機械制造技術基礎第一章第二章第四章第五章課后習題答案

《機械制造技術基礎》部分習題參考解答

第一章緒論

1-1什么是生產過程、工藝過程和工藝規(guī)程？

答：生產過程一一從原材料（或半成品）進廠，一直到把成品制造出來的各有關勞

動過程的總稱為該工廠的過程。

工藝過程一一在生產過程中，凡屬直接改變生產對象的尺寸、形狀、物理化學性能

以及相對位置關系的過程。

工藝規(guī)程一一記錄在給定條件下最合理的工藝過程的相關內容、并用來指導生產的

文件。

1-2什么是工序、工位、工步和走刀？試舉例說明。

答：工序-----個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所

連續(xù)完成的那一部分工藝過程。

工位——在工件的一次安裝中，工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置中

所完成的那一部分工藝過程。

工步——在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉速和進給量）都不變

的情況下所完成的那一部分工藝過程。

走刀——在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切，每切削一次，就

稱為一次走刀。

比如車削一階梯軸，在車床上完成的車外圓、端面等為一個工序，其中，〃，工劭不

變的為一工步，切削小直徑外圓表面因余量較大要分為幾次走刀。

1-3什么是安裝？什么是裝夾？它們有什么區(qū)別？

答：安裝一一工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。

裝夾一一特指工件在機床夾具上的定位和夾緊的過程。

安裝包括一次裝夾和裝夾之后所完成的切削加工的工藝過程;裝夾僅指定位和夾緊。

1-4單件生產、成批生產、大量生產各有哪些工藝特征？

答：單件生產零件互換性較差、毛坯制造精度低、加工余量大；采用通用機床、通

用夾具和刀具，找正裝夾，對工人技術水平要求較高；生產效率低。

大量生產零件互換性好、毛坯精度高、加工余量??；采用高效專用機床、專用夾具

和刀具，夾具定位裝夾，操作工人技術水平要求不高，生產效率高。

成批生產的毛坯精度、互換性、所以夾具和刀具等介于上述兩者之間，機床采用通

用機床或者數(shù)控機床，生產效率介于兩者之間。

1-5試為某車床廠絲杠生產線確定生產類型，生產條件如下：加工零件：臥式車床

絲杠（長為1617mm,直徑為40mm,絲杠精度等級為8級，材料為Y40Mn）；年產量:

5000臺車床；備品率：5%；廢品率：0.5%。

答：該絲杠加工屬于成批生產，不屬于大批量生產。年生產綱領為：

N=Q〃（l+a%）（l+。％）

=5000xlx（l+5%）（1+0.5%）x5276

1-6什么是工件的定位？什么是工件的夾緊？試舉例說明。

答：工件的定位一一使工件相對于機床占有一個正確的位置的過程。

工件的夾緊一一將定位以后的工件壓緊，使工件在加工過程中總能保持其正確位置。

如在銃床上使用臺虎鉗裝夾一個矩形工件，應該是先定位，后夾緊。

1-7什么是工件的欠定位？什么是工件的過定位？試舉例說明。

答：欠定位——工件定位時應該限制的自由度沒有限制的現(xiàn)象。

過定位——幾個定位元件同時限制一個自由度的現(xiàn)象。

如：采用三爪卡盤夾持短軸，夾持過短（短銷）屬于欠定位；用三爪卡盤和尾座頂

尖裝夾一個軸類工件，也屬于過定位。

1-8試舉例說明什么是設計基準、工藝基準、工序基準、定位基準、測量基準和裝

配基準。

答：設計基準一一設計圖樣上標注設計尺寸所依據(jù)的基準；

工藝基準一一工藝過程中所使用的基準，包括工序、定位、測量和裝配基準；

工序基準一一在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準;

