机械制造工艺基础-复习题答案

机械制造工艺基础

复习题及答案

机电工程与自动化学院

2013/5/6

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目 录

目 录 ..................................................................................................................... 1 第2章 制造工艺装备复习题 ................................................................................. 3 第3章 切削过程及其控制复习题 ......................................................................... 9 第4章 机械加工质量分析与控制复习题 ........................................................... 14 第5章 机械加工工艺规程的制定复习题 ........................................................... 20 第6章 装配工艺过程设计复习题 ....................................................................... 27 第2章 制造工艺装备复习题答案 ....................................................................... 30 第3章 切削过程及其控制复习题答案 ............................................................... 34 第4章 机械加工质量分析与控制复习题答案 ................................................... 38 第5章 机械加工工艺规程的制定复习题答案 ................................................... 43 第6章 装配工艺过程设计复习题答案 ............................................................... 47

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第2章 制造工艺装备复习题

1. 单项选择

1-1 构成工序的要素之一是（ ）。

① 同一台机床 ② 同一套夹具 ③ 同一把刀具 ④ 同一个加工表面

1-2 目前机械零件的主要制造方法是（ ）。

① 材料成形法 ② 材料去除法 ③ 材料累加法 ④ 材料复合法

1-3 快速原型制造技术采用（ ）方法生成零件。

① 仿形 ② 浇注 ③ 分层制造 ④ 晶粒生长

1-4 在数控铣床上用球头立铣刀铣削一凹球面型腔，属于（ ）。

① 轨迹法 ② 成型法 ③ 相切法 ④ 范成法

1-5 进给运动通常是机床中（ ）。

① 切削运动中消耗功率最多的运动 ② 切削运动中速度最高的运动 ③ 不断地把切削层投入切削的运动 ④ 使工件或刀具进入正确加工位置的运动

1-6 在外圆磨床上磨削工件外圆表面，其主运动是（ ）。

① 砂轮的回转运动 ② 工件的回转运动 ③ 砂轮的直线运动 ④ 工件的直线运动

1-7 在立式钻床上钻孔，其主运动和进给运动（ ）。

① 均由工件来完成 ② 均由刀具来完成 ③ 分别由工件和刀具来完成 ④ 分别由刀具和工件来完成

1-8 背吃刀量ap是指主刀刃与工件切削表面接触长度（ ）。

① 在切削平面的法线方向上测量的值 ② 正交平面的法线方向上测量的值

③ 在基面上的投影值 ④ 在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值

1-9 在背吃刀量ap和进给量f一定的条件下，切削厚度与切削宽度的比值取决于（ ）。

① 刀具前角 ② 刀具后角 ③ 刀具主偏角 ④ 刀具副偏角

1-10 垂直于过渡表面度量的切削层尺寸称为（ ）。

① 切削深度 ② 切削长度 ③ 切削厚度 ④ 切削宽度

1-11 锥度心轴限制（ ）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5

1-12 小锥度心轴限制（ ）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5

3

1-13 在球体上铣平面，要求保证尺寸H（习图2-1-13），必须限制（ ）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 习图2-1-13

1-14 在球体上铣平面，若采用习图2-1-14所示方法定位，则实际限制（ ）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4

习图2-1-14

1-15 过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制（ ）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5

1-16 普通车床的主参数是（ ）。

① 车床最大轮廓尺寸 ② 主轴与尾座之间最大距离 ③ 中心高 ④ 床身上工件最大回转直径

1-17 大批大量生产中广泛采用（ ）。

① 通用夹具 ② 专用夹具 ③ 成组夹具 ④ 组合夹具

1-18 通过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面称为（ ）。 ① 切削平面 ② 进给平面 ③ 基面 ④ 主剖面

1-19 在正交平面内度量的基面与前刀面的夹角为（ ）。

① 前角 ② 后角 ③ 主偏角 ④ 刃倾角

1-20 刃倾角是主切削刃与（ ）之间的夹角。

① 切削平面 ② 基面 ③ 主运动方向 ④ 进给方向

1-21 车削加工时，车刀的工作前角（ ）车刀标注前角。——（对应知识点2.6.4）

① 大于 ② 等于 ③ 小于 ④ 有时大于、有时小于

H

4

1-22 用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加工时，应选择刀具材料的牌号为（ ）。

① YT30 ② YT5 ③ YG3 ④ YG8

2. 多项选择

2-1 同一工步要求（ ）不变。

① 加工表面 ② 切削刀具 ③ 切削深度 ④ 进给量

2-2 大批大量生产的工艺特点包括（ ）。

① 广泛采用高效专用设备和工具 ② 设备通常布置成流水线形式 ③ 广泛采用互换装配方法 ④ 对操作工人技术水平要求较高

2-3 支持快速原型制造技术的关键技术包括（ ）等。 ① CAD技术 ② 计算机数控技术 ③ 生物技术 ④ 材料科学

2-4 实现切削加工的基本运动是（ ）。 ① 主运动 ② 进给运动 ③ 调整运动 ④ 分度运动

2-5 主运动和进给运动可以（ ）来完成。 ① 单独由工件 ② 单独由刀具 ③ 分别由工件和刀具 ④ 分别由刀具和工件

2-6 在切削加工中主运动可以是（ ）。 ① 工件的转动 ② 工件的平动 ③ 刀具的转动 ④ 刀具的平动

2-7 切削用量包括（ ）。

① 切削速度 ② 进给量 ③ 切削深度 ④ 切削厚度

2-8 机床型号中必然包括机床（ ）。 ① 类别代号 ② 特性代号 ③ 组别和型别代号 ④ 主要性能参数代号

2-9 机床几何精度包括（ ）等。 ① 工作台面的平面度 ② 导轨的直线度 ③ 溜板运动对主轴轴线的平行度 ④ 低速运动时

速度的均匀性

2-10 机床夹具必不可少的组成部分有（ ）。 ① 定位元件及定位装置 ② 夹紧元件及夹紧装置 ③ 对刀及导向元件 ④ 夹具体

2-11 在正交平面Po中测量的角度有（ ）。

① 前角 ② 后角 ③ 主偏角 ④ 副偏角

2-12 目前在切削加工中最常用的刀具材料是（ ）。 ① 碳素工具钢 ② 高速钢 ③ 硬质合金 ④ 金刚石

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3. 判断题

3-1 采用复合工步可以提高生产效率。

3-2 大批量生产中机床多采用“机群式”排列方式。 3-3 材料成形法目前多用于毛坯制造。

3-4 在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。 3-5 精基准是指在精加工工序中使用的定位基准。 3-6 附加基准是起辅助定位作用的基准。 3-7 直接找正装夹可以获得较高的找正精度。 3-8 划线找正装夹多用于铸件的精加工工序。 3-9 夹具装夹广泛应用于各种生产类型。 3-10 欠定位是不允许的。

3-11 过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。 3-12 定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。 3-13 组合夹具特别适用于新产品试制。 3-14 正交平面是垂直于主切削刃的平面。 3-15 精加工时通常采用负的刃倾角。

4. 分析题

4-1 试分析习图2-4-1所示各零件加工所必须限制的自由度：

a）在球上打盲孔φB，保证尺寸H；

b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保证尺寸L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；

d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。

φB H φB （φD） b） d）

习图2-4-1

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a）

B c）

4-2 试分析习图2-4-2所示各定位方案中：① 各定位元件限制的自由度；② 判断有无欠定位或过定位；③ 对不合理的定位方案提出改进意见。

a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；

b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；

c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。

c） 4-3 在习图2-4-3所示工件上加工键槽，要求保证尺寸。现有3种定位方案，d）0.03 54?00.14和对称度

习图 2-4-2

a）

b）

分别如图b，c，d所示。试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案。

0.03 A

90?? 0|? 60-0.1￡¨￡?A

a￡?b￡?

|?32-0.01-0.03

c￡?d￡?

