机械制造工艺学典型习题解答

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典型习题和解答

第一章 机械加工工艺规程的制定

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〔例1.3〕试举例说明下列各组的概念、特点以及它们之间的区别：(1)零件尺寸链、工艺过程尺寸链，工艺系统尺寸链，装配尺寸链；(2)封闭环．组成环，增环．减环。

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〔例 1.10〕设某一零件图上规定的外圆直径为Ф32 0.05mm，渗碳深度为0.5～0.8 mm。

现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0 mm。试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上、下偏差？

[解] 渗碳深度是间接保证的尺寸，应为封闭环。并作出尺寸链计算图。

车削外圆的半径及公差R为组成环之一。

δR求R： 0.8=1+16-Rmin ，Rmin=16.2mm

0.5=0.8+15.975-Rmax , Rmax=16.275mm δR

故车削工序的直径尺寸及公差应标注为Φ32.55 0.15 mm。

〔例 1.11〕設一零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下：

（1）车内孔Φ31.80 0.140（2）氰化，要求工艺氧化层深度为磨内孔Φ32＋0.010，要求保

T＋0.035证氧化层深度为0.1~0.3mm, 试求氰化工序的工艺氧化层深度t?

[解] 按加工顺序画出形成氰化层深度0.1 ~0.3mm的尺寸链计算图。

图中0.1~0.3 mm是最后形成的尺寸应为封闭环。

计算 t T max+15.97-16.005

0.1=tmin+15.9-16.0175

得max=0.335mm

min=0.2175mm

故氰化工序的工艺氰化层深度t

T=0.21750 0.1175mm。

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〔例 1.12〕某小轴系成批生产，工艺过程为车、粗磨、精磨、镀铬。所得尺寸应为Ф30 0.045㎜，镀层厚度为0.03～0.04㎜。试求镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差。

[解] 列尺寸链如图示，镀铬后外径尺寸Φ30 0.045mm为封闭环

00

30=A1max+0.08 得

A1max=29.92mm 30-0.045=A1min+0.08-0.02 A1min=28.895mm 所以镀铬前精磨小轴的外径尺寸及公差大小为A1=Φ29.92 0.025 mm

〔例 1.13〕某轴套的部分工艺过程为：粗磨内孔到Ф 154.760

后精磨内孔至 155

的渗入深度。

[解] 列尺寸链如图，应保证的渗碳层深度为封闭环0.6—1.0mm（双边）. 0.040 0.040㎜，再渗氮，最㎜，单边渗氮层深度要求为0.3～0.5㎜，试计算渗氮工序

解尺寸链0.6=154.76+tmin-(155+0.04)

得

所以渗碳工序的渗入深度t

2 =0.44—0.6mm。

〔例 1.14〕选择题

1.在机械加工中直接改变工件的形状，尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程称为

（D）。

A生产过程；B工艺过程；C工艺规程；D机械加工工艺过程。

2.编制零件机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（C）。

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A工步；B工位；C工序；D安装

3.工艺规程对指导生产，组织生产的作用很大。工艺文件的形式主要决定于生产类型，试指出下列各种生产类型大多采用哪种形式的工艺文件

(l)单件小批生产（A）; (2)成批生产（C）；(3)大批大量生产（B）

A工艺过程卡；B机械加工工序卡；C机械加工工艺卡。

4.确定毛坯种类及制造方法时，应综合考虑各种因素的影响，合理选用时主要应使（D）。 A毛坯的形状与尺寸尽可能接近成品的形状与尺寸，因而减少加工工时，减少材料损耗并节省加工成本；B毛坯制造方便，以节省毛坯成本；C加工后零件的物理机械性能好；D零件的总成本低，且物理机械性能好。

5.为改善机器和零件的结构工艺性，应在满足机器工作性能的前提下能采用优质、高产、低成本的方法制造，因此综合评定工艺性的要求是（(C, D)

A便于达到零件图上规定的加工要求；B有利于减少加工、装配的劳动量;C注意使机器和零件的结构与生产规模、生产条件相适应；D注意全面评价毛坯、加工、装配和维修的整个工艺过程。

6.零件在加工过程中使用的基准叫做（B,D）

A设计基准；B工艺基准；C装配基准；D定位基准。

7．自为基准是以加工面本身为精基准，多用于精加工或光整加工工序，这是由于（C） A符合基准重合原则；B 符合基准统一原则；C 保证加工面的余量小而均匀；D 保证加工面的形状和位置精度。

8．轴类零件定位用的顶尖孔是属于（A,C）:

A精基准；B粗基准；C辅助基准；D自为基准。

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第二章 机械加工质量

1．一批工件加工误差的性质分为哪几类?试举例说明它们的概念以及它们之间的区别

?

2．何谓误差敏感方向与误差不敏感方向7试举例说明不同方向的原始误差对加工误差影响程度有何不同

?

3.

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5．在车床上加工园盘件的端面时，有时会出现圆锥面(中凸或中凹)或端面凸轮似的形状(如螺旋面)，试从机床几何误差的影响分析造成图3—2所示的端面几何形状误差的原因是什么

?

