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机械制造技术基础(第2版)第四章课后习题答案

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1 《机械制造技术基础》部分习题参考解答 第四章 机械加工质量及其控制 4-1 什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？ 解：主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。 车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。

4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。 答：在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转，在F作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。

4-3 为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？ 答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。

4-4 某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。 解：根据p152关于机床导轨误差的分析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。

水平面内：0.0151500.002251000Rymm；

垂直面内：227()0.025150/602.341021000zRRmm，非常小可忽略不计。 所以，该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225Rmm。 2

4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm、长为1200mm的长轴外圆。已知：工件材料为45钢；切削用量为：vc=120m/min，ap=0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。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误差值。 解：根据p154公式(4-2)，

01000

NBKlNBNB 根据题意，切削50个工件的切削长度：120050lDf

查p155表4-1得，YT15刀具切45钢时，NB0=8μm，KNB=8μm/km；

则1200860500.28460 μm10001000NB=0.46mm 工件直径增大至：60+2×0.46=60.92mm， 直径误差0.92mm。 4-6 成批生产图4-69图所示零件，设A、B两尺寸已加工至规定尺寸，今以底面定位镗E孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。

习题4-6图 解：假定孔E的中心至定位面距离为F±TF/2，则F和A、B、C组成一直线尺寸链，F为封闭环，A、C为增环，B为减环。 F =A – B + C 封闭环公差jbFABCTTTT，这是基准不重合误差，假定定位基准制造误差为0，则定位误差为：dwjbjwFT

4-7 按图4-70所示方式定位在立式铣床上铣槽，其主要技术要求为： （1）槽宽 00.04312bmm。 （2）槽距尺寸 00.2120lmm。 （3）槽底位置尺寸为 00.1634.8hmm。 3

（4）槽两侧面对外圆轴线的对称度公差 0.01emm。 已知：外圆尺寸00.01640mm与内孔尺寸0.021020mm均已加工至规定尺寸，内外圆的径向圆跳动公差值为0.02mm。试分析计算该工序的定位误差。

习题4-7图 解：(1) 在工件轴向00.2120lmm，定位基准与设计基准重合，无定位误差。 (2)在工件径向：00.1634.8hmm定位误差分析： 定位基准与设计基准不重合，并有内外圆的径向跳动公差T(c)=0.02；

400.016()0.020.02822jbTTcmm

工件用内孔和心轴定位，并处于水平心轴位置，按p158公式(4-4)则定位误差为： 1()2jwDdsTT

其中TD=0.021mm，定位心轴0.0070.02020620gmm，Td=0.013mm； minmax20(200.007)0.007sDdmm，代入上式可得

1(0.0210.0130.007)0.02052jwmm

所以，径向定位误差为：0.0280.02050.0485dwjbjwmm (3) 键槽对称度e=0.01mm的影响分析： 外圆轴线是键槽对称度的基准轴线，故对称度对h方向尺寸定位误差没有影响。

4-8 习题4-8 图a)所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸00.180mm，试分别计算习题4-8 图b)、c)两种定位方案的定位误差。 4

习题4-8图 解：图b)定位误差分析： 在y方向：没有基准转换误差，考虑定位元件无制造误差，则在y方向定位误差为0。 在x方向：工件外圆公差0.1Tmm对键槽加工有影响，/20.05dwxTmm，由于对称度要求为0.2，x向定位误差小于对称度要求，故该方案符合要求。 图c)定位误差分析： 按教材p160图4-15 b)的分析结果公式(4-7)，定位误差为

010.11110.020712sin(/2)2sin(90/2)ddwT



mm

4-9 习题4-9图所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸0.2038.5mmH。已知：00.0250.1080mm, 35mmdD。若不计内孔与外圆同轴度误差

的影响试求此工序的定位误差。 解：如习题4-9图所示，外圆公差Td=0.1mm；内孔公差：TD=0.025mm。 由外圆公差引起的工件中心的变化量可按教材p160公式(4-17)计算：

1010.11110.020712sin(/2)2sin(90/2)ddwT





mm

考虑外圆和内孔无同轴度误差，所以孔的公差变化引起的定位误差为： 20.0250.012522DdwTmm

所以，该工序尺寸H的定位误差为：12()0.03321dwdwdwHmm。

4-10 按习题4-10图所示方式定位加工孔0.045020mm，要求孔对外圆的同轴度公差为0.03mm。已知：00.1460mm, (300.07)mmdb。试分析计算此定位方案的定位误差。 5

习题4-9图 习题4-10图 解：如习题4-10图所示，0.14mm, 0.045mm, 0.14mmdbTTT， 只考虑V型块定位时，定位误差按教材p160公式(4-17)计算：

