机械设计制造基础-第七章-练习题与答案.doc

第七章 练习题1. 单项选择1-1重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ 铸件 锻件 棒料 管材）。1-2普通机床床身的毛坯多采用（ 铸件 锻件 焊接件）。 冲压件1-3基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。 设计 工序 测量 装配1-4箱体类零件常采用（）作为统一精基准。 一面一孔 一面两孔 两面一孔 两面两孔1-5经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 最不利 最佳状态 最小成本 正常加工1-6铜合金 7 级精度外圆表面加工通常采用 （）的加工路线。 粗车 粗车-半精车 粗车-半精车-精车 粗车-半精车-精磨1-7淬火钢 7 级精度外圆表面常采用的加工路线是（）。 粗车半精车精车 粗车半精车粗磨 粗车半精车精车金刚石车 粗车半精车粗磨精磨1-8铸铁箱体上 120H7 孔常采用的加工路线是（）。 粗镗半精镗精镗 粗镗半精镗粗磨 粗镗半精镗铰 粗镗半精镗粗磨精磨1-9为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（）进行。 切削加工之前 磨削加工之前 切削加工之后 粗加工后、精加工前1-10工序余量公差等于 ( )。 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一1-11直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（ 增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和）。 增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和1-12（直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于）。 各组成环中公差最大值 各组成环公差之和 各组成环中公差的最小值 各组成环公差平方和的平方根1-13用近似概率算法计算封闭环公差时，k 值常取为（ 0.60.8 0.81 11.2 1.21.4）。1-14派生式 CAPP 系统以（）为基础。 成组技术 数控技术 运筹学 网络技术1-15工艺路线优化问题实质上是（）问题。 寻找最短路径2. 多项选择 寻找最长路径 寻找关键路径 工序排序2-1 选择粗基准最主要的原则是（）。 保证相互位置关系原则 自为基准原则 保证加工余量均匀分配原则 基准重合原则2-2 采用统一精基准原则的好处有（）。 有利于保证被加工面的形状精度 有利于保证被加工面之间的位置精度 可以简化夹具设计与制造2-3 平面加工方法有（）等。 可以减小加工余量 车削 铣削 磨削 拉削2-4 研磨加工可以（）。 提高加工表面尺寸精度 提高加工表面的硬度 提高加工表面形状精度 降低加工表面粗糙度2-5安排加工顺序的原则有（）和先粗后精。 先基准后其他 先主后次 先面后孔 先难后易2-6采用工序集中原则的优点是（ 易于保证加工面之间的位置精度 可以降低对工人技术水平的要求）。 便于管理 可以减小工件装夹时间2-7 最小余量包括 ()和本工序安装误差。 上一工序尺寸公差 本工序尺寸公差 上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 上一工序留下的形位误差2-8CAPP 系统按其工作原理可划分为（）和综合式。 全自动式 半自动式 派生式 创成式2-9 目前 CAPP 系统的零件信息输入方式主要有（）。息 成组编码法 形面描述法 图形识别法 从 CAD 系统直接获取零件信2-10采用决策树进行决策的优点是（）。 易于理解 易于编程 易于修改 易于扩展2-112-12单件时间（定额）包括（ 基本时间 辅助时间辅助时间包括（）等。 切入、切出时间 工作地服务时间）等。 装卸工件时间 开停机床时间 测量工件时间 更换刀具时间2-13 提高生产效率的途径有（）等。 缩短基本时间 缩短辅助时间 缩短休息时间 缩短工作地服务时间2-14 参数优化问题数学模型的要素是（）。 设计变量 目标函数 约束条件 优化方法2-15 工序参数优化问题中的设计变量是（）。 切削速度 进给量 切削深度（背吃刀量） 刀具耐用度2-16 工序参数优化问题中的优化目标可以是（）。 最短工序时间 最小工序成本 最大工序利润 最大刀具耐用度3.3-13-23-33-43-53-63-73-83-9判断题工艺规程是生产准备工作的重要依据。编制工艺规程不需考虑现有生产条件。编制工艺规程时应先对零件图进行工艺性审查。粗基准一般不允许重复使用。轴类零件常使用其外圆表面作统一精基准。淬硬零件的孔常采用钻（粗镗）半精镗粗磨精磨的工艺路线。铜、铝等有色金属及其合金宜采用磨削方法进行精加工。抛光加工的目的主要是减小加工表面的粗糙度。工序余量等于上道工序尺寸与本道工序尺寸之差的绝对值。3-103-11中间工序尺寸公差常按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度来确定。直线尺寸链中必须有增环和减环。3-123-133-143-15工艺尺寸链组成环的尺寸一般是由加工直接得到的。采用 CAPP 有利于实现工艺过程设计的优化和标准化。派生式 CAPP 系统具有较浓厚的企业色彩。创成式 CAPP 系统以成组技术为基础。3-16 在 CAPP 专家系统中广泛采用产生式规则表达知识。3-17 在 CAPP 专家系统中通常采用正向推理的控制策略。3-18在工艺成本中可变费用是与年产量无关的费用。4. 分析计算题4-1 试选择习图 4-1 示三个零件的粗精基准。