机械结构设计作业分析.ppt

第二章第二章作业作业 作业：P 53 2-2 2-3 2-7 2-13 2-5（第一问号不做） 2-23 补充作业 l作图表示端面车刀的kr=450，kr=150，0=+100 ，0=80，0=60和s =-30 l作图表示外圆车刀的kr=750，kr=150，0=-50， 0=80，0=60和s =+50 2-22-2解答解答 1)第一变形区 剪切滑移变形并产生加工 硬化 第二变形区挤压摩擦变形 第三变形区 -挤压摩擦变形并产生加工 硬化 2) 三个变形区汇聚于切削刃附近，产生的 应力集中且复杂，使得工件上的多余材 料形成切屑和已加工表面留下硬化层。 2-32-3解答解答 1)积屑瘤的形成 在第二变形区由于摩擦塑性变形、堆积、硬化而形成； 2）对加工的影响 前角 保护切削刃 切削厚度 ，加工精度 Ra 对精加工有害，对粗加工无害。 3）有效控制积屑瘤的方法 积屑瘤的形成条件：塑性材料、中低等速度、形成带状切屑 从积屑瘤的形成条件可知提高切削速度是有效的控制措施。 2-52-5解答解答 刀具的标注角度： 按主剖面参考系在设计图纸上标注刀具 角度，常用于刀具制造和刃磨的场合。 不考虑进给运动和刀具安装位置的影响 。 刀具的工作角度： 考虑进给运动和刀具安装位置的影响。 以切削加工中实际的工作主剖面参考系 来标注刀具的工作角度 2-72-7解答解答 （1）为了便于分析切削力对加工过程的影响，常把切削 力分解成： 主切削力Fz（切向力Fc）主运动切削速度方向的分力 ； 切深抗力Fy（背向力Fp）切深方向的分力； 进给力 Fx (轴向力Ff ) 进给方向的分力。 （2）各切削分力的作用为： 切削力：是计算切削功率和设计机床的主要依据。 背向力：虽不作功，但能使工件变形或造成振动， 对加工精度和已加工表面质量影响较大。 进给力：常用以设计机床进给机构或校核其强度。 2-132-13解答解答 初期磨损阶段：磨损较快 正常磨损阶段：磨损缓慢均匀 急剧磨损阶段：磨损速度迅速增加 刀具磨损应限制在正常磨损阶段急剧磨 损阶段发生之前。 2-182-18解答解答 粗加工：提高生产率，降低成本 ap f Vc 精加工：保证加工精度 Vc f ap 考虑机床动力： ap f Vc 因为为径向方向不做功，进给进给 运动动消耗功率小； 主运动动消耗功率大 （考虑切削力影响：选用 Vc f ap） 考虑刀具寿命：ap f Vc 2-232-23解答解答 刀具材料的性能要求 1 1）高的硬度）高的硬度 2 2）高的耐磨性）高的耐磨性 3 3）足够的强度、韧性）足够的强度、韧性 4 4）高的耐热性（热稳定性）高的耐热性（热稳定性） 5 5）良好的工艺性）良好的工艺性 6 6）良好的热物理性能和耐热冲击性能）良好的热物理性能和耐热冲击性能 2-232-23解答解答 常用的刀具材料： 碳素工具钢 合金工具钢 高速钢 硬质合金 涂层刀具 陶瓷 立方氮化硼 金刚石 端面车刀 kr=450，kr=150，0=+100，0=80，0=60和s =-30 Vfkr kr 0 0 Po剖面 Ps Pr s Pr 0 Po Po剖面 Ps 外圆车刀 kr=750，kr=150，0=-50，0=80，0=60和s =+50 kr kr 0 Po剖面 0 Po 剖面 0 Ps Pr Pr s Ps Po Po Ps 450车刀镗孔 kr=450，kr=450，0=-100，0=50，0=50 s =-50 0 0 Po剖面 Ps Pr s Pr 0 Po剖面 Ps Po Po kr kr Pr 90度左偏刀 kr=900，kr=100，0=+80，0=50，0=50和s =50 第三章 机床型号识别练习 CG6125B：卧 Z3040：摇臂 MM7132：平面磨床 XK5040 ：立式升降台 B6050：牛头 Y3150E：滚齿机 CK6163 CM6132 YB3120 CX5250 第四章作业 P145: 4-3(2) 4-5 4-7 4-9 4-10 4-11：图a中300.01改为30 0. 1 4-12：试分析计算22 0.2的定位误差。 作业分析 4-3（2） 4-7 4-10 4-11 4-12 补充作业1 补充作业2 铣键槽。 