机械制造技术基础第2版第五章课后习题答案

《机械制造技术基础》部分习题参考解答令狐采学第五章工艺规程设计51 什么是工艺过程？什么是工艺规程？答：工艺过程——零件进行加工的过程叫工艺过程；工艺规程——记录合理工艺过程有关内容的文件叫工艺规程，工艺规程是依据科学理论、总结技术人员的实践经验制定出来的。

52 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步调。

53 拟定工艺路线需完成哪些工作？54试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长标的目的上粗基准通常只允许用一次？答：粗、精基准的选择原则详见教材P212214。

粗基准通常只允许用一次的原因是：粗基准一般是毛面，第一次作为基准加工的概略，第二次再作基准势必会产生不需要的误差。

55 加工习题55图所示零件，其粗、精基准应如何选择（标有 符号的为加工面，其余为非加工面）？习题55图a)、b)、c)所示零件要求内外圆同轴，端面与孔轴线垂直，非加工面与加工面间尽可能坚持壁厚均匀；习题55图d)所示零件毛坯孔已铸出，要求孔加工余量尽可能均匀。

习题55图解：按题目要求，粗、精基准选择如下图所示。

56 为什么机械加工过程一般都要划分为若干阶段进行？答：机械加工过程一般要划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段。

其目的是包管零件加工质量，有利于及早发明毛坯缺陷并获得及时处理，有利于合理使用机床设备。

57 试简述按工序集中原则、工序分离原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？58什么是加工余量、工序余量和总余量？答：加工余量——毛坯上留作加工用的资料层；工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；总余量——某一概略毛坯与零件设计尺寸之间的差值。

59 试阐发影响工序余量的因素，为什么在计算本工序加工余量时必须考虑本工序装夹误差和上工序制造公差的影响？510 习题510图所示尺寸链中（图中A0、B0、C0、D0是封闭环），哪些组成环是增环？那些组成环是减环？习题510图解：如图a)，A0是封闭环，A1, A2, A4, A5, A7, A8是增环，其余均为减环。

如图b)，可以分化为两个尺寸链，蓝色，A0是封闭环，A1是增环，A2，A3是减环。

粉色：B0是封闭环，B1，B2，B3是增环，B4是减环。

如图c)，可以分化为两个尺寸链，蓝色，C0是封闭环，C1是增环，C2是减环；粉色：D0是封闭环，D1，D2是增环，D3是减环。

511 试阐发比较用极值法解尺寸链计算公式与用统计法解尺寸链计算公式的异同。

答：极值法尺寸链计算公式：考虑误差的最年夜、最小值，计算结果包管100%合格。

优点是计算办法简单，直观。

所以，在已知封闭环公差时，求得的组成环公差较小。

缺点对组成环公差要求严，制造困难，加工本钱较高。

而用统计法尺寸链计算公式：考虑误差的实际散布情况，依照几率统计原理进行求解，其计算结果可以包管设定的合格率（99.73%）。

优点是当已知封闭环公差时，求得的组成环公差较年夜，降低了加工精度要求，生产本钱较低。

缺点是有少量不合格品。

（注意此题修改较年夜，先前谜底有误！）512 习题512图a为一轴套零件图，习题512图b为车削工序简图，习题512图c给出了钻孔工序三种不合定位计划的工序简图，要求包管习题512图a所规定的位置尺寸（10±0.1）mm的要求。

试辨别计算工序尺寸A1、A2与A3的尺寸及公差。

为表达清晰起见，图中只标出了与计算工序尺寸A1、A2、A3有关的轴向尺寸。

习题512图解：计划一：定位基准与设计基准重合，A1=10±0.1mm计划二：尺寸链如左：封闭环为A0，A2为增环，A4为减环。

A2=8+10=18；T0=0.2，T4=0.05T2=T0T4=0.15由于ES0=ES2EI4；所以ES2=ES0+EI4=0.05由于EI0=EI2ES4；所以EI2=EI0+ES4=0.1所以，0.0520.118A -=mm计划三：尺寸链如左：封闭环为A0，A5为增环，A3，A4为减环。

A3=38810=20由于T0=∑Ti；T3=T0T4T5=0.20.050.1=0.05由于ES0=ES5EI4EI3；所以EI3=ES5EI4ES0=0(0.05)0.1=0.05； 由于EI0=EI5ES4ES3；所以ES3=EI5ES4EI0=0.10(0.1)=0；所以，030.0520A -=mm513习题513图为齿轮轴截面图，要求包管轴径尺寸0.0240.00828mmφ++和键槽深0.1604mm t +=。

其工艺过程为：1)车外圆至00.1028mm φ-；2）铣键槽槽深至尺寸H ；3）热处理；4）磨外圆至尺寸0.0240.00828mm φ++。

试求工序尺寸H 及其极限偏差。

习题513图解：如下图所示，实际尺寸链如a)图，求解尺寸链如b)图所示，其中00.0120.1610.0520.004014.25 , 14 , 4A A t -=== ,t 为封闭环，求解H 。

A2和H 为增环，A1为减环。

120.16, 0.05, 0.08t T T T ===；由于t i T T =∑可以获得，0.160.050.0080.102H T =--=习题513图尺寸链由于21t A H A =+-，所以，H=4.25由于21t H ES ES ES EI =+-，所以210.160.012(0.05)0.098H t ES ES ES EI =-+=-+-=由于21t H EI EI EI ES =+-，所以2100.00400.004H t EI EI EI ES =-+=-+=-所以：0.0980.0044.25H +-=mm ，验证：TH=0.102514 加工习题514图所示零件有关端面，要求包管轴向尺寸000.10.350mm, 25mm --和4.005+mm 。