010.141110.028992sin(/2)2sin(90/2)ddwyT



mm

当尺寸b变化时，在x方向产生的误差为： 0.14dwxbTmm

两部分作用几何和为实际的定位误差，

22220.028990.140.1430dwdwydwxmm

4-11 习题4-11图所示工件以大外圆表面及端面M作定位表面，在小外圆上铣键槽，要保证尺寸H、L。已知：0000.1510.1220.1655mm, 40mm, 60mmAdd，大、小外圆的同轴度误差o0.05mm, =90t，试分析计算该工序的定位误差。

习题4-11图 解：该题与4-9题类似，不过要考虑在直径方向同轴度的影响。 Td1=0.12mm；Td2=0.16mm。 外圆d2产生的定位误差按教材p160公式(4-17)计算： 6

2010.161110.033142sin(/2)2sin(90/2)ddwdT



mm

外圆d1产生的定位误差为：11/20.06dwddTmm； 同轴度产生的定位误差为：0.05dwtmm； 所以，该工序工位误差为：210.14314dwdwddwddwtmm。

4-12 习题4-12图所示工件采用V形块（夹角o90）定位，加工两个直径为φ10mm的小孔。已知：外圆直径尺寸00.180dmm，内孔尺寸0.2050Dmm，内孔与外圆的同轴度误差t =0.05mm，内孔中心线是工序尺寸R的工序基准，o30。试分析计算加工O1孔的定位误差。

习题4-12图 解：根据题意，Td=0.1mm，TD=0.2mm。定位误差分为几个部分。 外圆引起的定位误差按教材p160公式(4-17)计算：

1010.11110.020712sin(/2)2sin(90/2)ddwT





mm

同轴度引起的定位误差为：20.05dwtmm。 考虑到R和β没有误差，所以O1的定位误差与O相同；定位误差为

120.020710.050.07071dwdwdwmm。

4-13 在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别产生了如习题4-13图所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的主要原因。

习题4-13图 解：产生图a)的原因主要是：工件刚性差，而机床刚性很好；

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机械制造技术基础习题答案

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《机械制造技术基础》习题课
4-16 加工一批工件的外圆，图样要求尺寸为 Φ30±0.07mm，加工后测得本工序按正态分布，有 8%不合格品，且其中一半为可修复不合格品。试分析 该工序的工序能力。 解：已知工序能力为：Cp=T/6σ,故需求σ值。 根据z=(x-μ)/σ，因此，且由题意可知合格率 为92%，且分散范围中心与公差带中心重合，故有： F(z)=0.42，查表可得：z=1.4 由题意可知（x-μ)=0.07，故可得：σ=0.05 由此可得：Cp=0.14/6×0.5=0.467≤0.67， 为四级。工序能力很差，必须加以改进。
c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距 离及平行度，并与毛坯外圆同轴； ① 大平面限制沿Z轴 移动和绕X、Y轴转动共 3个自由度；圆柱销限 制沿X、Y轴的2个移动 自由度；V形块限制沿 X轴的移动和绕Z轴转 动的2个自由度。
② X 自由度被重复限制，属过定位。 ③ 将V形块改为在 X 方向浮动的定位形式。
《机械制造技术基础》习题课
b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；
① 圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4 个自由度；端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动 共3个自由度。 ② 绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制，属过定位。 ③ 在端面处加球面垫圈，采用自位支承消除过定位。
《机械制造技术基础》习题课
《机械制造技术基础》习题课
2—13、试分析图2.43所示各定位方案中：① 各定位 元件限制的自由度；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。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；
① 三爪卡盘限制Y、 X2个移动自由度，前 后顶尖限制除绕Z轴 的主动以外的其余5 个自由度。
② X、Y的2个移动自由度被重复限制，属过定位。 ③ 去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。
机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章

