机械制造工艺习题解课件

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。只需须限制 1个自由度必须限制 3个自由度b）必须限制 4个自由度d）必须限制 5个自由度xy2、 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

2、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。方案 1a 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）a 大平面限制 3个自由度； 圆柱销限制 2个自由度； 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。a 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

3、 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）。方案1两V形块同步移动方案2方案3第四章习题2、 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=30050100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Armaxrmin5、 某箱体零件原有一精度很高的100mm孔，今分

4、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dcfw（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，

5、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：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

6、加工直径尺寸的最大误差是多少？（1）工艺系统刚度（1）误差复映系数（2）齿轮毛坯加工直径尺寸的最大误差7、 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小轴公差带中心计算常值系统误差 计算随机误差（尺寸分散范围）确定工序能力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，减少随机误差单件小批量：画线，使腔体加工后壁厚均匀。若铸件上有主轴孔，以所主轴孔的画线为基准，先加

7、工主轴孔。以主轴孔为精基准加工A,C,B面。若铸件上无主轴孔，则以A，C面的画线为基准加工A,C 面，再以A,C面为精基准加工I孔，B面及其它面。大批量与单件的区别：由于铸件精度较高，不用画线。加工用的粗精基准基本相同。1、试选择习图5.6示三个零件的粗精基准。其中a）齿轮，m2，Z37，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。Aa）b）c）AAtAt第5章 习题与思考题B图a： 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

8、致。故选孔A为统一精基准。 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。Aa）At下料（留卡头8mm左右）正火粗车各部，孔钻出，一端车出卡头尺寸？X8留余量11.5（外圆为粗基准）定性处理(即调质)精车：1）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，相互之间位置精度高）2）调头车另一端面留磨量0.10.15,并车环线标记，倒角磨环线标记面成（以另一端面为精基准）滚齿（内孔与环线标记面为精基准）剃齿（内孔与环线标记面为精基准）齿部氮化处理材料40

9、cr, 形状大小类似的齿轮,某厂加工过程如下：卡头？X8b）图b： 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。 粗基准-液压油缸外圆没有功能要求，与内孔未注位置公差要求。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。B又：若要求壁厚均匀呢？(讨论如下)加工后孔的形状e以外圆为基准设内孔B与外圆之间有偏心:加工后孔的形状e以内孔B为基准图c： 精基准飞轮的设计基准是孔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

10、一致。故选孔A为统一精基准。 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。AAt加工过程如下：先以右端不加工表面直径为D的内孔和内端面作为粗基准，加工左端面、直径为d的通孔、左端外圆、台阶面及右端外圆；再以左端外圆（或内孔）作为精基准加工右端面。Dd2、图所示a）为一轴套零件，尺寸 mm 和 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A1 、A2和 A3。A1A3A2a）b）c）d）习图5.1303800.1A1A3A2a）b）c）d）习图5.1303

11、800.1 1）图b：解：基准重合 mm2）图c：解:(1)列尺寸链(2)判断各环性质尺寸100.1是封闭环，尺寸A2和 是组成环，且A2为增环， 为减环。(3)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：0.1=ESA2（-0.05）， ESA2=0.05mm;-0.1=EIA20，EIA2=-0.1mm。故： mmA2100.1环名基本尺寸增环减环增环A2减环-8+0.050封闭环10+0.1-0.118+0.05-0.13）图d：解：(1)列尺寸链(2)判断各环性质100.1是封闭环, 为增环，A3和 为减环。(3)列竖式计算

12、100.1A3故： mm环名基本尺寸增环减环减环A3减环-8+0.050封闭环10+0.1-0.1-20+0.050增环380-0.1203、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：(1)（按加工顺序）列尺寸链(2)判断各环性质 为磨A面间接得到，因此为封环；其余环性质判断如图。(3)计算(1)(2)(3)(4)磨端面间接得到环名基本尺寸增环减环增

13、环增环25+0.10封闭环450-0.545.1-0.1-0.35减环-25.10-0.15故： 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； 1）半精车外圆至mm，有关的加工过程如下：4、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RrA1h环名基本尺寸增环减环增环A1减环R-15.3+0.050封闭环h260-0.226.3-0.05-0.184增环r150-0.016故：注意：尺寸折半相应的公差也要折半。5

14、、今磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸要求为B= 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t=0.30.05 mm，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A。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环名基本尺寸增环减环增环A减环B-60+0.030封闭环2t0.6+0.1-0.160.6+0.07-0.1故：AB1、 图6.25所示为双联转子泵的轴向装配关系图,要求在冷态情况下轴向间隙为0.050.15mm。已知A1=41mm，A2=A4=1

15、7mm，A3=7mm。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。A0A4A3A2A11）列尺寸链2）判断各环性质A0为封闭环，A1为增环，A2、A3、A4均为减环3）验算基本尺寸A0=41-（17+7+17）=0，所以4）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：Ti=T0/(n-1)=0.1/4=0.025调整：本例中隔板A3易于加工，易于测量，故作为协调环。令T1=0.05,T4=T2=0.018按入体原则标注：5）计算协调环公差及上下偏差增环A1 41+0.05 0减环A2-17+0.018 0减环A4-17+0.018 0减环A3 -7+0.064+0.05封闭环A0 0+0.15+0.05A0A4A3A2A1要求轴向间隙为0.050.15mm已知A1=41mm，A2=A4=17mm，A3=7mm一、完全互换法1）列尺寸链2）判断各环性质A0为封闭环，A1为增环，A2、A3、A4均为减环3）验算基本尺寸A0=41-（17+7+17