图3-2

6．何谓加工原理误差?由于近似加工方法都将产生加工原理误差，因而都不是完善的加工方法，这种说法对吗？

7．为什么机床部件的加载和卸载过程的静刚度曲线既不重合，又不封闭．且机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小得多？

8．镗孔公差为o．1mm，该工序精度的均方差σ＝o．025mm．已知不能修复的废品率为o．5%，试求产品的合格率为多少？

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图3—0—10

9．为什么机器上许多静止连接的接触表面〔如车床床头箱与床身接合面，过盈配合的轴

10．为什么有色金属用磨削加工得不到小粗糙度?通常为获得小粗糙度的加工表面应采用哪些加工方法?若需要磨削有色金属，为减小表面粗糙度应采取什么措施

?

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12． 在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若整批工件发现在下列几何形状误差（图示）。<a>鞍形，<b>喇叭形。试分别说明可能产生上述误差的各种因素？

解： 对图（a）：产生鞍形误差的原因：（1）机床纵导轨在水平面内不直；（2）导轨扭曲或机床两顶尖与纵导轨在垂直面内不平行；（3）加工粗而短工件时，由于机床刚度沿床身纵向不一致；（4）加工长轴时，开始因刀具热伸长，使加工直径减小，热平衡后，又因刀具磨损使加工直径增大。

对图（b）：产生喇叭形误差的原因：（1）机床导轨在水平面不直；（2）悬臂加

工，工件刚度随长度变化；（3）加工开始时，刀具因热伸长逐渐增大而使加工直径减小。

13．在车床上加工心轴时（图示），粗、精车外圆A及肩台面B，经检测发现A有圆柱度误差，B对A有垂直度误差。试从机床几何形状误差的影响，分析产生以上误差的主要原因有哪些？

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解： 产生A面圆度误差的主要原因是车床主轴回转线的径向跳动。

产生A面圆柱度误差的主要原因有：（1）车床导轨在水平面内的直线度误差；（2）主轴回转轴线的角向摆动；（3）床身导轨和主轴回转轴线在水平面内不平行 ；（4）床身导轨的扭曲。

产生B面对A面不垂直的主要原因有：（1）主轴回转轴线的轴向串动；（2）刀架横溜板导轨于主轴回转轴线不垂直。

14．在生产现场测量一批小轴的外圆（计1000件），其最大尺寸Dmax=25.030㎜，最小尺寸Dmin=25.000㎜，若整批工件尺寸为正态分布，图纸要求该轴的外径为Ф25 0.025

0.005mm，求这批零件的废品有多少件？能否修复？（已知 Q(2)=0.4772） 解：整批工件的尺寸分散范围为6σ=Dmax-Dmin 所以

均方差 σ=(Dmax-Dmin)/6=(25.030-25.000)/6=0.005mm。

算术平均值 D=(Dmax+Dmin)/2=(25.030+25.000)/2=25.015mm

按图纸要求确定公差带中心尺寸 25 0.005=25.010 ±0.015mm

公差带中心与分布中心偏移值 ⊿0=25.015-25.010=0.005mm

0.025

所以 Z=2 00.03

2 0.005

0.005 2 查表得Q（2）=0.4772

废品率=0.5-0.4772=0.0228 废品的件数N=0.0228×1000=23件

依题意分析废品尺寸都偏大，属于可修复废品

15．选择题

1）误差的敏感方向是指产生加工误差的工艺系统的原始误差处于加工表面的（A）。 A法线方向（Y向）；B切线方向（Z向）；C轴线方向（Y向）。

2）车床主轴的几何偏心（纯径向跳动）使加工阶梯轴时产生的误差是（C）。 A圆度误差；B端面平面度误差；C加工面与装夹面的同轴度误差。

3）主轴具有纯角度摆动时，车削外圆得到的是（B）形状，产生（F）误差；镗出的孔得到的是（A）形状，产生（E）误差。

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A椭圆；B圆锥；C棱圆；D腰鼓形；E圆度；F圆柱度；G直线度。

4）车床主轴的纯轴向窜动对（B, C）加工有影响：

A车削内外圆；B车削端平面；C车削螺纹。

5）试指出下列刀具中，哪些刀具的制造误差会直接影响加工精度（A, D, E, F）。

A齿轮滚刀；B外圆车刀；C.端面铣刀；D铰刀；E成形铣刀；F键槽铣刀；G内圆磨头。

6）判别下列误差因素所引起的加工误差属于何种误差类型及误差性质：(1)夹具在机床上的安装误差（C, D); (2)工件的安装误差（C, F); (3)刀具尺寸调整不准确引起的多次调整误差（A, F); (4)车刀磨损发生在加工一批套筒的外圆（A, E); (5)工件残余应力引起的变形（B, C, F）。

