机械制造工艺学习题参考解答(部分)总结————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：外圆2限制了x 、y，（用扁V 形铁，自动定心） (b) 应限制全部6个自由度槽1（用短圆销）限制y，平面2（用支承钉） 限制y，外圆面3（用厚 V 形铁）限制x 、z 、x 、z(c) 限制所有6个自由度平面1限制（三个支承钉或平板）z 、x 、y平面2限制（用支承条）x 、z， 平面3限制（一个支承钉）y。

(d) 应限制全部6个自由度。

底面1限制（用支承板）z 、x 、y， 孔2限制（用短圆销）x 、y，外圆弧3限制（用扁V 形铁，x 可移动的）z。

1-10 根据六点定位原理，分析各图示定位 方案，并判断各定位元件分别限制了哪些 自由度？答： (a)左端卡盘限制z 、y，右端尾顶尖 限制x 、y 、z，共限制5个自由度； (b)左端顶尖限制x 、y 、 z，右端滑动 顶尖限制y 、z，共限制5个自由度； (c)心轴+开口弹性套限制y 、 z 、y 、z4个自由度；(d)左端圆锥销限制x 、y 、 z，右端滑 动圆锥销限制y、z，共限制5个自由度； (e)左侧两个短V 形块限制x 、y 、x 、y4个自由度，右侧一个短V 形块限制z、z2个自由度，共限制6个自由度，完全定位；(f) 底面两块长支撑板限制 z 、x 、y ，侧面下端两个支撑钉限制x 、z ，侧面上端菱形销限制y，共限制6个自由度，完全定位。

第四章4－3简述机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容。

答：P.12。

优质、高生产率、低成本、利用现有生产条件和减轻工人劳动强度； 步骤与内容（10项标题，简写）.4-4 试分析图示零件有哪些结构工艺性问题并提出正确的改正意见。

答：修改意见： (1) 螺纹处有退刀槽、倒角；(2) 两处轴颈（Ra0.4）处有砂轮越程槽，并取一致的尺寸；(3) 两处键槽应在同一侧面且尺寸（宽度）一致，一处（小端）可做成一头通槽； (4) 凡是装配零件处端面（包括前螺纹端面）都应有倒角（共加四处）； (5) 装零件处应有轴向定位结构（加大直径处的台阶）；少一处装轴承的台阶； (6) 两端有顶尖孔。

4-6试分别选择图示各零件的粗、精基准。

答：(a) 齿轮：（1）粗基准为外圆和左端面；（2）精基准是外圆和右端面；（3）以内孔、右端面为基准加工齿轮齿面。

c)飞轮：（1）以不加工内面为粗基准。

右端内孔及内段粗定位，加工小端外圆、端面等；（2）加工后的小端外圆及端面为精基准，加工大端外圆等。

4-8 在大批量生产条件下，加工一批直径为000825.0-φmm ，长度为58mm 的光轴，其表面粗糙度Ra<0.16µm ，材料为45钢，试安排其加工路线。

答：加工路线：车端面打中心孔→粗车→半精车→热处理→粗磨→精磨→超精加工4-9图1—95所示箱体零件，有两种工艺安排如下：1)在加工中心上加工：粗、精铣底面；粗、精铣顶面；粗镗、半精镗、精镗≯80H7孔和≠60H7孔；粗、精铣两端面。

2)在流水线上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗铣、 精铣两端面；粗镗、半精镗声80H7孔和≠60H7孔，留精镗 余量；粗刨、半精刨、精刨顶面；精镗声80H7孔和j560H7孔 ；精刨底面。

试分别分析上述两种工艺安排有无问题，若有问题请提出改进意见。

答：(1)应粗精分开；(2) 应精刨底面后再精镗80φH7和60φH7孔。

1-18图1—96所示小轴系大量生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、 精车、淬火、粗磨、精磨后达到图纸要求。

现给出各工序的加工 余量及工序尺寸公差如表1-27。

毛坯的尺寸公差为±1.5mm 。

试计算工序尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量 和最小余量。

答：列表解：注：毛坯尺寸圆整为35；精磨工序的最大余量为（0.1+0.013）/2=0.0565mm ，精磨工序的最小余量为（0.1-0.033）/2=0.0335mm1-19欲在某工件上加工¢72.50.03+mm 孔，其材料为45钢，加工工序为：扩孔；粗镗孔；半精镗、精镗孔；精磨孔。

已知各工序尺寸及公差如下：精磨—¢72.50.030+mm ； 精镗—¢71.80.046+mm ； 半精镗—¢70.50.19+mm ；粗镗—¢680.3+mm ； 扩孔—¢640.46+mm ； 模锻孔—¢5912-+mm 。

试计算各工序加工余量及余量公差。

答：列表解：余量公差=本道工序尺寸公差+上道工序尺寸公差4-4-1-20 在图1—97所示工件中，L l =700.0250.050--mm ，L 2=6000.025- mm ，L 3=200.150+mm ，L 3不便直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。

L1L2L3Lx答：作尺寸链图, L 3为封闭环，L x 、L 2为增环，L 1为减环。

列表解：解得Lx=10.0030+（测量尺寸）。

1-21 图4-74为某零件的一个视图，图中槽深为53.00+mm ，该尺寸不便直接测量，为检验槽深是否合格，可直接测量哪些尺寸?试标出它们的尺寸及公差。

答：(1)若测量L 3，画尺寸链图，L 0为封闭环, L 2’、L 同为增环，L 1’、L 3（待求）为减环。

列表解：公称尺寸 ES EI L 2’ 45 0 -0.05 L 同 0 +0.025 -0.025 L 1’ -30 0 -0.025 L 3（待求） -10+0.275 +0.1 L 05+0.3测量尺寸L 3=101.0275.0--（2）若测量L 4，画尺寸链图，L 0为封闭环, L 2为增环，L 4为减环。