保证54尺寸 和对称度 B方案 C方案 D方案 结论：方案B为最优方案 补充作业3 计算其定位误 差 定位基准工序基准 答案 补充作业4 答案 补充作业5 如图所示齿轮坯，内孔和外 圆已加工，现在插床上用调 整法加工内键槽，要求保证 尺寸H,试分析采用图示定位 法能否满足要求（定位误差 不大于工件公差的1/3）？ 若不能满足要求，应如何改 进？（忽略内外圆同轴度） 答案 第五章 选作 （1）5-1 5-4 5-8 5-13 (2)作业 5-10 5-11 5-17 5-18（1）（2） 统计补充作业1 1.镗孔的公差为0.1mm，该工序的均方差 0.025mm,已知不能修复的废品率为 0.5%，求产品的合格率为多少？ 补充作业2 一批圆柱销,外圆的设计尺寸为 , 加工后测量发现外圆尺寸按正态规律分 布.其均方偏差为0.003mm,曲线顶峰位置 偏离公差带中心,向右偏移0.005mm.试绘 出分布曲线图, 分析废品能否修复及产生 的原因.并求出合格品率和废品率, 5-1 主轴实际回转轴向相对于理想回转轴线 漂移在误差敏感方向上的最大变动量称 为主轴回转误差，它包括： 纯径向跳动 纯轴向串动 纯角度摆动 5-4 毛坯有误差时，因切削力的变化，会引毛坯有误差时，因切削力的变化，会引 起工艺系统产生与余量相对应的受力变起工艺系统产生与余量相对应的受力变 形，加工后在工件上仍留有与毛坯误差形，加工后在工件上仍留有与毛坯误差 相对应的误差，这种现象称为复映误差相对应的误差，这种现象称为复映误差 与系统的刚性及与系统的刚性及 进给量有关。 5-8 1.工件两端处的深度大于中间：工件刚性差导致中间处弯曲变形； 2.键槽深度比未铣键槽前的调整深度小： 工件变形向下让刀； 机床热变形导致主轴上翘。 5-13 工件刚性好，机床头架和尾座刚性差； 5-10 求工序基准的基准不重合误 差 5-11计算工序尺寸L的定位误 差 5-17解答 常值系统性误差（）=0.03mm 随机误差+变值系统性误差（变值系统性 误差会使分布中心的位置随时间按一定 规律移动和影响 的大小） =6=0.15mm 解答 判断加工能力 结论：工艺能力不足，产生废品不可避免 作图 xmin xmax dmdmaxdmin Q2可修复废品 解答: 求出合格品率和不合 格率 解答：分析废品能否修复及产 生的原因 产生的是可修复的废品 原因是系统存在过大的常值系统性误差 解决方法： 调整机床，向工件中心进刀0.015mm。 统计分析作业1 补充作业： 1.镗孔的公差为0.1mm，该工序的均方差 0.025mm,已知不能修复的废品率为 0.5%，求产品的合格率为多少？ 解答 1）判断加工能力 结论：工艺能力不足，产生废品不可避免 2）计算： 作图 xmin xmax dm dmax dmin Q1可修复 废品 Q2不可修 复废品 解答 3）计算合格率及可修复废品率Q可： Q可=0.5-0.4192=0.0808=8.08% 补充作业2 一批圆柱销,外圆的设计尺寸为 , 加工后测量发现外圆尺寸按正态规律分 布.其均方偏差为0.003mm,曲线顶峰位置 偏离公差带中心,向右偏移0.005mm.试绘 出分布曲线图,并求出合格品率和废品率, 并分析废品能否修复及产生的原因. 解答 1)判断加工能力 结论：工艺能力足，有可能不产生废品 作图 xmin xmax dmdmaxdmin Q2可修复废品 解答:求出合格品率和废品 率 废品可修复 解答：分析废品能否修复及产 生的原因 产生的是可修复的废品 原因是系统存在过大的常值系统性误差 解决方法： 调整机床，向工件中心进刀0.0025mm。 补充作业3 2、在磨床上磨削一批小轴尺寸为 经抽样100件测量后，计算出 X=19.951， =0.0042，试问： 1）这部机床加工该工件能否达到图纸要求 2）该批零件加工的实际分布范围？ 有无废品？ 3）该机床加工尺寸调整是否合理？应如何 调整？调整量是多少？ 解答1）这部机床加工该工件能否 达到图纸要求 判断加工能力 结论：工艺能力足，有可能不产生废品 xmin xmax dmdmaxdmin Q不可修复 废品 解答该批零件加工的实际分布范围？有无废品？ 解答：2） 计算不可修复废品率： A2 A1 解答3） 该机床存在大的常值系统性误差，应重新 调整机