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机械制造技术基础计算

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有一传动链如下图所示，试求齿条的移动速度Vf。

解：1.确定传动链的两端件，电动机→V轴的齿轮（Z=60）；2.根据传动链两端件的运动关系，确定他们的计算位移，即电动机每转1转，齿条的移动速度为每秒多少毫米；3.根据计算位移以及相应传动链中各个顺序排列的传动副的传动比，列写运动平衡式；Ⅰ轴→（130/230）→Ⅱ轴→（30/60）→Ⅲ轴→（25/50）→Ⅳ轴（20/60）→Ⅴ轴4.根据运动平衡式，计算出执行件的运动速度（转速、进给量等）或位移量。

i总=130/230×30/60×25/50×20/60=0.047n v=ni总=1450×0.047=68.15r/min=1.14r/sv f=πmZn v=3.14×2×20×1.14=143.26mm/s因此，要求工序尺寸 A 满足 30-0.25 即可。

2.工件定位如图所示，欲加工 C 面，要求保证 20 及其精度。

试计算该定位方案能否保证精 度要求？若不能满足要求时，应如何改进？答：能保证精度要求。

存在基准不重合误差，A0=20 为封闭环工件尺寸 A 基本尺寸 A2=A1-A0=50-20=30 由：A0max=A1max -A2min得：A2min=A1max -A0max=50-(20+0.25)=30-0.25 由：A0min=A1min -A2max得：A2max=A1min -A0min=(50-0.15)-20=30-0.15-0.15图 2 所示齿轮孔的局部图，实际尺寸是：孔 φ 400 01）镗孔 φ 39.60 4）磨内孔至 φ 400 mm ，同时保证 φ 400 尺寸 460 为封闭环，解之得：A= 45.85046+0.30 mm 。

孔和键槽的加工顺序是： +0.05 mm 需淬硬，键槽尺寸深度 +0.10 mm 。

2）插键槽，工序尺寸为 A 。

3）淬火热处理。

+0.05 +0.05 mm（假设磨孔和镗孔时的同轴度误差很小，可忽略）。

试求插键槽的工序尺寸及其公差。

解：由题意，列尺寸链如图所示解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：+0.3 +0.23 mm 。

3.在轴上铣一键槽，工件的定位方案如图 4 所示，试求尺寸 A 的定位误差。

解：1）求 A 的基准不重合误差：由定位方案可知， 基准不重合误差等于零，即△f=0. 2）求 A 基准位移误差：①求工件外圆尺寸变化引起的基准位移误差 由 V 型块定位误差可知：工件外圆尺寸变换引起 的基准位移误差为：△y 1 = 0.5 2sin 45=0.354②尺寸 10 的变化引起的基准位移误差为：由于 V 型块角度为 45 度，尺寸 10 的变化所引起上插内键槽，已知外径 A=Φ 50-0.03 ，内径 d=Φ 300y 1y 2a = = 0.0212mm 2.sinT d T 0.05 0.02的基准位移误差为：△y 2 = 0.3tg 45=0.3 ③尺寸 A 的定位误差为：△= f ≥? += 0.654如图 5 所示，以外圆柱面在 V 形块上定位，在插床0 +0.05，外径 A 对内径 d 的同轴度允差为 φ=0.02mm ，试计算加工 尺寸 H 的定位误差。

解：外圆柱面在 V 形块上定位，定位基准为外圆柱面的中心线，外圆柱面为定位基面。

△W ，△ B 的方向均与工序尺寸 H 的方向相同，所以 α=0°，γ=0°。

由于外圆柱面制造公差 T d =0.03mm ，则基准位移误差为：△W =T d 2sin 0.03 90 2 2工序基准为内圆柱面的下母线，与定位基准不重合，会产生基准不重合误差。