习图2-4-3

? 3| ￡ 3 .0 0 + 2¨?￡04-4 某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的工序，试

从定位角度分析其原因。

4-5 习图2-4-5所示为在车床上车孔示意图，试在图中标出刀具前角、后角、主角、副偏角和刃倾角。

4-6 习图2-4-6所示零

f 54-0.140图2-4-5

7 习图2-4-6

（D） H 件，外圆及两端面已加工好（外圆直径D?50?0.1）。现加工槽 B ，要求保证位置尺寸 L 和 H 。试：

1）定加工时必须限制的自由度；

2）选择定位方法和定位元件，并在图中示意画出； 3）计算所选定位方法的定位误差。

0

4-7 习图2-4-7所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格

H A 0.025（D??35?0mm，d??80?0，现在插床上以0.1 mm）.2整法加工键槽，要求保证尺寸H?38.5?00 mm。试计

d D 调算

图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴度误差）。

4-8 在车床上，切断工件时，切到最后时工件常常被断。试分析其原因。

4-9 下图是某车床主运动传动系统示意图，试求： （1）写出其主运动传动链的传动路线表达式； （2）判断主轴V可获得多少种转速；

（3）计算出主轴V的最高转速和最低转速。

90° 挤

习图 2-4-7

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第3章 切削过程及其控制复习题

1. 填空题

1-1： 直角自由切削，是指没有 参加切削，并且刃倾角 的切削方式。

1-2： 在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。切削速度 ，宽度愈小，因此

可以近似视为一个平面，称为剪切面。

1-3： 靠前刀面处的变形区域称为 变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。

1-4： 在已加工表面处形成的显著变形层（晶格发生了纤维化），是已加工表面受到切削刃和后刀面

的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为 变形区。

1-5： 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、 、 和崩碎切屑四种类型。 1-6： 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到 。 1-7： 在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到 。 1-8： 经过塑性变形后形成的切屑，其厚度hch通常都要 工件上切削层的厚度hD，而切屑长

度Lch通常 切削层长度Lc。

1-9： 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用 的大小来衡量变形程度要比变形系数精

确些。

1-10： 相对滑移是根据纯剪切变形推出的，所以它主要反映 变形区的变形情况，而变形系

数则反映切屑变形的综合结果，特别是包含有 变形区变形的影响。 1-11： 切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同，因为切屑与前刀面之间的压力很大

（可达1.96～2.94GPa以上），再加上几百度的高温， 致使切屑底面与前刀面发生 现象。

1-12： 在粘结情况下，切屑与前刀面之间的摩擦是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦，即切屑

的 。

1-13： 根据摩擦情况不同，切屑与前刀面接触部分可分为两个摩擦区，即 和滑动区。 1-14： 切屑与前刀面粘结区的摩擦是 变形区变形的重要成因。

1-15： 硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同，其切除过程以 为主。

1-16： 磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，通常有较大的负 （－60°～－85°）和刃口楔角（80°～145°），以及较大的 半径。

1-17： 砂轮磨粒切削刃的排列（刃距、高低）是 分布的，且随着砂轮的磨损不断变化。 1-18： 切削时作用在刀具上的力，由两个方面组成：1）三个变形区内产生的 变形抗 力

和塑性变形抗力；2）切屑、工件与刀具间的 。

1-19： 由于切削变形复杂，用材料力学、弹性、塑性变形理论推导的计算切削力的理论公式与实

际差距较大，故在实际生产中常用 经验公式 计算切削力的大小。

1-20： 切削热的直接来源是切削层的变形以及切屑与刀具、工件与刀具之间的 ，因而三个

变形区是产生切削热的三个热源区。

1-21： 在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在前刀面上 处。

1-22： 切削脆性材料时，由于形成崩碎切屑，故最高温度区，位于靠近刀尖的 的小区域内。

1-23： 目前比较成熟的测量切削温度的方法有自然热电偶法、 热电偶法和红外测温法。 1-24： 利用自然热电偶法可测得的温度是切削区的 ，红外测温法可测刀具及切屑侧面 。

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1-25： 工件平均温度指磨削热传入工件而引起的 ，它影响工件的形状和尺寸精度。 1-26： 积屑瘤是在 切削速度加工塑性材料条件下的一个重要物理现象。 1-27： 积屑瘤是 变形区在特定条件下金属变形摩擦的产物。

1-28： 残余应力是在未施加任何外力作用的情况下，在材料内部保持 而存在的应力。 1-29： 刀具正常磨损的主要表现形式为前刀面磨损、后刀面磨损和 磨损。

1-30： 刀具的非正常磨损是指刀具在切削过程中突然或过早产生损坏现象，主要表现为两种形

式： 和卷刃。

1-31： 一次磨刀之后，刀具进行切削，后刀面允许的最大磨损量（VBB），称为 ， 或者叫

做磨损限度。

1-32： 形成刀具磨损的原因非常复杂，它既有 磨损，又有 、化学作用的磨损，还有由于金相组织的相变使刀具硬度改变所造成的磨损。

1-33： 刀具耐用度是指刀具从开始切削至达到 为止所使用的切削时间，用T表示。

2. 判断题

2-1： 2-2： 2-3： 2-4： 2-5： 2-6： 2-7： 2-8： 2-9： 2-10： 2-11： 2-12： 2-13： 2-14： 2-15： 2-16： 2-17： 2-18： 2-19： 2-20： 2-21：

在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。切削速度愈高，宽度愈小。 切削时出现的积屑瘤、前刀面磨损等现象，都是第Ⅲ变形区的变形所造成的。 第Ⅲ变形区的变形是造成已加工表面硬化和残余应力的主要原因。

由于大部分塑性变形集中于第Ⅰ变形区，因而切削变形的大小，主要由第Ⅰ变形区来衡量。 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得到崩碎切屑。

在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到带状切屑。

切屑形态的变化反映了切削变形程度的不同，如带状切屑是切削层沿剪切面滑移变形尚未达到断裂程度而形成的。

切屑形态的变化反映了切削变形程度的不同，如挤裂切屑是切削层沿剪切面滑移变形完全达到断裂程度而形成的。

切屑形态的变化反映了切削变形程度的不同，如单元切屑是切削层沿剪切面滑移变形完全达到断裂程度而形成的。

经过塑性变形后形成的切屑，其厚度hch通常都要小于工件上切削层的厚度hD，而切屑长度Lch通常大于切削层长度Lc。

用相对滑移的大小来衡量变形程度要比变形系数精确些。

相对滑移反映切屑变形的综合结果，特别是包含有第二变形区变形的影响。

切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同，不是一般的外摩擦，而是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦，即切屑的内摩擦。

内摩擦实际就是金属内部的滑移剪切，同粘结面积和法向力有关。 切屑与前刀面粘结区的摩擦是第Ⅱ变形区变形的重要成因。

硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同，其切除过程以断裂破坏为主。

磨削是利用砂轮表面上由结合剂刚性支承着的极多微小磨粒切削刃进行的切削加工。

磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的，且通常有较大的前角和刃口楔角，以及较大的刃口钝圆半径。

主切削力Fc是计算机床功率及设计夹具、刀具的主要依据。 吃刀抗力可能引起工件的弯曲与振动，影响加工质量。 进给抗力Ff是设计和校验机床进给机构强度的重要依据。

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2-22： 2-23： 2-24： 2-25： 2-26： 2-27： 2-28： 2-29： 2-30： 2-31： 2-32： 2-33： 2-34： 2-35： 2-36： 2-37： 2-38： 2-39： 2-40： 2-41： 2-42： 2-43： 2-44： 2-45： 2-46： 2-47： 2-48： 2-49： 2-50：

由于切削变形复杂，在实际生产中常用理论公式计算切削力的大小。 切削功率主要是主运动和主切削力所消耗的功率。

影响切削力的因素很多，其中最主要的是刀具材料、刀具磨损、冷却润滑液。

切削温度是切削过程的一个重要物理量，主要影响刀具磨损和积屑瘤的产生，但对表面质量没有影响。

切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（如空气、切削液）传散出去。不同的加工方法其切削热传散的比例是相同。

切削温度的高低不仅取决于热源区产生热量的多少，而且还取决于散热条件的好坏。 凡影响切削变形、切削抗力及功率消耗的因素，都对生热有影响。 切削用量增加，功率消耗加大，切削热的生成加多，切削温度升高。 在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在刀刃处。

切削脆性材料时，由于形成崩碎切屑，故最高温度区位于靠近刀尖的后刀面上的小区域内。 人工热电偶法可用于测量切削区的平均温度，红外测温法可用于测量刀具及切屑侧面温度场。

