习图4-4-1
4-1答案：
键槽底面对?35mm下母线之间的平行度误差由3项组成：
① 铣床工作台面与导轨的平行度误差：0.05/300 ② 夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误差）：0.01/150 ③ 工件轴线与交点A的连线的平行度误差：
为此，首先计算?20?0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：?0?0.7?Td?0.7?0.1?0.07mm
可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：0.07/150
最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差： ?P?0.05/300 ?0.01/150?0.07/150?0.21/3004-2 试分析习图4-4-2所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设
工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。
a） b） c）
习图4-4-2
4-2 答案：
a） 在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件外圆表面成锥形，右端直径大于左端直径。
b） 在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。
c） 由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径，
加工后零件最终的形状参见图4-34。 4-6 在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.01。现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X = 11.99，均方根偏差为σ = 0.003。试：
① 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线； ② 计算该工序的工艺能力系数； ③ 估计该工序的废品率；
④ 分析产生废品的原因，并提出解决办法。
4-6 答案：
① 分布图
分布曲线 11.9912 （公差带） 习图4-4-6ans ② 工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1 ③ 废品率约为 50%
⑤ 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所
致；改进办法是重新调整砂轮位置。
04-7 在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为?20?0.1mm。若根据测量工序尺寸接近正
态分布，其标准差为??0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03 mm。试计算不合格品率。 4-7 答案：
分布曲线 不合格品率 19.98 19.9 （公差带） 20 19.95。 习图4-4-7ans
画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.055%
0例1 有一批小轴，其直径尺寸要求为?18?0.035mm,加工后尺寸属正态分布，测量计算得一批工件直径的算术平均值=17.975mm，均方根差=0.01mm。试计算合格品率，分析废品产生的原因，提出减少废品率的措施。
解：1、画尺寸分布区与于公差带间的关系图 2、设计尺寸可写作
￠
180?0.035??17.9825?0.0175
3、系统误差 ⊿
=X?x?17.9825?17.975?0.0075 4、计算合格率和废品率
??x1?T2???0.025
x1??0.0250.01?2.5
A1?0.9876
x2?T2???0.01 A2?0.6826
合格品率为 A?12(A1?A2)?83.5100
废品率为 1-A=16.49%
产生废品的原因：一是对刀不准，存在系统误差；二是本工序加工的精度较差。减少废品的有效措施是在消除系统误差基础上进一步改善工艺条件，使?减少至6? 例：在两台自动切割机上加工工一批小轴的外园，要求保证直径?11±0.02mm,第一台加工1000件，其直径尺按正态分布，平均值x1?11.005mm，均方差?1?0.004mm。第二台加工500件，其直径也按正态分布，且=x2?11.015mm，?1?0.0025=mm。试求： 1） 在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的精度高？ 2） 计算并比较那台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进的办法。 解：两台机床加工的两批小轴，其加工直径分布曲线如下图所示； 1、 第一台机床的加工精度 6?1?6?0.004?0.024 第二机床的加工精度 6?2?6?0.0025?0.015 所以，6?2?6?1，故第二台机床的加工精度高。 2、 第一台机床加工的小轴，其直径全部落在公差内，故无废品。第二台机床加工的小轴， 有部分直径落在公差带外，成为可修复废品。 A(??x1??0.010.01?1 x2?x??2)?11.02?11.015?A(2) 0.0025 A(2)?0.9542 废品率为 0.5?0.9542?2?2.2800 从图中可见，第二台机床产生废品的主要原因是刀具调整不当，使一批工件尺寸分布重心偏大于公差中心，从而产生可修复废品。 改进的办法是对第二机床的车刀重新调整，使之再进刀0.0075mm为宜。 例：在车床上车一批轴，要求为Φ 025?0.1mm。已知轴径尺寸误差按正待分布， x=24.96mm, ?σ=0.02mm,问这批加工件合格品率是多少？不合格平率是多少?能否修复？ 解：1）标准化变化 Z=(x-x)/σ=(25-24.96)/0.02=2 2）偏大不合格平率为：0.5-?F2=0.4772 F2=0.5-0.4772=2.28%（不可 修复的不合格品） 3）偏小不合格平率为：0.5-0.49865=0.00135=0.135%（可修复的不合格品） 4）合格品为：1-2.28%-0.135%=97.595% 1. 单项选择 1-1 表面粗糙度的波长与波高比值一般（ ）。 ① 小于50 ② 等于50～200 ③ 等于200～1000 ④ 大于1000 1-2 表面层加工硬化程度是指（ ）。 ① 表面层的硬度 ② 表面层的硬度与基体硬度之比 ③ 表面层的硬度与基体硬 度之差 ④ 表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比 1-22 强迫振动的频率与外界干扰力的频率（ ）。 ① 无关 ② 相近 ③ 相同 ④ 相同或成整倍数关系 1-24 自激振动的频率( )工艺系统的固有频率。 ① 大于 ② 小于 ③ 等于 ④ 等于或接近于 4. 分析计算题 4-1 试选择习图5-4-1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 A t B A C B a） b） 习图5-4-1 t C c） 4-1答案： 1. 图a：① 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。 ② 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：① 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B为统一精基准。② 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：① 精基准——飞轮的设计基准是孔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。② 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。 04-2 今加工一批直径为?25?0.021mm，Ra = 0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为45钢， 毛坯为直径φ28±0.3mm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。 4-2 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： 00精磨—?24?0.013mm，粗磨—?24.1?0.033mm，半精车—?24.4?0.13mm，粗车 0—?25.4?0.33mm。 0004-3 习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸38?0.1mm和8?0、c）、d）.05mm已加工好，b） 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。 0 10±0.1 8 －0.05 A1 A2 38 －0 0.1 a） b） c） d） A3 习图5-4-2 4-3答案：
机械制造技术基础习题
