机械制造基础部分课后习题答案

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1、目目 录录绪论绪论第第1章章 机械加工工艺装备机械加工工艺装备第第2章章 金属切削基本原理金属切削基本原理第第3章章 工艺规程设计工艺规程设计第第4章章 典型零件加工典型零件加工第第5章章 机械制造质量分析与控制机械制造质量分析与控制第第6章章 先进制造技术简介先进制造技术简介1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。YXYX,限制限制三爪卡盘夹长限制三爪卡盘夹长限制Z1.24 根据六点定则，分析图中所示各

2、定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。三爪卡盘夹短限制三爪卡盘夹短限制YX,尾架顶尖限制尾架顶尖限制YX,1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。三爪卡盘夹短限制三爪卡盘夹短限制YX,中心架限制中心架限制YX,1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。端面限制端面限制YXZ,短圆销限制短圆销限制YX,1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的

3、自由度。端面限制端面限制ZXY,短圆销限制短圆销限制ZX,1.24 根据六点定则，分析图中所示各定位元件根据六点定则，分析图中所示各定位元件 所限制的自由度。所限制的自由度。短短V形块限制形块限制ZY,短短V形块限制形块限制短短V形块限制形块限制ZY,XX,1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件，理论上应限制的自由度，并选择定位元件，这些定位元件实际上限制了哪些自由度？这些定位元件实际上限制了哪些自由度？1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由

4、度，并选择定位元件，理论上应限制的自由度，并选择定位元件，这些定位元件实际上限制了哪些自由度？这些定位元件实际上限制了哪些自由度？YX,图图a）过球心钻一小孔）过球心钻一小孔 理论上应限制理论上应限制 实际上限制实际上限制 锥套定位锥套定位ZYX,1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件，理论上应限制的自由度，并选择定位元件，这些定位元件实际上限制了哪些自由度？这些定位元件实际上限制了哪些自由度？YXYX,图图b）在圆盘中心钻一孔）在圆盘中心钻一孔 理论上应限制理论上应限制 三爪卡盘定位（夹长）三爪卡盘定位（夹

5、长）实际上限制实际上限制 YXYX,1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件，理论上应限制的自由度，并选择定位元件，这些定位元件实际上限制了哪些自由度？这些定位元件实际上限制了哪些自由度？ZXZY,ZXZX,图图c）在轴上铣横槽）在轴上铣横槽 理论上应限制理论上应限制 长长V形块及支承钉定位形块及支承钉定位实际上长实际上长V形块限制形块限制 支承钉限制支承钉限制Y1.26 根据图中所示的工件加工要求，试确定工件根据图中所示的工件加工要求，试确定工件 理论上应限制的自由度，并选择定位元件，理论上应限制的自由度，并

6、选择定位元件，这些定位元件实际上限制了哪些自由度？这些定位元件实际上限制了哪些自由度？ZXYX,ZXZX,图图d）在套筒上钻孔，尺寸）在套筒上钻孔，尺寸L 理论上应限制理论上应限制 长圆销及端面定位长圆销及端面定位实际上长圆销限制实际上长圆销限制 端面限制端面限制Y图示零件，毛坯为图示零件，毛坯为35mm棒料，批量生产时其机械棒料，批量生产时其机械加工过程如下：在锯床上切断下料，车一端面钻中加工过程如下：在锯床上切断下料，车一端面钻中心孔，调头，车另一端面钻中心孔，在另一台车床心孔，调头，车另一端面钻中心孔，在另一台车床上将整批工件一端外圆都车至上将整批工件一端外圆都车至30mm及及20mm，

7、调头再用车刀车削整批工件的调头再用车刀车削整批工件的18外圆，又换一台外圆，又换一台车床，倒角，车螺纹。最后在铣床上铣两平面，转车床，倒角，车螺纹。最后在铣床上铣两平面，转90后，铣另外两平面。试分析其工艺过程的组成。后，铣另外两平面。试分析其工艺过程的组成。工序、安装、工位工序、安装、工位、工步、工步划分示意表、工步、工步划分示意表序号序号工序名工序名安装安装工位工位工步工步内内 容容走刀次数走刀次数10下料下料切断切断20车车11车端面车端面2钻中心孔钻中心孔23车另一端面车另一端面4钻另一中心孔钻另一中心孔30车车1车车30mm30mm 外圆外圆2车车20mm20mm 外圆外圆40车车车