控制与降低磨削温度，是保证磨削质量的重要措施。 工件平均温度与磨削烧伤和磨削裂纹的产生有密切关系。

磨粒磨削点温度是引起磨削刃的热损伤、砂轮的磨损、破碎和粘附等现象的重要因素。 磨削区温度影响工件的形状和尺寸精度。

工件表面层的温度分布与加工表面变质层的生成机理、磨削裂纹的产生以及工件的使用性能等有关。

积屑瘤是在中等切速加工塑性材料条件下的一个重要物理现象。

在精加工时，积屑瘤对切削过程是有利的，应设法利用这一点提高已加工表面质量。 积屑瘤的形成与摩擦条件有关，而影响摩擦条件的主要因素是接触面压力。 当切削塑性材料、切削速度v较高、切削厚度hD较大时易发生前刀面磨损。

当切削塑性金属材料时，若切削速度较低，切削厚度较薄，则易发生后刀面磨损。 当切削脆性金属时，由于形成崩碎切屑，会出现后刀面磨损。

当切削塑性金属，采用中等切速及中等进给量时，常出现前后刀面同时磨损。 刀具磨损过程可分为两个阶段即初期磨损阶段和正常磨损阶段。

磨粒磨损只在低速切削条件下都存在，对低速切削的刀具而言，磨粒磨损往往是刀具磨损的主要原因。

粘结磨损一般在中等偏低的切削速度下比较严重。

扩散磨损在高温作用下发生。扩散磨损其实质是一种物理性质磨损。

切削用量中切削速度对刀具耐用度的影响最大，其次为切削深度，而进给量对刀具耐用度的影响最小。

传统上选择切削用量的基本原则是：在保证刀具一定耐用度的前提下，优先考虑采用最大的切削深度ap，其次考虑采用大的进给量f，最后根据刀具耐用度的要求选定（计算或查表）合理的切削速度v。

3. 单项选择题

3-1： 直角自由切削，是指没有副刃参加切削，并且刃倾角（ ）的切削方式。

a) ① λs＞0 ② λs＝0 ③ λs＜0

3-2： 切削加工过程中的塑性变形大部分集中于（ ）。

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b) ① 第Ⅰ变形区 ② 第Ⅱ变形区 ③ 第Ⅲ变形区 ④ 已加工表面

3-3： 切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下，若减

小刀具前角，减低切削速度或加大切削厚度，就可能得到（ ）。 c) ① 带状切屑 ② 单元切屑 ③ 崩碎切屑

3-4： 切屑类型不但与工件材料有关，而且受切削条件的影响。如在形成挤裂切屑的条件下，若加

大前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得到（ ）。 d) ① 带状切屑 ② 单元切屑 ③ 崩碎切屑

3-5： 内摩擦实际就是金属内部的滑移剪切，同粘结面积有关。这部分的摩擦力Ffi约占切屑与前

刀面总摩擦力的（ ）。

e) ① 55％ ② 65％ ③ 75％ ④ 85％

3-6： 切屑与前刀面粘结区的摩擦是（ ）变形的重要成因。

f) ① 第Ⅰ变形区 ② 第Ⅱ变形区 ③ 第Ⅲ变形区

3-7： 切削用量对切削力影响最大的是（ ）。

g) ① 切削速度 ② 切削深度 ③ 进给量

3-8： 切削用量对切削温度影响最小的是（ ）。

h) ① 切削速度 ② 切削深度 ③ 进给量

3-9： 在切削塑性材料时，切削区温度最高点是在（ ）。

i) ① 刀尖处 ② 前刀面上靠近刀刃处 ③ 后刀面上靠近刀尖处 ④ 主刀刃处

3-10： 磨削区温度是砂轮与工件接触区的平均温度，一般约有500～800℃，它影响（ ）。

j) ① 工件的形状和尺寸精度 ② 磨削刃的热损伤、砂轮的磨损、破碎和粘附等

k) ③ 磨削烧伤和磨削裂纹的产生 ④ 加工表面变质层、磨削裂纹以及工件的使用性能

3-11： 积屑瘤是在（ ）切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。

l) ① 低速 ② 中低速 ③ 中速 ④ 高速

3-12： 切削用量对刀具耐用度影响最大的是（ ）。

m) ① 切削速度 ② 切削深度 ③ 进给量

4. 多项选择题

4-1 主切削力Fc垂直于基面，与切削速度方向一致，作用于工件切线方向，是（ ）的主要依

据。

① 计算机床功率 ② 设计夹具 ③ 设计刀具 ④ 设计和校验机床进给机构强度

4-2 影响切削力的因素很多，其中最主要的是（ ）。

① 工件材料 ② 切削用量 ③刀具材料 ④ 刀具几何形状与几何角度

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切削过程中影响散热的因素有（ ）。

① 工件材料的导热系数 ② 刀具材料的导热系数

③ 冷却润滑液 ④ 刀具主刀刃与工件接触长度

磨削是工件表面温度可达1000℃以上，在工件表层形成极大的温度梯度（600～1000℃/mm），并会出现（ ）等缺陷。

① 尺寸形状偏差 ②表面烧伤 ③ 加工硬化 ④ 残余应力

合理地控制切削条件、调整切削参数，尽量不形成中温区就能较有效地抑制或避免积屑瘤形成。一般可采用的措施包括（ ）

① 控制切削速度 ② 减小刀具前角 ③ 使用高效切削液

② 当工件材料塑性过高，硬度很低时，可进行适当热处理，提高其硬度，降低其塑性

残余应力产生的原因有（ ）。

① 塑性变形效应 ② 里层金属弹性恢复 ③ 表层金属的相变 ④ 热变形

当（ ）时易发生前刀面磨损。

① 切削塑性材料 ② 切削速度较高 ③ 切削厚度较大 ④ 切削深度较大

当（ ）时易发生后刀面磨损。当（ ）时，由于形成崩碎切屑，也会出现后刀面磨损。 ① 切削脆性金属 ② 切削塑性材料 ③ 切削速度较低 ④ 切削厚度较薄

决定粘结磨损程度的因素主要有（ ）。

① 接触面间分子活动能量 ② 刀具材料与工件材料的硬度比 ③ 中等偏低的切削速度 ④ 刀具材料与工件的亲和能力

5. 问答题

5-1 如何表示切屑变形程度？

5-2 影响切削变形有哪些因素？各因素如何影响切削变形？ 5-3 三个切削分力是如何定义的？各分力对加工有何影响？ 5-4 刀具磨损过程有哪几个阶段？为何出现这种规律？

5-5 刀具破损的主要形式有哪些？高速钢和硬质合金刀具的破损形式有何不同？ 5-6 工件材料切削加工性的衡量指标有哪些？

5-7 说明最大生产效率刀具使用寿命和经济刀具使用寿命的含义及计算公式。 5-8 切削液有何功用？如何选用？

5-9 磨粒粒度是如何规定的？试说明不同粒度砂轮的应用。

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第4章 机械加工质量分析与控制复习题

1. 单项选择

1-1在切削加工时，下列因素中，（ ）对工件加工表面粗糙度没有影响。

① 刀具几何形状 ② 切削用量 ③ 检测方法 ④工件材料

1-2 表面层加工硬化程度是指（ ）。

① 表面层的硬度 ② 表面层的硬度与基体硬度之比 ③ 表面层的硬度与基体硬度之

差 ④ 表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比

1-3 原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（ ）。

① 机床误差 ② 夹具误差 ③ 刀具误差 ④ 工艺系统误差

1-4 误差的敏感方向是（ ）。

① 主运动方向 ② 进给运动方向 ③ 过刀尖的加工表面的法向 ④ 过刀尖的加工表面的切向

1-5 试切n个工件，由于判断不准而引起的刀具调整误差为（ ）。

3?6?② 3? ② 6? ③ ④

nn

1-6 精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（ ）。

① 1/10～1/5 ② 1/5～1/3 ③ 1/3～1/2 ④ 1/2～1

1-7 镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（ ）。

① 轴承孔的圆度误差 ② 主轴轴径的圆度误差 ③ 轴径与轴承孔的间隙 ④ 切削力的大小

1-8 在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能原因是（ ）。

① 车床主轴径向跳动 ② 卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 ③ 刀尖与主轴轴线不等高 ④ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

1-9 在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（ ）。

② 提高主轴回转精度 ② 降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度 ③ 提高装夹稳定性 ④ 保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴

