机械制造技术基础期课后作业答案复习过程.docx

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机械制造技术基础期课后作业答案复习过程

7-6试分析题7-6图中的定位元件所限制的自由度，判断有无欠定位或过定位,并对方案中不合理处提出改进意见。

题7-6图答：

¥型块2

”件

a）V型块1限制了工件X，Y自由度;

V型块2限制了工件xy自由度;

zxy

V型块3限制了工件自由度;

定位方式属于完全定位。

b）

支承平面：

Z，X，丫自由度；V形块1，V形块2：

x,y。

；

不完全定位，无不合理处。

c）平面限制了Z，X，丫自由度；短定位销限制了X，Y自由度；固定V

型块限制了Z，X。

属于过定位。

将固定V型块改为活动V型块

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

答案：

1）图b:

基准重合，定位误差

A100.1mm

2）图c:

尺寸A10±0.1和80.05

尺寸链（见习解图5X4-2C），其中尺寸10±0.1

A、A和A3。

0

A2

A3

C）

d）

习图5-4-2

DW0，

构成一个

C）

d）

4-3习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸380」mm和8mm已加工好，b）、是封闭环，尺寸A和80.05是组成环，且A为增环，80.05为减环。

由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：

10=A2—8，F2=18mm

由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：

0.1=ESA—（-0.05），—ESA=0.05mm;-0.1=EIA2—0，—EIA2=-0.1mm故：

a18S:

15mm

3）图d:

尺寸Ab，10±0.1，8（0.05和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其

中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A3，80.05和38°.1是组成环，且38°.1为增环，

A3和80.05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），—A=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—（ESA3+0），~亠ESA=0。

故：

A3280.Q5mm

J.lsi

—*i

。

试分析当加工缺口

B保证尺寸小宀山时，有几种定位方

三、计算题（本大题共计10分。

）如图示套筒零件，除缺口B外，其余表面均已加工，尺寸分别为

案？

计算出各种定位方案的工序尺寸，并选择其最佳方案。

关键点:

以A面定位，则工序尺寸为XA=330.05。

尺寸链图是：

显然，TvT15+T40+TXa，该尺寸链没有意义。

也就是说，Xx

以A面定位时，无论如何加工，无法达到图样尺寸，（800.2）

5-13、如图所示。

已知工件的相关尺寸L1700.050,L26OOo.o25,L320。

°.15，

L3不便

测量。

试重新给出可以测量的尺寸，并标注该测量尺寸及偏差。

（10分）

重新绪出的测量尺寸为即大直径孔的深度尺寸，由工艺尺寸链團分析知

封闭环£—20严憎环©丸於诈

减环犷

解尺寸卡旌=S十上4-乙1

La=30

M

*仝—

吊（Lt）=EX（5"疋3（匸A曰（5〉

/（匚）.0.10

1■—

&（―n（5）十討〔匚门一出（lj

・・石-汕严（5分）

5-4.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径©11±

0.02mm第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值X!

=11.005mm均方差1=0.004mm第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且x2=11.015mm

2=0.0025mm试求：

（1）哪台机床的精度高？

CP2

0.04

0.015

2.67

T

（2）加工中有无变值系统误差和常值系统误差，有无废品产生？

如有，可否修复？

并分析其产生的原因及提出改进的方法。

（1）第一台机床的精度

6

（T1=6X0.004=0.024mm

T0.04’“

Cp11.67

610.024

（1分）

第二台机床的精度

6

（T2=6X0.0025=0.015mm

（1分）

所以，6（T2<6C1,故第二台机床的精度高。

工序能力均足够

（1分）

2）呈正态分布，无变值系统误差，但均有常值系统误差（1分）

第一台机床加工的小轴，其直径全部落在公差内，故无废品。

（1分）

第二台机床加工的小轴，有部分小轴的直径落在公差带外，成为可修复废品。

（1分）

从可见，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中心偏大于公差中心，从产生可修废品。

x2max50.015（500.02530.004）0.028mm

x2min50.015（500.02530.004）0.002mm

改进的办法是对第二台机床的车刀重新调整，使之再进給0.002〜0.028mm为

宜。

（2分）

一、试分析图中的各定位方案中定位元件所限制的自由度？

判断有无欠定位或过定位？

是否合理？

如何改进？

xz

答：

图（a）的三个V型块各限制工件的2个自由度，共同完成工件的六个自由度（即X、Y、

Z、X、Y、Z）的限制，属于完全定位，无欠定位和过定位，合理。

图（e）的底平面限制了3个自由度（即Z、X、丫）、圆柱销限制了2个自由度（即X、Y）、

V型块限制了2个自由度（即X、Z），三个元件共限制了7个自由度，出现了重复限制

X自由度的情况，属于过定位，不合理。

其改进办法是：

将V型块改为挡销限制1个Z自

由即可。

5下图所示连杆在夹具中定位，定位元件分别为支承平面1、短圆柱销2和固定短V形块3。

试分析图中所示定位方案的合理性并提出改进方法。

|1-支承平面2-短圆柱销

3-固定短V形块

答:

