机械制造基础大题及答案.doc

1、3.图示零件加工时应如何选择粗精基准 ， （ 标有符号为加工面，其余为非加工面 ） 并简要地说明理由。（图a、 b 要求保持璧厚均匀，图 c 所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工 余量均匀。 ） 答案： （ 1）图 a 中以不加工面作粗基准，以孔作精基准。这样可保证壁厚均匀，保证孔与外圆 同轴度。 （ 2）图 b 中以不加工面小端外圆作粗基准，以孔作精基准，可保证壁厚均匀。 （ 3）图 c 中以孔作粗基准，以小外圆为精基准，可简化夹具制造，保证孔加工余量均匀。 （ 4 图 d中以轴承孔作粗基准，以底面作精基准。可保证轴承孔加工余量均匀。 4. 在铣床上加工一批轴件上 键槽，如习图 4-4-1 所

2、示。已知铣床工作台面与导轨 平行度误差为0.05/300，夹具两定位 V 型块夹角 ，交点 A 连线与夹具体底面 平行度误差为 0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为 。试分析计算加工后键槽底面对工件轴线 平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与 外圆 同轴度误差） 。 4-1 答案： 键槽底面对 35mm 下母线之间 平行度误差由 3 项组成： 铣床工作台面与导轨 平行度误差： 0.05/300 夹具制造与安装误差（表现为交点 A 连线与夹具体底面 平行度误差）： 0.01/150 工件轴线与交点 A 连线 平行度误差： 为此，首先计算 20 0.05mm 外圆中心在垂直方向上 变

3、动量： 0 0 . 7 0 . 7 0 . 1 0 . 0 7dT m m 可得到工件轴线与交点 A 连线 平行度误差： 0.07/150 最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线 平行度误差 0 0 . 0 5 / 3 0 0 0 . 0 1 / 1 5 0 0 . 0 7 / 1 5 0 0 . 2 1 / 3 0 0 5. 在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为 12 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 分布曲线； （ 2）计算该工序 工艺

4、能力系数； （ 3）估计该工序 废品率； （ 4）分析产生废品 原因，并提出解决办法。 答案： 分布图 工艺能力系数 CP=0.2/（ 6 0.003） =1.1 废品率约为 50% 产生废品 主要原因是存在较大 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。 6.在车床上加工一批小轴 外圆 尺寸要求为 mm。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 .已知 Q(3.2)=0.4993Q(3)=0.49865 Q(1)=0.3413 Q(0.8)=0.0.2881 （ x-x ） /

5、 3.2 3 2 1 0.8 F 0.4993 0.49865 0.4772 0.3413 0.288 解： 1）求 AQ AZ = 0 . 5 0 . 5 0 . 1 0 . 0 3 3 . 20 . 0 2 5AX T 查表 AQ =0.4993 . 求 BQ 0 . 5 0 . 5 0 . 1 0 . 0 3 0 . 80 . 0 2 5BB X TZ 查表 AQ =0.2881 合格率： = 0 . 4 9 9 3 0 . 2 8 8 1 7 8 . 7 4 %ABQ Q Q 合废品率： = 1 -7 8 .7 4 % = 2 1 .2 6 %Q 废 7. 在两台自动切割机上加工工一批

6、小轴 外园，要求保证直径 11 0.02mm,第一台加工 1000 件，其直径尺按正态分布，平均值 2 =11.005mm，均方差 1 = 0.004mm。第二台加工 500 件，其直径也按正态分布，且 2x = 11.015mm， 2 =0.0025mm。试求： 1） 在同一图上画出两台机床加工 两批工件 尺寸分布图，并指出哪台机床 精度高？ 2） 计算并比较那台机床 废品率高，并分析其产生 原因及提出改进 办法。 解：两台机床加工 两批小轴，其加工直径分布曲线如下图所示； （ x-x ） / 1 1.5 2 2.5 3 F 0.3431 0.4332 0.4772 0.4983 0.5 解