8、车18mm18mm 外圆外圆50车车1倒角倒角1452车螺纹车螺纹M20860铣铣11铣两平面铣两平面22铣另两平面铣另两平面试选择图示支架和法兰盘零件加工时定位的精基准试选择图示支架和法兰盘零件加工时定位的精基准和粗基准和粗基准精基准选择：精基准选择：基准重合基准重合基准统一基准统一在大多数工序中使用在大多数工序中使用定位稳定可靠、夹具结构简单定位稳定可靠、夹具结构简单定位面积最大且平整定位面积最大且平整是跳动、是跳动、1515、5252等尺寸的设计基准等尺寸的设计基准）个自由度（限制面yxzA,3精基准选择：精基准选择：基准重合基准重合基准统一基准统一在大多数工序中使用在大多数工序中使用定

9、位稳定可靠、夹具结构简单定位稳定可靠、夹具结构简单定位夹紧简单定位夹紧简单方便（三爪卡盘）方便（三爪卡盘）是跳动、各外圆、孔的设计基准是跳动、各外圆、孔的设计基准）个自由度（限制外圆yxm,2652）个自由度（限制面yxzA,3精基准选择：精基准选择：基准统一基准统一定位稳定可靠、夹具结构简单定位稳定可靠、夹具结构简单离中心远，转角误差小离中心远，转角误差小支承钉定位，简单方便支承钉定位，简单方便在大多数工序中使用在大多数工序中使用）个自由度（限制右下侧面z1）个自由度（限制面yxzA,3）个自由度（限制外圆yxm,2652粗基准选择：粗基准选择：定位稳定可靠、夹紧方便定位稳定可靠、夹紧方便

10、定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹）个自由度（限制外圆yxyxm,4680）个自由度（限制法兰左端面z1定位稳定可靠、夹紧方便定位稳定可靠、夹紧方便 直接靠在三爪卡盘卡爪上直接靠在三爪卡盘卡爪上序号序号 工序内容工序内容 定位基准定位基准限制自由度限制自由度选择理由选择理由1010铣底面铣底面A36外圆外圆B面面以不加工面为以不加工面为粗基准；定位粗基准；定位夹紧较方便夹紧较方便2020钻铰钻铰28H7孔孔底面底面A A36侧母线侧母线C或或D面面基准重合、统基准重合、统一；以不加工一；以不加工面为粗基准面为粗基准3030钻、镗钻、镗30H7孔孔 底面底面A A2

11、8H7孔孔主要基准重合、主要基准重合、统一；定位夹统一；定位夹紧方便紧方便4040钻、镗、铰钻、镗、铰212H7孔孔底面底面A A28H7孔孔基准重合、统基准重合、统一；定位夹紧一；定位夹紧方便方便P246/3.5a)zyzy,xyxz,zy,xyxz,zyx,yxz,zyx,定位基准定位基准2P246/3.5a)轴承座零件如图所示，除轴承座零件如图所示，除B B面外，其他尺寸均已面外，其他尺寸均已加工完毕。现工序以表面加工完毕。现工序以表面A A定位加工定位加工B B面，面，试计算工序尺寸及其偏差。试计算工序尺寸及其偏差。解解:画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环4.0090增环增环X

12、,1301.00减环减环1.0150计算：计算：90=130+X-15090=130+X-150X=110X=1100.0.4=0.1+ES4=0.1+ESX X(-0.1)(-0.1)ESESX X0=0+EI0=0+EIX XEIEIX X2.01.0110X01.02.110轴套零件如图所示，其内外圆及端面轴套零件如图所示，其内外圆及端面A A、B B、D D均已均已加工。现后续加工工艺如下：加工。现后续加工工艺如下：以以A A面定位，钻面定位，钻8 8孔，求工序尺寸及其偏差。孔，求工序尺寸及其偏差。以以A A面定位，铣缺口面定位，铣缺口C C，求工序尺寸及其偏差。，求工序尺寸及其偏差。