A尺寸误差；B 几何形状误差；C 相互位置误差；D常值误差；E变值规律性误差；F随机误差。

7）加工齿轮、丝杠时，试指出下列各情况哪些属于加工原理误差（C， D, E）。

A传动齿轮的制造与安装误差；B母丝杠的螺距误差；C用阿基米德滚刀切削渐开线齿轮；D用模数铣刀加工渐开线齿轮；E用近似传动比切削螺纹。

8）测定机床部件静刚度的实验曲线说明（C）：

A机床部件的静刚度是不变的；B机床部件的静刚度是变化的，但与载荷无关；C机床部件的静刚度是随载荷大小而变化的

9）研究工艺系统受力变形时，若以车床两顶尖间加工光轴为例，试分别指出下列三种条件下，由于切削过程受力点位置的变化引起工件何种形状误差：（1）只考虑机床变(C)；

(2)只考虑车刀变形（D）； (3)只考虑工件变形（B）。

A圆锥形；B腰鼓形；C马鞍形（双曲线）；D圆柱形。

10）工艺系统的热变形只有在系统热平衡后才能稳定，可采取适当的工艺措施予以消减，其中系统热平衡的含义是（B）。

A机床热平衡后；B机床与刀具热平衡后；C机床刀具与工件都热平衡后。

11）在卧式镗床上，精镗车床尾架长孔时，为减小粗糙度一般应先考虑采用哪种工艺措施较有效（B）?

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A．对工件材料先进行正火，调质等热处理；B.增大刀尖圆弧半径和减少付偏角;C.使用润滑性能良好的切削液;D．采用很高的切削速度并配合较小的进给量

12）磨削光轴时，若切削条件相同，哪种工件材料磨削后表面粗糙度小(B)？

A. 20钢;B. 45钢；C．铸铁；D.铜

13）在平面磨床上精磨连杆端面时（工件材料45钢），若磨削表面出现拉毛、划伤等缺陷，一般应先考虑采用哪种工艺措施较有效（A,E）？

A．正确选用砂轮，检查砂轮的硬度是否合适；B.精细修正砂轮及增加光磨次数；C．降低磨削深度及工件纵向进给量，提高砂轮速度；D.磨削液是否有良好的冷却性和流动性，供应是否充分；E．磨削液是否清洁。

14）磨削淬火钢时在下列工作条件下可能产生哪种形式的磨削烧伤：(1)在磨削条件（用切削液）(A);(2)重磨削条件（不用切削液）(C);(3)中等磨削条件（B）

(4)轻磨削条件（D）。

A.淬火烧伤；B.回火烧伤；C．退火烧伤；D.不烧伤。

15）为保证小粗糙度磨削表面的质量及生产率，在下列各种影响因素中对磨削过程起支配作用的主要是（C）:

A．具有精密加工的设备及环境；B．合理选用磨削用量；C．合理选用砂轮并精细修正砂轮；D良好的冷却和润滑。

16）光整加工方法的工艺特点主要是（A）

A．不用砂轮磨削，采用细粒度磨料或磨具进行微量切削和挤压、抛光，主要是提高加工表面质量；B．磨具和工件间有一定的压力和复杂的相对运动，因此对机床的成形运动和工具精度有一定的要求；C．余量很小但能纠正前工序加工表面的形状误差及相互位置误差；D.生产效率较高，加工成本较低，各种生产批量均可使用口

17）表面冷压强化工艺属于下列何种加工方法（B）:

A精密加工工艺；B．无屑光整加工工艺；C．少切屑光整加工工艺

18）加工过程中若表面层以冷塑性变形为主，则表面层产生（B）应力；若以热塑性变形为主，则表面层产生（A）应力；若以局部高温和相变为主，则加工后表面层产生

（A）应力

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A．拉应力；B．压应力；C．无应力层。

19）机械加工中的振动，按其产生的原因可分为三种，试指出各种振动类型的能量特性：

(1)自由振动（B）； (2)受迫振动（A）； (3)自激振动（C）；

A．在外界周期性干扰力待续作用下的持续振动；B．只有初始干扰力的作用、振动中再也没有能量输人，故为衰减振动：C．维持振动的交变力是振动系统在自身运动中激发出来的，从而引起系统的持续振动。

20）动刚度是衡量系统抗振性的重要指标，一般应以哪项参数作为系统动刚度指标 (C)?

A．不同阻尼下产生单位振幅的振动时．所需的激振力大小；B．不同频率下产生单位振幅的振动时，所需的激振力大小；C．谐振时的最小刚度值；D．固有频率、阻尼率、等效静刚度ko

21）受迫振动系统在共振区消振最有效的措施是（B）

A．增大系统刚度；B．增大系统阻尼；C.增大系统质量。

22）试判别在下列切削加工过程中产生的振动属于何种振动类型:(1)磨削时由于砂轮硬度不均或局部堵塞引起的（B）; (2)内圆磨削带键槽的内孔（B）; (3)在车床上用横刀架割宽槽时（C）; (4)用宽砂轮，小进给精磨外圆时（C）; (5)在滚齿机上滚切齿轮时（B）; (6)刨削平板时，当刨刀切到工件表面某处硬点时（A）; (7)用圆镗杆镗削细长孔时（C）

A．自由振动；B．强迫振动；C．自激振动

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第三章 机器的装配工艺

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〔例4.3〕说明装配尺寸链中组成环、封闭环(相依环)和公共环的含意。

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