机械制造技术基础期课后作业答案.pdf

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1、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：a）V 型块 1 限制了工件X，Y自由度；V 型块 2 限制了工件自由度； 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，Y自由度；V 形块 1，V 形块 2：x, y。；xyz z不完全定位，无不合理处。c）平面限制了Z，X，Y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004-34-3 习图习图 5-4-25-4-2 所示所示 a a） 为一轴套零件，为一轴套零件，

2、尺寸尺寸380b b） 、.1mm和和80.05mm已加工好，已加工好，c c）、）、d 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）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A A1 1、A A2 2和和 A A3 3。8010AAA380c）d）a）b）习图 5-4-2A1 12 23 32 2答案：1）图 b：基准重合，定位误差DW 0，80108010A3 3380c）d）A1100.1mm；02）图 c：尺寸 A2，10和80.05构成一个尺寸链（见习解图 5X4-2c），其00中尺寸 10是封闭环，尺寸 A2和80.05是组成环，且 A2为增

3、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= A28，A2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：=ESA2（），ESA2=;0.05=EIA20，EIA2=。故：A2180.1mm03）图 d：尺寸 A3，10，80.05和构成一个尺寸链（见习解图 5X4-2d），其中0000尺寸 10是封闭环， 尺寸 A3，80且380A3和80.05和380.1是组成环，.1为增环，.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（EIA3+（），EIA3= ;0= (ES A3+0)

4、，ESA3=0。故：A3280.05mm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。试分析当加工缺口 B保证尺寸时，有几种定位方案？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：第一种方案：（本关键点3 分）如果可以的话，以 D 面为定位基准。0.2则工序尺寸为：80mm。第二种方案：（本关键点3 分）0.1以 C 面定位，则工序尺寸为Xc=70.2。尺寸链0.2图是：（80）Xc第 三 种 方 案 ： （ 本 关 键 点3分 ）150.10.05以 A 面定位， 则工序尺寸为XA=33尺寸链0.1。0图是：显然，T8T15+T40

5、+TXA，该尺寸链没有意义。也就是说，XA0.2以 A 面定位时，无论如何加工，无法达到图样尺寸，（80）0.2即：80（mm）。1500.1综合考虑上述三种情况，可能第二种方案比较可行。4000.15（结论 1 分）0.0250.15L3200L26005-135-13、 如图所示。如图所示。 已知工件的相关尺寸已知工件的相关尺寸L170，0.050，0.025，L3不便不便测量。试重新给出可以测量的尺寸，并标注该测量尺寸及偏差。（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。（1010 分）分） 1、(尺寸链图)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

6、，第一台加工 1000 件，其直径尺寸按正态分布，平均值x1=,均方差1=。第二台加工500 件，其直径尺寸也按正态分布，且x2=，2=。试求：（1）哪台机床的精度高？（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 61=6=CP1（1 1 分）分）第二台机床的精度 62=6=CP2（1 1 分）分）所以，6（1 1 分）分）2T0.041.67610.024T0.042.67620.01561,故第二台机床的精度高。工序能力均足够（ 2 ） 呈 正 态 分 布 ， 无 变 值 系 统 误 差 ， 但 均 有

7、 常 值 系 统 误 差（1 1 分）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 1 分）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 1 分）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)0.028mmx2min50.015(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 mm 为宜。（2 2 分）分）一、试分析图中的各定位方

8、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？否合理？如何改进？xz答：答： 图图(a)(a)的三个的三个 V V 型块各限制工件的型块各限制工件的 2 2 个自由度，个自由度， 共同完成工件的六个自由度共同完成工件的六个自由度 （即、（即、 、 、 、 、 ）的限制，属于完全定位，无欠定位和过定位，合理。的限制，属于完全定位，无欠定位和过定位，合理。图图(e)(e)的底平面限制了的底平面限制了 3 3 个自由度（即、）、圆柱销限制了个自由度（即、）、圆柱销限制了 2 2 个自由度（即、）、

9、个自由度（即、）、V V 型块型块限制了限制了 2 2 个自由度（即、），三个元件共限制了个自由度（即、），三个元件共限制了 7 7 个自由度，出现了重复限制自由度的情个自由度，出现了重复限制自由度的情况，属于过定位，不合理。其改进办法是：将况，属于过定位，不合理。其改进办法是：将 V V 型块改为挡销限制型块改为挡销限制 1 1 个自由即可。个自由即可。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 y x zx答：底面限制，短销限制y 3-固定短 V 形块，左侧 V

10、 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。图图(C)(C)的前顶尖限制了三个自由度（即、）、后顶尖限制了二个自由度（即、）、三爪卡的前顶尖限制了三个自由度（即、）、后顶尖限制了二个自由度（即、）、三爪卡盘限制了二个自由度（即、），三个定位元件共限制了盘限制了二个自由度（即、），三个定位元件共限制了 7 7 个自由度，出现了过定位，不合个自由度，出现了过定位，不合理。其改进办法是：取掉三爪卡盘即可；将前顶尖改为一个挡销即可。理。其改进办法是：取掉三爪卡盘即可；将前顶尖改为一个挡销即可。图图(d)(d)的端面限制了三个自由度（即、）

