1、“機械制造工藝學”重點習題解答（2015-5-31）2-10 何謂毛坯余量？何謂工序余量？影響工序余量的因素有哪些？答：毛坯余量即加工總余量毛坯尺寸與零件尺寸之差。工序余量相鄰兩工序基本尺寸之差。影響工序余量的因素有：上工序的尺寸公差Ta，上工序產生的表面粗糙度Ry和表面缺陷層Ha，上工序留下的空間誤差ea，本工序的裝夾誤差b四個部分。2-13 在圖4-73所示的工件中，mm，mm，mm，L3不便直接測量，試重新給出測量尺寸，并標注該測量尺寸的公差。解：尺寸鏈如左圖所示，圖中L3為封閉環，L1, L2, L4 為組成環，且 L1 為減環，L2, L4 為增環。 求L4的基本尺寸，由L3=(L2

2、+L4)-L1 得 L4=L3+L1-L2=20+70-60=30mm 由ES3=ES4+ES2-EI1 得 ES4=ES3-ES2+EI1=0.15-0+(-0.05)=0.1mm 由EI3=EI4+EI2-ES1 得 EI4=EI3-EI2+ES1=0-(-0.025)+(-0.025)=0mm 故測量尺寸應為mm。2-14 圖4-74為某零件的一個視圖，圖中槽深為mm，該尺寸不便直接測量，為檢驗槽深是否合格，可直接測量哪些尺寸？試標出它們的尺寸及公差。 解：第一種方法 測量鍵槽的槽低到外圓最遠素線的距離，尺寸鏈如左圖(a)所示；槽深L0為封閉環，外徑L1為增環，測量尺寸L2為減環。L2的

3、公稱尺寸為：L2=L1-L0=90-5=85由ES0=ES1-EI2 得 EI2=ES1-ES0=0-0.3=-0.3由 EI0=EI1-ES2得 ES2=EI1-EI0=-0.1-0=-0.1，所以mm。當然第一種測量方法較好。第二種方法 測量鍵槽槽底到內孔壁的厚度，尺寸鏈如左圖(b)所示；槽深為封閉環，為增環，為同軸度公差，,L2，L3，L4均為減環；求L4的尺寸及公差。L4的公稱尺寸為：L4=L1-L0-L2-L3=45-5-0-30=10mm；由ES0=ES1-EI2-EI3-EI4，得 EI4=ES1-EI2-EI3-ES0=0-(-0.025)-0-0.3=-0.275；由EI0=

4、EI1-ES2-ES3-ES4，得 ES4=EI1-ES2-ES3-EI0=-0.05-0.025-0.025-0= -0.1；所以mm. （考慮同軸度的影響，把同軸度作為一個尺寸鏈進行計算！）2-20 何謂勞動生產率？提高機械加工勞動生產率的工藝措施有哪些？答：勞動生產率單位時間內生產產品數量稱為勞動生產率。 （P184-188）提高勞動生產率的措施有：1）縮短基本時間；2）減少輔助時間或者輔助時間與基本時間重疊；3）減少布置工作時間；4）減少準備時間和終結時間。2-21 何謂時間定額？何謂單件時間？如何計算單件時間？答：（P183）時間定額在一定生產條件下，規定生產一件產品或完成一道工序所

5、需要消耗的時間。單件時間完成一件產品所需要的基本時間、輔助時間、布置工作地時間和休息時間之和。如何計算單件時間（P184式(4-24)）：T單件=t基+t輔+t布置+t休。補充習題： 2-X 如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內孔及端面均已加工。已知、，要求保證，試求：當以A面定位鉆直徑為10mm孔時的工序尺寸L4及其偏差。 題2-X圖 題2-X尺寸鏈圖 解：尺寸鏈如上圖所示，該尺寸鏈與L1和孔徑無關。其中L3為封閉環，L2為增環，L4為減環。L4=L2-L3=50-25=25mm公差：由于T3=T2+T4，所以T4=T3-T2=0.2-0.05=0.15mm由ES3=ES2-EI4， 得