7、：（ 1） 21，第二台机床工序精度高 （ 2）机床 1: 13 3 0 .0 0 4 0 .0 1 2 111 1 . 0 0 5 3 1 1 . 0 0 5 3 尺 寸 分 布 废品率为零 机床 2： 23 3 0 .0 0 2 5 0 .0 0 7 5 221 1 . 0 1 5 3 1 1 . 0 1 5 3 1 1 . 0 2 尺 寸 分 布 即有可修废品产 生 21 1 .0 2 1 1 .0 1 5 20 .0 0 2 5xx ，查表 F（ 2） =0.4472 废品率为： 0.5-0.4772=0.0228=2.28% 机床 1 废品率为零，机床 2 废品率为 2.28%，可调

8、整刀具 2x =11，消除废品 8. 习图 5-4-2 所示 a)为一轴套零件尺寸 00.058 00.138 mm 和 00.058 mm 已加工好 b)、 c)、 d)为钻孔加工时三种定位方案 简图。试计算三种定位方案 工序尺寸 A1 、 A2 和 A3. 答： 1）图 b:基准重合，定位误差 0DW 1 10 0.1A mm 2）图 c：尺寸 A2， 10 0.1 和 00.058 构成一个尺寸链，其中尺寸 10 0.1 是封闭环，尺寸A2 和 00.058 是组成环，且 A2 为增环， 00.058 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

9、直线尺寸链机制算法偏差计算公式： 20.1 ( 0.05)AES 2 0.05AES mm 20.1 0AEI 2 0.1AEI mm 故： A2= 0.050.118 mm 9. 习图 5-4-4 所示 轴承座零件， 03.0050 mm 孔已加工好，现欲测量尺寸 750.05。由于该尺寸不好直接测量，故改测尺寸 H。试确定尺寸 H 大小及偏差 。 答：尺寸 750.05、 H和半径 R 组成一个尺寸链，其中尺寸 750.05是间接得到 ，是封闭环。半径尺寸 R= 0.015025 和 H 是增环，解此尺寸链可得 到： H= 0.0350.0550 11. 在车床两顶尖上安装工件 ,车轴类时

10、出现图 53 所示误差 ,试分析可能 原因 . a-车后发现工件中部直径偏大 两头直径偏小其可能 原因： 工件刚度不足，车床纵向导轨直线度误差，工件刚度低，受 FY力作用 ,变形所致。 B-车后发现工件中凹，其可能 原因有：尾顶尖刚度不足：导轨扭曲 ,车床纵向导轨与主轴回转线不平行；扭曲变形而产生 形状误差 C-车后发现工件左端直径大于右端面直径其可能 原因有：车床纵向导轨与主轴在水平面内平行度误差；车床纵向导轨直线度误差，加工路程长，刀具磨损（刀尖磨损）所致 12. 已知车床车削工件外圆时 mmN/15000k 系 ，毛坯偏心 mm2e ,毛坯最小背吃刀量 mmNH B Smm nyP /1

11、500fC1a y2 ， 问： 毛坯最大背吃刀量 1aP ？第一次走刀后 ,反映在工件上 残余偏心误差 1x 多大？ 第二次走刀后 2x 多大？第三次走刀后 3x 多大？ 若其他条件不变，让 mmN/10000k 系 ,求 321 xxx 、 为多大？并说 系k对残余偏心 影响规律。 解： a) 1 2 1 1 222p p pa a ae 毛坯最大背吃刀量 1pa =5mm b) 1 5 0 0 /= 0 . 0 7 52 0 0 0 0 /c N m mk N m m 系第一次走刀后，反映在工作上 残余偏心误差 1 0 .0 7 5 2 0 .1 5x mm C) 第二次走刀后 2 0 .