定位基準——在加工中用作定位的基準；

測量基準——工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準；

裝配基準一一裝配時用來確定零件或部件在產品中相對位置所依據(jù)的基準。

工藝基準應可能和設計基準一致。（具體舉例略）。

1-9有人說：“工件在夾具中裝夾，只要有6個定位支承點就是完全定位”，“凡是

少于6個定位支承點，就是欠定位”，“凡是少于6個定位支承點，就不會出現(xiàn)過定位”,

上面這些說法都對嗎？為什么？試舉例說明。

答：上述說法都是不對的。

工件在夾具中裝夾，6個定位支承點不能按要求布置，就不能限制6個自由度；

少于6個定位支承點，不一定是欠定位，因為有些工件不需要限制6個自由度；如

在平面磨床上用磁力吸盤裝夾工件，只限制3個自由度即可滿足加工要求。

少于6個定位支承點，如果支承布局不合理，也可能出現(xiàn)過定位。

1-10分析圖1-10所示工件（圖中工件用細雙點劃線繪制）的定位方式，并回答以

下問題：（1）各定位件所限制的自由度；（2）判斷有無欠定位或過定位現(xiàn)象，為什么？

圖中加工面用粗黑線標出。圖1-10a^b、d、e為車削工序,圖1-1中為鉆孔工序,圖l-10f

為像A孔工序，圖l-10g為鉆大頭孔工序，圖l-10h為銃兩端面工序。

答：

a）兩頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉動、z轉動5個自由度；三爪卡盤限制

x移動、z移動2個自由度；x移動、z移動重復限制，過定位。

b）長銷限制y移動、z移動、y轉動、z轉動4個自由度；臺肩左平面限制x移動、

y轉動、z轉動3個自由度；y轉動、z轉動重復限制，過定位。

c）底平面限制z移動、x轉動、y轉動3個自由度，左邊短V型塊限制x移動、y

移動2個自由度，右邊可移動V型塊限制了y移動；有過定位，定位方案可行。

d）兩頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉動、z轉動5個自由度；雞心夾只傳動

扭矩，不限制自由度，該定位方案可行。

e）兩帶齒頂尖限制x移動、y移動、z移動、y轉動、z轉動5個自由度，并傳動轉

矩，該定位方案可行。

f）底平面（3個釘）限制z移動、光轉動、y轉動3個自由度，側面2個支承釘限制

y移動、z轉動2個自由度，共限制5個自由度，加工d孔，欠定位，在*z平面方向應

有一個釘，限制x移動。

g）底平面限制z移動、x轉動、y轉動3個自由度，左面短銷限制x移動、y移動2

個自由度，右面可移動短V型塊限制z轉動1個自由度，該定位方案合理可行。

h）在z方向兩個短V型塊限制了光移動、y移動、x轉動、），轉動4個自由度，x方

向的短V型塊限制了z移動、z轉動2個自由度，該定位方案合理可行。

習題1-10圖

1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所限制的自由度。先選定位基面，然后

在定位基面上標出所限的自由度，其畫法如圖8所示。圖中粗黑線為加工面。

答：a）在圓柱上鉆孔，需要限制除y轉動之外的5個自由度，可選外圓表面為定位

基面，用兩短V型塊定位限制4個自由度（x移動、z移動、x轉動、z轉動）,在軸向設

置一支承釘，限制y移動，即可滿足加工要求。

b）車短圓柱套筒端面需限制除x轉動的5個自由度，可用外圓表面定位，三爪卡盤

裝夾，長套筒限制y移動、z移動、y轉動、z轉動4個自由度，左端面擋塊限制x移動,

即可滿足加工要求。

c）在軸上銃槽需要限制除x轉動之外的5個自由度，用工件外圓表面定位，用兩短

V型塊定位限制4個自由度（y移動、z移動、y轉動、z轉動），在軸向左側面或者右側

面設置一支承釘，限制X移動，即可滿足加工要求。

d）在階梯軸上鉆孔需要限制除x轉動之外的5個自由度,用工件小端外圓表面定位,

用兩短V型塊定位限制4個自由度（＞移動、z移動、y轉動、z轉動），在軸向左側面或

者右側面設置一支承釘，限制x移動，即可滿足加工要求。

e）在三角塊形工件上加工兩孔需要限制工件的6個自由度，可用底平面定位，限制

z移動、x轉動、y轉動三個自由度，用左側面（yoz平面）兩支承釘定位限制x移動、z

轉動2個自由度；用xoz左側或右側一個支承釘定位限制y移動。

習題1-11圖

第二章金屬切削過程

2-1什么是切削用量三要素？在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)有什么關系?

