《機械制造技術基礎》部分習題參照解答

第五章工藝規程設計

5-1什么是工藝過程？什么是工藝規程？

答：工藝過程一零件進行加工的過程叫工藝過程；

工藝規程——記錄合理工藝過程有關內容的文獻叫工藝規程，工藝規程是根據科學

理論、總結技術人員的實踐經驗制定出來的。

5-2試簡述工藝規程的設計原則、設計內容及設計環節。

5-3確定工藝路線需完畢哪些工作？

5-4試簡述粗、精基準的選擇原則，為何同一尺長方向上粗基準一般只容許用一

次？

答：粗、精基準的選擇原則詳見教材P212?214。

粗基準一般只容許用一次的原因是：粗基準一般是毛面，第一次作為基準加工的表

面，第二次再作基準勢必會產生不必要的誤差。

5-5加工習題5-5圖所示零件，其粗、精基準應怎樣選擇（標有V符號的為加工面,

其他為非加工面）？習題55圖a）、b）、c）所示零件規定內外圓同軸，端面與孔軸線垂直,

非加工面與加工面間盡量保持壁厚均勻；習題5-5圖d）所示零件毛坯孔已鑄出，規定孔

加工余量盡量均勻。

彩V

V7-

下

d)

習題5-5圖

解：按題目規定，粗、精基準選擇如下圖所示。

5-6為何機械加工過程一般都要劃分為若干階段進行?

答：機械加工過程一般要劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加

工階段。其目的是保證零件加工質量，有助于及早發現毛坯缺陷并得到及時處理，有助

于合理使用機床設備。

5-7試簡述按工序集中原則、工序分散原則組織工藝過程日勺工藝特性，各用于什么

場所？

5-8什么是加工余量、工序余量和總余量？

答：加工余量一毛坯上留作加工用的材料層；

工序余量一上道工序和本工序尺寸的差值；

總余量——某一表面毛坯與零件設計尺寸之間的差值。

5-9試分析影響工序余量日勺原因，為何在計算本工序加工余量時必須考慮本工序裝

央誤差和上工序制造公差的影響？

5-10習題5-10圖所示尺寸鏈中（圖中Ao、Bo、Go、是封閉環），哪些陶成環是

增環？那些構成環是減環?

陷對構成環公差規定嚴，制造困難，加工成本較高。

而用記錄法尺寸鏈計算公式：考慮誤差的實際分布狀況，按照概率記錄原理進行求

解，其計算成果可以保證設定的合格率（99.73%長處是當已知封閉環公差時，求得

的構成環公差較大，減少了加工精度規定，生產成本較低。缺陷是有少許不合格品。

（注意此題改動較大，先前答案有誤!）

5-12習題5-12圖a為一軸套零件圖，習題5-12圖b為車削工序簡圖，習題5-12

圖c給出了鉆孔工序三種不一樣定位方案的工序簡圖，規定保證習題5-12圖a所規定日勺

位置尺寸（10土0.1）mm的規定。試分別計算工序尺寸Ai、4與4的尺寸及公差。為

體現清晰起見，圖中只標出了與計算工序尺寸4、A2、A3有關的軸向尺寸。

習題5-12圖

A

解：2

4=8上,4=10招

方案一：定位基準與設計基準重疊，

方案二

個=8.(?『口。=104卜4.

Ai=10±0.1mm

4=38.：1

方案二：尺寸鏈如左：

方案三

封閉環為Ao,4為增環，A4為減環。

4=8+10=18；T0=0.2,T4=0.05

T2=TO-T4=O.15

由于ESi^ESz-Eh;因此ES2=ESO+E/4=O.O5

由于EIo=Eh-ES4；因此EI2=EIQ+ES4=-^A

因此,4=18*111111

方案三：尺寸鏈如左：

封閉環為Ao,4為增環，A3,4為減環。

43=38-8-10=20

由于T0=ETi；Ti=To-T4-r5=0.2-0.05-0.1=0.05

由于ESi)=ESs-E/4-Eh;因此E/3=ES5-E/4-ESO=O-(-O.O5)-O.1=0.05；

由于EIo=Ek?ES4?ES3；因此ES3=E75-￡：S4-E7O=-O.1-0-(-0.1)=0；

因此，Ay=200005mm

5-13習題5-13圖為齒輪軸截面圖，規定保證軸徑尺寸028：器;mm和鍵槽深

,60

r=<mmo其工藝過程為：1）車外圓至。28010mm；2）銃鍵槽槽深至尺寸H；3）熱

處理；4）磨外圓至尺寸。28：黑:mm。試求工序尺寸〃及其極限偏差。

習題5-13圖

解：如下圖所示，實際尺寸鏈如a）圖，求解尺寸鏈如b）圖所示，其中

4=14.25。5,4=14殿，二4；」6〃為封閉環,求解從

4和"為增環，4為減環。

7；=0.16,工=0.05,4=0.08；

由于7；=27；可以得到，TH=0.16-0.05-0.008=0.102

(a)(b)