13、X解解:工序工序1 1画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环15.030增环增环X,601.00减环减环01.075计算：计算：30=60+X-7530=60+X-75X=45X=450.0.15=0.1+ES15=0.1+ESX X(-0.1)(-0.1)ESESX X-0.15=0+EI-0.15=0+EIX X-0-0EIEIX X05.015.045X05.09.44轴套零件如图所示，其内外圆及端面轴套零件如图所示，其内外圆及端面A A、B B、D D均已均已加工。现后续加工工艺如下：加工。现后续加工工艺如下：以以A A面定位，钻面定位，钻8 8孔，求工序尺寸及其偏差。孔，求工序尺

14、寸及其偏差。以以A A面定位，铣缺口面定位，铣缺口C C，求工序尺寸及其偏差。，求工序尺寸及其偏差。YX解解:工序工序2 2画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环12.020增环增环Y减环减环05.09.44计算：计算：0.0.12=ES12=ESY Y(-0.05)(-0.05)ESESY Y-0.12=EI-0.12=EIY YEIEIX X07.09.64Y014.097.64mm16.004mm01.05.28mm024.0008.028铣削铣削加工一轴类加工一轴类零件的键槽时，如零件的键槽时，如图所图所示，要求保证示，要求保证，其工艺过程为：，其工艺过程为：考虑到磨外圆与车外圆的

15、中心不重合，设同轴度误差考虑到磨外圆与车外圆的中心不重合，设同轴度误差为。试求铣键槽的工序尺寸为。试求铣键槽的工序尺寸H H及其偏差。及其偏差。车外圆至车外圆至键槽深度为键槽深度为；铣键槽保证尺寸；铣键槽保证尺寸H；热处理；热处理；磨外圆至磨外圆至解解:画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环16.004增环增环H,14012.0004.0减环减环02.00,25.14005.0计算：计算：0.0.16=0.012+ES16=0.012+ESH H(-0.05-0.02)(-0.05-0.02)ESESH H0=0.004+EI0=0.004+EIH HEIEIH H078.0016.025

16、.4H062.00266.4某零件规定的外圆直径为某零件规定的外圆直径为mm005.032 ，渗碳深度为。，渗碳深度为。现为使此零件能和其它零件同炉渗碳，限定其工艺渗碳层深现为使此零件能和其它零件同炉渗碳，限定其工艺渗碳层深度为度为1.0 mm1.0 mm。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其偏差。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其偏差。解解:画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环3.005.0增环增环0025.016,1.09.0减环减环R计算：计算：0.5=0.9+16-R0.5=0.9+16-R0.0.3=0.1+0-EI3=0.1+0-EIR R EIEIR RR RESESR R1

17、25.02.04.16R25.04.08.32d015.055.32轴在箱体上的装配关系如图所示（左右两套筒零轴在箱体上的装配关系如图所示（左右两套筒零件尺寸相同），要求带轮与套筒之间保留有的件尺寸相同），要求带轮与套筒之间保留有的间隙。试按装配尺寸链最短路线原则绘制出与轴间隙。试按装配尺寸链最短路线原则绘制出与轴向间隙有关的装配尺寸链简图，且分别用极值法向间隙有关的装配尺寸链简图，且分别用极值法和概率法确定有关零件尺寸的上下偏差。和概率法确定有关零件尺寸的上下偏差。解解:画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环增环增环减环减环计算：计算：L L0 0L L0 0极值法极值法L1=1508，

18、8组成环平均公差组成环平均公差004.028L004.048L01.035.133L按加工难易，设按加工难易，设T T1 1=0.12=0.12，T T2 2=0.04=0.04，T T3 3，T T4 4 T1+T2+T3+T4=0.12+0.04+0.1+0.04=0.3=T0 选选L L1 1为协调环，按单向入体，令为协调环，按单向入体，令 075.043.00,mTTlav3.0005.0L各环中间偏差各环中间偏差0 0=0.=0.1515，2 22 2，3 3=0.050.05，4 40.0.15=15=1 1-2 2）1 1=0.=0.0606 12.001150212.006.0

19、150L12.001150L004.028L答答:（极值法）（极值法）01.035.133L004.048L概率概率法法组成环平均公差组成环平均公差15.043.00,mTTsav0222223.009.008.014.008.024.0TTi0222223.009.005.015.005.025.0TTi按加工难易，设按加工难易，设T T1 1=0.24=0.24，T T2 2=0.08=0.08，T T3 3，T T4 4 0222223.009.007.019.007.021.0TTi概率概率法法组成环平均公差组成环平均公差15.043.00,mTTsav0222223.009.008.

