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1、 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 1 页 燕山大学试题标准答案 院(系):里仁学院 教研室:机制 考核课程：机械制造工艺学 20132014 学年 （春）季学期 考核类型：闭卷 考核专业年级：10 机制 1、2、3 命题教师：李金良 答题教师：金振林 一 填空：（15 分）1 机械制造工程的三大问题或三大目标是加工质量、生产率、经济性。2 机械加工工艺系统一般由 机床、夹具、工件、刀具等四个部分构成。3 零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度、几何形状精度、表面相互位置精度。4 零件的表面质量包括加工表面几何形貌和表层力学和理化性能两大方面。具体为表面粗糙度、波度、纹理方向、表面冷硬、
2、表层残余应力、表层金相组织等 5 切削加工后，引起表面残余应力的主要原因有塑性变形、温度变化、金相组织变化。6 弯曲的轴进行冷校直后，原来凸出处会产生 拉 应力，原来凹下处产生 压应力。7 车床导轨在垂直平面内和水平面内的直线度对车削轴类零件的圆柱度影响程度不同，前者 小 ，后者 大 。原因是水平方向为误差敏感方向。8 加工余量分总加工余量和工序加工余量，工序加工余量的确定方法有 查表法 和分析计算法 。9 工序尺寸的公差决定于设备的经济加工精度 。10 测量基准和定位基准都属于工艺 基准。二 简答题。（65 分）1 在车床或磨床上加工相同尺寸精度的内外圆柱表面时，加工内孔表面的进给次数往往多
3、于外圆表面，试分析其原因。答案：车或磨内孔时，刀杆和末杆刚度小误差复映系数大，且容易引起振动。2 何谓可变费用与不可变费用，怎样比较工艺方案的经济性？答案：可变费用是指随产量而变的费用；反之不随产量而变的费用称不变费用；当工艺方案中多数工序不同时用全年工艺成本和投资回收期的长短比较，只有少数工序不同时用单件工艺成本比较。燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 2 页 3 何谓工序、安装、工位、工步、走刀？在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算几道工序？若中间穿插热处理又算几道工序？答案：一个或一组工人在一个工作地点或一台设备上对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程叫工序。工件在加工
4、前在机床或夹具上进行定位并夹紧的过程叫做安装。一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序叫做工步。在一个工步中，刀具相对加工表面上每切除一层材料称为一次走刀。在一台机床上连续完成粗加工和半精加工算 1 道工序。若中间穿插热处理算 2 道工序。4 装配工艺中何谓组成环、封闭环、协调环和补偿环？它们之间有什么关系？封闭环：装配的精度要求。组成环：和装配精度有关的零件尺寸，一件一环。协调环：为了满足装配 TQC,我们所选的需要控制的某一 组成环。补偿环：修配法装配中的
5、需要修配的那个组成环。协调环和补偿环都是组成环。5 为什么磨削高合金钢比普通碳钢容易产生烧伤现象？答案：因为合金钢相对碳素钢的导热性低，强度及其韧性高，导致产生的热量多，传入机体的热量少，从而磨削温度高，因此容易烧伤。所以在磨削合金钢时，可降低磨削速度及进给量，或提高工件转速并加强冷却，减少磨削烧伤的现象的发生。6 什么是成组技术，应用在哪几个方面？答案：成组技术是指建立在以相似性原理基础上合理组织生产技术准备和产品生产过程的一种方法。应用在成组工艺与夹具、生产组织管理和设计方面。三 图示箱体零件的工艺路线图下：粗、精铣底面。粗、精铣顶面。粗、精铣两端面。在卧式镗床上先粗镗、半精镗。精镗 80
6、H7孔，然后将工作台移动 1000.03mm，再粗镗、半精镗、精镗60H7孔。该零件为中批生产，试分析上述工艺路线有无原则性错误，并提出改正方案。（10 分）加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 3 页 答案：有错误，一是粗精不分；二是底面较大且精度高应作粗基准，经上面加工后，作后续的精基准
7、。改进后的工艺为:粗顶面；粗铣底面；粗铣两端面；精铣顶面；半精铣底面；粗镗 80H7、1000.03mm，精铣两端面；精铣底面；半精镗两孔；精镗两孔。四 在自动机上加工一批尺寸要求为8009mm 的零件，机床调整后试切50 件，测得尺寸如下，试绘制分布曲线图、直方图，计算工序能力系数和废品率，并分析误差产生原因。（10 分）答案：已知175.017028.708.81minmaxnxxdmm，取 d=0.18mm 50150197.7iixxmm，146.0)(4915012iixxSmm 2.0)146.06/(18.06/TCp 组号 组界/mm 中心值/mm 频数 频率（%）频率密度/m