机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第四章


4-11：
解：（1）加工B面时，设计基准为D面，定位基准为 D面∴Δjb=0 又∵D面采用双支撑板定位，B方向上 Δju=0 ∴B向加工误差Δdu=0 ∴满足要求
（2）加工A面时 设计基准为孔轴 定位基准为C Δjb=0.04 调刀基准与定位基准的误差为 Δjw=0.02×2=0.04∴A的加工误差 Δjw=0.04+0.04=0.08＞0.01/3
4-1机床夹具有那几部分组成？各部分起什么作用？
答：（1）定位元件——使工件在夹具中有准确的位置， 起到定位作用。
（2）夹紧装置——提供夹紧力，使工件保持在正确 的位置保持不动。
（3）对刀元件——为刀具相位于夹具的调整提供根 据。
4-1机床夹具有那几部分组成？各部分起什么作用？
（4）引导元件——决定刀具相对于夹具的位置 （5）其他装置——分度等。 （6）连接原件和连接表面——将夹具连接在工作台上。 （7）夹具体——将各夹具元件装配成一个整体。
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理是什么？ （1）
答：（1）用找正法装夹工件——原理：根据关键 的一个或几个用划针或指示表找正工件准确位置再夹 紧，有先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然 后再按划出的线痕进行找正实现装夹。
4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理 是什么？（2）
（2）用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确加 工位置，而且夹具相对于机床保证有准确的相对位置，而夹 具结构保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表 面之间的相对位置准确，使刀具相对有关定位元件和定位工 作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表 面对工件定位基准的位置尺寸。
答：d.长V铁 y z y z 支撑钉 x
e.两平行V铁
华南理工大学机械制造技术基础第4章习题

华南理工大学机械制造技术基础第4章习题

第5 章例题[ 例题5.1 ] 表格应用的举例：要求孔的加工精度为H7 级，粗糙度Ra=1.6 ～3.2 μ m ，确定孔的加工方案。

解答：根据教科书表5-8 给出的经济加工方案，可有下面四种方法：•钻—扩—粗铰—精铰；•粗镗—半精镗—精镗；•粗镗—半精镗—粗磨—精磨；•钻（扩）—拉。

方案（1 ）用得最多，在大批大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。

该方案一般用于加工小于80mm 的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。

方案（2 ）用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。

方案（3 ）适用于淬火的工件。

方案（4 ）适用于成批或大量生产的中、小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。

【例题 5.4 】图 5 —22a , 在坐标镗床上加工箱体零件上的两个孔, 中心距为水平夹角为。

求坐标尺寸的基本尺寸及公差。

解: ①画出尺寸链图。

由尺寸组成一平面尺寸链( 图5 — 22b) 。

②中心距是封闭环。

在加工中是由间接得到的, 是组成环。

此题是已知封闭环求组成环的反问题。

图5-22 坐标尺寸计算③计算计算平面尺寸链时, 将各组成环向封闭环做投影, 分别为构成了新的尺寸链且是线性尺寸链。

基本尺寸：=100公差：设本例题采用等公差法进行计算。

因故公差带按对称分布, 则有: = 86.6 ，【例题5.5 】已知一尺寸链, 如图 5 —25, 各环尺寸为正态分布, 废品率为0.27% 。

求封闭环公差值及公差带分布。

图5-25 概率法解尺寸链解: 因各组成环是正态分布, 故。

在尺寸链中为封闭环，A 1 、A 2 为增环，A 3 、A 4 、A 5 为减环。

各组成环公差分别为：各组成环的中间偏差分别为：封闭环公差为：封闭环公差带分布为：因此, 封闭环尺寸为封闭环的尺寸、偏差的分布情况见图5 — 26 。

机械制造技术基础课后答案(2)复习过程

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机械制造技术基础课后习题答案第一章机械加工方法1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同?答：1加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约故可加工超硬脆材料和精密微细的零件。

2加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料而不是靠机械能切除多余材料。

3加工机理不同于一般金属切削加工不产生宏观切削不产生强烈的弹、塑性变形故可获得很低的表面粗糙度其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。

4加工能量易于控制和转换故加工范围光、适应性强。

1-2 简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。

答：1电火花加工放电过程极为短促具有爆炸性。

爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面被液体介质迅速冷却凝固继而从两极间被冲走。

每次电火花放电后是工件表面形成一个凹坑。

在进给机构的控制下工具电极的不断进给脉冲放电将不断进行下去无数个点蚀小坑将重叠在工件上。

最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工件上。

生产中可以通过控制极性和脉冲的长短放点持续时间的长短控制加工过程。

适应性强任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料只要能导电都可以加工如淬火钢和硬质合金等电火花加工中材料去出是靠放电时的电热作用实现的材料可加工行主要取决于材料的导电性及热学特性不受工件的材料硬度限制。

2电解加工将电镀材料做阳极接电源正极工件作阴极放入电解液并接通直流电源后作为阳极的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。

并由电解液将其溶解物迅速冲走从而达到尺寸加工目的。

应用范围管可加工任何高硬度、高强度。

高韧性的难加工金属材料并能意见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔如锻模、叶片3激光加工通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑再次高温下任何坚硬的材料都将瞬间几句熔化和蒸发并产生强烈的冲击波是融化的物质爆炸式的喷射去处。

激光束的功率很高几乎对任何难度加工的金属和非金属材料如皋熔点材料、内热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料都可以加工也可以加工异型孔。