机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答.docx
(精品)机械制造工艺学(第三版)王先逵_课后答案
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：三爪卡盘——
YZ；固定后顶尖——
X
Y
Z
两者一起限制五个自由度
X YZYZ
无过定位，欠定位
d) 总体分析法：前后圆锥销——
Y ZY Z
分件分析法：前圆锥销——限制 X Y Z；
• A)图：以外圆面和左端面为粗基准 加工A面和内孔，一次装夹完成， 用机床精度保证垂直度公差；以内 孔和A面为精基准加工外圆和另一 端面
• B)图：液压缸希望壁厚均匀，以不 加工左端外圆和左端面为粗基准， （外圆面被夹持面长，限制了四个 自由度）加工右端阶梯孔和端面； 以已加工的孔和端面为精基准加工 左端外圆和孔及环槽
第四章习题 4-5
I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准
• 粗基准——以孔I为粗基准，加工与 导轨两侧接触的两平面———遵循 保证加工余量合理分配的原则
• 精基准——以与导轨两侧接触的两 平面为精基准，加工I孔和其它孔以 及上顶面，遵循基准统一原则和基 准重合原则
第四章习题 4-6：选择粗、精加工基 准
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：
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
机械制造工艺学(第三版)王先逵_课后答案
保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；
第一章 1-12题
a)
总体分析法：三爪卡盘+固定后顶尖——限制 X Y Z ；固定后顶尖—— 分件分析法：三爪卡盘—— YZ X 两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z Y ZY Z 总体分析法：前后圆锥销—— 分件分析法：前圆锥销——限制 X Y 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
L2=0±0.025 L4=4+0.20和H组成尺寸链，直接 可以保证的尺寸有L1，L2 ，L3，H；L4为封
闭环（间接保证的尺寸）
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
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：
• 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
解尺寸链得： L=130±0.04mm， 50±0.04mm
解: (2)直接测量的尺寸为：A1 ，及两孔直径，尺寸80 ±0.08 在测量工序中是间接得到的，因 此是封闭环是80 ±0.08
80 A1 7.5 7.5 0.08 0 0 EI A
0 05 A1 650..08 m m
无过定位，欠定位
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。
机械制造工艺学王先逵课后答案
（前后顶尖限制弹性夹头五个自由度：
无过定位，欠定位
机械制造工艺学王先逵课后答案
• F) 总体分析：共限制六个自由度
分体分析：底面三个支承钉，限制三个自由度：
后面两个支承钉，限制：
棱形销限制：
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
• 分体分析：前后两块组合限制：
•
问题：定位方案1、2哪个较好？
定位方案2：用A面为主要定位基准；用棱形销给Φ30定位，限制左右 移动；用两支承钉给B或C面定位，限制前后机移械制动造工和艺学一王先个逵课转后答动案
第四章习题 4-5 I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准
• 粗基准——以孔I为粗基准，加工与 导轨两侧接触的两平面———遵循 保证加工余量合理分配的原则
L4
L3
L2
L1
机械制造工艺学王先逵课后答案
第四章习题4-14：尺寸链计 算
L3
L
L1
L2
L4
解答提示：——可测量L或者L’；
L1=45
0 -0.05
L2=30
+0.025 0
L3=5+0.30
L4=0±0.25
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
d) 总体分析法：前后圆锥销——
分件分析法：前圆锥销——限制
；
浮动后圆锥销——限制
两者一起限制五个自由度
机械制无造工过艺学定王先位逵课，后欠答案定位
b) 前后顶尖——总体分析法：前后顶尖——
分件分析法：前顶尖限制——
机械制造工艺学(第三版)王先逵-课后答案48页PPT
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
机械制造工艺学(第三版)王先逵-来自后 答案1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
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）
机械工艺学课后习题(王先逵)
机械工艺学课后习题(王先逵)把机械工艺学课后习题教材：王先逵机械制造工艺学机械工业出版社2006.1第一章：1-4从材料的成形机理来分析，加工工艺方法可以分为哪几类？它们各有何特点？答：根据材料的成形机理，加工工艺方法可以分为去除加工，结合加工和变形加工。
去除加工又称分离加工，其特点是从工件上去除一部分材料成形；结合加工是一种堆积成形、分层制造方法，其特点是利用物理和化学的方法将相同材料或不同材料结合在一起而成形；变形加工又称流动加工，其特点是利用力、热、分子运动等手段使工件产生变形，改变其尺寸、形状和性能。
1-6什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺系统？答：机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。
由于制造技术的不断发展，现在所说的加工方法除切削和磨削外，还包括电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工以及化学加工等几乎所有加工方法。
零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系统，由物质分系统、能量分系统和信息分系统组成。
1-7什么是工序、安装、工位、工步和走刀？答：工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工具连续完成的那一部分工艺过程；安装是指工序中每一次装夹下完成的那一部分工艺过程；工位是指工件的每一次安装中通过分度（或移位）装置使工件相对于机床床身变换加工位置的每一个加工位置上的工艺过程；工步是指工位中加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工艺过程；走刀是指在加工表面上切削一次所完成的工步内容。
1-8某机床厂年产CA6140车床2000台，已知每台车床只有1根主轴，主轴零件的备品率为14%，机械加工费品率为4%，试计算机床主轴零件的年生产纲领。
从生产纲领来分析，试说明主轴零件属于何种生产类型？其工艺有何特点？若1年按282个工作日，一月按26个工作日来计算，试计算主轴零件月平均生产批量。
机械制造工艺学(王先逵)第五章参考答案(部分)
5-4 装配尺寸链是如何构成的?装配尺寸链封闭环是如何确定的?它与工艺尺寸链的封闭环有何区别?(在机器的装配关系中），装配尺寸链由相关零件的尺寸或相互位置关系构成。