6、 EI4=ES2-ES3=0-0.1=-0.1mm由EI3=EI2-ES4， 得 ES4=EI2-EI3=-0.05-(-0.1)=-0.05+0.1=0.05mm所以，mm，檢驗：T4=ES4-EI4=0.05-(-0.1)=0.15；T2=0.05，T2+T4=T3=0.2mm 沒有問題。4-1 車床床身導軌在垂直平面內及水平面內的直線度對車削圓軸類零件的加工誤差有何影響？影響程度各有何不同？ 答：導軌在垂直平面內的直線度引起的加工誤差發生在被加工表面的切線方向上，是非敏感誤差方向，對零件的加工精度影響小；導軌在水平面內的直線度引起的加工誤差發生在加工表面的法線上是誤差敏感方向，對加工精度

7、影響大。影響程度：根據教材（第3版P166）圖406和公式（4-1）和（4-2），車床導軌垂直平面內的直線度對車外圓加工誤差影響為：，數值很小，可忽略不計。車床導軌在水平面內的直線度對車外圓加工誤差影響為：，直線度誤差影響明顯。4-8 設已知一工藝系統的誤差復映系數為 0.25，工件在本工序前有圓度誤差0.45mm，若本工序形狀精度規定允許差 0.01，問至少進給幾次方能使形狀精度合格？ 答：根據教材（第3版，P184）式（4-22）g=×m，=C/k；式中 g為工件形狀誤差，為誤差復映系數，m為背吃刀量之差。設為常數，需要進給 n 次能夠達到形狀精度要求；總誤差復映系數為：；由式（

8、4-22）可得到m=g/=0.45/0.25=1.8由于，所以，兩邊取對數，可以解得n=3.7454 .4-16 車削一批軸的外圓，其尺寸為(25±0.05)mm，已知此工序的加工誤差分別曲線是正態分布，其標準差為=0.025mm，曲線的頂峰位置偏于公差帶中值左側。試求零件的合格率，廢品率。工藝系統經過怎樣的調整可使廢品率減低。(該題缺少條件，無法求解！若取x平均=24.98mm，可解如下)答： 公差帶中心為25mm，而分布平均值為24.98mm，在公差帶中心左側。公差為：T=25.05-24.95=0.1mm；工序能力系數計算：，三級工序能力，可能出現不合格產品。合格品率計算：右邊

9、：z1=(25.05-24.98)/0.025=2.8，查表2-5，F(2.8)=0.4974；左邊：z2=(24.98-24.95)/0.025=1.2，查表2-5，F(1.2)=0.3849；所以，合格品率為：F(2.8)+F(1.2)=0.8823=88.23%； 不合格品率為：1-0.8823=0.1177=11.77%。工藝系統的調整是減小標準差（減小隨機誤差），使分布中心和公差中心盡可能重合。 若=0.01mm，其它條件不變。則：公差帶中心為25mm，而分布平均值為24.99mm，在公差帶中心左側。工序能力系數Cp=0.6667不變，三級工序能力。合格品率計算：右邊：z1=(25.

10、05-24.99).0.025=2.4，查表2-5，F(2.4)=0.4918；左邊：z2=(24.99-24.95)/0.025=1.6，查表2-5，F(1.6)=0.4452； 所以，合格品率為：F(2.4)+F(1.6)=0.937=93.7%； 不合格品率為：1-0.937=0.063=6.3%。4-18 有一批零件，其內孔尺寸為mm，屬于正態分布。試求尺寸在mm之間的概率。答：假定內孔尺寸中心和分布中心重合，則x平均=70.015mm，按照±3考慮，則=0.005.在分布圖右邊70.015至70.03的概率約為50%，由于70.01至70.015的概率為，則所求概率為0.5

11、+0.3413=0.8413=84.13%。5-7 為什么在切削加工中一般都會產生冷作硬化現象？ 答：（P240）切削加工過程中會產生的劇烈的塑性變形和彈性變形，其中塑性變形使晶格扭曲、畸變，晶粒間產生滑移，晶粒被拉長，進一步變形受到阻礙，這些都會使表面層金屬的硬度增加，統稱為冷作硬化（或稱為加工硬化、強化）。5-12 為什么磨削容易產生燒傷？如果工件材料和磨削用量無法改變，減輕燒傷現象的最佳途徑是什么？答（P243-244）：磨削容易產生燒傷的原因是：磨削速度高、消耗功率大；砂輪磨粒導熱性差，為天然負前角、磨削力大，磨削溫度高。如果工件材料和磨削用量無法改變，減輕燒傷最有效的方法是改善冷卻條

