机械制造工艺习题解

1、习题与思考1、试分析习图2.42所示各零件加工所必须限制的自由度a）在球面上铣平面 在球上打盲孔B，保证尺寸H；b）在套筒零件上加工B孔，要求与D孔垂直相交，且保证尺寸L；c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L；d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的位置度。z只需须限制 1个自由度必须限制 3个自由度z、y、xb）必须限制 4个自由度z、x、y、xc）必须限制 4个自由度z、y、z、xd）必须限制 5个自由度z、y、x、y、xxy2、 试分析习图2.43所示各定位方案中：a 各定位元件限制的自由度；b 判断有无欠定位或过定位；c 对不合理的定位方案提出改进意见。a）车阶梯轴

2、小外圆及台阶端面；b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。a 三爪卡盘限制 4个自由度； 前后顶尖限制 5个自由度。b 4个自由度被重复限制，属过定位。c 方案1：去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡头拨动。y、x、y、xy、x、z、y、xy、x、y、x方案 1三爪卡盘卡短挡块方案 2a 圆柱面限制 4个自由度； 端面限制 3个自由度。b 2个自由度被重复限制，属过定位。c 在端面处加球面垫圈（参见图2-40）y、x、y、xy、x、zy、xa 大平面限制 3个自由度； 圆柱销限制 2个自由度

3、； V形块限制 2个自由度。b 自由度被重复限制，属过定位。c 将V形块改为在 方向浮动的形式。y、xy、x、zy、xz、xy、xa 大平面限制 3个自由度； 固定V形块限制 2个自由度； 活动V形块限制 自由度。b 自由度被重复限制，属过定位。c 将两V形块之一改为平板形式（或两V形块同步移动）。y、xy、x、zy、xy、x方案1两V形块同步移动方案2方案3第四章习题1、假设工件的刚度极大，且车床刚度大于尾座刚度，试分析如图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？fcfcfcnw2、 在平面磨床上用端面砂轮磨平板工件，为改善切削条件，减少砂轮与工件的接触面积，常将砂轮倾斜一个角

4、度，如图示。若=2。试分析磨削后的平面形状并计算平面度误差，提出改善工件形状精度的工艺方法。D=300501003 . 018014. 32sin)2100()2300(2300sin)2B()2D(2D2222改善工件形状精度的工艺方法：改善工件形状精度的工艺方法：增大D；减小B；减小倾斜角；多次进刀3、试分析在车床上加工一批工件的外圆柱面产生如图所示三种形状误差的主要原因主轴n导轨fn主轴导轨OBAfn主轴f细长工件，刚度低4、 在铣床上用夹具装夹加工一批轴件上的键槽，如图示。已知铣床工作台面与导轨的平行度误差为0.05/300，夹具两定位V形块夹角=90，交点A的连线与夹具体底面的平行度

5、误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为200.05mm。试分析计算在只考虑上述因素影响时，加工后键槽底面对35mm下母线之间的平行度，并估算最大值（不考虑两轴颈与35mm 外圆的同轴度误差）（1）铣床工作台面与导轨的平行度误差：1=0.05/300（2） V形块交点A的连线与夹具体地面的平行度误差： 1=0.01/150=0.02/300（3）阶梯轴工件两端轴颈尺寸差导致不平行度误差：总的不平行度误差= 1+ 2+ 3=0.21/300最大值： /150=0.105/15015035A0.0707/150150050200502022150dd223minmax/).().(/ )(

6、A0.0707/150150050200502022150dd223minmax/).().(/ )(rmaxrmin5、 某箱体零件原有一精度很高的100mm孔，今分两道工序在镗床上进行扩孔加工。（1）前一道工序镗床主轴与工作台有平行度误差=2，采用工作台进给方式，一次走刀。假设工艺系统刚度很高，刀尖位置准确调整到dc= 103mm，见图示。（2）后一道工序加工时，镗床主轴与工作台平行，采用主轴进给方式。将刀尖准确调整到105mm后，一次走刀加工。若工艺系统Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，ZFy=0.75，CFx=2100N/mm2。求：经过这两道工序加工后孔的圆度误差dcf

7、wdcfw解算：（1）前一道工序镗床主轴与工作台有平行度误差=2，采用工作台进给方式，一次走刀。假设工艺系统刚度很高，刀尖位置准确调整到dc= 103mm。 本工序加工出的孔为椭圆形，圆度误差0.031421803.142cos11032cos1dc1/ )(/ )(（2）后一道工序加工时，镗床主轴与工作台平行，采用主轴进给方式。将刀尖准确调整到105mm后，一次走刀加工。若工艺系统Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，Zfz=0.75，Cfx=2100N/mm2。 根据误差复映原理，上道工序的圆度误差被复映到本道工序加工出的零件上。 误差复映系数： 本道工序加工后孔的圆度误差：03