习题514图b ，c 是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A1、A2、A3及其极限偏差。

习题514图解：如下图所示，010.150A -=。

A2和A4, A5两尺寸有关，0.4405A +=, 050.325A -=；其中A4为封闭环，则A2=30，T2=0.40.3=0.1，ES2=0.4+(0.3)=0.1，EI2=0，所以：0.12030A =m 。

A3和A5、A1两尺寸有关，其中A5为封闭环，则A3=25，T3=0.30.1=0.2ES3=0.1+0.3=0.2，EI3=00=0, 所以：0.23025A =515 习题515图是终磨十字轴端面的工序草图。

图a 是磨端面A 工位，它以O1O1轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度z 、以O2O2轴外圆支承在长V 形块上限制自由度, , x y 和x, y 转动，要求包管工序尺寸C 。

图b 是磨端面B 工位，要求包管图示工序尺寸。

已知轴径00.0224.98mm d φ-=，试求工序尺寸C 及其极限偏差。

习题515图解：如上图尺寸链，A1为b)图加工的O1O1的轴径的一半，010.0112.49A -=；A2为对称度对尺寸C 的影响，取一半，0.05200A =；A3为b)图加工获得的外形高度的一半，030.017553.98A -=；由于对称度为加工要求包管的位置公差，工序尺寸C 直接影响对称度，故取A2为封闭环，则有：公称尺寸：C=A1+A2+A3=66.47mm公差：T1=0.01 T2=0.05 T3=0.0175,由于，ΣTi=T0；所以，Tc=T2T1T3=0.050.010.0175=0.0225 由于ES2=ESCEI1EI3；所以ESC=ES2+EI1+EI3=0.05+(0.01)+(0.0175)=0.0225由于EI2=EICES1ES3；所以EIC=EI2+ES1+ES3=0+0+0=0；所以：0.0225066.47C 516什么是生产本钱、工艺本钱？什么是可变用度、不变用度？在市场经济条件下，如何正确运用经济阐发办法合理选择工艺计划？答：生产本钱、工艺本钱、可变用度、不变用度界说详见教材p242。

在市场经济条件下，产品的竞争除功能、质量之外，就是价格的竞争，相同功能质量的产品，价格低才有较年夜的竞争能力，所以应想方设法降低生产本钱及工艺本钱。

降低工艺本钱的主要办法是增加生产批量，减少基本时间和帮助时间，减少准备终结时间，提高生产效率。

517 试阐发成组工艺的科学内涵和推广应用成组工艺的重要意义。

518 应用JLBM1分类编码系统为习题518图所示零件进行编码，并将其转换为零件特征矩阵。

习题518图519 试述用派生法进行计算机帮助工艺规程设计的办法步调。

520 在认真阐发习题520图所示车床尾座装配关系的基础上，绘制车床尾座部件的装配工艺系统图，标准件编号自定。

521 什么是完全互换装配法？什么是统计互换装配法？试阐发其异同，各适用于什么场合？答：完全互换装配法——采取极值法计算尺寸链，装配时各组成环不需要挑选或修配，就能达到装配精度要求的装配办法。

适用于年夜批年夜量或成批生产中装配组成环较少、装配精度要求不高的机器结构。

统计互换装配法——采取统计法计算尺寸链，装配时各组成环不需要挑选或修配，就能包管绝年夜部分能够达到装配精度要求的装配办法。

适用于年夜批年夜量或成批生产中装配那些精度要求较高且组成环较多的机器结构。

两种办法相同点：装配办法相同，装配时不需要修配，拿来就装。

不合之处：完全互换法对组成环公差要求较严，制造困难，加工本钱高，装配合格率很高；统计互换法对组成环公差要求较不高，加工本钱较低，但会呈现少量不合格品。

522由于轴孔配合，若轴径尺寸为00.1080mm φ-，孔径尺寸为0.20080mm φ+，设轴径与孔径的尺寸均按正态散布，且尺寸散布中心与公差带中心重合，试用完全互换法和统计互换法辨别计算轴孔配合间隙尺寸及其极限偏差。

解：尺寸链如上图所示，其中A1为孔的直径0.21080A =，A2为轴的直径020.180A -=，A0为所求间隙，为封闭环。

按极值法求解：A0=0，ES0=ES1EI2=0.2(0.1)=0.3；EI0=EI1ES2=00=0；所以，0.3000A =mm ，T0=0.3mm 。

按几率法求解：由于0()T A =，由于组成环均合适正态散布，201, 1, 1i k k ξ===，则0()0.2236T A ===由于01[()/2]mi i i i i e T A ξ=∆=∆+∑；ei=0；111()/2(0.20)/20.1ES EI ∆=+=+=；222()/2(0(0.1))/20.05ES EI ∆=+=+-=-；所以，0120.1(0.05)0.15∆=∆-∆=--= 000()/20.150.2236/20.2618ES T A =∆+=+=mm000()/20.150.2236/20.0382EI T A =∆-=-=mm所以：0.261800.03820A =mm ，几率法获得的封闭环公差小于极值法计算获得的公差。