机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答word精品
(精品)机械制造工艺学(第三版)王先逵_课后答案
a)
总体分析法：三爪卡盘+固定后顶尖——限制
X YZ
Y
Z
分件分析法：三爪卡盘——
YZ；固定后顶尖——
X
Y
Z
两者一起限制五个自由度
X YZYZ
无过定位，欠定位
d) 总体分析法：前后圆锥销——
Y ZY Z
分件分析法：前圆锥销——限制 X Y Z；
• A)图：以外圆面和左端面为粗基准 加工A面和内孔，一次装夹完成， 用机床精度保证垂直度公差；以内 孔和A面为精基准加工外圆和另一 端面
• B)图：液压缸希望壁厚均匀，以不 加工左端外圆和左端面为粗基准， （外圆面被夹持面长，限制了四个 自由度）加工右端阶梯孔和端面； 以已加工的孔和端面为精基准加工 左端外圆和孔及环槽
第四章习题 4-5
I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准
• 粗基准——以孔I为粗基准，加工与 导轨两侧接触的两平面———遵循 保证加工余量合理分配的原则
• 精基准——以与导轨两侧接触的两 平面为精基准，加工I孔和其它孔以 及上顶面，遵循基准统一原则和基 准重合原则
第四章习题 4-6：选择粗、精加工基 准
第二章补充题：
• 加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加 工后通槽侧面与工件侧面A平行度误差的主要因素
1. 夹具左侧定位元件的定位表面与定向键槽侧面间的平行度误差 2. 夹具定位键与铣床工作台T形槽之间的配合间隙 3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
第二章补充题：
浮动后圆锥销——限制 X Y
两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z 无过定位，欠定位
机械制造工艺学(第三版)王先逵_课后答案
保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；
第一章 1-12题
a)
总体分析法：三爪卡盘+固定后顶尖——限制 X Y Z ；固定后顶尖—— 分件分析法：三爪卡盘—— YZ X 两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z Y ZY Z 总体分析法：前后圆锥销—— 分件分析法：前圆锥销——限制 X Y Z ； 浮动后圆锥销——限制 X Y 两者一起限制五个自由度 X Y Z Y Z
L2=0±0.025 L4=4+0.20和H组成尺寸链，直接 可以保证的尺寸有L1，L2 ，L3，H；L4为封
闭环（间接保证的尺寸）
增环：L2，H；减环L1；L3既可看成增环也 可是减环（因其基本尺寸=0） 解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675
+0.0895 0
第四章习题4-18：尺寸链计算
3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
第二章补充题：
• 在车床上加工心轴，粗、精车外圆及台肩面，经检测发现外圆面 有圆柱度误差，台肩面对外圆轴线有垂直度误差，试从机床几何 误差的影响，分析产生以上误差的主要原因
第二章补充题：
图示零件的A、B、C面， Φ10H7及Φ30H7孔均已加工。试分析加工Φ12H
解尺寸链得： L=130±0.04mm， 50±0.04mm
解: (2)直接测量的尺寸为：A1 ，及两孔直径，尺寸80 ±0.08 在测量工序中是间接得到的，因 此是封闭环是80 ±0.08
80 A1 7.5 7.5 0.08 0 0 EI A
0 05 A1 650..08 m m
无过定位，欠定位
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第一章 补充题： 根据工件加工面的技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案
第二章习题：2-3, 2-4
2-3 试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因： 1)在车床上镗孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。 2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔时，引起内孔与外圆同轴度误差； 端面与外圆的垂直度误差。 2-4 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图3-80a,b,c 所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除
• 1）轴向：下列三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形； K头 >K尾而使靠近尾架处直径>靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过 大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形；
• 2）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷
• 采取的措施：无进给多次走刀；控制砂轮超出量，并使砂轮在各处停 留时间均匀；尽量磨削后再加工键槽
角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误 差 • C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍 形，产生圆柱度误差
第二章补充题：
• 外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架 刚度K头>K尾，试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被 加工轴颈在轴向和径向将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕 加工后的形状精度？