12、0 7 5 0 .1 5 0 .0 1 1 2 5x mm d) 第三次走刀后： 0 .0 1 1 2 5 0 .0 7 5 0 .0 0 0 8 4 3 7 5， e) 若其他条件不变，让 1 0 0 0 0 / m mKN系 1 5 0 0 /= 0 .1 51 0 0 0 0 /c N m mk N m m 系 1 0 .1 5 2 0 .3x mm 2 0 .1 5 0 .3 0 .0 4 5x mm 0 .0 4 5 0 .1 5 0 .0 0 6 7 5 f) k系 对残余偏心 影响规律是 k系 越大，对残余偏心纠正能力越大 13.如下图所示轴套零件 轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均

13、已加工完毕。试求：当以 B 面定位钻直径为 10mm 孔时 工序尺寸 A1 及其偏差（要求画出尺寸链图，指出封闭环，增环和减环） 尺寸链图： 2）封闭环： 25 0.1 增环： 00.0550 减环： 00.160 3）计算： 25=50+B-60 B=35 0.1=0+ESB-(-0.1)， ESB=0 -0.1=-0.05+EIB-0 EIB=-0.05 0 0 .0 53 5 3 5 .0 2 5 0 .0 7 5B 4) 验算： 0.2=0.06+0.05+0.1 14.刀按图习题 5-17a 方式安装加工时如有强烈振动发生，此时若将刀具反装（习题 5-17b）、或采用前后刀架同时车削

14、（习题 5-17c）、或设法将刀具沿工件旋转方向转过某一角度装夹在刀 架上（图 d），加工中 振动就可能会减弱或消失，试分析其原因 图 a:强烈振动 原因 工艺系统刚度差。 图 b:前刀具向下，改变切削力与刚度主轴 位置，使得模态组合变化，因而减少振动，由于车床刀架部分向上 方向刚度差，车刀反装，切削力上升，刀架产生变形，切削力变化小，切削稳 定，振动变小 图 c.车刀产生径向切削力相互抵消，因而振动减小 图 d.角为最佳安装方位角，可以是振动减弱。 15.5 9 在卧室铣床上按图装夹方式用铣刀 A 铣削键槽，精测量发现。工件两端处 深度大于中间 ，且都比未铣键槽前 调整深度小。试分析产生这一

15、现象 原因。 答： 1.刀杆、机床导轨或两 顶尖刚度差等因素，在细长轴上铣长键槽，会因为工件刚度低，特别是中段，将产生受力变形而让刀。故两端深，中间段浅 2.由于系统刚度差，铣刀杆也会因受力变形而反向让刀。故上述深度比调整深度尺寸小 . 16. 在某车床上加工一根为 1632mm 丝杠，要求加工 8 级精度，其螺距累积误差 具体要求为：在 25mm长度上不大于 0.018mm；在 100mm 长度上不大于 0.025mm；在 300mm 长度上不大于 0.035mm；在全长度上不大于 0.08mm 。在精车螺纹时，若机床丝杠 温度比室温高 2 ，工件丝杠 温度比室温高 7 ，从工件热变形 角度

16、分析，精车后丝杠能否满足预定 加工精度？（钢材 线胀系数 =12 10 6/c ） 答案 ： 1.从工件热变形物理公式可知： 1 2 1 0 6 1 6 3 2 ( 7 2 ) 0 . 0 9 7 9 2 m m 8 0L L T u m 2.精车后丝杆不能满足预定 加工要求 17. 图 6-52 为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸 m024.0008.028 和键槽深 mm16.00 4t 。其工艺过程为： 车外 圆至 mm0 10.05.28 ； 铣键槽深至 H； 热处理； 磨外圆至尺寸 mm024.0008.028 。试求工序尺寸 H 及其极限偏差。 （要求画出尺寸链图、指出封闭环、增环和减环） 答案： 1）建立工艺尺寸链 2）指出增环、减环和封闭环（注：以下是竖式计算法表格，增环上下偏差照写，减环上下偏差对调、变号） 环 基本尺寸 上偏差 下偏差 减环 -14.25 0.05 0 增环 14 0.012 0.004 增环 H 4.25 0.098 -0.004 封闭环 t 4 0.16 0 0 .1 6 0 .0 1 2 ( 0 .0 5 )HES 0.098HES 0 0.004 0HEI 0.004HEI 0.0980.0044.25H mm