1-10 为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（ ）传动。

③ 升速 ② 降速 ③ 等速 ④ 变速

1-11 通常机床传动链的（ ）元件误差对加工误差影响最大。

① 首端 ② 末端 ③ 中间 ④ 两端

14

1-12 工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（ ）。

① 之和 ② 倒数之和 ③ 之和的倒数 ④ 倒数之和的倒数

1-13 机床部件的实际刚度（ ）按实体所估算的刚度。

① 大于 ② 等于 ③ 小于 ④ 远小于

1-14 接触变形与接触表面名义压强成（ ）。

① 正比 ② 反比 ③ 指数关系 ④ 对数关系

1-15 误差复映系数与工艺系统刚度成（ ）。

① 正比 ② 反比 ③ 指数关系 ④ 对数关系

1-16 车削加工中，大部分切削热（ ）。

① 传给工件 ② 传给刀具 ③ 传给机床 ④ 被切屑所带走

1-17 磨削加工中，大部分磨削热（ ）。

① 传给工件 ② 传给刀具 ③ 传给机床 ④ 被磨屑所带走

1-18 为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（ ）。

① 加大截面积 ② 减小长径比 ③ 采用开式结构 ④ 采用热对称结构

1-19 工艺能力系数与零件公差（ ）。

① 成正比 ② 成反比 ③ 无关 ④ 关系不大

1-20 外圆磨床上采用死顶尖是为了（ ）。

① 消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响 ② 消除导轨不直度对加工精度的 ③ 消除工件主轴运动误差对加工精度的影响 ④ 提高工艺系统刚度

1-21 加工塑性材料时，（ ）切削容易产生积屑瘤和鳞刺。

① 低速 ② 中速 ③ 高速 ④ 超高速

1-22 强迫振动的频率与外界干扰力的频率（ ）。

① 无关 ② 相近 ③ 相同 ④ 相同或成整倍数关系

1-23 自激振动的频率( )工艺系统的固有频率。

① 大于 ② 小于 ③ 等于 ④ 等于或接近于

2. 多项选择

2-1 尺寸精度的获得方法有（ ）。

① 试切法 ② 调整法 ③ 定尺寸刀具法 ④ 自动控制法

2-2 零件加工表面粗糙度对零件的（ ）有重要影响。

15

① 耐磨性 ② 耐蚀性 ③ 抗疲劳强度 ④ 配合质量

2-3 主轴回转误差可以分解为（ ）等几种基本形式。 ① 径向跳动 ② 轴向窜动 ③ 倾角摆动 ④ 偏心运动

2-4 影响零件接触表面接触变形的因素有（ ）。 ① 零件材料 ② 表面粗糙度 ③ 名义压强 ④ 名义面积

2-5 如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔

车刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有（ ）。 ① 主轴径向跳动 ② 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 ③ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行 ④ 刀杆刚性不足

2-6在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏

大，两头直径偏小，其可能的原因有（ ）。 ① 工件刚度不足 ② 前后顶尖刚度不足 ③ 车床纵向导轨直线度误差 ④ 导轨扭曲

2-7在车床上车削光轴（习图4-2-7），车后发现工件A处直径比B处直径大，其可能的原因有

（ ）。 ①刀架刚度不足 ② 尾顶尖刚度不足 ③ 导轨扭曲 ④ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行

B A 习图4-2-5

习图4-2-7

2-8 机械加工工艺系统的内部热源主要有（ ）。 ① 切削热 ② 摩擦热 ③ 辐射热 ④ 对流热

2-9 如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径偏大的可能原因有（ ）。

① 车床导轨与主轴回转轴线不平行 ② 尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴 ③ 刀具热变形 ④ 钻头刃磨习图4-2-8 不对称

2-10 下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（ ）。 ① 机床几何误差 ② 工件定位误差 ③ 调整误差 ④ 刀具磨损

2-11 下列误差因素中属于随机误差的因素有（ ）。 ① 机床热变形 ② 工件定位误差 ③ 夹紧误差 ④ 毛坯余量不均引起的误差复映

2-12 从分布图上可以（ ）。——（对应知识点4.6.2） ① 确定工序能力 ② 估算不合格品率 ③ 判别常值误差大小 ④ 判别工艺过程是否稳定

16

2-13 通常根据 X-R 图上点的分布情况可以判断 ( )。 ① 有无不合格品 ② 工艺过程是否稳定 ③ 是否存常值系统误差 ④ 是否存在变值系统误

差

2-14 影响切削残留面积高度的因素主要包括（ ）等。

① 切削速度 ② 进给量 ③ 刀具主偏角 ④ 刀具刃倾角

2-15 影响切削加工表面粗糙度的主要因素有（ ）等。

① 切削速度 ② 切削深度 ③ 进给量 ④ 工件材料性质

2-16 影响外圆磨削表面粗糙度的磨削用量有（ ）。

① 砂轮速度 ② 工件速度 ③ 磨削深度 ④ 纵向进给量

2-17 消除或减小加工硬化的措施有 ( )等。

① 加大刀具前角 ② 改善工件的切削加工性 ③ 提高刀具刃磨质量 ④ 降低切削速度

2-18 避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有 ( )等。

① 选择较软的砂轮 ② 选用较小的工件速度 ③ 选用较小的磨削深度 ④ 改善冷却条件

2-19 消除或减弱铣削过程中自激振动的方法有 ( )。

① 提高工艺系统刚度 ② 增大工艺系统阻尼 ③ 加大切削宽度 ④ 采用变速切削

3. 判断题

3-1 零件表面的位置精度可以通过一次装夹或多次装夹加工得到。 3-2 零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。

3-3 零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。 3-4 粗糙表面易被腐蚀。

3-5 在机械加工中不允许有加工原理误差。 3-6 工件的内应力不影响加工精度

3-7 主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。

3-8 普通车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响不大。 3-9 采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。

3-10 磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。 3-11 只要工序能力系数大于1，就可以保证不出废品。

3-12 在x?R中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。 3-13 切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。

4. 分析题

4-1 在铣床上加工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1所示。已知铣床工作台面与导轨的平行度误差为0.05/300，夹具两定位V型块夹角??90o，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为0.01/150，

17

阶梯轴工件两端轴颈尺寸为?20?0.05mm。试分析计算加工后键槽底面对工件轴线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与?35mm外圆的同轴度误差）。

习图4-4-1

4-2 试分析习图4-4-2所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工件的

刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

a） b） c）

习图4-4-2

4-3 横磨一刚度很大的工件（习图4-4-3），若径向磨削力为100N，头、尾架刚度分别为50000 N/mm和40000N/mm，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。

A B FP C D 100 300 习图4-4-3

50

4-4 曾有人提出一种在工作状态下测量工艺系统静刚度的方法，其过程如下：如习图4-4-4所示，在车床顶尖间装夹一根刚度很大的轴，在轴靠近前、后顶尖及中间位置预先车出三个台阶，尺寸分别为H11、H12、H21、H22、H31、H32。经过一次走刀后，测量加工后的台阶尺寸分别为h11、h12、h21、h22、h31、h32。试：

1）说明用此方法测量工艺系统静刚度的原理； 2）如何由上面的数据确定工艺系统刚度？ 3）说明该方法的优缺点。

H21 H11 H21 H31 H12 H22 H22 H31 h11 H32 H32 h12

18

习图4-4-4

4-5 磨削CW6140车床床身导轨，若床身长L=2240mm，床身高H=400mm，磨削后床身上下面温差Δt = 5℃。试计算由于工件热变形所引起的加工误差（工件材料热胀系数α=1×10-5）。

4-6 在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.01。现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X = 11.99，均方根偏差为S = 0.003。试：

① 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线； ② 计算该工序的工艺能力系数； ③ 估计该工序的废品率；

④ 分析产生废品的原因，并提出解决办法。

04-7 在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为?20?0.1mm。若根据测量工序尺寸接近正态分布，

其标准差为??0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03 mm。试计算不合格品率。

04-8 在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为?8?0.040mm。每隔一段时间测量一组数据，共测得200