第二ห้องสมุดไป่ตู้补充题：
• 加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加 工后通槽侧面与工件侧面A平行度误差的主要因素
1. 夹具左侧定位元件的定位表面与定向键槽侧面间的平行度误差 2. 夹具定位键与铣床工作台T形槽之间的配合间隙 3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
机械制造工艺学第3版王先奎习题解答5
5-22 什么是自激振动？它与强迫振动、自由振动相比，有哪些主要特征？ 答： （P253-255）机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削过程而言）作用下，由系统内 部激发反馈产生的周期性振动，称为自激振动，简称为颤振。 与强迫振动相比，自激振动具有以下特征：机械加工中的自激振动是在没有外力（相对于切削过 程而言）干扰下所产生的振动运动，这与强迫振动有本质的区别；自激振动的频率接近于系统的固有 频率，这就是说颤振频率取决振动系统的固有特性。这与自由振动相似（但不相同） ，而与强迫振动根 本不同。自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动却不因有阻尼存在而迅速衰减。
1
5-7 为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答： （P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长， 进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化） 。
5-8 为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答： （P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因 而冷硬层深度减小；(2) 温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的 原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情 况只是在进给量比较大时才是正确的。
5-16 机械加工中，为什么工件表层金属会产生残余应力？ 答： （教材 P245-247）工件表层产生残余应力的原因是：工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹 性变形状态。切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。 （2）热态塑性变形：机械加工时，切削或磨削热使工件表面局部温升过高，引起高温塑性变形。 表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力； （3）金相组织变化：切削时产生的高温会引起表面的相变。比容大的组织→比容小的组织→体积 收缩，产生拉应力，反之，产生压应力。
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• B)图：液压缸希望壁厚均匀，以不 加工左端外圆和左端面为粗基准， （外圆面被夹持面长，限制了四个 自由度）加工右端阶梯孔和端面； 以已加工的孔和端面为精基准加工 左端外圆和孔及环槽
解：先校核 b)图上的工序 尺寸：计算由a),b),c)图有 关尺寸组成的尺寸链， L1=40.30-0.1 L2=10.40-0.2 L3=100-0.1 L4=40 0-0.3因L3 和L4是图纸上要求的尺寸， 不必校核，因此校核工序尺 寸L1 或L2 。现认可L1，校 核L2
第四章习题4-18：尺寸链计算
第一章 1-11题——确定加工图示待加工表面应限制的自由度数
a) 限制五个自由度 X Y Z X Y
保证尺寸l——限制沿X移动；绕X转动 保证尺寸a——限制沿移动； 保证孔轴线通过外圆轴线平面——限制
沿Y移动 保证孔轴线与底面垂直——限制绕Y转
动。
b) 六个自由度都必须限制 保证尺寸l——限制沿Y移动； 保证尺寸h——限制沿Z移动； 保证槽底与轴线平行——限 制绕X，Y转动 保 证 对 称 度 —— 限 制 沿 X 移 动和Z转动；
在尺寸链，封闭环是80 ±0.08，其公差小于50 的公差值，因此需重新 分配公差 解尺寸链得： L=130±0.04mm，
50±0.04mm
解: (2)直接测量的尺寸为：A1 ，及两孔直径，尺寸80 ±0.08 在测量工序中是间接得到的，因 此是封闭环是80 ±0.08
80 A1 7.5 7.5
角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误 差 • C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍 形，产生圆柱度误差
机械制造工艺学(第三版)王先逵--课后答案
共限制六个自由度，无 过定位，无欠定位
• •
E) 三个短V形块共限制六个自由度 X
分体分析：前后两块组合限制：
X
Y Z
ZX
Y
Z
Z
X
•
右侧Ｖ形块限制 Y ；与前后Ｖ形块组合限制：Y
•
无过定位，无欠定位
第一章
第一章 补充题： 根据工件加工技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案
第二章补充题：
• 加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加 工后通槽侧面与工件侧面A平行度误差的主要因素
1. 夹具左侧定位元件的定位表面与定向键槽侧面间的平行度误差 2. 夹具定位键与铣床工作台T形槽之间的配合间隙 3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
第二章补充题：
