机械制造工艺学第三版王先逵课后答案

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机械制造工艺学第三版王先逵习题解答

机械制造工艺学第三版王先逵习题解答The pony was revised in January 2021机械制造工艺学习题解答第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267）5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。

B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。

5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的加工表面质量对机器使用性能有哪些影响答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。

(2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。

5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。

5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。

而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。

5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。

5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小而进给量增大，硬化现象增大答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。

机械制造工艺学第3版王先奎习题解答3

差；并分析能否满足加工要求（要求定位误差不大于工件尺寸公差的 1/3）。（忽略内外圆同轴度误差）。解：以外圆定位有基准不重合误差和基准位置误差根据第三版教材 P110 式（3-7），可得基准位置误差： JW
Td 0.1 0.071 mm 2sin( / 2) 2sin 450
0.01 16 0.02 mm ，
3-6
图 3-95 所示工件，用一面两孔定位加工 A 面，要求保证尺寸 18±0.05 mm。若两销直径为
试分析该设计能否满足要求？(要求工件安装无干涉现象，且定位误差不大于加工尺寸公差的 1/2)，若满足不了，提出过改进办法。
解：根据第三版教材 P108 一面两孔定位误差的计算公式（3-5），可得
d 所示。计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度误差不大于 0.02mm）
解：（1）V 形块定位情况 (图 b))，只计算槽深方向误差；
2
根据第三版教材 P110 式（3-8），可得
DW
Td 1 0.1 1 ( 1) ( 1) 0.0207 mm 2 sin( / 2) 2 sin 45
以外圆定位圆心为定位基准有基准不重合误差和基准位置误差无基准不重合误差但有基准位置误差005可以看出显然是采用v型块定位定位误差最小且小于对称度的公差要求
机械制造工艺学部分习题解答 3
第三章机床夹具设计(第 3 版 P156-159)
3-1. 分析图 3-90 所示的定位方案，① 指出各定位元件分别限制了哪些自由度，② 判断有无欠定位与过定位，③ 对不合制 6 个自由度，完全定位。但实际上采用了底面、短锥销和 A 面的两个侧销，出现过定位。可限制了 8 个自由度，上述定位方案不合理。改进方法：底平面：限制 3 个自由度； A 面的 2 点，限制 2 个自由度；在左侧面或右侧面加 1 点，限制 1 个自由度即可。

机械制造工艺学第三版王先奎习题解答(1-2)

A
25
46 32 12 15
莫式6号 0.008 A-B
1.6 12±0.015 φ89f6
习图1-1 CA6140车床主轴结构
2
MM工T序号
习表1-1 CA6140车床主轴加工工艺过程
工序名称及内容
定位基准
设备
1 锻造（模锻）
立式精锻机
2 热处理（正火）
3 铣端面钻中心孔
毛坯外圆
铣钻联合机床
4 粗车外圆
2）精基准，两种选择：
R
Ⅰ Ⅱ
①选择主轴箱体安装面M和N；
l1 l2 l3
②选择顶面R及顶面2个工艺孔。
详见2.7.2节。
Ⅲ
l5 l4
M
N
图2-73
9
MMT 2-6 试分别选择图2-74所示各零件的粗、精基准（其中，图2-74a为齿轮
零件简图，毛坯为模锻件；图2-74 b为液压缸体零件简图，毛坯为铸件；图2-74c为飞轮简图，毛坯为铸件）
锥堵顶尖孔
花键铣床
17 铣键槽
φ80h5外圆
立式铣床
18 车三处螺纹（与螺母配车）
锥堵顶尖孔
卧式车床
19 精磨各外圆及E、F两端面
锥堵顶尖孔
外圆磨床
20 粗、精磨两处1∶12外锥面、D端面及短锥面锥堵顶尖孔
专用组合磨床
21 精磨大端莫氏6号内锥孔（卸堵，涂色法检查）主轴颈及φ75h5外圆专用锥孔磨床
顶尖孔
多刀半自动车床
5 热处理（调质220-240HBS）
6 半精车大端各部
顶尖孔
卧式车床
7 仿形车小端各部外圆
顶尖孔
仿形车床
8 钻通孔
两端支承轴颈