个数据，列于表4-4-8，表中数据为7960+x（μm）。试：

1） 画出x?R图；

2） 判断工艺规程是否稳定； 3） 判断有无变值系统误差； 对x?R图进行分析。

表4-4-8

组号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x1 30 37 31 35 36 43 35 21 20 26 x2 25 29 30 40 30 35 18 18 15 31 测量值 x3 18 28 33 35 43 38 25 11 21 24 x4 21 30 35 35 45 30 21 23 25 25 x5 29 35 30 38 35 45 18 28 19 26 平均值 极差 Ri 12 9 5 5 15 15 17 17 10 7 组号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 x1 26 22 28 24 29 38 28 30 28 33 x2 27 22 20 25 28 35 27 31 38 40 测量值 x3 24 20 17 28 23 30 35 29 32 38 x4 25 18 28 34 24 33 38 31 28 33 x5 25 22 25 20 34 30 31 40 30 30 平均值 极差 Ri 3 4 11 14 11 8 11 11 10 10 xi 24.6 31.8 31.8 36.6 37.8 38.2 23.4 20.2 20.0 26.4 xi 25.4 20.8 23.6 26.2 27.6 33.2 31.8 32.2 31.2 34.8

19

4-9 习图4-4-9为精镗活塞销孔工序的示意图，工件以止口面及半精镗过的活塞销孔定位，试分析影响工件加工精度的工艺系统的各种原始误差因素。

第5章 机械加工工艺规程的制定复习题

1. 单项选择

1-1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ ）。

② 铸件 ② 锻件 ③ 棒料 ④ 管材

1-2 普通机床床身的毛坯多采用（ ）。

① 铸件 ② 锻件 ③ 焊接件 ④ 冲压件

1-3 基准重合原则是指使用被加工表面的（ ）基准作为精基准。

③ 设计 ② 工序 ③ 测量 ④ 装配

1-4 箱体类零件常采用（ ）作为统一精基准。

① 一面一孔 ② 一面两孔 ③ 两面一孔 ④ 两面两孔

1-5 经济加工精度是在（ ）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

① 最不利 ② 最佳状态 ③ 最小成本 ④ 正常加工

1-6 铜合金 7 级精度外圆表面加工通常采用 （ ）的加工路线。 ① 粗车 ② 粗车-半精车 ③ 粗车-半精车-精车 ④ 粗车-半精车-精磨

1-7 淬火钢7级精度外圆表面常采用的加工路线是（ ）。

① 粗车—半精车—精车 ② 粗车—半精车—精车—金刚石车 ③ 粗车—半精车—粗磨 ④ 粗车—半精车—粗磨—精磨

1-8 铸铁箱体上φ120H7孔常采用的加工路线是（ ）。

20

习图5-4-5ans

4-6 答案：

0建立尺寸链如习图5-4-6ans所示，其中Z=0.3±0.05是尺寸链的封闭环；R2?30?0.015，是尺寸0.035链的减环； R1是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得到：R1?30.3??0.05 mm

R1 Z=0.3±0.05 0R2?30?0.015 习图5-4-6ans

由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为：

0.07D1?30.3??0.1mm

4-7 答案：

采用图表法求解，如下： D C B A ?11Ti ?Tzi Zimin ZiM AiM 22A1 A2 A3=24±0.05 Z4 A4 = 19.95±0.05 R1 ±0.1 ±0.25 ±0.05 ±0.05 ±0.2 习图5-4-7ans

20.0544.5 24 ±0.35 0.2 0. 55 19.95 64

46

第6章 装配工艺过程设计复习题答案

1. 单项选择

1-1答案： ① 1-2答案： ① 1-3答案： ① 1-4答案： ③ 1-5答案： ④ 1-6答案： ③ 1-7答案： ① 1-8答案： ④ 1-9答案： ③

2. 多项选择

2-1答案： ① ② ③ 2-2答案： ① ② ④ 2-3答案： ① ③ ④ 2-4答案： ① ② ③ ④ 2-5答案： ① ② ③ 2-6答案： ① ② ④ 2-7答案： ③ ④ 2-8答案： ① ② ④ 2-9答案： ① ② ③

3. 判断题

3-1答案： T 3-2答案： T 3-3答案： F 3-4答案： F 3-5答案： T 3-6答案： F 3-7答案： F 3-8答案： T 3-9答案： T

4. 分析计算题

4-1 完全互换法：0.3；大数互换法：0.173 4-2 2.4％

0.054-3 完全互换法：A1?41?00.06，A2?A4?17?00.01，A3?7??0.07

47

大数互换法：A1?410

?0.08?0.0150，A2?A4?17?0.03，A3?7?0.045

48

① 粗镗—半精镗—精镗 ② 粗镗—半精镗—铰 ③ 粗镗—半精镗—粗磨 ④ 粗镗—半精镗—粗磨—精磨

1-9 为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（ ）进行。

① 切削加工之前 ② 磨削加工之前 ③ 切削加工之后 ④ 粗加工后、精加工前

1-10 工序余量公差等于 ( )。

① 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 ② 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 ③ 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一 ④ 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一

1-11 直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（ ）。

① 增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和 ② 增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 ③ 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 ④ 增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和

1-12 直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于（ ）。

① 各组成环中公差最大值 ② 各组成环中公差的最小值 ③ 各组成环公差之和 ④ 各组成环公差平方和的平方根

2. 多项选择

2-1 选择粗基准最主要的原则是（ ）。

① 保证相互位置关系原则 ② 保证加工余量均匀分配原则 ③ 基准重合原则 ④ 自为基准原则

2-2 采用统一精基准原则的好处有（ ）。

① 有利于保证被加工面的形状精度 ② 有利于保证被加工面之间的位置精度 ③ 可以简化夹具设计与制造 ④ 可以减小加工余量

2-3 平面加工方法有（ ）等。 ① 车削 ② 铣削 ③ 磨削 ④ 拉削

2-4 研磨加工可以（ ）。 ① 提高加工表面尺寸精度 ② 提高加工表面形状精度 ③ 降低加工表面粗糙度 ④ 提高加

工表面的硬度

2-5 安排加工顺序的原则有（ ）和先粗后精。 ① 先基准后其他 ② 先主后次 ③ 先面后孔 ④ 先难后易

2-6 采用工序集中原则的优点是（ ）。

21

① 易于保证加工面之间的位置精度 ② 便于管理 ③ 可以降低对工人技术水平的要求 ④ 可以减小工件装夹时间

2-7 最小余量包括 ( )和本工序安装误差。

① 上一工序尺寸公差 ② 本工序尺寸公差 ③ 上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 ④ 上一工序留下的形位误差

2-8 单件时间（定额）包括（ ）等。

① 基本时间 ② 辅助时间 ③ 切入、切出时间 ④ 工作地服务时间

2-9 辅助时间包括（ ）等。 ① 装卸工件时间 ② 开停机床时间 ③ 测量工件时间 ④ 更换刀具时间

2-10 提高生产效率的途径有（ ）等。

① 缩短基本时间 ② 缩短辅助时间 ③ 缩短休息时间 ④ 缩短工作地服务时间

3. 判断题

3-1 工艺规程是生产准备工作的重要依据。 3-2 编制工艺规程不需考虑现有生产条件。

3-3 编制工艺规程时应先对零件图进行工艺性审查。 3-4 粗基准一般不允许重复使用。

3-5 轴类零件常使用其外圆表面作统一精基准。

3-6 淬硬零件的孔常采用钻（粗镗）—半精镗—粗磨—精磨的工艺路线。 3-7 铜、铝等有色金属及其合金宜采用磨削方法进行精加工。 3-8 抛光加工的目的主要是减小加工表面的粗糙度。

3-9 工序余量等于上道工序尺寸与本道工序尺寸之差的绝对值。

3-10 中间工序尺寸公差常按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度来确定。 3-11 直线尺寸链中必须有增环和减环。

3-12 工艺尺寸链组成环的尺寸一般是由加工直接得到的。 3-13 在工艺成本中可变费用是与年产量无关的费用。

4. 分析计算题

4-1 试选择习图5-4-1示三个零件的粗﹑精基准。其中a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧棒料； b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。

t A

t B A C B t C

a）

b）

22

c）

习图5-4-1

04-2 今加工一批直径为?25?0m，Ra = 0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为直.021m径φ28±0.3mm的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。

004-3 习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸38?0、c）、d）为钻孔m已加工好，b）.1mm和8?0.05m加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸A1 、A2和 A3。

0

10±0.1 8 －0.05 A1 A2

38 －0 0.1

a）

b）

c）

d）

A3 习图5-4-2

.034-4 习图5-4-4所示轴承座零件，?50?00.05。由于该尺寸不0mm孔已加工好，现欲测量尺寸75±

好直接测量，故改测尺寸H。试确定尺寸H的大小及偏差。

φ30 +0.030

80±0.05 习图5-4-4 H 004-5 加工习图5-4-5所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为?30?0键槽深度尺寸为26?0m，m，.2m.032m有关的加工过程如下：