底面限制yxz，短销限制xy，左侧v型块由于是固定的，很难保证和

工件接触，因而实现不了定位功能，属于欠定位。

改进：

把左侧V型块变成可移动的。

图（C）的前顶尖限制了三个自由度（即X、Y、Z）、后顶尖限制了二个自由度（即X、丫八

三爪卡盘限制了二个自由度（即X、Y），三个定位元件共限制了7个自由度，出现了过

定位，不合理。

其改进办法是：

①取掉三爪卡盘即可；②将前顶尖改为一个挡销即可。

图（d）的端面限制了三个自由度

（即Z、X、Y八左边的V型块限制了二个自由度（即X、

Y），两个定位元件共限制了定位，合理。

5个自由度，还有一个Z自由度未限制，此定位属于不完全

且不完全定位

图（b）圆柱表面限制了4个自由度（即X、Y、X、Y）、端面限制了Z一个自由度,

还的一个Z自由度未限制，属于不完全定位，无欠定位和过定位，合理。

图2滚切直齿圆柱齿轮传动原理图答：

母线：

渐开线，由展成法形成，需要一个复合的表面成型运动，可分解为滚刀旋转运动和工件旋转运动

；

导线：

直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚刀沿工件的轴

向运动

展成运动传动链：

滚刀----4----5——6-----7-----工件，滚刀旋转运动和工件

旋转运动

之间保持严格的相对运动关系，属于内联系传动链；

主运动传动链：

电动机-----1----23----4----滚刀，与动力源直接相连，属

于外联系传动链；

进给运动传动链：

工件-----7-----89-----10——刀架升降丝杠，工作台

为间接动力源，属于外联系传动链

11根据以下给定的刀具几何角度，在正交平面静止参考系中，画出75rK15o

8o

o，5s，15rK外圆车刀的几何角度，并指出刀具的前刀面、后刀面、

副后刀面、主切削刃、副切削刃及刀尖的位置。

图2所示为齿轮孔的局部图，设计尺寸是：

孔4O00.05mm需淬硬，键槽尺寸深度为

46oO.3Omm。

孔和键槽的加工顺序是：

1）镗孔至39.6。

0.10mm。

2）插键槽，工序尺寸为A。

3）淬火热处理。

4）磨内孔至4OOO.O5mm，同时保证4OOO"mm（假设磨孔和镗孔时的同

轴度误差很小，可忽略）。

试求插键槽的工序尺寸及其公差。

解：

（1）由题意，列尺寸链如图所示。

A

19.8oO.O5

O.3

2OoO.O25

46（

（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为:

尺寸46OO.3为封闭环，解之得

A45.85°O.23

1.如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺

寸是：

孔40°OO5mm需淬硬，键槽尺

寸深度为46°O.3Omm。

孔和键槽的加工

顺序是：

1）镗孔至39.6OO.1Omm。

2）

插键槽，工序尺寸为A。

3）淬火热处理。

4）磨内孔至4Oo005mm,同时保证4000.05mm（假设磨孔和镗孔时的同轴度误差很小，可忽略）。

试求插键槽的工序尺寸及其公差。

（7分）

解：

按加工路线作出如图四环工艺尺寸链。

其中尺寸46为要保证的封闭环，A和20为增

环,19.8为减环。

按尺寸链基本公式进行计算：

A

■16腐

2Ot025

基本尺寸：

46（20A）19.8

因此A的尺寸为：

45.8爲

偏差：

+0.30=什0.025+△sA）—0

△sA=0.275

+0=（0+AxA）—（+0.05）•••△xA=0.050

按入体”原则，A也可写成：

45.800.225

2如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已加工。

试求：

当以B面定位钻

直径为010mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。

（要求画出尺寸链图）

A4=25

解：

如图A1:

封闭环；A2、A4:

增环；A3:

减环

A260°0.1,A35000.05,A4250；

A仁A2+A4-A3=60+25-50=35

ESa1=ESA2+ESa4-EIa3=0+0.1-（-0.05）=0.15

EIa1=ElA2+EIa4+ESa3=-0.1-0.1-0=-0.2

1.如图所示工件成批加工时用端面用B定位加工表面A（用调整法），以保证尺寸10°0.20mm,

L0=

10+°.2

L仁30+0.05

L2=60±0.05

L3=？

<

试计算铳削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。

L0=L1+L3-L2,可以得出L3=L0+L2-L1=10+60-30=40mm

ESL0=ESL1+ESL3-EIL2,可以得出ESL3=ESL0+EIL2-ESL1=0.2+0.05-0=0.25mm

EIL0=EIL1+EIL3-ESL2,可以得出EIL3=EIL0+ESL2-EIL1=0+0.05+0=0.05mm

所以L3=40-0.05+0.25mm

3.加工如图所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为3000.032，键槽深度尺寸为26002，有关的加