11、、左边的的端面限制了三个自由度（即、）、左边的V V 型块限制了二个自由度（即、），两型块限制了二个自由度（即、），两个定位元件共限制了个定位元件共限制了 5 5 个自由度，还有一个自由度未限制，此定位属于不完全定位，合理。个自由度，还有一个自由度未限制，此定位属于不完全定位，合理。且不完全定位图（图（b b）圆柱表面限制了）圆柱表面限制了 4 4 个自由度（即、）、端面限制了一个自由度，还的一个自由个自由度（即、）、端面限制了一个自由度，还的一个自由度未限制，属于不完全定位，无欠定位和过定位，合理。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

12、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-3-4-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-7-8-9-10-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，8oo，5s，15rK 外圆车刀的几何角度，并指出刀具的前刀面、后刀面

13、、副后刀面、主切削刃、副切削刃及刀尖的位置。0.300.05图 2 所示为齿轮孔的局部图， 设计尺寸是： 孔400mm 需淬硬， 键槽尺寸深度为460mm。0.10孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔至39.60mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处0.050.05理。4）磨内孔至400mm，同时保证400mm（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。A0.0519.800.0252000.3460（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：0.3尺寸460为封闭环，解之得：A 45.8500.231 1如图所示为齿轮孔的局

14、部图，设计尺0.05寸是：孔400mm 需淬硬，键槽尺寸0.30深度为460mm。 孔和键槽的加工顺序0.10是：1）镗孔至39.60mm。2）插键槽， 工序尺寸为 A。 3） 淬火热处理。 4）0.05磨 内 孔 至400mm ， 同 时 保 证0.05mm（假设磨孔和镗孔时的同轴400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：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,为减环。按尺寸链基本公式进行计算：基本尺寸：偏差： +(+ sA)0 sA+0(0 xA)（+） xA0.275因此 A 的尺寸为：45.80.05

15、00.225按“入体”原则，A 也可写成 ：045.82 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10mm 孔时的工序尺寸 A1 及其偏差。（要求画出尺寸链图）解：如图 A1:封闭环；A2、A4:增环；A3:减环00.1A26000.1,A3500.05,A4250.1 A1=A2+A4-A3=60+25-50=35 ESA1= ESA2 +ESA4-EIA3=0+=0.15 EIA1= EIA2 +EIA4+ESA3=所求A1 及其偏差为：A1=350.200.201.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

16、0mm，试计算铣削表面 A 时的工序尺寸及上、下偏差。L3=？+L0= 10L1=30+L2=60答：尺寸链如图所示，L0 间接获得为封闭环，L3 为工序尺寸在加工过程要使用，需要计算出来。经分析可知，L1，L3 为循环，L2 为减环。依据公式：L0=L1+L3-L2,可以得出 L3=L0+L2-L1=10+60-30=40mmESL0=ESL1+ESL3-EIL2, 可以得出 ESL3=ESL0+EIL2-ESL1=+=EIL0=EIL1+EIL3-ESL2, 可以得出 EIL3=EIL0+ESL2-EIL1=0+0=所以 L3=+3.加工如图所示一轴及其键槽， 图纸要求轴径为300键槽深度

17、尺寸为260有关的加0.032，02，工过程如下：1）半精车外圆至30.602）铣键槽至尺寸 A1；3）热处理；4）磨外圆至300加工完毕。0.1；0.032，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= ESA1+ ESA3- EIA2, ESA1= ESA0+ EIA2- ESA3=EIA0= EIA1+ EIA3- ESA2, EIA1= EIA0+ ESA2- EIA3=-02+0+=所以 A1=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，

18、要求磨削的单边余量为， 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。解：建立尺寸链如图所示，其中Z=0。30。05 是尺寸链的封闭环；R2=，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= 由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为；D1=+如图所示一批小轴零件，部分加工过程如下：1.半精车端面 A、B，保证两者之间的尺寸A1=2.调头， 以 A 面为基准半精车端面 C， 保证总长度 A2=0.05；3.热处理；0.1 mm；800.2049.60+8.如图所示零件， A、B 两端面已加工完毕。在某工序中车削内孔和端面C 时，图中，A1100。 车削时以端面 BA03

19、000.10mm0.20mm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。解:尺寸链如图所示:在该尺寸链中,A0为封闭环,A1为减环,A2为增环,按尺寸链计算公式有:基本尺寸:A2=A0+A1=30+10=40mm上偏差:ES2=ES0+EI1=下偏差:EI2=EI0+ES1=1、因此,所求尺寸为 A2=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。（1 1）主运动）主运动滚刀的旋转运动为主运动。滚刀的旋转运动为主运动。传动链：电动机传动链：电动机 M M1 12 2uvuv3 34 4B11B1

20、1（2 2）展成运动）展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合运动。即是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合运动。即 B11 B11 和和B12B12。此时，滚刀转一转，工件转过一个齿。此时，滚刀转一转，工件转过一个齿。传动链：滚刀传动链：滚刀4 45 5uxux6 67 7工件工件（3 3）轴向进给运动）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为了形成渐开线齿面，滚刀还需作轴向进给运动 A2A2。传动链：工件传动链：工件7 78 8ufuf9 91010刀架升降丝杠刀架升降丝杠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

21、？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Fcn，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,

22、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Fcn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Fct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Fct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Fct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Fct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、顺铣与逆铣相比较，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