0 1）半精车外圆至?30.6?0m； .1m 2）铣键槽至尺寸A1； 3）热处理；

00 4）磨外圆至?30?0m，加工完毕。 m，保证键槽深度尺寸为26?0.2m.032m求工序尺寸A1 = ？

23

习图5-4-5

04-6 磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸要求为?60?0为了保证磨后工件表面淬硬层的m。.03m厚度，要求磨削的单边余量为0.3±0.05，若不考虑淬火时工件的变形，求淬火前精车的直径工序尺寸。

4-7 习图5-4-7所示零件, 有关轴向尺寸加工过程如下: 1）精车A面（车平）。

2）精车B面,保证 A、B面距离尺寸A1。 3）自D处切断，保证 B、D面距离尺寸A2。

4）掉头装夹，精车C面,保证 B、C面距离尺寸A3=24±0.05mm。

D C B A 0 20 -0.1 24±0.05 64±0.2 习图5-4-7 5）精车D面, 保证 C、D面距离尺寸A2?20?00.1mm。

若已知切断时经济加工公差为 0.5mm，精车时最小余量为 0.2mm。试用尺寸链极值法确定各工序尺寸及偏差。

5. 练习题（编制工艺规程）

5-1 试编制习图5-5-1所示螺母座零件的机械加工工艺规程，将有关内容填入习表5X5-1中。毛

坯为铸件，生产批量5000件。

24

130.03A 其余4-M8材料：HT200铸造圆角R51.6.035φ60+00φ1610B6.3201.6 0.02B1.636604-11φA601201502-φ8（配作）习图5-5-1 习表 5-1

工序号 工序名称及内容 定位基准 机床 夹具

5-2 试编制习图5-5-2所示拨叉零件的机械加工工艺规程，将有关内容填入习表5-5-2中。毛坯为精铸件，生产批量30件。

120° 012-0.1其余 材料：HT200 3.6 铸造圆角R5 AA0.050.05 5±0.1 9 1.6 20 AM8 6.3 406.35R35R2580.025φ25+003.23.225

25

3.23.240φ 60±0.05 6.3(105)φ76R450.8

习图5-5-2

习表 5-2

工序号 工序名称及内容 定位基准 机床 夹具

26

第6章 装配工艺过程设计复习题

1. 单项选择

1-1 装配系统图表示了（ ）。

④ 装配过程 ② 装配系统组成 ③ 装配系统布局 ④ 机器装配结构

1-2一个部件可以有（ ）基准零件。

① 一个 ② 两个 ③ 三个 ④ 多个

1-3 汽车、拖拉机装配中广泛采用（ ）。

① 完全互换法 ② 大数互换法 ③ 分组选配法 ④ 修配法

1-4 高精度滚动轴承内外圈与滚动体的装配常采用（ ）。

① 完全互换法 ② 大数互换法 ③ 分组选配法 ④ 修配法

1-5 机床主轴装配常采用（ ）。

① 完全互换法 ② 大数互换法 ③ 修配法 ④ 调节法

1-6 装配尺寸链组成的最短路线原则又称（ ）原则。

① 尺寸链封闭 ② 大数互换 ③ 一件一环 ④ 平均尺寸最小

1-7 修选配法通常按（ ）确定零件公差。

② 经济加工精度 ② 零件加工可能达到的最高精度 ③ 封闭环 ④ 组成环平均精度

1-8 装配的组织形式主要取决于（ ）。

② 产品重量 ② 产品质量 ③ 产品成本 ④ 生产规模

1-9 牛头刨床总装时，自刨工作台面，以满足滑枕运动方向与工作台面平行度的要求。这属于（ ）。

④ 选配法 ② 修配法 ③ 调节法 ④ 试凑法

2. 多项选择

2-1 机器由（ ）装配而成。

① 零件 ② 组件 ③ 部件 ④ 标准件

2-2 机械装配的基本作业包括清洗、连接、调整、（ ）等。

① 检测 ② 平衡 ③ 加工 ④ 修配

2-3 常见的可拆卸连接有、和（ ）等。 ① 螺纹连接 ② 铆钉连接 ③ 销连接 ④ 键连接

27

2-4 常用的机械装配方法有（ ）和修配法等。 ① 完全互换法 ② 大数互换法 ③ 调整法 ④ 选配法

2-5 机械产品的装配精度一般包括（ ）。 ① 相互位置精度 ② 相互配合精度 ③ 相互运动精度 ④ 工作稳定性

2-6 在确定各待定组成环公差大小时，可选用（ ）。 ① 等公差法 ② 等精度法 ③ 随机分配法 ④ 按实际加工可能性分配法

2-7 协调环通常选（ ）的尺寸。

① 尺寸链中最小 ② 尺寸链中最小 ③ 易于制造 ④ 可用通用量具测量

2-8 分组选配法进行装配时适用于（ ）的情况。 ① 大批量生产 ② 配合精度要求很高 ③ 参与装配零件本身精度很高 ④ 参与装配零件数较少

2-9 安排装配顺序的一般原则包括（ ）等。

① 先内后外 ② 先下后上 ③ 先大后小 ④ 先难后易

3. 判断题

3-1 零件件是机械产品装配过程中最小的装配单元。 3-2 套件在机器装配过程中不可拆卸。

3-3 超声波清洗适用于形状简单、清洁度要求不高的零件清洗。 3-4 紧固螺钉连接使用拧紧力矩越大越好。 3-5 过盈连接属于不可拆卸连接。

3-6 配合精度指配合间隙（或过盈）量大小，与配合面接触面大小无关。 3-7 配合精度仅与参与装配的零件精度有关。 3-8 直线装配尺寸链只有一个封闭环。

3-9 采用固定调节法是通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。

4. 分析计算题

4-1习图6-4-1所示为车床尾座套筒装配图，各组成零件的尺寸注在图上，试分别用完全互换法和大数互换法计算装配后螺母在顶尖套筒内的轴向窜动量。 0 0 3 57 －0.1 －0.1

+0.1 60 0

习图6-4-1

28

.194-2 有一轴和孔配合间隙要求为0.07～0.24mm零件加工后经测量得孔的尺寸分散为?65?0轴0mm，

0的尺寸分散为?65?0.12mm，若零件尺寸分布为正态分布，现用大数互换法进行装配，试计算可能产

生的废品率是多少？

4-3 习图6-4-3所示为双联转子泵的轴向装配关系图。要求在冷态情况下轴向间隙为0.05～0.15mm。 已知：A1= 41mm，A2?A4?17mm，A3=7mm。分别采用完全互换法和大数互换法装配时，试确定各组成零件的公差和极限偏差。

4-4 某偶件装配，要求保证配合间隙为0.003～0.009mm。若按互换法装配，则阀杆直径应为

0?0.006?25?0.003mm，阀套孔直径应为?25?0.003mm。因精

机体 外转子 隔板 内转子 壳体 04312度高而难于加工，现将轴、孔制造公差都扩大到0.015mm，采用分组装配法来达到要求。试确定分组

数和两零件直径尺寸的偏差，并用公差带位置图表示出零件各组尺寸的配合关系。

4-5 某轴与孔的设计配合为?10习图6-4-3

H5H9，为降低加工成本，两件按?10制造。试计算采用分组装配h5h9法时：

1） 分组数和每一组的尺寸及其偏差；

2） 若加工1000套，且孔与轴的实际尺寸分布都符合正态分布规律，每一组孔与轴的零件数各为多少。

5. 问答题

5-1 试述制订装配工艺规程的意义、内容、和步骤。

5-2 装配精度一般包括哪些内容？装配精度与零件的加工精度有何区别，它们之间又有何关系？ 试举例说明。

5-3 保证机器或部件装配精度的方法有哪几种？

5-4 装配尺寸链如何查找？什么是装配尺寸链的最短路线原则？

29

第2章 制造工艺装备复习题答案

1. 单项选择

1-1答案：① 同一台机床 1-2答案：① 材料去除法 1-3答案：③ 分层制造 1-4答案：③ 相切法 1-5 答案：③ 不断地把切削层投入切削的运动 1-6 答案：①砂轮的回转运动 1-7 答案：② 均由刀具来完成 1-8答案：④ 在主运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值 1-9答案：③ 刀具主偏角 1-10 答案：③ 切削厚度 1-11 答案：④ 5 1-12 答案：③ 4 1-13 答案：① 1 1-14 答案：③ 3 1-15 答案：④ 5 1-16 答案：④ 床身上工件最大回转直径 1-17 答案：① 专用夹具 1-18 答案：③ 基面 1-19 答案：① 前角 1-20 答案：② 基面 1-21 答案：① 大于 1-22 答案：① YT30