12、件，如選擇內冷卻砂輪或者開槽砂輪，使冷卻液能夠進入磨削區域；還需要合理選擇砂輪硬度、結合劑和組織等。5-16 機械加工中，為什么工件表層金屬會產生殘余應力？答：（教材P245-247）工件表層產生殘余應力的原因是：（1）冷態塑性變形：機械加工時，工件表面受到擠壓與摩擦，表層產生伸長塑變，基體仍處于彈性變形狀態。切削后，表層產生殘余壓應力，而在里層產生殘余拉伸應力。（2）熱態塑性變形：機械加工時，切削或磨削熱使工件表面局部溫升過高，引起高溫塑性變形。表層產生殘余拉應力，里層產生產生殘余壓應力；（3）金相組織變化：切削時產生的高溫會引起表面的相變。比容大的組織比容小的組織體積收縮，產生拉應力，反之

13、，產生壓應力。5-22 什么是自激振動？它與強迫振動、自由振動相比，有哪些主要特征？ 答：（P253-255）機械加工過程中，在沒有周期性外力（相對于切削過程而言）作用下，由系統內部激發反饋產生的周期性振動，稱為自激振動，簡稱為顫振。 與強迫振動相比，自激振動具有以下特征：自激振動是在沒有外力干擾下所產生的振動運動，這與強迫振動有本質的區別；自激振動的頻率接近于系統的固有頻率，這就是說顫振頻率取決振動系統的固有特性。這與自由振動相似（但不相同），而與強迫振動根本不同。自由振動受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動卻不因有阻尼存在而迅速衰減。6-4 裝配尺寸鏈是如何構成的? 裝配尺寸鏈封閉環是如何確定

14、的? 它與工藝尺寸鏈的封閉環有何區別? （P278-279） 答：(在機器的裝配關系中），裝配尺寸鏈由相關零件的尺寸或相互位置關系構成。 裝配尺寸鏈的封閉環就是裝配所要保證的裝配精度或技術要求。裝配精度(封閉環)是零部件裝配后才最后形成的尺寸或位置關系。 不同點：裝配尺寸鏈全部組成環為不同零件設計尺寸所形成的尺寸鏈，即所謂的“一件一環”； 而工藝尺寸鏈全部組成環為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。相同點：裝配尺寸鏈和工藝尺寸鏈的基本概念和求解方法、計算公式是一樣的。 6-5 在查找裝配尺寸鏈時應注意哪些原則? （P279-280）答：(1) 裝配尺寸鏈應進行必要的簡化。機械產品的結構通常都比較復

15、雜，對裝配精度有影響的因素很多，在查找尺寸鏈時，在保證裝配精度的前提下，可以不考慮那些影響較小的因素，使裝配尺寸鏈適當簡化。 (2) 裝配尺寸鏈組成的“一件一環”。在查找裝配尺寸鏈時，每個相關的零、部件只應有一個尺寸作為組成環列入裝配尺寸鏈。這樣，組成環的數目就等于有關零、部件的數目，即“一件一環”，這就是裝配尺寸鏈的最短路線(環數最少)原則。 (3) 裝配尺寸鏈的“方向性”在同一裝配結構中。在不同位置方向都有裝配精度的要求時，應按不同方向分別建立裝配尺寸鏈。 7-7 試論特種加工的種類、特點和應用范圍。答：特種加工的種類：電火花加工、電解加工、超聲波加工、電子束、離子束加工、激光加工等。電火花加工的特點和應用范圍（P317）：1) 利用電能、光能、聲能、熱能、化學能進行加工，無明顯切削力；2) 包括了去除和結合加工；3) 工具的硬度和強度可以低于工件的硬度和