则基准不重 合误差为： △B =22 2 2= = - =0.015mm工序基准与定位基准有公共变量 T d ，当定位基准变化时，工序基准呈反向变化， 因此加工尺寸Ｈ定位误差为：△D △= W - B =0.0212 - 0.015=0.0062mm６．工件以外圆φd-Td在V型铁上定位，求尺寸Ｌ的定位误差。

a2sin45则Ｆ1＝0.5－0.4332＝0.0668解：△jb＝２δｈ＝２Ｔｈ△jw ＝Td2sin2＝Td则：△dw(L)＝２Ｔｈ＋Td2sin45＝２Ｔｈ＋０．７１Ｔｄ７．车削一批轴的外圆，其尺寸要求为φ20±0.06若此工序尺寸呈正态分布，公差带中心大于分布中心，其偏值δ＝0.03ｍｍ，均方根差σ＝0.02ｍｍ，求：1）这批工件的废品率是多少？2）指出该工件常值系统误差和随机误差的大小；3）可采取什么改进措施以消除废品。

注：解：１）丨x-x丨/σ＝丨19.94－19.97丨/0.02＝1.5查上表得：Ｆ1＝0.4332'所以：废品率为0.0668２△)c=丨x-xδ丨=丨19.97-20丨=0.03△s=6σ=6×0.02=0.123）采用将道具朝着尺寸变化的方向调整0.015（即直径上增加0.03），使x与公差带中心重合以消除废品。

则Ｌ1=50 0.058.下图中经工序5、10应达到零件图所要求的轴向尺寸，试求工序尺寸Ｌ1、L2及偏差。

解：结合零件图跟工序5、工序10图示可得：1）25=L1max-25L1max=5024.85=L1min-25.1L1min=49.952）5.2=25.1-L2min L2min=25.1-5.2=19.9+0.2孔用φ20g6-0.020心轴定位，在立式铣床上铣键槽，其中φ40h6-0.016外圆对内孔的径跳为欲保证：1）槽宽尺寸12h9；2）槽距端面尺寸20h12；3）槽底尺寸34.8h11-0.21；=TD/2+Td/2+△=（Td+TD+Td）/2=（0.016+0.021+0.013）/2=0.025＜0.21×1/3满足要4.8=25-L2max则L2=20-0.1L2max=25-4.8=20.2一批工件以φ20H7+0.021-0.00700.02。

4）槽两侧面对外圆轴线的对称度0.1。

试分析定位误差。

解：1）槽宽选相应的铣刀予以保证，无定位误差；△2）槽距尺寸因基准重合，平面定位，w=0△3）槽底尺寸因基准不重合jb=Td/2;间隙配合：△jw'△D w△=jb jw'求。

4）由于工件安装可保证间隙只出现在单边，对称度误差主要受外圆对内孔的径跳影响。

∴△w对称=0.02＜0.1×1/3满足要求。

，A2=80-0.05，A0=100±0.15下图的工艺过程：加工底面→以底面为基准，加工A1→A2→A3；已知：A1=280+0.10求镗孔工序尺寸A3=？解：A0为间接形成，故为封闭环。

A1为减环，A2、A3为增环。

A0=A2+A3-A1∴A3=A0+A1-A2=100+280-80=300ES（A0）=ES（A2）+ES（A3）-EI（A1）∴ES（A3）=ES（A0）+EI(A1)-ES(A2)=0.15+0-0=0.15EI（A0）=EI（A2）+EI（A3）-ES（A1）∴EI（A3）=EI（A0）+ES（A1）-EI（A2）=-0.15+0.1+0.05=0综上所述：A3=300+0.1510.如图所示零件加工时，图纸要求保证尺寸6±0.1，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试求尺寸Ｌ。

∴L=16 0.05解：尺寸链如图所示：6 为封闭环，Ｌ、26 为增环，36 为减环。

6=L+26-36 L=16 0.1=ES+0.05+0.05 ES=0 -0.1=EI -0.05-0 EI=-0.0511.如图所示定位方案，求钻 φ 孔时 L1、L2 的定位误差。

