中国矿业大学机械制造工程学考试试卷

一、切削加工基础
1-1 用︒=45r κ的车刀加工外圆柱面，加工前工件直径为Φ62，加工后直径为Φ54，主轴转速
n = 240 r/min ，刀具的进给速度v f =96mm/min ，试计算切削用量C v 、f 、a p 。

1-2 画出下列标注角度的用于车削外圆柱面的车刀图：
5,10,6,6,15+==='==s r o
o o λκααγ ， 计算其法向剖面参考系中的n n αγ,等角度。

1-3 画出下列标注角度的用于车削端面的车刀图：
5,10,6,6,15-==='==s r o o k λααγ ， 计算其法向剖面参考系中的n n αγ,等角度。

*1-4 图1-1为用端面车刀切削工件端面示意图。

已知
10,5,10,15,75===='=s o o r
r λαγκκ (1) 标注确定端面车刀形状的最基本刀具角度： (2) 标出p a ，f ，D b ，D h 。

图1-2端铣刀
*1-5 绘图表示图1-2所示的端铣刀几何角度。

图1-1 车削端面工作图
二、金属切削原理与基本规律
2-1 推导出切削层变形系数与剪切角的关系式：0
sin cos tan γξγφ-=
2-2 用硬质合金车刀粗车外圆，加工材料为调质45钢，选择切削切削深度mm a p 3=、切削
速度min /100m v =，试求在切削面积不改变情况下，分别采用mm a p 3=、r mm f /3.0=和mm a p 5.1=、r mm f /6.0=时，它们产生的主切削力c F 、消耗的切削功率m P 各多少？ 2-3 用YG8硬质合金车刀车削灰铸铁零件的外圆，采用切削用量为
m i n /80,/3.0,3m v r mm f mm a p ===，刀具角度 60=r κ，试求min 60=T 时的切削速
度多大？
三、机床与刀具
3-1 分析图3－1所示的传动系统 (1) 写出传动路线表达式； (2) 求主轴的转速级数；
(3) 计算主轴的最高、最低转速。

*3-2 某机床的传动系统如图3-2 所示，试写出其传动路线，并计算出主轴转速级数和最大、最小及图示状态的转速值（注意：要列出完整的计算式）
图3-1 传动系统
图3-2 传动系统
3-3 某机床的传动系统如图3-3所示，试写出其传动路线，并计算出主轴转速级数和最大、最小及图示状态的转速值（注意：要列出完整的计算式）。

270
150
图3-3 传动系统
3-4 证明在CA6140车床上纵横f f 5.0 。

四、机械加工质量
*4-1 在两台相同的自动车床上加工一批小轴外圆，要求保证直径φ11±0.02mm ，第一台加工1000件，其直径尺寸按照正态分布，平均值mm x 005.111=，均方差mm 004.01=σ。

第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且mm x 015.112=，mm 0025.02=σ。

试求： （1） 在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的精度高？ （2） 计算并比较哪台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进方法。

4-2 在车床上精车一工件外圆表面，采用的车刀主偏角︒=45r κ，副偏角︒='20r
κ，加工表面粗糙度要求为残留面积最大高度m R H μ2.3)(max =，计算需要采用的走刀量。

*4-3 有一批小轴直径尺寸为0035.018-φmm ，测量后得975.17=x mm ，01.0=σmm ，属正态分
布。

求合格率和废品率。

4-4 横磨一刚度很大的工件时，径向磨削力F x 为100N ，头、尾架刚度分别为50000N/mm 和40000N/mm ，
工件尺寸示于习图4-1，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。

图4-1 工件尺寸示意图
五、 机械加工工艺规程
5-1如图5-2所示套筒零件，加工表面A 时要求保证尺寸10+0.10mm ，若在铣床上采用静调整法
加工时以左端端面定位，试标注此工序的工序尺寸。

*5-2 如图5-3所示定位套零件，在大批量生产时制定该零件的工艺过程是：先以工件的右端端面及外圆定位加工左端端面、外圆及凸肩，保持尺寸5±0.05mm 及将来车右端端面时的加工余量1.5mm ，然后再以已加工好的左端端面及外圆定位加工右端端面、外圆、凸肩及内孔，保持尺寸60－0.25 mm 。