角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误 差 • C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍 形，产生圆柱度误差
第二章补充题：
• 外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架 刚度K头>K尾，试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被 加工轴颈在轴向和径向将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕 加工后的形状精度？
• 1）轴向：下列三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形； K头 >K尾而使靠近尾架处直径>靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过 大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形；
• 2）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷
• 采取的措施：无进给多次走刀；控制砂轮超出量，并使砂轮在各处停 留时间均匀；尽量磨削后再加工键槽
A1 65mm
机械制造工艺学(第三版)王先逵-课后答案48页PPT
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
机械制造工艺学(第三版)王先逵-来自后 答案1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
机械制造工艺学(第三版)王先逵-课后答案
共限制六个自由度，无过定位，无欠 定位
• •
E) 三个短V形块共限制六个自由度 X
分体分析：前后两块组合限制：
X
Y
Z
ZX
Y
Z
Z
X
•
右侧Ｖ形块限制 Y ；与前后Ｖ形块组合限制：Y
•
无过定位，无欠定位
第一章
第一章 补充题： 根据工件加工技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案
• 在车床上加工心轴，粗、精车外圆及台肩面，经检测发现外圆面 有圆柱度误差，台肩面对外圆轴线有垂直度误差，试从机床几何 误差的影响，分析产生以上误差的主要原因
第二章补充题： 图示零件的A、B、C面， Φ10H7及Φ30H7孔均已加工。试分析加工Φ12H 时，选用哪些表面定位最合理？为什么？ 分析：应限制的自由度数为：除 沿Φ12轴线方向的移动外的其余5 个自由度
增环：L2，H；减环L1；L3既可看成增环也 可是减环（因其基本尺寸=0）
解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675
+0.0895 0
第四章习题4-18：尺寸链计算 某零件的轴向尺寸如图a),轴向尺寸加工工序如图b),c),d，试校核工序图 上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）
c) 限制六个自由度
d)
限制五个自由度
XY X
Y
Z
保证尺寸l，h，l2——限制三个移动；
保证尺寸l——限制沿X移动；
保证与基准A平行度——限制绕Z转动。
保证与左孔的平行度——限制绕
保证与底面平行——限制绕X，Y转动。
X，Y转动
保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；
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机械制造工艺学习题解答
第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267）
5-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？
答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容：
A.加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度;
⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。
B.表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。
5-2 为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？
答：（P231）（1）由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。
（2）加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。
5-3 车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r ，车刀刀尖圆弧半径re=3mm ，试估算车削后的表面粗糙度。
答上根据教材P2站舍式，表面粗桂度的估算直为
5-4高速精镯呆谓工件的内孔时，采用主値角K ,=75%副偏角输一1即前锋利尖刀，当加工表面粗糙度 要求R 尸3」—.3 Um.时.问：
⑴衽不考虑工祥材料塑性变形对表而粗糙度影哨的杀件下「进骼量f 应选择多大了
(2)分析室际加工表面粗糙度与计算值是否相同，为什么？
⑶ 进给量f 越小’表面祖糙度值是胥越小？
备 ⑴根据教材P2阳公式,H = ------- ---- 可以导出：/ = H(cctK r +cotKj
cot + COtk r
耽 H=23.2nm.则 匸0,QQ32 (1 tan75+l.tanl53 =0,013mm
(2)分析实际加工表面粗粒度与计算渲不同'其頰因是材料有塑性变形，还有弹性恢复锌匚
⑶在主谍甬因健角前定的皤况下，建给量子越丿卜表面粗穗愛值就越小，
5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件 速度却得到相反的结果？