列表解：L 0L 3L 1'L 同L 2'L 0L 2L 44-4-公称尺寸 ES EI L 2 90 0 -0.1 L 4（待求） -85+0.3 +0.1 L 05+0.3测量尺寸L 4=851.03.0--4-16图4-76所示小轴的部分工艺过程为：车外圆至¢30.500.1-mm ，铣键槽深度为H TH+，热处理，磨外圆至¢300.0360.015++mm 。

设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为¢0.05mm ，求保证键槽深度为40.20+mm 的铣槽深度H TH+。

答：画尺寸链图，L 0为封闭环, H 、L 2为增环，L 1、L 同为减环。

列表解：公称尺寸 ES EI H （待求） 4.25+0.107 +0.0175 L 1 -15.25 +0.05 0 L 同 0 +0.025 -0.025 L 2 15 +0.018 +0.0075 L 04+0.2 0铣槽尺寸H=107.00175.025.4++=4.26750895.00+4-17一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至¢20.600.04-mm ，渗碳淬火，磨外圆至¢2000.02-mm 。

试计算保证淬火层深度为0.7～1.0mm 的渗碳工序渗入深度t 。

答：画尺寸链图，L 0为封闭环, t 、L 2为增环，L 1为减环。

列表解：公称尺寸 ES EI t （待求） 1.0+0.28 +0.01 L 1 -10.3 +0.02 0 L 2 10 0 -0.01 L 00.7+0.3铣槽尺寸t=28.001.00.1++L 0t L 2L 1L 0HL 2L 同L 1第二章2-1分析图2—94所列定位方案：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。

图a)过三通管中心o 打一孔，使孔轴线与管轴线ox 、oz 垂直相交； 图b) 车外圆，保证外圆与内孔同轴； 图c) 车阶梯轴外圆；图d) 在圆盘零件上钻孔，保证孔与外圆同轴；图e) 钻铰连杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔的平行度。

答：a)合理，三个短V 型块各限制2个自由度，完全定位；b)合理，内孔长心轴限制x 、y 、 x 、y 四个自由度，小端面限制z自由度；c)过定位，左、右顶尖各限制3个自由度，左端卡盘（短）限制2个自由度，可将左端顶尖去除； d)合理，底面限制z 、x 、y 自由度，左端V 型块限制x 、y自由度，右端V 型块起夹紧作用； e)过定位，底面限制z 、x 、y 自由度，左端圆柱销x 、y 自由度，右端V 型块限制x 、z 自由度，x向过定位。

将右端V 型块改为沿x 方向自由移动方式，仅定位z。

2-2 分析图2—95所列加工中零件必须限制的自由度，选择定位基准和定位元件，并在图中示意画出；确定夹紧力作用点的位置和作用方向，并用规定的符号在图中标出。

图a) 过球心打一孔；图b) 加工齿轮坯两端面，要求保证尺寸A 及两端面与内孔的垂直度； 图c) 在小轴上铣槽，保证尺寸H 和L ； 图d) 过轴心打通孔，保证尺寸L ；图e) 在支座零件上加工两通孔，保证尺寸A 和H 。

答：(a) 限制x 、y2个自由度； (b) 限制x 、y 、z 、x 、y5个自由度； (c) 限制y 、z 、x 、y 、z5个自由度； (d) 限制x 、y 、z 、x 、z5个自由度； (e) 限制x 、y 、z 、x 、y 、z6个自由度。

2-3图2—96a 所示套筒零件上铣键槽，要保证尺寸5400.14-mm 及对称度。

现有三种定位方案，分别如图b 、c 、d 所示。

试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)。

答：方案(b)：对尺寸014.054-，=-=-=+=]1sin451[21.0]12sin1[2T 0d αδδδ不重合位定0.0207对槽对称度，0=≡δ方案(c) 对尺寸014.054-，不重合位定δδδ+= 指定边接触（上母线），位δ=01.0)03.002.0(21e )T T (21D ++=++心轴，式中D T 为零件内孔公差，e 为心轴与内孔的最小间隙。

不重合δ=d T 21=1.021⨯不重合位定δδδ+==0.085对槽对称度，=+=≡不重合位δδδ0方案(d) 对尺寸014.054-，不重合位定δδδ+==0+0=0 对槽对称度，=+=≡不重合位δδδ0+d T 21=1.021⨯=0.0501.03/03.0=〉方案(b)最优。

2-4图2—97所示齿轮坯，内孔和外圆已加工合格(d=8000.1-mm ，D=350.0250+mm)，现在插床上用调整法加工内键槽，要求保证尺寸H=38.50.2+mm 。

试分析采用图示定位方法能否满足加工要求(要求定位误差不大于工件尺寸公差的1／3)?若不能满足，应如何改进?(忽略外圆与内孔的同轴度误差) 答： 位δ=2sin12T dα⨯=220.1⨯=0.0707， 不重合δ=D T 21=0125.0025.021=⨯两者无关，不重合位定δδδ+==0.08323/2.0〉，定位方案不合理。