答：切削用量三要素是指切削速度丫、進給量/、背吃刀量勾，（切削深度）。

在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)的關系是：

切削層公稱厚度：3fsmK,

切削層公稱寬度：bD=ap/sinKr

切削層公稱橫截面積：4=%,,

2-2確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要幾個基本角度？試畫圖標出這些基本

角度。

答：確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要7個基本角度：前角、后角、主偏角、

副偏角、副前角、副后角和刃傾角，這些基本角度如下圖所示（其中副前角、副后角不

做要求）。

0-0

2-3試述刀具標注角度和工作角度的區(qū)別。為什么車刀作橫向切削時，進給量取值

不能過大？

答：刀具標注角度是在靜態(tài)情況下在刀具標注角度參考系中測得的角度；而刀具工

作角度是在刀具工作角度參考系中（考慮了刀具安裝誤差和進給運動影響等因素）確定

的刀具角度。

車刀作橫向切削時，進給量取值過大會使切削速度、基面變化過大，導致刀具實際

工作前角和工作后角變化過大，可能會使刀具工作后角變?yōu)樨撝?，不能正常切削加?/p>

（P23）o

2-4刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能？

答：（P24）⑴高的硬度和耐磨性；（2）足夠的強度和韌性；（3）高耐熱性；（4）良

好的導熱性和耐熱沖擊性能；（5）良好的工藝性。

2-5常用的硬質合金有哪幾類？如何選用？

答：（P26）常用的硬質合金有三類：P類（我國鴇鉆鈦類YT）,主要用于切削鋼等

長屑材料；K類（我國鋁鉆類YG）,主要用于切削鑄鐵、有色金屬等材料；M類（我國

通用類YW）,可以加工鑄鐵、有色金屬和鋼及難加工材料。

2-6怎樣劃分切削變形區(qū)？第一變形區(qū)有哪些變形特點？

答：切削形成過程分為三個變形區(qū)。第一變形區(qū)切削層金屬與工件分離的剪切滑移

區(qū)域，第二變形區(qū)前刀面與切屑底部的摩擦區(qū)域；第三變形區(qū)刀具后刀面與已加工表面

的摩擦區(qū)域。

第一變形區(qū)的變形特點主要是：金屬的晶粒在刀具前刀面推擠作用下沿滑移線剪切

滑移，晶粒伸長，晶格位錯，剪切應力達到了材料的屈服極限。

2-7什么是積屑瘤？它對加工過程有什么影響？如何控制積屑瘤的產生？

答：（P32-34）切削塑性材料又能形成帶狀切屑時在前刀面刀尖處粘附的三角形金屬

硬塊是積屑瘤。

它對加工過程的影響是：使刀具前角增大，切削厚度變化，加工表面粗糙度增大，

刀具壽命降低；粗加工時影響不大，精加工必須防止。

控制積屑瘤的措施是正確選用切削速度（避開易產出積屑瘤的切削速度范圍）、使用

潤滑性能好的切削液、增大刀具前角、適當提高工件材料硬度。

2-8試述影響切削變形的主要因素及影響規(guī)律。

答：（P34）影響切削變形的主要因素是：

工件材料：強度越高，切削變形系數(shù)越??；

刀具前角：增大刀具前角，切削變形系數(shù)減??；

切削速度：切削速度越大，切削變形系數(shù)越??；

切削層公稱厚度：厚度越大，切削變形系數(shù)越小。

2-9常用的切屑形態(tài)有哪幾種？它們一般都在什么情況下生成？控制切屑形態(tài)有哪

幾種方法？

答：（P34-36）常用的切屑形態(tài)有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑。

帶狀切屑：加工塑性金屬時，在切削厚度較小、切速較高、刀具前角較大的工況條

件下常形成此類切屑。

節(jié)狀切屑、粒狀切屑：在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時常產生此

類切屑。

崩碎切屑：加工脆性材料，切削厚度越大越易得到這類切屑。

控制切屑形態(tài)的方法：采用斷屑槽、改變刀具角度（主偏角、前角和刃傾角）、調整

切削用量（主要是/）。

2-10在CA6140型車床上車削外圓，已知：工件材料為灰鑄鐵，其牌號為HT200；

刀具材料為硬質合金，其牌號為YG6；刀具幾何參數(shù)為：70=10°,a<,=ao=8°,<尸45。，

K；=10。,&=-10°（4對三向切削分力的修正系數(shù)分別為勺.，=1.0,勺普=1.5,勺八=0.75），

re=0.5mm；切削用量為：ap=3mm,戶0.4mm/r,v(=8m/mino試求切削力K、Ff、弓及

切削功率。

解：根據(jù)已知條件，查教材p39表2-3,得到

CFc=900,xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=0;