机械制造工艺学第三版王先奎习题解答第三章

x
解： 1）大平面限制3个自由度 z , x , y ；锥销限制 5 个自由度 x, y, z , x, y ；两个档销限制 2 个自由度 y, z ，存在过定位。 2 ）改进：①将锥销改为浮动锥销，使 x 其只限制 , y 2个自由度；②将档销改为浮动档销，使其只限制 z 自由度。见图3-94a。
350 0.015
图3-93 a）图3-93 b）
注：还有其他改进方法，如将V形块转90°或45°放置，也可以将定位误差减小到尺寸公差的1/3。但此时会引起键槽对内孔对称度误差的较大，故不宜采用。（方案②也存在此问题）
13
z
MMT 3-5 图3-94所示零件，锥孔和各平面均已加
0 0 工好，现在铣床上铣键宽为 b－Δ b 的键槽，要求保证槽的对称线与锥孔轴线相交，且与A 0 面平行，并保证尺寸h－Δ h 。试问图示定位方案是否合理？如不合理，如何改进？
MMT
机械制造工艺学习题解答（第三章）
3-1 分析图3-90所示定位方案： ①指出各定位元件所限制的自由度； 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。 1）图 a 过三通管中心O点打一孔，使孔轴线与管轴线Ox、Oz垂直相交解：① V形块 A、B 组合限制 x , y, x, y 4 个自由度；V形块 C 本身限制 y , z z 2 个自由度，与V形块 A、B 组合一起限制 , z 2 个自由度 ② 无欠定位，无过定位
图3-96 c）
改进：1）顶销A、B做成浮动结构。
2）压板 C 右端开口缩短，使螺母松开一点就能打开。
图3-96 d）
18
MMT 3-8
用鸡心夹头夹持工件车削外圆，如图 3-97 所示。已知工件直径 d=69mm（装夹部分与车削部分直径相同），工件材料为45钢，切削用量为 ap=2mm ， f=0.5mm/r 。摩擦系数取 μ=0.2 ，安全系数取 k=1.8 ， α=90°。试计算鸡心夹头上夹紧螺栓所需作用的力矩为多少？

机械制造工艺学第3版王先奎习题解答5

5-22 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：（P253-255）机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削过程而言）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。与强迫振动相比，自激振动具有以下特征：机械加工中的自激振动是在没有外力（相对于切削过程而言）干扰下所产生的振动运动，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，这就是说颤振频率取决振动系统的固有特性。这与自由振动相似（但不相同），而与强迫振动根本不同。自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动却不因有阻尼存在而迅速衰减。
1
5-7 为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。
5-8 为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2) 温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。
5-16 机械加工中，为什么工件表层金属会产生残余应力？答：（教材 P245-247）工件表层产生残余应力的原因是：工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。（2）热态塑性变形：机械加工时，切削或磨削热使工件表面局部温升过高，引起高温塑性变形。表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力；（3）金相组织变化：切削时产生的高温会引起表面的相变。比容大的组织→比容小的组织→体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。

机械制造工艺学第3版王先奎习题解答4(精)说课材料

机械制造工艺学部分习题解答4第四章：机械加工精度及其控制（第3版P226-228）4-1车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆轴类零件的加工误差有何影响？影响程度各有何不同？答：导轨在垂直平面内的直线度引起的加工误差发生在被加工表面的切线方向上，是非敏感误差方向，对零件的加工精度影响小；导轨在水平面内的直线度引起的加工误差发生在加工表面的法线上是误差敏感方向，对加工精度影响大。

4-2试分析滚动轴承的外环内滚道及内环外滚道的形状误差（如图4-87题4-2图）所引起的主轴回转轴线的运动误差，对被加工零件精度有什么影响？答：轴承内外圈滚道的圆度误差和波度对回转精度影响，对工件回转类机床，滚动轴承内圈滚道圆度对回转精度的影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动两次。

对刀具回转类机床，外圈滚道对主轴影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动一次。

4-3试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因：1）在车床上镗孔，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差；2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔，引起内孔与外圆同轴度误差；端面与外圆的垂直度误差。