其中 a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧棒料； b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。t At BABCa）b）c）t C习图 4-14-2 今加工一批直径为 25 00.021 mm ，Ra = 0.8mm，长度为 55mm 的光轴，材料为 45 钢，毛坯为直径 280.3mm 的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。4-3 习图 4-2 所示 a）为一轴套零件，尺寸 38 00.1 mm 和 8 00.05 mm 已加工好，b）、c）、d）为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸 A1 、A2 和 A3。0A1A2A338 00.1a）b）c）d）习图 4-28 0.05 100.14-4 习图 4-4 所示轴承座零件， 50 +00.03 mm 孔已加工好，现欲测量尺寸 750.05。由于该尺寸不好直接测量，故改测尺寸 H。试确定尺寸 H 的大小及偏差。习图 4-430 +0.034-5加工习图 4-5 所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为30 00.032 mm ，键槽深度尺寸为 26 00.2 mm ，有关的加工过程如下：1）半精车外圆至 30.6 00.1 mm ；2）铣键槽至尺寸 A1；3）热处理；4）磨外圆至 30 00.032 mm ，加工完毕。求工序尺寸 A1 = ？4-6磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸DCB要求为 60 00.03mm 。为了保证磨后工件表面A淬硬层的厚度，要求磨削的单边余量为0.30.05，若不考虑淬火时工件的变形，求淬火前精车的直径工序尺寸。4-7习图 4-7 所示零件, 有关轴向尺寸加工过程如下:0240.05640.2习图 4-71）精车 A 面（车平）。2）精车 B 面,保证 A、B 面距离尺寸 A1。3）自 D 处切断，保证 B、D 面距离尺寸 A2。4）掉头装夹，精车 C 面,保证 B、C 面距离尺寸 A3=240.05mm。5）精车 D 面, 保证 C、D 面距离尺寸 A2 = 20 00.1 mm。若已知切断时经济加工公差为 0.5mm，精车时最小余量为 0.2mm。试用尺寸链极值法确定各工序尺寸及偏差。5. 练习题（编制工艺规程）5-1试编制习图 5-1 所示螺母座零件的机械加工工艺规程，将有关内容填入习表 5-1 中。毛坯为铸件，生产批量 5000 件。800.05H20 -0.10.03 AB0.8136.3166.3764-M8其余材料：HT200铸造圆角R50.02 B1.636604- 1160120A2-8（配作）150习图 5-5-1习表 5-1工序号工序名称及内容定位基准机床夹具5-2试编制习图 5-2 所示拨叉零件的机械加工工艺规程，将有关内容填入习表 5-2 中。毛坯为精铸件，生产批量 30 件。1200其余6.30.05 A0.05 A材料：HT200铸造圆角R550.19201.66.3A习图 5-240M86.31.6+0.03560010201.63.253.28025 +0.0250253.23.240600.05(105)12-0.1习表 5-2工序号工序名称及内容定位基准机床夹具第七章 练习题答案1. 单项选择1-1 答案： 锻件1-2 答案： 铸件1-3 答案： 设计1-4 答案： 一面两孔1-5 答案： 正常加工1-6 答案： 粗车-半精车-精车1-7 答案： 粗车半精车粗磨精磨1-8 答案： 粗镗半精镗精镗1-9 答案：1-10 答案： 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和1-11 答案： 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和1-12 答案： 各组成环公差平方和的平方根1-13 答案： 1.21.41-14 答案： 成组技术1-15 答案： 寻找最短路径2. 多项选择2-1 答案： 保证相互位置关系原则 保证加工余量均匀分配原则2-2 答案： 有利于保证被加工面之间的位置精度 可以简化夹具设计与制造2-3 答案： 车削 铣削 磨削 拉削2-4 答案： 提高加工表面尺寸精度糙度 提高加工表面形状精度 降低加工表面粗2-5 答案： 先基准后其他 先主后次 先面后孔2-6 答案： 易于保证加工面之间的位置精度时间 便于管理 可以减小工件装夹2-7 答案： 上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 上一工序留下的形位误差2-8 答案： 派生式 创成式2-9 答案： 成组编码法 形面描述法2-10 答案： 易于理解 易于编程 从 CAD 系统直接获取零件信息2-11 答案： 基本时间 辅助时间 工作地服务时间2-12 答案： 装卸工件时间 开停机床时间 测量工件时间2-13 答案： 缩短基本时间 缩短辅助时间 缩短工作地服务时间2-14 答案： 设计变量 目标函数 约束条件2-15 答案： 切削速度 进给量2-16 答案： 最短工序时间3. 判断题）3-1 答案： 最小工序成本 最大工序利润3-2 答案： 3-3 答案： 3-4 答案： 3-5 答案： 3-6 答案： 3-7 答案： 3-8 答案： 3-9 答案： 提示：综合考虑包容尺寸和被包容尺寸两种情况。3-10 答案：3-11 答案： 3-12 答案： 3-13 答案： 3-14 答案： 3-15 答案： 3-16 答案： 3-17 答案： 3-18 答案： 4. 分析计算题4-1 答案：1. 