机械制造工艺考试救星
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l-11 在图l-30中，注有加工符号的表面为待加工表面，试分别确定应限制的自由度。
l-12 根据六点定位原理，试用总体分析法和分件分析分析法，分别分析图1–31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？
2-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图2-80a、b、c所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除？
答：a）主要原因是工件在切削力作用下弯曲变形，产生鼓形圆柱度误差。主要采用提高工件刚度的方法减小这类误差，例如采用中心架或者跟刀架，减小切削力的作用点到支承之间的距离，以增大工件在切削时的刚度。
b）主要原因是机床在切削力作用下变形，产生马鞍形的圆柱度误差。主要采用提高机床部件刚度的方法减小这类误差，例如加工中采用支撑套，增大机床的刚度。
c）主要原因是机床导轨与主轴回转轴线不平行造成的误差。主要采用减小导轨对主轴回转轴线的平行度误差来减小这类误差，或者采用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； ΔDy,ΔDz工件直径误差；Δy:导轨在水平面内的弯曲； Δz：导轨在垂直面内的弯曲； 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 设已知一工艺系统的误差复映系数为，工件在本工序前有圆度误差0.45mm，若本工序形状精度规定允差0.01mm，问至少进给几次方能使形状精度合格？
解：已知
?g???m????g/?m??，为保证工序形状精度规定允差0.01mm，则：
0.01?0.020.45
由于每进给一次，误差复映系数为：
???0n?0.25n?n?3时，??0.016?0.02
因此至少进给3次方能使形状精度合格。
3-10横磨工件时(图3—83)，设横向磨削力Fy=100N，主轴箱刚度Ktj=5000N／mm，尾座刚度Kwz=4000N／mm，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
Ftj，尾座支反力为
Fwz
Ftj33.33100??0.006mmFtj300?Fy?33.33NYtjKtj5000= = Fwz66.67200??0.016mm?F?66.67NyFwz300YK4000= wz=wz
Ywz?Ytj零件锥度为：
3-5 采用粒度为36号的砂轮磨削钢件外圆，其表面粗糙度要求为 ；在相同的磨削用量下，采用粒度为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，在相同磨削条件下参与磨削的磨粒就越多，工件表面单位面积上刻痕越多，磨削表面的粗糙度值越小。
3-6 为什么提高砂轮高速能减小磨削表面的粗糙度数值，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表面的磨粒数就越多，因而工件表面的粗糙度值就越小。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，磨削表面的粗糙度值将明显减小。
工件速度表面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表面的磨粒数减小，表面粗糙度值将增大。工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。
3-19 试解释磨削淬火钢件，磨削表面层的应力状态与磨削深度的实验曲线。
答：淬火钢件表面为马氏体。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，故表面产生浅而小的残余压应力；当磨削量开始增大时，热塑性变形起了主导作用，表面产生很浅的残余拉应力；随着磨削量的增大，磨削热量导致钢件表面金相组织发生变化，表面淬火层的马氏体开始回火变为珠光体，密度增大体积减小，导致残余拉应力继续增大；随着磨削量的增加，表面热量增加，工件表面层温度超过相变温度，如果这时有充分的切削液，则表面层将急冷形成二次淬火马氏体，表面产生了一薄层一次淬火层，下层是回火组织，导致表面残余压应力减小，直至产生表面的压应力。
L?2?0.016?0.0061?2?3001500
4-11图1—96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
后达到图纸要求。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±。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（+）/2=，精磨工序的最小余量为（）/2=
4-12欲在某工件上加工￠
?0.030孔，其材料为45钢，加工工序为：扩孔；粗镗孔；半精镗、精镗孔；精磨孔。
已知各工序尺寸及公差如下： 精磨—￠