8、m-1（%）1 6.9387.118 7.028 1 2 11.11 加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 4 页 2 7.1187.298 7.208 0 0 0 3 7.2987.478 7.388 0 0 0 4 7.4787.658 7.568 0 0 0 5 7.6587.838
9、7.748 2 4 22.22 6 7.8388.018 7.928 35 70 388.89 7 8.0188.918 8.018 12 24 66.67 直方图020406.9387.1187.2987.4787.6587.8388.0188.198工件尺寸（mm）频数 根据直方图可知，工件尺寸主要集中在 7.838 8.018mm之间，只是由于出现了一例 7.028mm 的工件，导致正态分布曲线均值偏离基本尺寸较大，标准差很大，可能由于其偶然因素引起的加工误差，从而导致工序能力变差。可以在此加工一批式样，重新分析。五 图示齿轮箱部件，根据使用要求，齿轮轴肩与轴承端面的轴向间隙应在 11、
10、75mm范围内。若已知各零件的基本尺寸 A1=101mm，A2=50mm，A3=A5=5mm，A4=140mm，试确定这些尺寸的公差及偏差？（15 分）加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 5 页【答案】解：(1)画出装配尺寸链图，确定各环属性 A5 A4 A A3 A1 A2 A为封闭环；
11、A1，A2 为增环；A3，A4，A5 为减环，A=1，T（A）=0.75，则 A=175.00 (2)极值法（各环设公差相等）1）各环平均公差 TM（Ai）T A(n-1)0、75(6-1)=0、15 因 A3，A5 尺寸小且不难加工，可取 TA3TA50、1 又 A1，A2 较大且难加工，取 TA1TA20、2 则 TA4=0、15 2)按入体原则，取 A1=1012.00，A2=502.00，A3=A5=501.0，A4=140015.0 3)验算 ES(A)ES(Ai)EI(Ai)=0、75 EI(A)EI(Ai)ES(Ai)=0 故结果正确。或用概率法计算。答案略。加工工艺系统一般由机
12、床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 6 页 六 如下图所示套类零件，L1=70025.0050.0mm，L2=600025.0mm，L3=2015.00mm。本工序加工大孔保证尺寸 L3，由于 L3 尺寸不便直接测量。试利用尺寸链解算出由左端面为基准的大孔深度测量尺寸及其偏差 L4。（10）L3 L4 L1
13、L2 mmLmmEIEImmESESmmLLLLLL1.0044443030_025.0(025.001.005.0015.03047046020加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 7 页 七 在图 7-a所示套简零件上铣键槽，要求保证尺寸 54-0.14mm，及对称度。现有三种定位方案，
14、分别如图 b、c、d 所示。计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度误差不大于 0.02mm）（10 分）解：（1）b 方案，对于 54 尺寸有基准不重合误差和基准位置误差 对于对称度位置误差 （2）c 方案：对于 54 尺寸有基准不重合误差和基准位置误差 对于对称度位置误差 （3）d 方案，对于 54 尺寸基准重合 021.0)12sin1(2d.Twd13.002.005.097.3103.322)60(01.0minmax.TdDwd加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残
15、余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工 燕山大学试题标准答案 共 8 页 第 8 页 对于对称度位置误差 如果定位误差不大于对应公差的1/3，b 方案更合理。05.02)60(01.0.Twd加工工艺系统一般由机床夹具工件刀具等四个部分构成零件的加工精度包括三方面的内容即尺寸精度几何形状精度表理方向表面冷硬表层残余力表层金相组织等切削加工后引起表面残余力的主要原因有塑性变形温度变化金相组织变化车削轴类零件的圆柱度影响程度不同前者小后者大原因是水平方向为误差敏感方向加工余量分总加工余量和工序加工