图 a： 精基准齿轮的设计基准是孔 A。按基准重合原则，应选孔 A 为精基准。以 A 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 A 为统一精基准。 粗基准齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。在加工孔 A 时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔 A 定位加工外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。2. 图 b： 精基准液压油缸的设计基准是孔 B。按基准重合原则，应选孔 B 为精基准。以 B 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 A为统一精基准。 粗基准液压油缸外圆没有功能要求，与孔 B 也没有位置关系要求。而孔 B 是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔 B 的毛坯孔作定位粗基准。3. 图 c： 精基准液压油缸的设计基准是孔 C。按基准重合原则，应选孔 C 为精基准。以 C 为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 C为统一精基准。 粗基准为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基准。4-2 答案：5. 确定工艺路线：粗车半精车粗磨精磨2. 确定各工序余量：根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm，粗磨余量=0.3mm，半精车余量 =1.0mm，粗车余量 =总余量（精磨余量 +粗磨余量 +半精车余量） =4（0.1+0.3+1.0）=2.6 mm。3. 计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24 mm，粗磨基本尺寸=（24+0.1）=24.1 mm，半精车基本尺寸=（24.1+0.3）=24.4 mm，粗车基本尺寸=（24.4+1.0）=25.4 mm。4. 确定各工序加工经济精度：精磨 IT6（设计要求），粗磨 IT8，半精车 IT11，粗车IT13。5. 按入体原则标注各工序尺寸及公差：精 磨 24 00.013 mm ， 粗 磨 24.100.033 mm ， 半 精 车 24.4 00.13 mm ， 粗 车 25.4 00.33 mm。4-3 答案：A21）图 b：基准重合，定位误差800.05100.10A3DW = 0 ， A1 = 10 0.1 mm；2）图 c：尺寸 A2，100.1 和8 00.05 构成一个尺寸链（见习解图4-3c），其中尺寸 100.1 是封闭环，0尺寸 A2 和 8 00.05 是组成环，且 A2c）习图 4-3ansd）为增环， 8 00.05 为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10= A28，A2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：0.1=ESA2（-0.05），ESA2=0.05mm;-0.1=EIA20，EIA2=-0.1mm。故： A2 = 18 +0.05 mm3）图 d：尺寸 A3，100.1，8 00.05 和构成一个尺寸链（见习解图 4-3d），其中尺寸 100.1是封闭环，尺寸 A3， 8 00.05 和 38 00.1 是组成环，且 38 00.1 为增环，A3 和 8 00.05 为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10= 38（A3+8），A3=28mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：0.1=0（EIA3+（-0.05），EIA3= -0.05mm;-0.1= -0.1(ES A3+0)，ESA3=0。故： A3 = 28 00.05 mm4-4 答案：尺寸 750.05、H 和半径 R 组成一个尺寸链，其中尺寸 750.05 是间接得到的，是封闭环。半径尺寸 R = 15 +00.015 和 H 是增环。解此尺寸链可得到： H = 50 +0.0354-5 答案：80.05 100.1380.11建立尺寸链如习图 4-5ans 所示，其中 A2 = 26 00.2 ，是尺寸链的封闭环；R1 = 15.3 00.05 ，是尺寸链的减环； R2 = 15 00.016 ，是尺寸链的增环；A1 也是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得到：A2 = 26.3 0.184mm4-6 答案：建立尺寸链如习图 4-6ans 所示，其中 Z=0.30.05 是尺寸链的封闭环； R2 = 30 00.015 ，是尺寸链的减环； R1 是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得到： R1 = 30.3 +0.035 mm由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为：D1 = 30.3 +0.07 mmR1Z=0.30.05R2 = 3000.015习图 4-6ans4-7 答案：采用图表法求解，如下：DCBAA2A1A3=240.05120.10.250.0512ZiminZiMAiM20.0544.524Z4A4 = 19.950.050.050.350.20. 5519.95R10.2习图 4-7ans64051 Ti Tzi