2. 多项选择

2-1答案：① 加工表面 ② 切削刀具 2-2答案：① 广泛采用高效专用设备和工具 ② 设备通常布置成流水线形式 ③ 广泛采用互换装配方法

2-3答案：① CAD技术 ② 计算机数控技术 ④ 材料科学 2-4 答案：① 主运动 ② 进给运动 2-5 答案：① 单独由工件 ② 单独由刀具 ③ 分别由工件和刀具 ④ 分别由刀具和工件 2-6 答案： ① 工件的转动 ② 工件的平动 ③ 刀具的转动 ④ 刀具的平动 2-7 答案：① 切削速度 ② 进给量 ③ 切削深度 2-8 答案：① 类别代号 ③ 组别和型别代号 ④ 主要性能参数代号 2-9 答案：①工作台面的平面度 ②导轨的直线度 ③ 溜板运动对主轴轴线的平行度 2-10 答案：① 定位元件及定位装置 ② 夹紧元件及夹紧装置 2-11 答案：① 前角 ② 后角 2-12 答案： ② 高速钢 ③ 硬质合金

30

3. 判断题

3-1 答案： ∨ 3-2 答案： × 3-3 答案： ∨ 3-4 答案： × 3-5 答案： × 3-6 答案： × 3-7 答案： ∨ 3-8 答案： × 提示：划线找正装夹精度不高，很少用于精加工工序。 3-9 答案： ∨ 提示：在单件小批生产中可以使用通用夹具或组合夹具。 3-10 答案： ∨ 3-11 答案： × 提示：过定位的基本特征是工件的某一个（或某几个）自由度被重复限制，不能单纯从限制的自由度数目多少判断是否过定位。 3-12 答案： × 提示：不完全，工件定位表面制造不准确也会引起定位误差。 3-13 答案： ∨ 3-14 答案： × 提示：当刃倾角≠0时，主切削刃与基面不平行。 3-15 答案： × 提示：刃倾角为负值时，切屑流向已加工表面，会使已加工表面损伤。

4. 分析题

4-1答案：

???XZYa）必须限制、、3个自由度。

b）必须限制X、Y、X、Z4个自由度。

????ZYXZc）必须限制、、、4个自由度。 ?????XYXZYd）必须限制、、、、5个自由度

????

4-2答案：

?????????XXZYYXXYYa）① 三爪卡盘限制、、、 4个自由度；前后顶尖限制、、、、 4个自由度。????XYXY② 、、、 4个自由度被重复限制，属过定位。③ 去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。 ?????????XZYXXXYYYb）① 圆柱面限制、、、 4个自由度；端面限制、、 3个自由度。② 、 2

个自由度被重复限制，属过定位。③ 在端面处加球面垫圈（参见图2-40）

???????ZXXYXZYc）① 大平面限制、、 3个自由度；圆柱销限制、 2个自由度；V形块限制、 2??XX个自由度。② 自由度被重复限制，属过定位。③ 将V形块改为在方向浮动的形式。 ?????ZXYXYd）① 大平面限制、、 3个自由度；固定V形块限制、 2个自由度；活动V形块限制

31

??Y自由度。②Y 自由度被重复限制，属过定位。③ 将两V形块之一改为平板形式。

4-3答案：

图b定位方案：对于尺寸54?0（Td为工件外圆直径公差） 0.14，?DW?0.2?Td?0.2?0.1?0.02mm；

对于对称度0.03，?DW?0 mm。

图c定位方案：对于尺寸54?0（Dmax为工件内0.14，?DW?Dmax?d1min??0.03?(?0.03)?0.06mm；孔最大直径，d1min为定位心轴最小直径）

对于对称度0.03，?DW?Dmax?d1min??0.03?(?0.03)?0.06mm。 图c定位方案：对于尺寸54?00.14，?DW?0.5?Td?0.5?0.1?0.05mm；

对于对称度0.03，?DW?0.5?Td?0.5?0.1?0.05mm。

4-4答案：

齿轮零件在加工齿部时通常采用心轴安装，齿轮坯需要以基准孔及大端面定位，属于过定位（参见图2-23）。在过定位的情况下，为保证定位准确，要求齿轮坯的基准孔与大端面垂直。采用小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的目的，就是为了保证齿轮坯的基准孔与大端面垂直。 4-5 答案：

4-6 答案：

① 必须限制4由度：

H ????Y,Z,X,Z 。

习图2-4-5ans 后角α0 前角γ0 主偏角φ0 刃倾角λ0 f 副偏角φ′0 个自

（D）

习图2-4-6ans 32

② 定位方法如习图2-4-5ans所示。

③ 定位误差：

对于尺寸H ：?DW?0 对于尺寸L ：?DW?0

4-7 答案：

定位误差：

?DW?0.7?Td?0.5?TD?0.7?0.1?0.5?0.025?0.0825

提示：工序基准为孔D下母线A，求A点在尺寸H方向上的最大变动量，即为定位误差。 4-8 答案：

考虑横向进给，刀具的工作后角变为（参考图2-63）：?oe??o????0?f 。式中，f 为??dW进给量（mm/r）， dw为工件的加工直径（mm）。当直径很小时，μ值会急剧变大，可能使工作后角变为负值，刀具不能正常切削，而将工件挤断。 4-9 答案：

（1）传动链的传动路线表达式：

?19??28??36??37??19?????? 26?22??18??71??n电????????????????nV54?33??47??52???16??39??38???39??26?????（2）主轴V可获得转速数为：i = 3?3?2=18

（3）主轴V的最高转速为：nmax?1450?26?22?39?52?955.36r/min

54332638主轴V的最低转速为：nmin?1450?26?16?18?19?29.35r/min

54394771

33

第3章 切削过程及其控制复习题答案

1. 填空题

1-34： 副刃，λs＝0 1-35： 愈高 1-36： 第Ⅱ 1-37： 第Ⅲ

1-38： 挤裂切屑、单元切屑 1-39： 单元切屑 1-40： 带状切屑 1-41： 大于，小于 1-42： 相对滑移 1-43： 第Ⅰ，第Ⅱ 1-44： 粘结 1-45： 内摩擦

1-46： 粘结区（或内摩擦区 1-47： 第Ⅱ

1-48： 断裂破坏

1-49： 前角, 刃口钝圆 1-50： 随机

1-51： 弹性；摩擦力 1-52： 经验公式 1-53： 摩擦。 1-54： 靠近刀刃 1-55： 后刀面上 1-56： 人工。

1-57： 平均温度，温度场 1-58： 工件温升 1-59： 中等 1-60： 第Ⅱ 1-61： 平衡

1-62： 前后刀面同时 1-63： 破损 1-64： 磨钝标准 1-65： 机械，物理

1-66： 磨钝标准（或磨损限度）

2. 判断题

2-1 答案： （T）

34

2-2 答案： 2-3 答案： 2-4 答案： 2-5 答案： 2-6 答案： 2-7 答案： 2-8 答案： 2-9 答案： 2-10 答案： （F） （T） （T） （F） （T） （T） （F） （T） （F） 2-11 答案： 2-12 答案： 2-13 答案： 2-14 答案： 2-15 答案： 2-16 答案： 2-17 答案： 2-18 答案： 2-19 答案： 2-20 答案： 2-21 答案： 2-22 答案： 2-23 答案： 2-24 答案： 2-25 答案： 2-26 答案： 2-27 答案： 2-28 答案： 2-29 答案： 2-30 答案： 2-31 答案： 2-32 答案： 2-33 答案： 2-34 答案： 2-35 答案： 2-36 答案： 2-37 答案： 2-38 答案： 2-39 答案： 2-40 答案： 2-41 答案： 2-42 答案： 2-43 答案： 2-44 答案： 2-45 答案：