CFp=530,xFp=0.9,yFp=0.75,nFp=0;

CFf=450,xFf=1.0,yFf=0.40,nFf=0

代入p39公式(2-20),可得

yrc075

Fc=Crca^fv"^KAFe=900x3'xO.4x80°xl.0=1358N

9O75

Fp=CppCi；K/Fp=53Ox3°-xO.4x8O°xl.5=1075N

04

Ff=CFQ：于陽v；"K.Ff=450x3'xO.4x80°x0.75=702N

再根據(jù)p38公式(2-17),可得切削功率

1=￡匕xIO-=1358x80/60x10-3=i81KW

2-11影響切削力的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。

答：(P41-42)影響切削力的主要因素有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具

磨損、切削液和刀具材料。

工件材料的影響：工件材料強度、硬度越高，切削力越大；

切削用量的影響：背吃刀量劭影響最大，幾乎成正比；/次之，v最小。

刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削力減?。恢髌亲兓?，影響的和Fy比例。

刀具磨損增加會使切削力增大。

潤滑性能好的切削液可減小切削力。

2-12影響切削溫度的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。

答：(P44-46)影響切削溫度的主要因素有切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料性能、

刀具磨損和切削液。

切削用量的影響：v最大，/次之，劭最?。?/p>

刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削溫度減小；主偏角減小，會改善散熱條件；

工件材料強度、硬度越高，產生的切削熱越多；

刀具磨損變鈍，摩擦加劇，切削溫度上升；

切削液可以明顯減少切削熱的影響。

2-13試分析刀具磨損四種磨損機制的本質與特征，它們各在什么條件下產生？

答：(P47)刀具磨損四種磨損機制的本質和特征：

硬質點劃痕：工件材料有硬質點，造成機械磨損，有劃痕、劃傷。

冷焊磨損：即粘接磨損，在高壓高溫作用下，刀具材料被粘接、撕裂，導致磨損。

擴散磨損：在高溫下刀具材料中金屬原子擴散，導致材料軟化磨損。

化學磨損：由于化學腐蝕、氧化作用產生的磨損。

2-14什么是刀具的磨鈍標準？制定刀具磨鈍標準要考慮哪些因素？

答：（P48）刀具磨損達到一定限度就不再使用，這個限度叫做刀具的磨鈍標準。

制定刀具磨鈍標準要考慮的因素有：磨損量便于測量檢驗，生產的具體情況（如加

工精度要求、刀具調整的方便性、刀具的復雜程度、刀具材料和工件材料等）。

2-15什么是刀具壽命和刀具總壽命？試分析切削用量三要素對刀具壽命的影響規(guī)