装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。
装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。
装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。
工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。
工艺尺寸指工艺尺寸，定位尺寸与基准尺寸等。
5-5 在查找装配尺寸链时应注意哪些原则?(1)装配尺寸链应进行必要的简化机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影响的因素很多，在查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。
(2)装配尺寸链组成的“一件一环”由尺寸链的基本理论可知，在装配精度既定的条件，组成环数越少，则各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。
这样，在产品结构设计时，在满足产品工作性能的条件下，应尽量简化产品结构，使影响产品装配精度的零件数尽量减少。
在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列人装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。
这样，组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。
(3))装配尺寸链的“方向性”在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。
5-6 保证装配精度的方法有哪几种?各适用于什么装配场合?保证产品装配精度的方法有：互换法、选择法、修配法和调整法。
互换装配法是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。
产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零件的加工精度，装配时不经任何调整和修配，就可以达到装配精度。
根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和大数互换法。
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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=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。
答上根据教材P2站舍式，表面粗桂度的佶算直为
5-4高速精镯呆谓工件的内孔时，采用主値角κ,=75%副⅛‰∕=15o fi⅛W<J 尖刀，当加工表面粗糙度 要求R 尸3」—.3 UnL 时.问：
⑴衽不考虑工祥材料塑性变形对表而粗糙度影哨的杀件下「进骼量f 应选择多大T
（2）分析室际加工表面粗糙度与计算值是否相同，为什么？
P ）进给量f 越小’表面祖糙度值是胥越小？
备 ⑴根据教材P2阳公式,H= -------------- - ------- 可以导出：∕ = H （cct κr +cot κJ
COt K Λ + COtK r
耽 H=23∙2nm∙则 匸0,QQ32 （1 tan75+l.tanl53 =0,013mm
（2）分析实际加工表E⅛⅛⅛-⅛计算渲不同'其頰因是材料有塑性变形，还有弹性恢复锌=
⑶ 在主谍甬因健角前定的皤况下，i⅞给量子越丿卜 表K⅛¾⅛t⅛就越小，
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）。
0.00667nInl = ⅛.6^μπι
H
0.4: s7J
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。
5-11 什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？
答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1）如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度（碳钢的相变温度为720C ,但已超过马氏体的转变温度（中碳钢为300 C,工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为回火烧伤。
2）如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为淬火烧伤。
3）如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。
5-12为什么磨削容易产生烧伤？如果工件材料和磨削用量无法改变，减轻烧伤现象的最佳途径是什么？
答（P243-244）:磨削容易产生烧伤的原因是：磨削速度高、消耗功率大；砂轮磨粒导热性差，为天然负前角、磨削力大，磨削温度高。
如果工件材料和磨削用量无法改变，减轻烧伤最有效的方法是改善冷却条件，如选择内冷却砂轮或者开槽砂轮，使冷却液能够进入磨削区域；还需要合理选择砂轮硬度、结合剂和组织等。
5-14磨削外圆表面时，如果同时提高工件和砂轮的速度，为什么能够减轻烧伤且又不会增大表面粗糙度？
答：（P243-244）增大工件的回转速度Vw,磨削表面的温度会升高，但其增长速度与磨削背吃刀量ap 的影响相比小得多；且Vw 越大，热量越不容易传入工件内层, 具有减小烧伤层深度的作用。
增大工件速度VW当然会使表面粗糙度增大，为了弥补这一缺陷，可以相应提高砂轮速度Vs,实践证明，同时提高砂轮速度VS和工件速度Vw，可以避免产生烧伤。
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：
（1）冷态塑性变形：机械加工时，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
5-17 试述加工表面产生压缩残余应力的原因，试述表面产生拉伸残余应力的原因。
答：( P245-246)
A.加工表面产生压缩残余应力的原因：(1)机械加工时加工表面的金属层内产生塑性变形，使表层金属的比容增大。
由于塑性变形只在表面层中产生，这样就在表面层内产生了压缩残余应力；(2)当刀具从被加工表面上切除金属时，表层的纤维被拉长，刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用；刀具切离后，弹性变形将逐渐恢复，而塑性变形不能恢复，表面层金属拉伸塑性变形，受到与它相连的里层未发生塑性变形金属的阻碍，因此就在表层金属中产生了压缩残余应力。
B.表面产生拉伸残余应力的原因：(1)在机械加工中，切削区会产生大量的切削热，工件表面的温度往往很高。
工件受热膨胀时，表层金属处于没有残余应力作用的完全塑性状态中，冷却时表层金属收缩受到里层金属阻碍，这样就在表面层内产生了拉伸残余应力。
(2)比容减小，表面层金属由于相变而产生的收缩受到基体金属的阻碍，因而在表层金属产生拉伸残余应力。
5-20什么是强迫振动？它有哪些主要特征？
答：（P252-253）强迫振动一一由外界周期性的干扰力的作用而引起
的振动。
其主要特征是：其振动频率与干扰力的频率相同，或者是干扰力频率的整倍数；其振幅既与干扰力幅值有关，又与工艺系统的动态特性有关。
若干扰力频率接近或者等于工艺系统的某一固有频率时，振幅将明显增大或者引起共振。
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。