習題5-13圖尺寸鏈

由于，=4十”一4，因此，〃=4.25

由于ES,=ES2+ESH-EI.,因此ESH=ES,-ES2+E/,=0.16-0.012+(-0.05)=0.098

由于W=E7?+EIH-ESI，因此=E(—￡>/?+EH=0—0.004+0=-0.004

因此：〃=4.25：歌:mm,驗證：77尸0.102

0

5-14加T習題5-14型所示零件有關端面.規定保證軸向尺寸2503mm和

xr+0.4

%mm。習題5-14圖b,c是加工上述有關端面H勺工序草圖，試求工序尺寸4、A?、

心及其極限偏差。

習題5-14E

解：如下圖所示，4=50：）」。

4和4,4兩尺寸有關，4=5臚，4=25=；其中4為封閉環，則4=30,

72=0.4-0.3=0.1,ES2=0.4+（-0.3）=0.1,￡/2=0,因此：&=30；』m。

4和4、4兩尺寸有關，其中4為封閉環，則4=25,73=0.3-0.1=0.2

2

ES3=-0.1+0.3=0.2,EZ3=()-0=0,因此:4=25o

求解4尺寸鏈

5-15習題5-15圖是終磨十字軸端面日勺工序草圖。圖a是磨端面人工位，它以OIOI

軸外圓面靠在平面支承上，限制自由度N、以。2。2軸外圓支承在長V形塊上限制自由

度元），，和冗），轉動，規定保證工序尺寸C。圖b是磨端面8工位，規定保證圖示工序

尺寸。已知軸徑d=024.98!002mm,試求工序尺寸。及其極限偏差。

習題5-15圖

V-4-A

C

<4--------------------------------------------------------------------------------?

