= Tavq= 0.36 = 0.36 0.2131.732A 为一轴类零件,较其他零件相比较难加工,现选择较难加工零件 A22为协调环.以平均平方公差为基础,参考各零件尺寸和加工难易程度,从严选取各组成环公差:T = 0.24, T= 0.16mm, 其公差等级约为IT12。由于 A , A皆为外尺寸,其极限偏差按基轴制h确1定,则: A13= 32.50, A-0.243= 2.50-0.1613各环中间偏差分别为:D= 0.175, D = -0.12, D= -0.08mm,0133) 计算协调环公差和极限偏差:T 2 - T 2 -
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