律。

答：（P49-52）刀具壽命一一刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止

的總切削時間。

刀具總壽命一一刀具壽命乘以刃磨次數(shù)。

切削用量三要素對刀具壽命的影響規(guī)律是：切削用量三要素任意參數(shù)增大，都會導

致刀具壽命降低，其中u的影響最大，/次之，火,最小。

2-16什么是最高生產率刀具壽命和最小成本刀具壽命？怎樣合理選擇刀具壽命？

答：（P50）最高生產率刀具壽命一一按單件時間最短的原則確定的刀具壽命；

最小成本刀具壽命一一按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命。

一般情況下，應采用最小成本刀具壽命，再生產任務緊迫或生產中出現(xiàn)節(jié)拍不平衡

時可選用最高生產率刀具壽命。

2-17試述刀具破損的形式及防止破損的措施。

答：（P51）刀具破損的形式有脆性破損（崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損）、塑性破

損。

防止破損的措施有：合理選擇刀具材料、合理選擇刀具幾何參數(shù)、保證刀具的刃磨

質量、合理選擇切削用量、提高工藝系統(tǒng)的剛度、對刀具狀態(tài)進行實時監(jiān)控。

2-18試述前角的功用及選擇原則。

答：（P57）前角的功用：前角增大可減小切削變形、降低切削力和切削溫度，但前

角過大會削弱刀刃的強度。

選擇原則：工件材料強度、硬度較低時選擇較大前角，否則較小前角；加工塑性材

料，選擇較大的前角；刀具材料韌性好時選擇較大的前角；粗加工選擇較小的前角。

2-19試述后角的功用及選擇原則。

答：(P57-58)后角的功用：減小刀具后刀面與工件之間的摩擦，提高已加工表面質

里。

選擇原則：切削厚度較小時，選取較大的后角；粗加工選取較小的后角；工件材料

塑性較大時取較大的后角；工件材料強度硬度高時，取較小的后角。

2-20在CA6140型車床上車削外圓。已知：工件毛坯直徑為。70mm,加工長度為

400mm；加工后工件尺寸為。60°?！筸m,表面粗糙度為Ra3.2gm；工件材料為40Cr(外

=700MPa)；采用焊接式硬質合金外圓車刀(牌號為YT15),刀桿截面尺寸為

16mmx25mm,刀具切削部分幾何參數(shù)為：%=10°,a“=6°,K尸45°,K；=10°,2s=0°,r(=

0.5mm,7oi=-10°,g=0.2mm。試為該工序確定切削用量(CA6140型車床縱向進給機構

允許的最大作用力為3500N)o

解答：(參照P52-57例題2-2)

2-21試論述切削用量的選擇原則。

答：(P52)首先選取盡可能大的背吃刀量外；其次根據(jù)機床進給機構強度、刀桿剛

度等限制條件(粗加工時域已加工表面粗糙度要求(精加工時)，選取盡可能大的進給量

/；最后根據(jù)“切削用量手冊”查取或根據(jù)公式(2-29)計算確定切削速度vCo

2-22什么是砂輪硬度？如何正確選擇砂輪硬度？

答：(P60)砂輪硬度一一磨粒在磨削力的作用下，從砂輪表面上脫離的難易程度。

砂輪硬度越高，磨粒越不容易脫離。

正確選擇砂輪硬度：

(1)磨削硬材，選軟砂輪；磨削軟材，選硬砂輪；

(2)磨導熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷；

(3)砂輪與工件接觸面積大時，選較軟的砂輪；

(4)成形磨精磨時，選硬砂輪；粗磨時選較軟的砂輪。

2-23為什么磨削外圓時磨削力的三個分力中以&值最大,而車外圓時切削力的三個

分力中兄值為最大？

答：因為砂輪上的磨粒為自然形成的負前角，磨粒較鈍，同時參與磨削的磨粒較多，

磨削時單位磨削力較大，故造成外圓磨削時磨削力的三個分力中以徑向磨削力的值最

大，而車削車刀為人工刃磨的前角，切削刃鋒利，故切向切削力最大。

2-24粗磨一直徑為姬0mm的外圓，工件材料為45鋼，其硬度為228?255HB,砂

輪速度為50m/s,試確定所用的砂輪特性。

答：根據(jù)已知條件，砂輪特性選擇應為：

磨粒為棕剛玉，粒度為F30—F60,陶瓷結合劑，砂輪硬度為中硬Q,砂輪組織為疏

松9—12號，平形砂輪。

第五章工藝規(guī)程設計

5-1什么是工藝過程？什么是工藝規(guī)程？

答：工藝過程——零件進行加工的過程叫工藝過程；

工藝規(guī)程——記錄合理工藝過程有關內容的文件叫工藝規(guī)程，工藝規(guī)程是依據(jù)科學

理論、總結技術人員的實踐經(jīng)驗制定出來的。

5-2試簡述工藝規(guī)程的設計原則、設計內容及設計步驟。

5-3擬定工藝路線需完成哪些工作？

5-4試簡述粗、精基準的選擇原則，為什么同一尺長方向上粗基準通常只允許用一

次？

答：粗、精基準的選擇原則詳見教材P212-214o

粗基準通常只允許用一次的原因是：粗基準一般是毛面，第一次作為基準加工的表

面，第二次再作基準勢必會產生不必要的誤差。

5-5加工習題5-5圖所示零件，其粗、精基準應如何選擇（標有V符號的為加工面,

其余為非加工面）？習題5-5圖a）、b）、c）所示零件要求內外圓同軸，端面與孔軸線垂直,

非加工面與加工面間盡可能保持壁厚均勻；習題5-5圖d）所示零件毛坯孔已鑄出，要求

孔加工余量盡可能均勻。

d)