答：1）在车床上镗孔，引起加工孔的圆度误差是主轴圆跳动、刀杆刚度不足，圆柱度误差是车床导轨在水平面和垂直面的直线度误差。

2）在车床三爪卡盘上镗孔，工件同轴度误差原因可能是工件装夹误差、主轴圆跳动；端面垂直度误差原因是主轴轴向圆跳动（轴向窜动）。

4-4在车床两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现4-88a，b，c，所示误差原因是什么？可以用什么方法来减少或消除？答：a）是属于工件在切削力的做用下发生变形（工件刚度不足），可以通过改变刀具的角度来减少径向切削分力、或者加装中心架或者跟刀架来减少变形。

b）是机床受力变形所致（机床主轴和尾座的刚度不足），可以通过提高机床各部件的刚度来改变。

c）由刀具磨损引起，可以采用耐磨刀具来切削，或较少单次切削深度来提高刀具耐磨性。

4-5试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆（图4-89）时，影响直径误差的因素中，导轨在垂直面内和水平面内的弯曲，哪个影响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？答：如图4-89所示转塔车床的刀具安装在垂直面内，由于垂直面为误差敏感方向，所以导轨垂直面内的弯曲对工件直径误差影响较大。

机械制造工艺学(第三版)王先逵-课后答案_图文

第四章习题 4-6：选择粗、精加工基准
• C)图：以右孔和右端面（或内底面）为粗基准加工左端外圆（或者各外圆）、内孔和各端面（保证各表面相互位置要求的原则）；以已加工的左端外圆和端面为精基准加工右端面
第四章习题 4-9：选择粗、精加工基准
• 1）加工中心上加工：原工艺安排没有遵循先加工平面，后加工孔的原则
L3
1) 测量L，则L1，L2，L3 ， L4和L 组成尺寸链
L'
；L3为封闭环，L1为增环，L，L2 ， L4为减环
2L1
2) 若测量L′，则2L1，L3和L′组成尺寸链；L3为封闭环，2L1为增环，L′为减环
第四章习题4-15：尺寸链计算,
解答提示：——这是个公差15， L4=10 组成尺寸链，工序2，3分别保证尺寸L2 L3 ，工序1保证尺寸L1，因此L4为封闭环（间接保证的尺寸）
• 2-15如图所示床身零件，当导轨面在龙门刨床上粗刨之后便立即进行精刨。试分析若床身刚度较低，精刨后导轨面将会产生什么样的误差？
第二章补充题：
• 假设工件的刚度极大，且车床头、尾架刚度K头>K尾，试分析下列三种加工情况下，加工表面会产生何种形状误差？
• A) 加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差 • B）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对
增环：L2，H；减环L1；L3既可看成增环也可是减环（因其基本尺寸=0）
解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675
+0.0895 0
第四章习题4-18：尺寸链计算某零件的轴向尺寸如图a),轴向尺寸加工工序如图b),c),d，试校核工序图上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）

【最新试题库含答案】机械制造工艺学第三版第五章答案

机械制造工艺学第三版第五章答案：篇一：机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答机械制造工艺学习题解答第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267）5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。

5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。

(2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。

5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。

而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。

5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。

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a)
总体分析法：三爪卡盘+固定后顶尖——限制
X YZ
Y
Z
分件分析法：两三者爪一卡起盘限—制—五个Y自Z由；度固定X后顶Y尖Z—Y— ZX
Y
Z
无过定位，欠定位

d) 总体分析法：前后圆锥销——
Y Z Y Z
分件分析法：前圆锥销——限制
X
Y
第一章 1-11题——确定加工图示待加工表面应限制的自由度数
a) 限制五个自由度 X Y Z X Y
保证尺寸l——限制沿X移动；绕X转动保证尺寸a——限制沿Z移动；保证孔轴线通过外圆轴线平面——限制
沿Y移动保证孔轴线与底面垂直——限制绕Y转
动。
b) 六个自由度都必须限制保证尺寸l——限制沿Y移动；保证尺寸h——限制沿Z移动；保证槽底与轴线平行——限制绕X，Y转动保证对称度 —— 限制沿 X 移动和Z转动；
定位方案1：选用A面为主要定位基准，限制三个自由度（保证尺寸40以及加工孔轴线与底面平行）；以Φ30孔为第二基准，用短圆柱销定位，保证尺寸30；用棱形销给Φ10孔定位，保证加工孔轴线与工件的对称线垂直。
c) 弹性夹头限制工件四个自由度： Y Z Y Z
（前后顶尖限制弹性夹头五个自由度：
X
Y
Z
YZ
无过定位，欠定位
• F) 总体分析：共限制六个自由度 X Y Z Y Z X
分体分析：底面三个支承钉，限制三个自由度：Z Y X 后面两个支承钉，限制：X Z 棱形销限制：Y
第一章补充题：根据工件加工面的技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案
第二章习题：2-3, 2-4
2-3 试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因： 1)在车床上镗孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。 2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔时，引起内孔与外圆同轴度误差；端面与外圆的垂直度误差。 2-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图3-80a,b,c 所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除
Z；
浮动后圆锥销——限制 X Y
两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z 无过定位，欠定位