20、014.008.024.0TTi008.028L按加工难易，设按加工难易，设T T1 1=0.24=0.24，T T2 2=0.08=0.08，T T3 3，T T4 4 选选L L1 1为协调环，按单向入体，令为协调环，按单向入体，令 014.035.133L008.048L各环中间偏差各环中间偏差0 0=0.=0.1515，2 24 4，3 37 7，4 40.0.15=15=1 1-4 4）1 1=0=0 12.01501L答答:（概率法）（概率法）12.01501L008.0428 LL014.035.133L镗夹具如图所示，要求定位面到孔中心距离为，镗夹具如图所示，要求定位面到孔中心

21、距离为，定位板厚定位板厚20mm20mm。试用修配法确定各组成环尺寸及。试用修配法确定各组成环尺寸及其偏差，并确定最小修配量。其偏差，并确定最小修配量。解解:画尺寸链画尺寸链 判断：封闭环判断：封闭环增环增环减环减环计算：计算：155=A155=A1 1-20-20A A1 1=175=175A120155修配法修配法:按经济精度按经济精度,T1=0.1，T2=0.15 05.01751A19.004.0220A选底板选底板A A2 2为修配环，按单向入体，令为修配环，按单向入体，令 修刮底板修刮底板使封闭环变大使封闭环变大 越修越大越修越大0 02 2 EIEI2 2=0.04=0.04 最

22、多修配量最多修配量=TiT0=0.1+0.150.02=0.23 最小修配量最小修配量=0=0 补充修正补充修正,6 25.010.0220A最大修配量最大修配量=0.=0.29 29 答：答：05.01751A25.010.0220A编制图示挂轮架轴的机械加工工艺过程。零件材编制图示挂轮架轴的机械加工工艺过程。零件材料：料：45钢，小批生产。技术要求：钢，小批生产。技术要求：和方头和方头处淬火处淬火4045HRC，未注倒角未注倒角145。02.004.025挂轮架轴加工工艺过程挂轮架轴加工工艺过程 工序工序工工 序序 内内 容容 定位基准定位基准 102030405060708090100下

23、料（棒料）下料（棒料）热处理：正火热处理：正火 粗车端面、外圆、中心孔粗车端面、外圆、中心孔热处理：调质热处理：调质精车外圆、切槽、倒角精车外圆、切槽、倒角铣方头、两平面，修毛刺铣方头、两平面，修毛刺淬火淬火车螺纹车螺纹M16M16、M18M18粗精磨粗精磨 外圆及两端面外圆及两端面检验检验 外圆外圆一夹一顶一夹一顶一夹一顶一夹一顶一夹一顶一夹一顶一夹一顶一夹一顶02.004.025编制图示轴套的机械加工工艺过程。零件材料：编制图示轴套的机械加工工艺过程。零件材料：45钢，小批生产。技术要求：淬火钢，小批生产。技术要求：淬火4045HRC，未注倒角未注倒角145。轴套加工工艺过程轴套加工工艺过

24、程 工序工序工工 序序 内内 容容 定位基准定位基准 102030405060棒料棒料50mm50mm150mm150mm 车端面、外圆、内孔、切断、倒角等车端面、外圆、内孔、切断、倒角等（内外圆留余量（内外圆留余量0.30.3mmmm）淬火淬火4045HRC磨内孔至要求磨内孔至要求磨外圆至要求磨外圆至要求检验检验 外圆外圆外圆外圆内孔内孔编制图示双联齿轮单件小批生产的机械加工工艺编制图示双联齿轮单件小批生产的机械加工工艺过程，过程，材料材料45钢，齿部高频淬火钢，齿部高频淬火48HRC，精度等精度等级级766HL。双联齿轮加工工艺过程双联齿轮加工工艺过程 工序工序工工 序序 内内 容容 定位