習題5-5圖

解：按題目要求，粗、精基準選擇如下圖所示。

粗基準q

5-6為什么機械加工過程一般都要劃分為若干階段進行？

答：機械加工過程一般要劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加

工階段。其目的是保證零件加工質量，有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理，有利

于合理使用機床設備。

5-7試簡述按工序集中原則、工序分散原則組織工藝過程的工藝特征，各用于什么

場合？

5-8什么是加工余量、工序余量和總余量？

答：加工余量一一毛坯上留作加工用的材料層；

工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；

總余量一一某一表面毛坯與零件設計尺寸之間的差值。

5-9試分析影響工序余量的因素，為什么在計算本工序加工余量時必須考慮本工序

裝夾誤差和上工序制造公差的影響？

5-10習題5-10圖所示尺寸鏈中(圖中4、Bo、Co、D)是封閉環(huán))，哪些組成環(huán)是

增環(huán)？那些組成環(huán)是減環(huán)？

習題5-10圖

解：如圖a),Ao是封閉環(huán)，AI,A2,A4,A5,A7,A8是增環(huán)，其余均為減環(huán)。

如圖b),可以分解為兩個尺寸鏈，藍色，4o是封閉環(huán)，4是增環(huán)，4,4是減環(huán)。粉

色：5o是封閉環(huán)，Bi,Bz,質是增環(huán)，Bi是減環(huán)。

如圖c),可以分解為兩個尺寸鏈，藍色，Co是封閉環(huán)，。是增環(huán)，C2是減環(huán)；粉色：

Do是封閉環(huán)，D\,Zh是增環(huán)，是減環(huán)。

a)b)c)

5-11試分析比較用極值法解尺寸鏈計算公式與用統(tǒng)計法解尺寸鏈計算公式的異同。

答：極值法尺寸鏈計算公式：考慮誤差的最大、最小值，計算結果保證100%合格。

優(yōu)點是計算方法簡單，直觀。所以，在已知封閉環(huán)公差時，求得的組成環(huán)公差較小。缺

點對組成環(huán)公差要求嚴，制造困難，加工成本較高。

而用統(tǒng)計法尺寸鏈計算公式：考慮誤差的實際分布情況，按照概率統(tǒng)計原理進行求

解，其計算結果可以保證設定的合格率（99.73%）。優(yōu)點是當已知封閉環(huán)公差時，求得

的組成環(huán)公差較大，降低了加工精度要求，生產成本較低。缺點是有少量不合格品。

（注意此題改動較大，先前答案有誤!）

5-12習題5-12圖a為一軸套零件圖，習題5-12圖b為車削工序簡圖，習題5-12

圖c給出了鉆孔工序三種不同定位方案的工序簡圖，要求保證習題5-12圖a所規(guī)定的位

置尺寸（10±0.1）mm的要求。試分別計算工序尺寸4、4與小的尺寸及公差。為表

達清晰起見，圖中只標出了與計算工序尺寸4、Zb、4有關的軸向尺寸。

習題5-12圖

解:

方案一:定位基準與設計基準重合,

Ai=10±0.1mm

方案二:尺寸鏈如左：

封閉環(huán)為Ao,4為增環(huán)，為減環(huán)。

上=8+10=18；To=O.2,74=0.05

72=To-74=0.15

由于ESO=ES2-E/4；所以ES2=ESO+E/4=O.O5

方案三

由于EIo=Eh-ES4i所以E/2=E/o+ES4=-O.l

所以，4=18%mm

方案三：尺寸鏈如左：

封閉環(huán)為Ao,4為增環(huán)，A4為減環(huán)。

A3=38-8-10=20

由于To=￡Ti；△=To-T4-75=0.2-0.05-0.1=0.05

由于ESt)=ESs-El4-El3i所以E/3=ES5-E/4-ESO=O-(-O.O5)-O.1=O.O5；

由于Eh=Eh-ES4-ES3i所以ES3=E/5-ES4-E/O=-O.1-O-(-O.1)=O；

(

所以，=2O2OO5mm

5-13習題5-13圖為齒輪軸截面圖，要求保證軸徑尺寸。28］然mm和鍵槽深

，=4丁」6mm。其工藝過程為：1）車外圓至028?0/omm；2）銃鍵槽槽深至尺寸”；3）熱

處理；4）磨外圓至尺寸。281湍mm。試求工序尺寸〃及其極限偏差。

解：如下圖所示，實際尺寸鏈如a）圖，求解尺寸鏈如b）圖所示，其中

A=14.25力，4="歌，t=4,6,t為封閉環(huán)，求解Ho

上和“為增環(huán)，4為減環(huán)。

T,=0.16,7；=0.05,7；=0.08；

由于7；=27；可以得到，Tlt=0.16-0.05-0.008=0.102

（a）（b）

習題5-13圖尺寸鏈

由于”一4，所以，"=4.25

由于ES,=ES2+ESH-EI,,所以ESH=ES,-ES2+EI}=0.16-0.012+(-0.05)=0.098

由于￡7,=EI2+EI?-ESX,所以EI?=EI,-EI2+ESt=0-0.004+0=-0.004

所以：”=4.254器mm,驗證：T“=0.102

5-14加工習題5-14圖所示零件有關端面，要求保證軸向尺寸50幻mm,25?。.3mm和

4-+0.4

5。mmo習題5-14圖b,c是加工上述有關端面的工序草圖，試求工序尺寸4、42、

小及其極限偏差。

習題5-14圖

解：如下圖所示，4=50°°］。

04

加和/h兩尺寸有關，A4=5（）,,4=25；；其中4*為封閉環(huán)，則42=30,

72=0.4-0.3=0.1,ES2=0.4+(-0.3)=0.1,EZ2=0,所以：4=30；/m。

43和As、Al兩尺寸有關，其中凡為封閉環(huán)，則4=25,乃=030.1=0.2

E53=-0.1+0.3=0.2,E/3=O-O=O,所以：&=25片

5-15習題5-15圖是終磨十字軸端面的工序草圖。圖a是磨端面A工位，它以

軸外圓面靠在平面支承上，限制自由度3、以。2。軸外圓支承在長V形塊上限制自由

度1，5,和x,y轉動，要求保證工序尺寸C。圖b是磨端面8工位，要求保證圖示工序

尺寸。已知軸徑d=024.98,osmm,試求工序尺寸C及其極限偏差。

c

解：如上圖尺寸鏈，4為b)圖加工的0。的軸徑的一半，4=12.49°oa；A2為對

O5

稱度對尺寸C的影響，取一半，A2=O°;由為b)圖加工得到的外形高度的一半，

4=53.98%磔；由于對稱度為加工要求保證的位置公差，工序尺寸。直接影響對稱度,

故取A2為封閉環(huán)，則有：

公稱尺寸：C=Ai+A2+A3=66.47mm

公差：Ti=0.0172=0.05乃=0.0175,

由于，STi=To；所以，￡=及-71-73=0.05-0.01-0.0175=0.0225

由于ES2=ESc-Eh-El3；所以￡SC=E52+￡ZI+￡/3=0.05+(-0.01)+(-0.0175)=0.0225

由于Eh=EIc-ESi-ES3;所以E/C=E/2+ESI+ES3=0+0+0=0；

所以：C=66.47產5

5-16什么是生產成本、工藝成本？什么是可變費用、不變費用？在市場經(jīng)濟條件

下，如何正確運用經(jīng)濟分析方法合理選擇工藝方案？

答：生產成本、工藝成本、可變費用、不變費用定義詳見教材p242。

在市場經(jīng)濟條件下，產品的競爭除了功能、質量之外，就是價格的競爭，相同功能

質量的產品，價格低才有較大的競爭能力，所以應想方設法降低生產成本及工藝成本。

降低工藝成本的主要方法是增加生產批量，減少基本時間和輔助時間，減少準備終

結時間，提高生產效率。

5-17試分析成組工藝的科學內涵和推廣應用成組工藝的重要意義。

5-18應用JLBM-1分類編碼系統(tǒng)為習題5-18圖所示零件進行編碼，并將其轉換為