试标注这两道工序的工序尺寸。

图5-2 图5-3
5-2 图5-3所示的轴类零件，在卧式铣床上，采用调整法且用两把铣刀组合在一起同时加工两
个槽。

当此工序以大端端面为轴向定位基准时，根据零件图，重新标注工序尺寸A 。

5-3 如图5-4所示的轴套类零件，设计尺寸01.066.0-不便于直接测量，采取控制尺寸A 来保证
尺寸01.066.0-，试求工序尺寸A 及公差。

要求：画出尺寸链图，并写出计算过程。

+0.2
+0.2
图5-3
图5-4
5-5如图5-5所示的轴套零件，其外圆、内孔及端面均已加工好，试求当以A 面定位钻直径为φ10mm 孔时的工序尺寸L 及公差。

要求：画出尺寸链图，并写出计算过程。

图5-5
*5-6要求在轴上铣一个键槽，如图5-6所示。

加工顺序为：车削外圆A 1＝010570..-φmm ，键槽尺寸为A 2；
磨外圆A 3＝0
06070.-φmm ，要求磨外圆后保证键槽尺寸为N ＝0
3062.-mm ，求键槽尺寸A 2。

图5-6
5-7 如图5-7所示的偏心轴零件的A 表面需进行渗碳处理，渗碳层深度要求为0.5~0.8mm 。

与A 面有关的 加工过程如下：
（1）精车A 面达到尺寸0
1.06.38-φmm ； （2）渗碳处理，控制渗碳层深度为t ；
（3）精磨A 面，保证尺寸0016.04.38-φmm ，同时保证渗碳层深度达到规定要求。

试确定t 的数值。

图5-7
六、工装夹具设计
*6-1 图6-1(a)所示套类工件铣键槽，要求保证尺寸94－0.20，分别采用图(b)所示的定位销定位
方案和图(c)所示的V 形槽定位方案，分别计算定位误差。

*6-2 工件定位如图6-2所示，欲钻孔O 并且保证尺寸A ，试分析计算此种定位方案的定位
误差。

6-3 圆盘形工件外径mm 015.080-φ，按尺寸mm 07.030±铣出一平面，然后通过图4-7给出定位
元件定位加工内孔045
.0020+φ。

试计算孔加工后由于定位所产生的与外圆的同轴度误差。

图6-1
图6-2 钻孔工序
图6-3
6-4 图6-4所示为阶梯轴的定位方案，定位元件为两个短V 形块。

已知：mm d 025
.0065.0180--=φ，
mm d 008.0022.0240--=φ，mm l 60= ，mm L 150=，
90=α，本工序加工键槽，槽宽mm b 015.0065.010--=，mm h 05.09.25±=，槽底对轴中心线的平行度公差为全长的0.05mm 。

试分析该定位方案能否满足加工要求。

6-5 工件定位如图6-5所示。

欲钻孔O 并保证尺寸A ，试分析计算此种定位方案的定位误差。

6-6 在轴上铣一平面，工件定位方案，如图6-6所示。

试求尺寸A 的定位误差。

6-7 图6-7所示的环形零件上铣一缺口，其尺寸要求见零件图。

采用两种不同的定位方案。

试分别计算它们的定位误差，并判断能否满足加工要求。

图6-4
图6-5
图6-6
图6-7
七、 机械装配工艺规程
7-1画出图7-1所示3个装配图的装配尺寸链。

图7-1
7-2一装配尺寸链如图7-2所示，按等公差分配，分别用极值法和概率法求算各组成环公差并确定上下偏差。

齿轮
轴承盘
隔套
床鞍
溜板箱
（a ）
（b ）
（c
）
25
.0+
图7-2
7-3如图7-3所示的齿轮箱部件，根据使用要求，齿轮轴肩与轴承端面间的轴向间隙应在1~1.75mm范围内。

若已知各零件的基本尺寸为：A1=101mm，A2=50mm，A3=A5=5mm，A4=140mm，采用互换法装配，试确定这些尺寸的公差及偏差。

图7-3 齿轮箱部件。