25、基准定位基准 102030405060708090100110120毛坯锻造毛坯锻造 热处理：正火热处理：正火 粗车端面、外圆、钻孔、切槽粗车端面、外圆、钻孔、切槽精车大头端面（基准面）、镗孔、外圆、倒角精车大头端面（基准面）、镗孔、外圆、倒角精车小头端面、外圆等精车小头端面、外圆等滚齿滚齿Z=26Z=26插齿插齿Z=22Z=22倒角修毛刺倒角修毛刺剃齿剃齿Z=26Z=26剃齿剃齿Z=22Z=22热处理：热处理：齿部高频淬火齿部高频淬火48HRC推孔推孔珩齿珩齿Z=26Z=26，珩齿珩齿Z=22Z=22检验检验大头外圆大头外圆小头外圆小头外圆内孔内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及

26、内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔大端面及内孔图示工件，外圆端面均已加工，现要钻孔保证尺寸图示工件，外圆端面均已加工，现要钻孔保证尺寸试分析计算各定位方案的定位误差。试分析计算各定位方案的定位误差。011.030方案方案a：011.03004.001.002.001.022小大DDB04.0D工序基准大圆下母线工序基准大圆下母线K K 定位基准小圆下母线定位基准小圆下母线M M 基准不重合基准不重合平面定位平面定位定位误差定位误差0Y 0.037 不合格不合格方案方案b：011.03003.002.001.0小大DB044.0014.003

27、.0D工序基准大圆下母线工序基准大圆下母线K K 定位基准小圆中心定位基准小圆中心O O 基准不重合基准不重合V形块形块定位定位工序基准工序基准K不在定位基面小圆外圆上不在定位基面小圆外圆上014.07.002.0Y 0.037 不合格不合格方案方案c：011.03003.002.001.0小大DB1.007.003.0D工序基准大圆下母线工序基准大圆下母线K K 定位基准小圆中心定位基准小圆中心O O 基准不重合基准不重合孔销定位，任意方向位移孔销定位，任意方向位移工序基准工序基准K不在定位基面小圆外圆上不在定位基面小圆外圆上07.002.005.0Y 0.037 不合格不合格方案方案d：0

28、11.03003.002.001.0小大DB044.0014.003.0D工序基准大圆下母线工序基准大圆下母线K K 定位基准小圆中心定位基准小圆中心O O 基准不重合基准不重合V形块形块定位定位工序基准工序基准K不在定位基面小圆外圆上不在定位基面小圆外圆上014.007.002.0Y 0.037 不合格不合格方案方案e：011.03003.002.001.0小大DB03.0BD工序基准大圆下母线工序基准大圆下母线K K 定位基准小圆中心定位基准小圆中心O O 基准不重合基准不重合双双V形块自动形块自动定心定心定位误差定位误差0Y 0.037 合格合格 图示工件要钻孔图示工件要钻孔、，用一面两

29、销定位，两，用一面两销定位，两销垂直安放，销距，圆销销垂直安放，销距，圆销 ，菱形销菱形销 ，计算能否满足两孔加工的精计算能否满足两孔加工的精度要求：度要求：025.0045.03001.0032.040解：解：082.0032.005.01Y09.0045.0045.02Y0BO O1 1最大位移最大位移 O O2 2最大位移最大位移 孔孔尺寸尺寸60工序基准孔工序基准孔中心中心 定位基准孔定位基准孔中心中心 基准重合基准重合孔销定位，任意方向位移孔销定位，任意方向位移082.0032.005.01Y定位误差定位误差082.0D 0.133 合格合格解：解：0847.02180041.004

30、5.060041.0Y0B孔孔尺寸尺寸70工序基准孔工序基准孔孔孔中心连线中心连线 定位基准孔定位基准孔孔孔中心连线中心连线 基准重合两孔销定位，任意方向转动两孔销定位，任意方向转动定位误差定位误差0847.0D 0.133 合格合格Y解：解：24.0B孔孔尺寸尺寸50工序基准孔工序基准孔中心中心 定位基准孔定位基准孔中心中心 基准不重合基准不重合孔销定位，任意方向位移孔销定位，任意方向位移082.0032.005.01Y不相关不相关322.024.0082.0D 0.333 合格合格工序工序基准孔基准孔中心中心不在定位基面不在定位基面孔孔内孔内孔上上解：解：138.02041.050180180041.0045.0Y0B孔孔尺寸尺寸70工序基准孔工序基准孔孔孔中心连线中心连线 定位基准孔定位基准孔孔孔中心连线中心连线 基准重合基准重合两孔销定位，任意方向转动两孔销定位，任意方向转动定位误差定位误差138.0D 0.133 勉强合格勉强合格Y