解：如上圖尺寸鏈，4為b)圖加工的的軸徑的二分之一，A=12.4%<“；Ai

為對稱度對尺寸C的影響，取二分之一，4=0；；%4為b)圖加工得到的外形高度的二

分之一，A：=53.98,o”s；由于對稱度為加工規定保證的位置公差，工序尺寸C直接影

響對稱度，故取人為封閉環，則有：

公稱尺寸：C=A1+A2+A3=66.47mm

公差：Ti=0.0172=0.057^=0.0175,

由于，ETi=To；因此，Tc=r2-Ti-T3=0.05-0.01-0.0175=0.0225

由于ES2=ESbEh-Eh;因此ESc=ES2+Eh+EZ3=0.05+(-0.01)+(-0.0175)=0.0225

由于Eh=EIc?ESi心3；因此E/c=E/2+ESI+ES3=0+0+0=0；

因此：C=66.4720225

5-16什么是生產成本、工藝成本？什么是可變費用、不變費用？在市場經濟條件

下,怎樣對H勺運用經濟分析措施合理選擇T藝方案？

答:生產成本、工藝成本、可變費用、不變費用定義詳見教材p242。

在市場經濟條件下，產品的競爭除了功能、質量之外，就是價格的競爭，相似功能

質量的產品，價格低才有較大的競爭能力，因此應想方設法減少生產成本及工藝成本。

減少工藝成本的重要措施是增長生產批量，減少基本時間和輔助時間，減少準備終

止時間，提高生產效率。

5-17試分析成組工藝的科學內涵和推廣應用成組工藝U勺重要意義。

5-18應用JLBM-1分類編碼系統為習題5-18圖所示零件進行編碼，并將其轉換為

簍件特性矩陣。

習題5-18圖

5-19試述用派生法進行計算機輔助工藝規程設計的措施環節。

5-20在認真分析習題5-20圖所示車床尾座裝配關系的基礎上，繪制車床尾座部件

日勺裝配工藝系統圖，原則件編號自定。

5-21什么是完全互換裝配法？什么是記錄互換裝配法？試分析其異同，各合用于

什么場所？

答：完全互換裝配法一一采用極值法計算尺寸鏈，裝配時各構成環不需要挑選或修

配，就能到達裝配精度規定的裝配措施。

合用于大批大量或成批生產中裝配構成環較少、裝配精度規定不高的機器構造。

記錄互換裝配法一采用記錄法計算尺寸鏈，裝配時各構成環不需要挑選或修配，

就能保證絕大部分可以到達裝配精度規定的裝配措施。

合用于大批大量或成批生產中裝配那些精度規定較高且構成環較多的機器構造。

兩種措施相似點：裝配措施相似，裝配時不需要修配，拿來就裝。

不一樣之處：完全互換法對構成環公差規定較嚴，制造困難，加工成本高，裝配合

格率很高；記錄互換法對構成環公差規定較不高，加工成本較低，但會出現少許不合格

品。

5-22由于軸孔配合，若軸徑尺寸為?？讖匠叽鐬?。80：°2°mm,設軸徑

與孔徑的尺寸均按正態分布，且尺寸分布中心與公差帶中心重疊，試用完全互爽法和記

錄互換法分別計算軸孔配合間隙尺寸及其極限偏差。

解：尺寸鏈如上圖所示，其中4為孔的直徑4=80：2,4為軸的直徑4=80。。」,

4為所求間隙，為封閉環。

按極值法求解：4=0,

ESO=ESI-E/2=O.2-(-O,1)=O.3；EZ()=E/I-ES2=0-0=0；因此，4=()Ymm,To=O.3mm。

按概率法求解：

由于T(A)=：J孕2k2T2(A),由于構成環均符合正態分布，=I,k.=1,=1,

貝!17(4)=C2(4)+/(&)=70.22+0.12=0.2236

由于4)=￡境A+<?,T(A)/2]:。尸0:A,=(ES,+￡/,)/2=(0.2+0)/2=0.1；

1-1

A2=(E52+E/2)/2=(0+(-0.1))/2=-0.05；因此，Ao=A1-A2=0.1-(-0.05)=0.15

ESo=%+T(4)/2=0.15+0.2236/2=0.2618mm

E/o=Ao-T(4)/2=0.15-0.2236/2=0.0382mm

因此：4=0濡;;mm,概率法得到的封閉環公差不大于極值法計算得到的公差。

5-23習題5-23圖所示減速器某軸構造的尺寸分別為：4=4()mm、A2=36mm、

4=4mm：規定裝配后齒輪端部間隙Ao保持在0.10?025mm范圍內,如選用完全后換法

裝配，試確定4、4、A3日勺極限偏差。

習題5-23圖習題5-24圖

解：參照例題5?4(p261-263)

⑴計算封閉環基本尺寸：

由于Ao=A1-42-43=40-36-4=0；4=0：fmm；

⑵計算封閉環公差：T()=0.25-0.1=0.15o

(3)確定各構成環的公差：首先按等公差法初步確定各構成環公差,

T/avr=T(l/3=0.15/3=0.05mm,考慮到A3輕易加工，取A3為協調環,

則Al和A2在同一尺寸間隔，取IT9級精度，Tl=T2=0.062mm,

則T3=0.15-0.062-0.062=0.026mm.

(4)確定各構成環極限偏差：

按照對稱原則：A2=36h9=36°0062mm,按入體原則：A=40js9=40±0.031mm

由于ESo=ES『Eh?Eh,因此：Eh=ESi-EI2-ESa=^31-(-0.062)-0.25=-0.157

由于EIo=Eh?ES2-ES3,因此：ES3=E/I-ES2-EZO=-O.O31-O-O.1=-O.131

因此，4=4瑞mm

⑸校核封閉環的極限尺寸：

Aomax=Ahnax-A2min~A3rnin=4O.O31-(36-O.O62)-(4-0.157)=0.25

^0min=^lmin~^2max~^3max=(40-0.031)-36-(4-0.131)=0.1

符合規定。

5-24習題5-24圖所示為車床刀架座后壓板與床身導軌的裝配圖，為保證刀架座在

床身導軌上靈活移動，壓板與床身下導軌面間間隙須保持在0.1?0.3mm范圍內，如選

用修配法裝配，試確定圖示修配環A與其他各有關尺寸日勺基本尺寸和極限偏差.

B-B

1234

/-

k\\\

〈

<=F|

I

33233

\

B34■

35

31302928272622120

B

習題5-20圖

1一頂尖2一尾座體3一套筒4一定位塊5—注油塞6一絲杠7—螺母8一擋油圈9一后蓋

10一手輪11一螺帽12一墊圈13一半圓鍵14一偏心軸15一銷子16一手柄

17—擋銷18一擋旬T19一拉桿20-底座21-杠桿22一支架23一支承釘

24一壓塊2S—壓板26一校鏈支架27—夾緊決28一螺桿29一彈簧墊圈

30一手柄31一半圓鍵32一調整螺套33—緊定螺桿34—彈簧35—導向桿

5-25習題5-25圖所示傳動裝置，規定軸承端面與端蓋之間留有Ao=（）.3?0.5