解：△L1=△jb+△jw=△D+0= △D△L2=△jb+△jw=△D/2+0=△D/212.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径 φ11±0.02mm，第一台 加工 1000 件，其直径尺寸按正态分布，平均值 X1=11.005mm ，均方差 σ1=0.004；第二台 加工 500 件，其直径尺寸也按正态分布，平均值 X2=11.015mm ，均方差 σ2=0.0025mm。

试 求：1）在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台车床的工序精度高？2）计算并比较哪台车床的不合格率高，并分析其产生的原因及提出改进的方法。

注： 解：加工图示的轴及键槽，图样要求轴颈为A=φ30-0.032mm键槽深度为B=26-0.2mm，有关的加工1）半精车外圆至C=φ30.6-0.1mm；4）磨外圆至A=φ30-0.032mm，加工完毕。

解：建立尺寸链，其中B=26-0.2mm为封闭环；Rc=15.3-0.05mm为尺寸链的减环，R A=15-0.016mm解此尺寸链可得：A1=26.3-0.184mm。

1）图略；因为σ1大于σ2，所以第二台车床工序精度高。

机床1:（X1-X min）/σ1=（11.005-10.98）/0.004=6.25＞3（Xmax-X1）/σ1=（11.02-11.005）/0.004=3.75＞3所以机床1左边的不合格率为0；右边的不合格率也为0。

机床2：（X2-X min）/σ2=（11.015-10.98）/0.0025=14＞3（Xmax-X2）/σ2=（11.02-11.015）/0.0025=2查上表可得：F（2）=0.4772所以机床2左边的不合格率为0；右边不合格率为0.5-0.4772=0.0228=2.28%。

所以机床2的不合格高，可调整刀具使X2=11，消除不合格产品。

00过程如下：2）铣键槽至尺寸A1；3）热处理；试求工序尺寸A1.00为尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环；-0.05×πd （=）在车床上精车一批直径为 φ60mm，长度为 150mm 的长轴外圆。

已知：工件材料为 45 钢；切削用量为：v=120m/min ，ap=0.3mm ，f=0.1mm/r ；刀具材料 YT30.在刀具位置不重新调整的情况下加工 50 个工件后，试计算由刀具尺寸磨损引起的加工值。

注：解：根据题中已知条件，查表可得：NB 0 =3~4μm，K NB =2.5~2.8μm/km∵l=50*150 50*150 f 0.2 *3.14* 60 - 2*0.4 =6970.8m NB=NB 0 +K NB l/1000=3+2.6×6970.8/1000=3+18.12μm=21.12μm∴由刀具引起的加工误差值为：2NB=2×21.12=42.24μm4齿坯在V形块上定位插键槽（如下图所示），要求保证工序尺寸H=38.5（上偏差+0.2，下偏差0）mm，已知d=φ80（上偏差0，下偏差-0.1）mm，D=φ35（上偏差+0.025，下偏差0）mm，若不计内孔与外圆同轴度误差的影响，试求证此工序的定位误差。

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机械制造技术基础习题

机械制造技术基础习题

1. 什么叫主运动？什么叫进给运动？试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。

2. 画出Y 0=10°、λs =6°、α0=6°0α'=60°K r=60°r K '=15°的外圆车刀刀头部分投影图。

3. 用K r =70°、r K '=15°、λs =7°的车刀，以工件转速n =4r/s ，刀具每秒钟沿工件轴线方向移动 1.6mm ，把工件直径由dw =60mm 一次车削到dm =54mm ，计算：1) 切削用量(a sp 、f 、v ) 2) 切削层参数(a sp 、a f 、A c )3) 刀刃工作长度L S ； 4) 合成切削速度Ve ；4. 什么叫刀具的工件角度参考系？什么叫刀具的标注角度参考系？这二者有何区别？在什么条件下工作角度参考系与标注角度参考系重合？5. 标注角度参考系中，主剖面参考系的座标平面：Pr 、Ps 、Po 及刀具角度：γ0、K r 、λs 是怎样定义的？试用这些定义分析45°弯头车刀在车削外圆、端面、及镗孔时的角度，并用视图正确地标注出来。