?0.03； 精镗—￠0?0.0460； 半精镗—￠
?0.46?0.190；
?1粗镗—￠680?0.3mm； 扩孔—￠640mm； 模锻孔—￠59-2mm。
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1—97所示工件中，Ll=70-0.050mm，L2=60-0.025 mm，L3=200测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。
LxL3L2L1?0.0250?0.15mm，L3不便直接测量，试重新给出
解得Lx=300?0.10答：作尺寸链图, L3为封闭环，Lx、L2为增环，L1为减环。列表解：
（测量尺寸）。
4-14图4-74为某零件的一个视图，图中槽深为50直接测量哪些尺寸?试标出它们的尺寸及公差。
?0.3mm，该尺寸不便直接测量，为检验槽深是否合格，可
答：(1)若测量L3，画尺寸链图，L0为封闭环, L2、L同为增环，L1、L3（待求）为减环。列表解：
L0’
’
L2 L同 L1 L0 ’’公称尺寸 45 0 30 5 ?0.1ES 0 + 0 + + LEI3 L0 1'L + 0 L2'L同L2L4L3（待求） 10 测量尺寸L3=10?0.275
（2）若测量L4，画尺寸链图，L0为封闭环, L2为增环，L4为减环。列表解：
L2 L0 公称尺寸 90 5 ?0.1ES 0 + + EI + 0 L4（待求） 85 测量尺寸L4=85?0.3
5-11设有一轴、孔配合，若轴的尺寸为￠80-0.10mm，孔的尺寸为￠800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=0 T0l=T1+T2=+=0.3mm
封闭环中间偏差?0??2??1?0.1?(?0.05)?0.15mm
A1A2A00
?0.20mm，试用完全互换法和大数互换
T0l?0.15?0.15?0.3mm 2T0l?0.15?0.15?0mm 封闭环下偏差EI0??0?2封闭环上偏差ES0??0?A0=00?0.3mm，装配后间隙100%在A0范围内
列表法解：
A1 A2 A0 故：A3=00?0.3公称尺寸 -80 80 0 ES + + + EI 0 0 0 mm
（2）大数互换法
A0=0 T0q=T1?T2?220.12?0.22?0.224mm
封闭环中间偏差?0??2??1?0.1?(?0.05)?0.15mm
封闭环上偏差ES0??0?T0q2T0q2?0.15?0.112?0.262mm
封闭环下偏差EI0??0?0.262?0.15?0.112?0.038mm
A0=00.038mm，T0q在正态分布下取值6?时，装配后间隙在T0q范围内的概率为%，仅有%的装配结果超出T0q，成为废品。
5-12
5-14 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=
mm，结构如图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=0 （1）采用极值法求解（尺寸链反计算问题）
根据第二版教材P231，按等公差原则进行初步分配，根据式（5-4）: 所以，Tav1=T0/3=3=
由于A3为垫圈，便于加工，取A3为协调环。
根据加工的难易程度，取T1=T2=，则T3=，基本为IT9级精度。A2为外尺寸，按基轴制确定极限偏差，则
mm，A1为内尺寸，按基孔制确定极限偏差，则
计算协调环的公差和极限偏差：T3=T0-T1-T2=。 由于：ES0=ES1-(EI2+EI3)，所以：EI3=ES1-EI2-ES0== 由于：EI0=EI1-(ES2+ES3), 所以：ES3=EI1-ES2-EI0== - 所以：
mm 。
mm。
（2）采用大数互换法（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，根据第二版教材P235 式（5-17）
mm
选取A1为协调环，按IT11级精度，取T2=，T3=，由于A2，A3均为外尺寸，均按基轴制选择极限偏差，则
，
mm。
确定各已知环的中间偏差： Δ0=，Δ2=，Δ3= 计算协调环的公差：
mm
计算协调环中间偏差：由于：Δ0=Δ1-(Δ2+Δ3)，所以Δ1=Δ0+Δ2+Δ3=++=。 计算协调环的上下偏差：ES1=Δ1+T1/2=+2= EI1=Δ1-T1/2=所以，协调环A1的尺寸为：
mm。
由此可以看出，采用统计法进行尺寸链的反计算，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，要根据实际情况来确定。
?0.415-15如图5-44所示轴类部件，为保证弹性挡圈顺利装入，要求保持轴向间隙A0?0?0.05mm。已知各组成
环的基本尺寸Al=，A2=35mm，A3=。试用极值法和统计法分别确定各组成零件的上下偏差。
?0.41解：a)封闭环A0=0?0.05mm ，封闭环公差T0?0.41?0.05?0.36。
A2是增环，A1、A3 是减环，?2??1，?1??3??1 封闭环基本尺寸为：
机械制造工艺学第二版1到6章答案
