机械制造技术基础期课后作业答案

1、器品用口3-7-6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; x yV型块3限制了工件z z自由度;定位方式属于完全定位。b）vgy 块 i外块2V型块1V型块2圆柱销支承平面：Z, X, Y自由度；V形块1, V形块2: x, y 0 ；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4-3习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸38 0

2、1mm和8 005 mm已加工好，b）、 .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是封闭环，尺寸A和8 0.05是组成环，且A为增环,8 0.05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, 一A2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：0.1=ESA （-0.05） , 一 ESA=0.05mm;-0.1=EIA 2-0, 一EIA2=-0.1mni 故:a2 18 0.05 mm3）图d：尺寸A, 10±0.1, 8 ；.05和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d),其中尺寸10土 0.1是封闭环，尺寸 A, 8 0.0

3、5和38 0.1是组成环，且380.1为增环,A和8 0.05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) , 一 A3=28mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：0.1=0 - (EIA3+ (-0.05 ) ) , 一 EIA3= -0.05mm;-0.1= -0.1 (ES A3+0), - ESA=0。故：A3 280.05 mm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。O试分析当加工缺关键点：第一种方案：（本关键点 3分

4、）如果可以的话，以 D面为定位基准。则工序尺寸为：8002 mm第二种方案：（本关键点 3分）以C面定位，则工序尺寸为 X=7 0.2。尺寸链图是:（800.2） X第三种方案：（本关键点 3分）0150.1以A面定位，则工序尺寸为 Xa=33 0f。尺寸链图是:显然，t5<Ti5+T40+TXa,该尺寸链没有意义。也就是说,以A面定位时，无论如何加工，无法达到图样尺寸,即：80°2 （mm。015 0.1综合考虑上述三种情况，可能第二种方案比较可行。040 0.15（结论1分）L26 0 0.025 , L3200，5-13、如图所示。已知工件的相关尺寸L170 0.020L

5、3不便10分）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。重新给出的测量尺寸为L-即大直径孔的深度尺寸,由工艺尺寸链图分析知 封闭环与20严增环=皿：加工？减环 匕70；解尺寸确J =工2 |14 - JL. = 30MTTJ汇5 （ Lj） = ££（匚1- 石5 亿. A 曰（5）王占用）-0.10 E“2 - EI （七二）十 & （匚4）一 £5 （L.J，工川产（5分）5-4,在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径小11 ±0.02mm第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值 Xi=11,005mm

6、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？（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(T1=6X0,004=0.024mmCP1工 204 1.676 10.024(1分)第二台机床的精度(T2=6X0,0025=0.015mmCP20.040.0152.67（1分）所以，6b2 <61,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第一

7、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 (50 0.025 3 0,004) 0.028mmX2min50.015 (50 0.025 3 0,004) 0,002mm改进的办法是对第二台机床的车刀重新调整，使之再进给0.0020.028 mm为宜。（2分）、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?7 iZ1（Q）x

8、z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、Y）、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y x

9、z ,短销限制x y ，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、丫、z）、后顶尖限制了二个自由度 （即X、Y）、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：取掉三爪卡盘即可；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Y ）,两个定位元件共限制了（即Z、X、Y ）、左边的V型块限制了二个自由度 （即X、5个自由度，还有一个 Z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（b）圆柱表面限制了 4个

10、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 456 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 1234 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

11、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 75 rK 15 o8 oo , 5s,15 rK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40oO.O5mm需淬硬，键槽尺寸深度为4600.3°mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镇孔至 39.60010 mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至 400°.°5mm,同时保证 400°°5 mm （假设磨孔和链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

12、：（1）由题意，列尺寸链如图所示。19.80°.°52000.0254600.3（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为:尺寸4600.3为封闭环，解之得：A 45.85。0231.如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺 寸是：孔40o005 mm需淬硬，键槽尺 寸深度为460°.30mm。孔和键槽的加工 顺序是：1）链孔至39.600.10 mm。2） 插键槽，工序尺寸为Ao 3）淬火热处 理。4）磨内孔至 400°.°5mm,同时保 证400°.°5mm（假设磨孔和链孔时的同 轴度误差很小，可忽略）。试求插键 槽的工序尺寸及

13、其公差。（7分）解：按加工路线作出如图四环工艺尺寸链。其40黑中尺寸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：基本尺寸：46 （20 A） 19.8偏差： +0.30=(+0.025 + A sA) -0 sA= 0.275+0=(0 + A xA) - (+0.05) xA = 0.05045.800.225因此A的尺寸为：45.8 0.075按人体”原则，A也可写成：B面定位钻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 直径为e 10mm孔时的工序尺寸 A1及其偏差。（要求画出尺寸链图）A2=60Al=?解：如图A1:封闭

14、环；A2、A4:增环；A3:减环 A2 6000.1, A3 500 0.05, A4 25 0;A1=A2+A4-A3=60+25-50=35ESai= ESa2 +ESa4-EIa3=0+0.1-(-0.05)=0.15EIa1= EIa2 +EIa4+ESa3=-0.1-0.1-0=-0.2所求 A1及其偏差为：A1= 35 0.20A4=251.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100020mm,试计算铳削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。答：尺寸链如图所示,L3= ? L0=10+02L1=30+0.05L2=60 ± 0.05L0间接获

15、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=0.2+0.05-0=0.25mmEIL0=EIL1+EIL3-ESL2,所以 L3=40-0.05+0.25mm可以得出 EIL3=EIL0+ESL2-EIL1=0+0.05+0=0.05mm3.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

16、车外圆至30.6001 ； 2）铳键槽至尺寸A1; 3）热处理；4）磨外圆至bo0。.，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.oi60，A0= 26-o.o20A0=A1+A3-A2,A1=A0+A2-A3=26+15.3-15=26.3mmESA0= ESA1+ ESA3- EIA2, ESA1= ESA0+ EIA2- ESA3=0-0.05=-0.05mmEIA0= EIA1+ EIA3- ESA2, EIA1= EIA0+ ES

17、A2- EIA3=-02+0+0.016=-0.184mm所以 A1=26.3-o.O5-o.184mm4 .磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸要求为探以了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O.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。*1r*解：建立尺寸链如图所示，其中 Z=0o 3±0。05是尺寸链的封闭环；R2=3O°-o.o15mm,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=3O.3+O.O35-o.o5mm由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为；D1=6O.6+O.O7-o.1m

18、m5 .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A =公o.i mm； 2.调头，以A面为基准半精车端面 C,保证总长度 4= Qn。.。5 ； 3.热处理;49.6o80 O.2O8.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A 300020 mm，A 1OOo.1°mm。车削时以端面B定位，图样中标注的设计尺寸Ao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=A

19、0+A 1=30+10=40mm上偏差：ES2=ES0+EI 1=0-0.1=-0.1mm下偏差：EI2=EI0+ES1=-0.2-0=-0.2mm因此，所求尺寸为A2=40-0.2-0.1mm1、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)主运动滚刀的旋转运动为主运动。传动链：电动机 M 1 2uv 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 4一5 ux67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：工件一7一8uf910一刀架升降丝杠4-2什么是逆铳？什么是顺铳？试分析其工艺特点。在实际的平面铳削生产中，目前多采用哪种铳削方式？为什么？答：逆铳：铳刀主运动方向与工件进给运动方向相反时称为逆铳；顺铳：铳刀主运动方向与工件进给运动方向相同时称为顺铳。逆铳时，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