机械制造技术基础第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

第五章工艺规程设计

5-1 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。

5-2 试简述工艺规程的设计原则、设计内容及设计步骤。

5-3 拟定工艺路线需完成哪些工作？

5-4试简述粗、精基准的选择原则，为什么同一尺长方向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P212-214。

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表面，第二次再作基准势必会产生不必要的误差。

5-5加工习题5-5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5-5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保持壁厚均匀；习题5-5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5-5图

解：按题目要求，粗、精基准选择如下图所示。

5-6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。其目的是保证零件加工质量，有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理，有利于合理使用机床设备。

5-7 试简述按工序集中原则、工序分散原则组织工艺过程的工艺特征，各用于什么场合？

5-8什么是加工余量、工序余量和总余量？

答：加工余量——毛坯上留作加工用的材料层；

工序余量——上道工序和本工序尺寸的差值；

总余量——某一表面毛坯与零件设计尺寸之间的差值。

5-9 试分析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？

5-10习题5-10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5-10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)，可以分解为两个尺寸链，蓝色，A0是封闭环，A1是增环，A2，A3是减环。粉色：B0是封闭环，B1，

B 2，B 3是增环，B 4是减环。

如图c)，可以分解为两个尺寸链，蓝色，C 0是封闭环，C 1是增环，C 2是减环；粉色：D 0是封闭环，D 1，D 2是增环，D 3是减环。

5-11 试分析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：考虑误差的最大、最小值，计算结果保证100%合格。优点是计算方法简单，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，加工成本较高。

而用统计法尺寸链计算公式：考虑误差的实际分布情况，按照概率统计原理进行求解，其计算结果可以保证设定的合格率（99.73%）。优点是当已知封闭环公差时，求得的组成环公差较大，降低了加工精度要求，生产成本较低。缺点是有少量不合格品。

（注意此题改动较大，先前答案有误！）

5-12 习题5-12图a 为一轴套零件图，习题5-12图b 为车削工序简图，习题5-12图c 给出了钻孔工序三种不同定位方案的工序简图，要求保证习题5-12图a 所规定的位置尺寸（10±0.1）mm 的要求。试分别计算工序尺寸A 1、A 2与A 3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A 1、A 2、A 3有关的轴向尺寸。

习题5-12图

解：

方案一：定位基准与设计基准重合， A 1=10±0.1mm 方案二：尺寸链如左：

封闭环为A 0，A 2为增环，A 4为减环。

A 2=8+10=18；T 0=0.2，T 4=0.05 T 2=T 0-T 4=0.15

由于ES 0=ES 2-EI 4；所以ES 2=ES 0+EI 4=0.05 由于EI 0=EI 2-ES 4；所以EI 2=EI 0+ES 4=-0.1

所以，0.05

20.118A -=mm 方案三：尺寸链如左：

封闭环为A 0，A 5为增环，A 3，A 4为减环。

A 3=38-8-10=20

由于T 0=∑T i ；T 3=T 0-T 4-T 5=0.2-0.05-0.1=0.05

由于ES 0=ES 5-EI 4-EI 3；所以EI 3=ES 5-EI 4-ES 0=0-(-0.05)-0.1=0.05； 由于EI 0=EI 5-ES 4-ES 3；所以ES 3=EI 5-ES 4-EI 0=-0.1-0-(-0.1)=0；

所以，030.0520A -=mm

5-13 习题5-13图为齿轮轴截面图，要求保证轴径尺寸0.024

0.00828mm φ++和键槽深0.16

4mm t +=。其工艺过

程为：1)车外圆至0

0.1028mm φ-；2）铣键槽槽深至尺寸H ；3）热处理；4）磨外圆至尺寸0.024

0.00828mm φ++。试

求工序尺寸H 及其极限偏差。

习题5-13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

00.0120.16

10.0520.0040

14.25 , 14 , 4A A t -=== , t 为封闭环，求解H 。 A 2和H 为增环，A 1为减环。

120.16, 0.05, 0.08t T T T ===；

由于t i T T =∑可以得到，0.160.050.0080.102H T =--=

习题5-13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：0.098

0.0044.25H +-=mm ，验证：T H =0.102

5-14 加工习题5-14图所示零件有关端面，要求保证轴向尺寸0

00.1

0.3

50

mm, 25

mm --和

4.00

5+mm 。习题

5-14图b ，c 是加工上述有关端面的工序草图，试求工序尺寸A 1、A 2、A 3及其极限偏差。

习题5-14图

解：如下图所示，0

10.150A -=。 A 2和A 4 , A 5两尺寸有关，0.4

40

5A +=, 0

50.325A -=；其中A 4为封闭环，则A 2=30，T 2=0.4-0.3=0.1，

ES 2=0.4+(-0.3)=0.1，EI 2=0，所以：0.1

2030A =m 。

A 3和A 5、A 1两尺寸有关，其中A 5为封闭环，则A 3=25，T 3=0.3-0.1=0.2 ES 3=-0.1+0.3=0.2，EI 3=0-0=0, 所以：0.2

3025A =

5-15 习题5-15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O 1O 1轴外圆面靠在平面支承上，限制自由度

z 、以O 2O 2轴外圆支承在长V 形块上限制自由度, , x y 和x , y 转动，要求保证工序尺寸

C 。图b 是磨端面B 工位，要求保证图示工序尺寸。已知轴径0

0.0224.98mm d φ-=，试求工序尺寸C 及其极限偏差。

习题5-15图

解：如上图尺寸链，A 1为b)图加工的O 1O 1的轴径的一半，0

10.0112.49A -=；A 2为对称度对尺寸C 的影响，取一半，0.05

20

0A =；A 3为b)图加工得到的外形高度的一半，0

30.017553.98A -=；由于对称度为加工要求

保证的位置公差，工序尺寸C 直接影响对称度，故取A 2为封闭环，则有：

公称尺寸：C =A 1+A 2+A 3=66.47mm 公差：T 1=0.01 T 2=0.05 T 3=0.0175,

由于，ΣT i =T 0；所以，T c =T 2-T 1-T 3=0.05-0.01-0.0175=0.0225

由于ES 2=ES C -EI 1-EI 3；所以ES C =ES 2+EI 1+EI 3=0.05+(-0.01)+(-0.0175)=0.0225 由于EI 2=EI C -ES 1-ES 3；所以EI C =EI 2+ES 1+ES 3=0+0+0=0； 所以：0.0225

66.47C =