6. 常用高速钢的牌号有哪些？根据我国资源条件创造的新高速钢牌号有哪些？其化学成分如何？主要用在什么地方？7. 常用硬质合金有哪几类？各类中常用牌号有哪几种？哪类硬质合金用于加工钢料？哪类硬质合金用于加工铸铁等脆性材料？为什么？同类硬质合金刀具材料中，哪种牌号用于粗加工？哪种牌号用于精加工？为什么？8. 按下列条件选择刀具材料类型或牌号：1) 45#钢锻件粗车； 2) HT20—40铸铁件精车；3) 低速精车合金钢蜗杆； 4) 高速精车调质钢长轴；5) 高速精密镗削铝合金缸套； 6) 中速车削高强度淬火钢轴；7) 加工HRC65冷硬铸铁或淬硬钢；何特点?它们之间有何联系?试绘图表示其位置?11. 什么叫剪切面?它的位置如何确定?影响剪切角中的因素有哪些?12. 试述切削厚度、切削速度、刀具前角、工件材料等对金属变形程度的影响。

机械制造技术基础(贾振元)第3章 课后答案

机械制造技术基础(贾振元)第3章 课后答案

第三章机械加工与装配工艺规程制定1、什么是机械加工工艺过程？答：用机械的加工方法(包括钳工的手工操作)按规定的顺序把毛坯(包括轧制材料)变成零件的全部过程。

2、工艺过程的基本单元是什么？如何划分？答：工序是工艺过程的基本单元。

工艺过程可分为工序、安装、工位、工步和走刀。

3、什么是工序、安装、工步、工位和走刀?答：1、工序指的是一个工人（或一组工人）在一个工作地点(一般是指一台机床)对一个工件（对多轴机床来说是同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程。

2、一个工序有时在零件的几次装夹下完成，这时在零件每装夹一次下所完成的那部分工作称为一次安装。

3、在多轴机床上或在带有转位夹具的机床上加工时,工件在机床上所占有的一个位置上所完成的那部分工作称为一个工位。

4、在加工表面、切削刀具和切削用量(对车削来说,指主轴转速和车刀进给量，不包括切深，对其他加工也类似)都不变的情况下所连续完成的那一部分工作。

5、刀具在加工表面上对工件每一次切削所完成的那一部分工作称为一次走刀.4、机械加工工艺规程制订的指导思想？答：保证质量、提高效率、降低成本.三者关系是，在保证质量的前提下,最大限度的提高生产率,满足生产量要求；尽可能地节约耗费、减少投资、降低制造成本。

5、不同生产类型的工艺过程的特点是什么？答：企业生产专业化程度的分类称为生产类型，机械制造业一般有三种生产类型，即大量生产、成批生产和单件生产。

单件小批生产中，要能适应各种经常变化的加工对象，广泛使用万能机床、通用夹具、通用刀具和万能量具，一般采用较低精度的毛坯。

大批大量生产下,广泛使用各种高效率的、自动化程度高、专用的机床、夹具、刀具和量具，一般尽可能使用精度较高的毛坯。

6、什么是机械加工工艺规程？它的作用是什么?工艺规程的设计的原则和步骤有哪些？答:将合理的工艺过程和操作方法,按照一定的格式写成文件，用来指导生产，这个工艺文件就叫做加工工艺规程。