8、730100001002100KfC750sZFyFx.0.001120.03140373012.6、 某车床各部件的刚度分别为KH=40000N/mm（头架），KT=20000N/mm（尾座），KB=10000N/mm（刀架）。在此车床上用卡盘夹持，采用调整法加工一批齿轮毛坯外圆，见图示。图样要求尺寸1000.05mm，毛坯尺寸为1051mm。加工时走刀量f=0.05mm/r，走刀量指数ZFy=0.75，背吃刀量指数xFy=1，径向切削力系数CFx=2000N/mm2。试计算按100mm的样件准确调刀后一次走刀加工，这批齿轮毛坯加工直径尺寸的最大误差是多少？（1）工艺系统刚度（1）误差复映系

9、数（2）齿轮毛坯加工直径尺寸的最大误差0264080000502000KfC750sZFyFx.80001000014000011K1K11KBHs0.0528100)/2-1-(105-100)/2-1(1050264. 02)aa (2pminpmaxd7、 加工一批小轴，其直径尺寸要求为 ，加工后尺寸接近正态分布，测量计算得一批工件直径尺寸的算术平均值 ，均方根差 。试计算不合格品率，并分析不合格产品产生的可能原因，指出减少不合格品的措施mm1800350.17.975mmx 0.01mmn小轴公差带中心n计算常值系统误差 n计算随机误差（尺寸分散范围）982517x0.01759825

10、1718M00350.0.007517.975-982517x-xMs.0.060.0166R必然有不合格产品).(0350T0.06)R18.00018.00517.96517.945T/2T/2x33sx=17.975xM=17.9825可修复的可修复的不合格品不合格品不可修复的不可修复的不合格品不合格品n 画出分布曲线n 求该批零件的不合格率4938052FzF520109751718xxz341301FzF101097517035018xxz.).(.)(.）（）（右右右左左左%.)(.)(.4916FFF006204938050zF50F158703413050zF50F右左总右右左

11、左n确定工序能力n减少废品的改进措施存在常值系统误差：调整机床（将分布中心调整至公差带中心位置），消除常值系统误差工序能力低下（四级）：更换成更高精度机床，减少随机误差工序能力四级，很差。67058006003506TCp.Aa）b）c）AAtAt第5章 习题与思考题BAa）At下料（留卡头下料（留卡头8mm左右）左右）正火正火粗车各部，孔钻出，一端车出卡头尺寸粗车各部，孔钻出，一端车出卡头尺寸？X8留余量留余量11.5（外圆为粗基准）（外圆为粗基准）定性处理定性处理(即调质即调质)精车：精车：1）卡一端卡头，车另一端面外圆及孔成；）卡一端卡头，车另一端面外圆及孔成；（一次安装下加工的各表面，

12、（一次安装下加工的各表面，相互之间位置精度高）相互之间位置精度高）2）调头车另一端面留磨量）调头车另一端面留磨量0.10.15,并车环线标记，倒并车环线标记，倒角角磨环线标记面成（以另一端面为精基准）磨环线标记面成（以另一端面为精基准）滚齿滚齿（内孔与环线标记面为精基准）（内孔与环线标记面为精基准）剃齿剃齿（内孔与环线标记面为精基准）（内孔与环线标记面为精基准）齿部氮化处理齿部氮化处理材料材料40cr, 形状大小类似的齿轮形状大小类似的齿轮,某厂加工过程如下：某厂加工过程如下：卡头？X8b）B又：若要求壁厚均匀呢？(讨论如下)加工后孔加工后孔的形状的形状e以外圆为基准以外圆为基准设内孔设内孔B

13、与外圆之间有偏心与外圆之间有偏心:加工后孔加工后孔的形状的形状e以内孔以内孔B为基准为基准AAt加工过程如下：加工过程如下：先以右端不加工表面直径为先以右端不加工表面直径为D的内孔和内端面作为粗基的内孔和内端面作为粗基准，加工左端面、直径为准，加工左端面、直径为d的通孔、左端外圆、台阶面的通孔、左端外圆、台阶面及右端外圆；再以左端外圆（或内孔）作为精基准加工及右端外圆；再以左端外圆（或内孔）作为精基准加工右端面。右端面。DdA1A3A2a）b）c）d）习图5.1303800.1005. 081 . 010005. 081 . 010A1A3A2a）b）c）d）习图5.1303800.1005.