工过程如下：

1）半精车外圆至30.600.1；2）铳键槽至尺寸A1;3）热处理；4）磨外圆至3000.032，加工完毕。

求工序尺寸A1。

解：

AO是要通过加工保证的尺寸，是封闭环；A1是加工要使用的工序尺寸，需要计算出

来，且为增唤；A3也为增环，A2为减环。

A2=15.3-o.o50;A3=15-o.o160,A0=26-o.o20

A0=A1+A3-A2,A仁A0+A2-A3=26+15.3-15=26.3mm

ESA0=ESA1+ESA3-EIA2,ESA1=ESA0+EIA2-ESA3=0-0.05=-0.05mm

EIA0=EIA1+EIA3-ESA2,EIA1=EIA0+ESA2-EIA3=-02+0+0.016=-0.184mm

所以A1=26.3-0.05-0.184mm

4.磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸要求为■-...mm。

为了保证磨后工件表面淬硬层

的厚度，要求磨削的单边余量为0.3±0.05，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。

-5J

1.X鲨眦

4*1

解：

建立尺寸链如图所示，其中Z=0。

3±0。

05是尺寸链的封闭环；R2=3O°-o.oi5mm，是尺

寸链的减环；R1是尺寸的增环，待求。

解此尺寸链可得到；

R1=30.3+0.035-0.05mm

由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为；

D1=60.6+0.07-0.imm

5.

如图所示一批小轴零件，部分加工过程如下:

A3000.mm，A10°0.1°mm。

车削时以端面B定位，图样中标注的设计尺寸

A0不便直接测量,

如以端面A为测量基准测量孔深尺寸A2，试求A2的基本尺寸及其上下偏差。

基本尺寸:

A2=A0+A1=30+10=40mm上偏差:

ES2=ES0+El1=0-0.仁-0.1mm下偏差:

EI2=EI0+ES1=-0.2-0=-0.2mm因此，所求尺寸为A2=40-0.2-0.1mm

1、在滚齿机上加工直齿圆柱要调整哪几条传动链？

画出传动原理图并写出传动链。

O

（1）主运动滚刀的旋转运动为主运动。

传动链：

电动机M—1—2—uv—3—4—B11

（2）展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合运动。

即B11和

B12。

此时，滚刀转一转，工件转过一个齿。

传动链：

滚刀一4—5—ux—6—7—工件

（3）轴向进给运动为了形成渐开线齿面，滚刀还需作轴向进给运动A2。

传动链：

工件一7—8—uf—9—10—刀架升降丝杠

4-2什么是逆铣？

什么是顺铣？

试分析其工艺特点。

在实际的平面铣削生产中，

目前多采用哪种铣削方式？

为什么？

答:

逆铣：

铣刀主运动方向与工件进给运动方向相反时称为逆铣；

顺铣：

铣刀主运动方向与工件进给运动方向相同时称为顺铣。

逆铣时，刀齿的切削厚度从零增加到最大值，切削力也由零逐渐增加到最大值,避免了刀齿因冲击而破损的可能。

但刀齿开始切削时，由于切削厚度很小，刀齿要在加工表面上滑行一小段距离，直到切削厚度足够大时，刀齿才能切入工件，此时，刀齿后刀面已在工件表面的冷硬层上挤压、滑行产生了严重磨损，因而刀具使用寿命大大降低，且使工件表面质量也变差；此外，铣削过程中，还存在对

工件上抬的垂向切削分力Fen,它会影响到工件夹持的稳定性，使工件产生周期性振动,影响加工表面的粗糙度。

顺铣时，刀齿切削厚度从最大开始，因而避免了挤压、滑行现象；同时，垂向铣削分力Fen始终压向工件，不会使工件向上抬起，因而顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。

但由于顺铣时渐变的水平分力Fet与工件进给运动的方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙。

实际的平面铣削生产中，多采用顺铣。

顺铣的最大缺点是进给丝杆与螺母间有间隙，多数铣床纵向工作台的丝杆螺母有消除间隙装置，即使没有消除间隙的

装置，则当水平分力Fet较小时，工作台进给可以采用丝杆驱动。

同时，顺铣避免了逆铣过程中的挤压、滑行问题，还能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。

4-3为什么顺铣时，如工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，将会产生工作台窜动？

答：

由于顺铣时渐变的水平分力Fet与工件进给运动的方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙，若工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，当水平

分力Fet变得足够大，间隙由最大变为零的过程中，工作台就会突然向前窜动，整过过程表现为振动。

6、顺铳与逆铳相比较，其优点是[A]。

A.工作台运动稳定B.刀具磨损减轻C.散热条件好D.生产效率高