零件特征矩陣。

習題5-18圖

5-19試述用派生法進行計算機輔助工藝規(guī)程設計的方法步驟。

5-20在認真分析習題5-20圖所示車床尾座裝配關系的基礎上，繪制車床尾座部件

的裝配工藝系統(tǒng)圖，標準件編號自定。

5-21什么是完全互換裝配法？什么是統(tǒng)計互換裝配法？試分析其異同，各適用于

什么場合？

答：完全互換裝配法一一采用極值法計算尺寸鏈，裝配時各組成環(huán)不需要挑選或修

配，就能達到裝配精度要求的裝配方法。

適用于大批大量或成批生產中裝配組成環(huán)較少、裝配精度要求不高的機器結構。

統(tǒng)計互換裝配法——采用統(tǒng)計法計算尺寸鏈，裝配時各組成環(huán)不需要挑選或修配，

就能保證絕大部分能夠達到裝配精度要求的裝配方法。

適用于大批大量或成批生產中裝配那些精度要求較高且組成環(huán)較多的機器結構。

兩種方法相同點：裝配方法相同，裝配時不需要修配，拿來就裝。

不同之處：完全互換法對組成環(huán)公差要求較嚴，制造困難，加工成本高，裝配合格

率很高；統(tǒng)計互換法對組成環(huán)公差要求較不高，加工成本較低，但會出現(xiàn)少量不合格品。

5-22由于軸孔配合，若軸徑尺寸為。8O,oj°mm,孔徑尺寸為。80；°20mm,設軸徑

與孔徑的尺寸均按正態(tài)分布，且尺寸分布中心與公差帶中心重合，試用完全互換法和統(tǒng)

計互換法分別計算軸孔配合間隙尺寸及其極限偏差。

解：尺寸鏈如上圖所示，其中4為孔的直徑4=80y，上為軸的直徑A?=80。，

Ao為所求間隙，為封閉環(huán)。

按極值法求解：Ao=O,

ESO=ESI-EZ2=O.2-(-O.1)=O.3；E/O=E/I-ES2=O-O=O；所以，4=0『mm,To=O.3mm。

按概率法求解：

由于7(4)」位小272⑷,由于組成環(huán)均符合正態(tài)分布，42=],(=1,%=],

則7(4)=夕(4)+72(&)=7o.22+O.l2=0.2236

由于金=f&[q+e,T(4)/2];e,=0；4=(塔+￡/1)/2=(0.2+0)/2=0.1；

A2=(ES2+E/2)/2=(0+(-0.1))/2=-0.05；所以,Ao=A,-A2=0.1-(-0.05)=0.15

ESo=A0+7(4)/2=0.15+0.2236/2=0.2618mm

E/o=Ao-T(4)/2=O.15-0.2236/2=0.0382mm

所以：A,=(端贊mm,概率法得到的封閉環(huán)公差小于極值法計算得到的公差。

5-23習題5-23圖所示減速器某軸結構的尺寸分別為：Ai=40mm、A2=36mm、

A3=4mm；要求裝配后齒輪端部間隙A()保持在0.10?0.25mm范圍內，如選用完全互換法

裝配，試確定4、4、A3的極限偏差。

習題5-23圖習題5-24圖

解：參照例題5-4(p261-263)

⑴計算封閉環(huán)基本尺寸：

由于Ao=A1-42-43=40-36-4=0；4=0療mm；

⑵計算封閉環(huán)公差：To=0.25-0.1=0.15o

(3)確定各組成環(huán)的公差：首先按等公差法初步確定各組成環(huán)公差，

T,avr=To/3=O.15/3=O.O5mm,考慮到A3容易加工，取A3為協(xié)調環(huán),

則A1和A2在同一尺寸間隔，取IT9級精度，Tl=T2=0.062mm,

則T3=0.15-0.062-0.062=0.026mm.

(4)確定各組成環(huán)極限偏差：

按照對稱原則：A=36h9=36^)062mm,按入體原則：A=40js9=40±0.031mm

由于ESo=ESi-Eh-Eh,所以：E73=ESi-Eh-ESo=O.O31-(-O.O62)-O.25=-O.157

由于E/O=E/I-ES2-ES,所以：ES3=E/I-ES2-E/O=-O.O31-O-O.1=-O.131

所以，4=4H；mm

(5)校核封閉環(huán)的極限尺寸：

Aomax=Almax-A2min-A3min=4O.O31-(36-O.O62)-(4-O.157)=:O.25

Aomin=Almin-A2max-A3max=(4O-O.O31)-36-(4-O.131):=O.l

符合要求。

5-24習題5-24圖所示為車床刀架座后壓板與床身導軌的裝配圖，為保證刀架座在

床身導軌上靈活移動，壓板與床身下導軌面間間隙須保持在0.1?0.3mm范圍內，如選

用修配法裝配，試確定圖示修配環(huán)A與其他各有關尺寸的基本尺寸和極限偏差。

B-B

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