14、 081 . 01001 . 038005. 08 1）图b：解：基准重合 mm A2005.08100.1005.08005.08环名环名基本尺寸基本尺寸增环增环减环减环增环A减环-8+0.050封闭环10+0.1-0.118+0.05-0.1005.08100.1A301.038005.0801.038环名环名基本尺寸基本尺寸增环增环减环减环减环A减环-8+0.050封闭环10+0.1-0.1-20+0.050增环380-0.120TAA0mm1 .2515. 00mm2510. 00TAA03、加工习图所示一批零件，有关的加工过程如下：1）以A面及60外圆定位，车40外圆及端面DB，保证

15、尺寸； 2）调头，以D面及40外圆定位，车A面，保证零件总长为 。钻20通孔，镗25孔，用测量方法保证孔深为 ；3）以D面定位磨削A面，用测量方法保证25孔深尺寸为 ，加工完毕。求尺寸 = ？解：解：(1)（按加工顺序）列尺寸链（按加工顺序）列尺寸链(2)判断各环性质判断各环性质 为磨为磨A面间接得到，因此面间接得到，因此为封环；为封环；其余环性质判断如图。其余环性质判断如图。(3)计算计算(1)02 . 030(2)TAA0(3)15. 001 .25(4)1 . 002505 . 045磨端面间接得到05 . 045环名环名基本尺寸基本尺寸增环增环减环减环增环增环25+0.10封闭环450

16、-0.545.1-0.1-0.35减环-25.10-0.15TAA0故：25. 0010. 035. 0075.441 .45A02 . 0260032.030 2）铣键槽至尺寸A1； 3）热处理； 4）磨外圆至mm，加工完毕。求工序尺寸A1 = ？mm；01.06.30 1）半精车外圆至mm，有关的加工过程如下：02.0260032.0304、今加工习图5.17所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为 mm，键槽深度尺寸为解：(1)列尺寸链(2)判断各环性质键盘槽深h为磨外圆间接得到，故为封闭环。其余各环性质见图示。(3)计算02 . 026RrA1h环名环名基本尺寸基本尺寸增环增环减环减环增环A1

17、减环R-15.3+0.050封闭环h260-0.226.3-0.05-0.184增环r150-0.016故：）A入体(25.263 .260134. 005. 0184. 01注意：尺寸折半相应的公差也要折半。003. 060解：(1)列尺寸链 (2)判断各环性质精车后的直径尺寸A及磨削后的直径尺寸B为直接保证，余量t为间接保证,故t为封闭环。A为增环，B为减环。 (3)计算ttAB环名环名基本尺寸基本尺寸增环增环减环减环增环A减环B-60+0.030封闭环2t0.6+0.1-0.160.6+0.07-0.1故：mmA017. 007. 010. 067.606 .60淬火前的精车尺寸为AB1

18、、 图图6.25所示为双联转子泵的轴向装配关系图所示为双联转子泵的轴向装配关系图,要求在冷态情要求在冷态情况下轴向间隙为况下轴向间隙为0.050.15mm。已知。已知A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm。分别采用完全互换法和大数互换法装配时，试确定。分别采用完全互换法和大数互换法装配时，试确定各组成零件的公差和极限偏差。各组成零件的公差和极限偏差。A0A4A3A2A11）列尺寸链）列尺寸链2）判断各环性质）判断各环性质A0为封闭环，为封闭环，A1为增环，为增环，A2、A3、A4均为减环均为减环3）验算基本尺寸）验算基本尺寸A0=41-（17+7+17）=0，所以，所以4）确定各组

19、成环的公差及上下偏差）确定各组成环的公差及上下偏差T0=0.15-0.05=0.1先平均分配：先平均分配：Ti=T0/(n-1)=0.1/4=0.025调整：本例中隔板调整：本例中隔板A3易于加工，易于测量，故作为协调环。易于加工，易于测量，故作为协调环。令令T1=0.05,T4=T2=0.018按入体原则标注：按入体原则标注：5）计算协调环公差及上下偏差）计算协调环公差及上下偏差15. 005. 000A0018. 04205. 00117,41AAA增环增环A1 41+0.05 0减环减环A2-17+0.018 0减环减环A4-17+0.018 0减环减环A3 -7+0.064+0.05封闭环封闭环A0 0+0.15+0.05A0A4A3A2A1要求轴向间隙为要求轴向间隙为0.050.15mm已知已知A