机械工艺学课后习题(王先逵)(2)

极差10.8极差中线上控制线下控制线R/mm0.60.40.20123样组号45

根据x?R图，该工序工艺稳定性较好。

2-21 在车床上加工一批工件的孔，经测量实际尺寸小于要求的尺寸而必须返修的工件占22.4%，大于要求的尺寸而不能返修的工件占1.4%，若孔的直径公差T=0.2mm，整批工件尺寸服从正态分布，试确定该工序的标准差σ，并判断车刀的调整误差是多少？ 解：已知F(z1)?0.5?0.224?0.276?z1?0.76，

F(z2)?0.5?0.014?0.486?z2?2.20

?dmax?x?2.20d?d??Tmin且??max?2.96????0.068

x?dmin?2.96??0.76??已知车刀调整量??dmax?dmin?x

2?由此可以求得调整误差：

??2.2?0.76???1.48?0.068?0.1mm 2

第三章 机械加工表面质量及其控制

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Ra1.6?m；在相同的磨削用量下，采用粒度为60号的砂轮可以使Ra减小0.2?m，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。

3-19 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。

3-22 什么是自激振动？它与强迫振动、自由振动相比，有哪些主要特征？

答：机械加工过程中，在没有周期性外力作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动，称为自激振动，简称为颤振。与强迫振动、自由振动相比，自激振动有以下特征：自激振动是在没有外力干扰下所产生的振动，这与强迫振动有本质的区别；自激振动的频率接近于系统的固有频率，取决于振动系统的固有特性；自激振动不会因为阻尼存在而迅速衰减，而自由振动受阻尼作用迅速衰减。

3-28 试分析比较下列刀具结构中哪一种对减振有利？刚性车刀和弹性车刀，直杆刨刀和弯头刨刀，为什么？

答：刚性车刀比弹性车刀的刚性好，加工时刀具变形小，有利于减振；直杆刨刀与弯头刨刀相比刚性要好，加工时刀具变形小，有利于减振。

第四章 机械加工工艺规程设计

4-6 试分别选择图示各零件的粗、精基准（图a为齿轮零件简图，毛坯为模锻件；图b为液压缸体零件简图，毛坯为铸件；图c为飞轮简图，毛坯为铸件）

答：a）选择左端面作为粗基准，加工A面；然后以A面作为精基准，分别加工左端面和圆孔面。

b)选择不加工的大圆内表面为粗基准，加工内孔A；以A为基准，加工其余表面。 c)选择直径小、长度长的不加工表面为粗基准，加工最小内孔；再以最小内孔为基准，加工其余内孔。

.034-12 欲在某工件上加工?72.50mm的孔，其材料为45钢，加工工序为：扩孔；粗镗孔；0半精镗、精镗孔；精磨孔。已知各工序尺寸如下：

.03.046.19精磨——?72.50mm；精镗——?71.80mm；半精镗——?70.50mm； 000.30.46粗镗——?680mm；扩孔——mm；模锻孔——?59?2mm。 ?6400?1试计算各工序的加工余量及余量公差。

.03解：精磨—?72.50mm，加工余量72.5?71.8?0.7mm，余量公差0.046+0.03=0.076mm； 0.046精镗—?71.80mm，加工余量71.8?70.5?1.3mm，余量公差0.19+0.046=0.235mm； 0半精镗—?70.500.19mm，加工余量70.5?68?2.5mm，余量公差0.3+0.19=0.49mm；

.368?64?4mm，余量公差0.46+0.3=0.76mm； 粗镗—?6800mm，加工余量.4664?59?5mm，余量公差0.46+3=3.46mm。 扩孔—?6400mm，加工余量

4-16 图示小轴部分工艺过程为：车外圆至?30.50?0.1mm，铣键槽深度为H0?TH，热处理，

0.036?0.05mm，求保证键槽深度为磨外圆至?30??0.015mm。设磨外圆与车后圆的同轴度公差为?T?0.2mm的铣槽深度H0H。 40?0.2解：根据加工工艺，可以得到图示尺寸链，封闭环为键槽深度A0?40；组成环为车外圆TH?0.018mm，为减环；铣键槽A1?15.250A?H?0.0520mm，为增环；磨外圆A3?15?0.0075mm，0.025为增环；同轴度公差为A4?0??0.025mm，为增环。

A2?A0?A1?(A3?A4)?4?15.25?(15?0)?4.25mm

?sA2??sA0??xA1?(?sA3??sA4)?0.2?0.05?(0.018?0.025)?0.107mm ?xA2??xA0??sA1?(?xA3??xA4)?0?0?(0.0075?0.025)??0.0175mm

0.107即A2?4.25??0.0175mm

H?4.2325mm，TH?0.1245mm

第五章 机械装配工艺过程设计

5-14 减速机中某轴上的零件尺寸为A1?40mm，A2?36mm，A3?4mm，要求装配后齿

0.25轮轴向间隙A0?0?试用极值法和统计法分别确定的A1、A2、A3公差及分布位置。 ?0.10mm。0.25解：根据装配工艺，可以得到图示尺寸链，封闭环为A0?0?组成环A1为增环； A2为?0.10；

减环； A3为减环；选择A3为调整环。

（1）按照等公差法分配T1?T2?T3?T0/3?0.05mm，再按照公差入体原则，确定偏差：

0.05.05mm， A?36A1?40020mm 0??sA0??sA1?(?xA2??xA3) ?????(???)xA1sA2sA3?xA0?xA3??sA1?(?sA0??xA2)?0.05?(0.25?0)??0.2mm ?sA3??xA1?(?xA0??sA2)?0?(0.1?0.05)??0.15

0.15A3?4??0.20mm

（2）按照等精度法分配，选择IT9级公差，可以得到??150?0.97

62?62?30确定T1?T2?0.06mm，T3?0.03mm，再按照公差入体原则，确定偏差：

0.06.06A1?4000mm， A2?360mm

??sA0??sA1?(?xA2??xA3) ?????(???)xA1sA2sA3?xA0?xA3??sA1?(?sA0??xA2)?0.06?(0.25?0)??0.19mm ?sA3??xA1?(?xA0??sA2)?0?(0.1?0.06)??0.16

0.16A3?4??0.19mm

5-16 图为车床床鞍与床身导轨装配图，为保证床鞍在床身导轨上准确移动，装配技术要求规定，其配合间隙为0.1～0.3mm。试用修配法确定各零件有关尺寸及其公差。

0.30解：根据装配工艺，可以得到图示尺寸链，封闭环为配合间隙A0?0?组成环A1?30、?0.10；

A2?36为增环； A3?20、A4?46为减环；选择A3为调整环。

由于各个配合表面为平面，加工手段选择半精铣，精度为IT10级，取

T4?T2?T3?T4?0.1mm，补偿环最大补偿量为：

Fmax?T1?T2?T3?T4?T0?0.4?0.2?0.2mm

00确定各补偿环的极限偏差：A1?300?0.1，A2?36?0.1，A4?46?0.1

由于补偿环为减环，修配后尺寸变小，造成封闭环尺寸增大。为保证封闭环尺寸，补偿环修配前必须保证封闭环要求的最大尺寸，由此可以确定补偿环的最小尺寸：

A3min?(A1max?A2max)?A4min?A0max?(30?36)?45.9?0.3?19.8mm A3max?19.9mm

设置最小修配量为0.1mm，则补偿环尺寸为A3?200?0.1mm

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