答：(P224)砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越 多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。
而工件速度 增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面 粗糙度值将增大。
5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？
答：(P240)机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变, 晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表 面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化(或称为强化)。
0.00667mm =听&jjm
H
0.4:
5-8 为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？
答：（P240-241）增大切削速度，（1）刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；（2）温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。
而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。
但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。
5-11 什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？
答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1）如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度（碳钢的相变温度为720C，但已超过马氏体的转变温度（中碳钢为300C,工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为回火烧伤。
2）如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织（索氏体或托氏体），这称为淬火烧伤。
3）如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。
5-12为什么磨削容易产生烧伤？如果工件材料和磨削用量无法改变，减轻烧伤现象的最佳途径是什么？
答（P243-244）:磨削容易产生烧伤的原因是：磨削速度高、消耗功率大；砂轮磨粒导热性差，为天然负前角、磨削力大，磨削温度高。
如果工件材料和磨削用量无法改变，减轻烧伤最有效的方法是改善冷却条件，如选择内冷却砂轮或者开槽砂轮，使冷却液能够进入磨削区域；还需要合理选择砂轮硬度、结合剂和组织等。
5-14磨削外圆表面时，如果同时提高工件和砂轮的速度，为什么能够减轻烧伤且又不会增大表面粗糙度？
答：（P243-244）增大工件的回转速度Vw,磨削表面的温度会升高，但其增长速度与磨削背吃刀量ap的影响相比小得多；且Vw越大，热量越不容易传入工件内层, 具有减小烧伤层深度的作用。
增大工件速度Vw 当然会使表面粗糙度增大，为了弥补这一缺陷，可以相应提高砂轮速度Vs,实践证明，同时提高砂轮速度Vs和工件速度Vw，可以避免产生烧伤。
5-16机械加工中，为什么工件表层金属会产生残余应力？
答：（教材P245-247）工件表层产生残余应力的原因是：
（1）冷态塑性变形：机械加工时，工件表面受到挤压与摩擦，表层产生伸长塑变，基体仍处于弹性变形状态。
切削后，表层产生残余压应力，而在里层产生残余拉伸应力。
（2）热态塑性变形：机械加工时，切削或磨削热使工件表面局部温升过高，引起高温塑性变形。
表层产生残余拉应力，里层产生产生残余压应力；
（3）金相组织变化：切削时产生的高温会引起表面的相变。
比容大
的组织-比容小的组织-体积收缩，产生拉应力，反之，产生压应力
5-17 试述加工表面产生压缩残余应力的原因，试述表面产生拉伸残余应力的原因。
答：( P245-246)
A.加工表面产生压缩残余应力的原因：(1)机械加工时加工表面的金属层内产生塑性变形，使表层金属的比容增大。
由于塑性变形只在表面层中产生，这样就在表面层内产生了压缩残余应力；(2)当刀具从被加工表面上切除金属时，表层的纤维被拉长，刀具后刀面与已加工表面的摩擦又加大了这种拉伸作用；刀具切离后，弹性变形将逐渐恢复，而塑性变形不能恢复，表面层金属拉伸塑性变形，受到与它相连的里层未发生塑性变形金属的阻碍，因此就在表层金属中产生了压缩残余应力。
B.表面产生拉伸残余应力的原因：(1)在机械加工中，切削区会产生大量的切削热，工件表面的温度往往很高。
工件受热膨胀时，表层金属处于没有残余应力作用的完全塑性状态中，冷却时表层金属收缩受到里层金属阻碍，这样就在表面层内产生了拉伸残余应力。
(2)比容减小，表面层金属由于相变而产生的收缩受到基体金属的阻碍，因而在表层金属产生拉伸残余应力。
5-20什么是强迫振动？它有哪些主要特征？
答：（P252-253）强迫振动一一由外界周期性的干扰力的作用而引起
的振动。
其主要特征是：其振动频率与干扰力的频率相同，或者是干扰力频率的整倍数；其振幅既与干扰力幅值有关，又与工艺系统的动态特性有关。
若干扰力频率接近或者等于工艺系统的某一固有频率时，振幅将明显增大或者引起共振。
5-22什么是自激振动？它与强迫振动、自由振动相比，有哪些主要特征？
答：（P253-255）机械加工过程中，在没有周期性外力（相对于切削
过程而言）作用下，由系统内部激发反馈产生的周期性振动，称为自激振动，简称为颤振。
与强迫振动相比，自激振动具有以下特征：机械加工中的自激振动是在没有外力（相对于切削过程而言）干扰下所产生的振动运动，这与强迫振动有本质的区别；自激振动的频率接近于系统的固有频率，这就是说颤振频率取决振动系统的固有特性。
这与自由振动相似（但不相同），而与强迫振动根本不同。
自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动却不因有阻尼存在而迅速衰减。