b) 前后顶尖——总体分析法：前后顶尖—— X Y Z Y Z
分件分析法：前顶尖限制——
X
Y
Z
；

浮动后顶尖——限制 X Y
两者一起限制五个自由度，无过定位，欠定位

共限制六个自由度，无过定位，无欠定位
• •
E) 三个短V形块共限制六个自由度 X
分体分析：前后两块组合限制：

X
Y Z
ZX
Y
Z
Z
X

•
右侧Ｖ形块限制 Y ；与前后Ｖ形块组合限制：Y
•
无过定位，无欠定位
第一章
第一章补充题：根据工件加工技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案
• 2-15如图所示床身零件，当导轨面在龙门刨床上粗刨之后便立即进行精刨。试分析若床身刚度较低，精刨后导轨面将会产生什么样的误差？
第二章补充题：
• 假设工件的刚度极大，且车床头、尾架刚度K头>K尾，试分析下列三种加工情况下，加工表面会产生何种形状误差？
• A) 加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差 • B）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对
• 1）轴向：下列三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形； K头 >K尾而使靠近尾架处直径>靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形；
• 2）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷
• 采取的措施：无进给多次走刀；控制砂轮超出量，并使砂轮在各处停留时间均匀；尽量磨削后再加工键槽
• 在车床上加工心轴，粗、精车外圆及台肩面，经检测发现外圆面有圆柱度误差，台肩面对外圆轴线有垂直度误差，试从机床几何误差的影响，分析产生以上误差的主要原因
第二章补充题：图示零件的A、B、C面， Φ10H7及Φ30H7孔均已加工。试分析加工Φ12H 时，选用哪些表面定位最合理？为什么？分析：应限制的自由度数为：除沿Φ12轴线方向的移动外的其余5
限制五个自由度
X
Y
X
Y
Z
保证尺寸l，h，l2——限制三个移动；
保证尺寸l——限制沿X移动；
保证与基准A平行度——限制绕Z转动。
保证与左孔的平行度——限制绕
保证与底面平行——限制绕X，Y转动。
X，Y转动
保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；
第一章 1-12题
第二章补充题：
• 加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加工后通槽侧面与工件侧面A平行度误差的主要因素
1. 夹具左侧定位元件的定位表面与定向键槽侧面间的平行度误差 2. 夹具定位键与铣床工作台T形槽之间的配合间隙 3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
第二章补充题：
中心架与跟刀架
第二章习题：2-11, 2-12
2-11 试说明磨削外圆时，使用死顶尖的目的是什么？哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差
2-12在车床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的内外圆柱表面时，加工内孔表面的走刀次数往往多于外圆,试分析其原因
第二章习题：2-14, 2-15
• 2-14在卧式铣床上铣削键槽，经测量发现靠工件两端深度大于中间，且都比调整的深度尺寸小。试分析这一现象的原因。
角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误差 • C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍形，产生圆柱度误差
第二章补充题：
• 外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架刚度K头>K尾，试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被加工轴颈在轴向和径向将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕加工后的形状精度？
解：(a)为保证尺寸100,限制___；为保证对称度,限制___；为保证垂直度（或平行度）,限制____
定位方案:
(b) 为保证尺寸15,限制___ ；为保证对称度,限制___；为保证垂直度,限制_____
定位方案:
(a)
(b)
第一章补充题：根据工件加工面的技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案