工艺规程的作用：（1)工艺规程是组织生产的指导性文件。

机械制造技术基础知识

机械制造技术基础知识

1.机床的切削运动用刀具切除工件材料，刀具和工件之间必须要有一定的相对运动，该相对运动由主运动和进给运动组成。

主运动，是切下切屑所需要的最根基的运动，对切削起要紧作用，消耗机床的功率95%以上。

机床主运动只有1个。

进给运动，使工件不断投进切削，从而加工出完整表层所需的运动。

消耗机床的功率5%以下。

机床的进给运动能够有一个或几个。

2.切削用量是指切削速度v、进给量f〔或进给速度〕和切削深度ap。

三者又称为切削用量三要素。

切削速度v〔m／s或m／min〕，切削刃相关于工件的主运动速度称为切削速度。

即在单位时刻内，工件和刀具沿主运动方向的相对位移。

进给量f，刀具转一周〔或每往复一次〕，两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mm ／r〔或mm／双行程〕。

切削深度ap〔mm〕，切削深度指待加工表层与已加工表层之间的垂直距离。

3.常用刀具材料碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性特别差，目前仅用于手工工具如锉刀、铰刀等。

高速钢，高速钢是一种进进了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。

强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；韧性高，比硬质合金高几十倍；硬度较高，且有较好的耐热性；可加工性好，热处理变形较小常用于制造各种复杂刀具〔如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等〕。

硬质合金，硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物〔如WC、TiC、TaC、NbC等〕粉末和金属粘结剂〔如Co、Ni、Mo等〕经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。

硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都特别高，准许的切削速度远高于高速钢，且能切削硬材料。

硬质合金的缺少:抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击性能也较差。

硬质合金被广泛用来制作各种刀具。

4．车刀切削局限的组成切削局限由3面-2刃-1尖组成，〔1〕前刀面(前面)：切屑流出所通过的表层。

〔2〕主后刀面(主后面)：与工件上过渡表层相对的表层。

〔3〕副后刀面(副后面)：与工件上已加工表层相对的表层。

机械制造技术基础

机械制造技术基础

第二章2-1 什么叫主运动什么叫进给运动试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。

答主运动由机床提供的刀具与工件之间最主要的相对运动它是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。

进给运动使主运动能依次地或连续地切除工件上多余的金属以便形成全部已加工表面的运动。

车削时主运动为工件的旋转进给运动为刀具沿轴向相对于工件的移动钻削时主运动为工件或钻头的旋转而工件或钻头沿钻头轴线方向的移动为进给运动端面铣削时主运动为铣刀的旋转运动进给运动为工件移动龙门刨削时主运动为刨刀的直线往复运动进给运动为工件的间隙移动平面磨削时主运动为砂轮的旋转矩台的直线往复运动或圆台的回转纵向进给运动为进给运动以及砂轮对工件作连续垂直移动而周边磨削时还具有横向进给。

2-4 用r 70 、r 15 、s 7 的车刀以工件转速n= 4rs 刀具每秒沿工件轴线方向移动1.6mm把工件直径由d w 54mm 计算切削用量a sp、f、v c 。

解as p=dw 2 dm 60 2 54 3mmvc 1d0w0n00 60104000.754 m sf vnf 14.6 0.4 mm r2-5 常用硬质合金有哪几类哪类硬质合金用于加工钢料哪类硬质合金用于加工铸铁等脆性材料为什么同类硬质合金刀具材料中哪种牌号用于粗加工哪种牌号用于精加工为什么答常用硬质合金有钨钴类硬质合金、钨鈦钴类硬质合金、钨钛钽铌类硬质合金、碳化钛基硬质合金、涂层硬质合金钨钴类硬质合金K类主要用于加工铸铁等脆性材料。

因为加工脆性材料是切屑呈崩碎块粒对刀具冲击很大切削力和切削热都集中在刀尖附近此类合金具有较高的抗弯强度和韧性可减少切削时的崩刃同时此类合金的导热性好有利于降低刀尖的温度。

钨鈦钴类硬质合金P类适用于加工钢料。

因为加工钢料是塑性变形大摩擦很剧烈因此切削温度高而此类合金中含有5%30%的TiC因而具有较高的硬度、耐磨性和耐热性故加工钢料时刀具磨损较小刀具寿命较高。