T） F） F） F） T） T） F） F） T） T） T） F） T） F） T） T） F） T） T） F） T） F） T） T） T） T） T） T） 35

（（（（（（（（（（（（（（（Ｆ） （Ｆ） （（（Ｆ） （（（Ｆ） （（（（（（（Ｆ） （Ｆ） （（（（（Ｆ）

111??ktjk1kdj121?11????kdjk22??4ktj4kwj111??kwjk3kdj?? ?? 3）优点：可反映工作状态下的系统刚度。

缺点：工艺系统存在许多影响加工误差的因素，实验中不可能将这些因素全部排除，会使实验结构存在较大误差。有时这种误差可能大到使实验结果不可信的程度。

4-5 答案：

工件单面受热会产生翘曲变性，磨平后工件冷却下来，将使导轨产生中凹。中凹量可按式（4-24）计算：

y????L2???8H1?10?5?22402?5??0.0784mm

8?4004-6 答案： ① 分布图

分布曲线 11.9912 （公差带） 习图4-4-6ans ② 工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1 ③ 废品率约为 50% ④ 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所致；改进办法是重新调整砂轮位置。 4-7 答案：

分布曲线 不合格品率 19.98 19.9 （公差带） 20 19.95。 4-4-7ans 习图画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.2%（参见思考题4-13，计算过程略）

4-8 答案： 1） 画出x?R图：① 计算各组平均值和极差，见表4-4-8；

② 计算中心线和上下控制限（参考式（4-32）（4-33），表4-6）：

x图： 中心线 CL?x??xi?28.88(?m)

120

41

xx上控制线 UCL?x?A2R?28.88?0.58?10.25?34.825(?m) 下控制线 LCL?x?A2R?28.88?0.58?10.25?22.935(?m) R图：中心线 CL?R?10.25(?m)

上控制线 UCL?D4R?2.11?10.25?21.628(?m) 下控制线 LCL?0 ③ 根据以上结果作出x?R图，如习图4-4-8ans所示。 0 R 0

x UCL=34.825 CL=28.88 LCL=22.935 5

10

x 图 UCL=21.628 CL=10.25 LCL=0 5 10 R 图

15 20 样组序号

15

20

样组序号

习图4-4-8ans

2）在x图上，有多个点子越出控制限，可以判定工艺过程不稳定。 3）在图上，点子没有明显得变化趋势，无法判定有无变值系统误差。 4）在图上，第4点到第9点之间，点子出现较大波动（R图亦如此），表明工艺系统在此期间出现异常。从第12点以后，点子有上升趋势（图），值得密切注意，应继续采样观察。 4-9 答案：

1） 影响孔径尺寸精度的因素：① 刀具调整（调整镗刀刀刃的伸出长度）；② 刀具磨损；③ 刀具

热变形。 2） 影响销孔形状精度的因素：① 主轴回转误差；② 导轨导向误差；③ 工作台运动方向与主轴回

转轴线不平行；④ 机床热变形。 3） 影响销孔位置精度的因素：① 定位误差（设计基准（顶面）与定位基准（止口端面）不重合，定位止口与夹具定位凸台、菱形销与销孔的配合间隙等引起）；② 夹紧误差；③ 调整误差（夹具在工作台上的位置调整，菱形销与主轴同轴度的调整等）；④ 夹具制造误差；⑤ 机床热变形；⑥ 工作台运动方向与主轴回转轴线不平行。

42

第5章 机械加工工艺规程的制定复习题答案

1. 单项选择

1-1答案： ② 锻件 1-2答案： ① 铸件 1-3答案：① 设计 1-4答案：② 一面两孔 1-5 答案：④ 正常加工 1-6 答案：③ 粗车-半精车-精车 1-7 答案：④ 粗车—半精车—粗磨—精磨 1-8 答案：① 粗镗—半精镗—精镗 1-9 答案：① 切削加工之前 1-10 答案：① 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 1-11 答案：③ 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 1-12 答案：④ 各组成环公差平方和的平方根

2. 多项选择

2-1答案：① 保证相互位置关系原则 ② 保证加工余量均匀分配原则 2-2答案：② 有利于保证被加工面之间的位置精度 ③ 可以简化夹具设计与制造 2-3答案：① 车削 ② 铣削 ③ 磨削 ④ 拉削 2-4答案：① 提高加工表面尺寸精度 ② 提高加工表面形状精度 ③ 降低加工表面粗糙度 2-5 答案：① 先基准后其他 ② 先主后次 ③ 先面后孔 2-6 答案：① 易于保证加工面之间的位置精度 ② 便于管理 ④ 可以减小工件装夹时间 2-7 答案：③ 上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 ④ 上一工序留下的形位误差 2-8 答案： ① 基本时间 ② 辅助时间 ④ 工作地服务时间 2-9 答案：① 装卸工件时间 ② 开停机床时间 ③ 测量工件时间 2-10 答案：① 缩短基本时间 ② 缩短辅助时间 ④ 缩短工作地服务时间

3. 判断题）

3-1 答案： ∨ 3-2 答案： × 3-3 答案： ∨ 3-4 答案： ∨ 3-5 答案： × 3-6 答案： ∨ 3-7 答案： × 3-8 答案： ∨ 3-9 答案： ∨ 提示：综合考虑包容尺寸和被包容尺寸两种情况。 3-10 答案： ∨ 3-11 答案： ×

43

3-12 答案： ∨ 3-13 答案： ×

4. 分析计算题

4-1答案：

1. 图a：① 精基准——齿轮的设计基准是孔A。按基准重合原则，应选孔A为精基准。以A为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。 ② 粗基准——齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。在加工孔A时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔A定位加工外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。

2. 图b：① 精基准——液压油缸的设计基准是孔B。按基准重合原则，应选孔B为精基准。以B为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。② 粗基准——液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有位置关系要求。而孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。

3. 图c：① 精基准——液压油缸的设计基准是孔C。按基准重合原则，应选孔C为精基准。以C为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔C为统一精基准。② 粗基准——为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基准。

4-2 答案： 5. 确定工艺路线：粗车—半精车—粗磨—精磨

2. 确定各工序余量：根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm，粗磨余量=0.3mm，半精车余量=1.0mm，粗车余量=总余量－（精磨余量+粗磨余量+半精车余量）=4－（0.1+0.3+1.0）=2.6 mm。

3. 计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24 mm，粗磨基本尺寸=（24+0.1）=24.1 mm，半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4 mm，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4 mm。

4. 确定各工序加工经济精度：精磨IT6（设计要求），粗磨IT8，半精车IT11，粗车IT13。 5. 按入体原则标注各工序尺寸及公差：

0000精磨—?24?0 .013mm，粗磨—?24.1?0.033mm，半精车—?24.4?0.13mm，粗车—?25.4?0.33mm。

4-3答案： 1）图b：基准重合，定位误差?DW?0，A1?10?0.1mm；

02）图c：尺寸A2，10±0.1和8?0，其中尺寸10±0.1是封.05构成一个尺寸链（见习解图5-4-2c）00闭环，尺寸A2和8?0.05是组成环，且A2为增环，8?0.05为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸

计算公式，有：

10= A2－8，→A2=18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式： 0.1=ESA2－（-0.05），→ESA2=0.05mm;

44

0.05-0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。故：A2?18??0.1mm

03）图d：尺寸A3，10±0.1，8?0，其中尺寸10±0.1是.05和构成一个尺寸链（见习解图5-4-2d）0000封闭环，尺寸A3，8?0.05和38?0.1是组成环，且38?0.1为增环，A3和8?0.05为减环。由直线尺寸链极

值算法基本尺寸计算公式，有：10= 38－（A3+8），→A3=28mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有： 0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3= -0.05mm;

0-0.1= -0.1－(ES A3+0)，→ESA3=0。故：A3?28?0.05mm

A2 0 8 －0.05 10±0.1 0 10±0.1 8 －0.05 A3 0 38 －0.1 c）

习图5-4-3ans

d）

4-4 答案： 尺寸75±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸75±0.05是间接得到的，是封闭环。半

0.035.015径尺寸R?15?0和H是增环。解此尺寸链可得到：H?50??0.05 0

4-5 答案： 00建立尺寸链如习图5-4-5ans所示，其中A2?26?0.2，是尺寸链的封闭环；R1?15.3?0.05，是0尺寸链的减环；R2?15?0.016，是尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得

到：

0.05A2?26.3??0.184 mm

45

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