机械制造技术基础期课后作业答案..

精品文档 1欢迎下载 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 精品文档 2欢迎下载 a V 型块 1 限制了工件 自由度 X Y 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 V型块1 V型块2 V型块3 V型块1V型块2圆柱销 支承平面 V型块1 V型块2 V型块3 V型块1V型块2圆柱销 支承平面 支承平面 自由度 V 形块 1 V 形块 2 Z X Y yx 不完全定位 无不合理处 c 平面限制了 自由度 短定位销限制了 自由度 固定Z X Y X Y 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 34 3 习图习图 5 4 25 4 2 所示所示 a a 为一轴套零件 尺寸 为一轴套零件 尺寸和和已加工好 已加工好 mm38 0 1 0 mm8 0 05 0 b b 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 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 z x y z 精品文档 3欢迎下载 序尺寸序尺寸 A A1 1 A A2 2和和 A A3 3 答案 1 图 b 基准重合 定位误差 0 DW mm 1 010 1 A 2 图 c 尺寸 A2 10 0 1 和构成一个 0 05 0 8 尺寸链 见习解图 5X4 2c 其中尺寸 10 0 1 是封闭环 尺寸 A2和是组成环 且 A2为增 0 05 0 8 环 为减环 由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式 有 0 05 0 8 10 A2 8 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 EIA2 0 EIA2 0 1mm 故 mm 05 0 1 02 18 A 3 图 d 尺寸 A3 10 0 1 和构成一个尺寸链 见习解图 5X4 2d 0 05 0 8 其中尺寸 10 0 1 是封闭环 尺寸 A3 和是组成环 且为增 0 05 0 8 0 1 0 38 0 1 0 38 环 A3和为减环 由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式 有 10 0 05 0 8 38 A3 8 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 EIA3 0 05mm 0 1 0 1 ES A3 0 ESA3 0 故 mm 0 05 0 3 28 A 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 c d a b 习图 5 4 2 A3 A2A1 10 0 18 0 0 05 38 0 0 1 c A2 10 0 1 8 0 0 05 d A3 38 0 0 1 10 0 18 0 0 05 精品文档 4欢迎下载 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 则工序尺寸为 mm 8 20 0 第二种方案 本关键点 3 分 以 C 面定位 则工序尺寸为Xc 尺寸链图是 Xc 7 10 20 8 20 0 第三种方案 本关键点 3 分 150 10 以 A 面定位 则工序尺寸为XA 尺寸链图是 33 050 10 显然 T8 T15 T40 TXA 该尺寸链没有意义 也就是说 XA 以 A 面定位时 无论如何加工 无法达到图样尺寸 8 20 0 即 mm 8 20 0 15 0 10 综合考虑上述三种情况 可能第二种方案比较可行 400 150 结论 1 分 5 135 13 如图所示 已知工件的相关尺寸 如图所示 已知工件的相关尺寸 025 0 050 0 1 70 L 0 025 02 60 L 不便不便 15 0 03 20 L 3 L 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 精品文档 5欢迎下载 1 尺寸链图 精品文档 6欢迎下载 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 0 02mm 第一台加工 1000 件 其直径尺寸按正态分布 平均值 11 005mm 均方差 0 004mm 第二台加工 500 件 其直径尺寸也按正态分 1 x 1 布 且 11 015mm 0 0025mm 试求 2 x 2 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 6 6 0 004 0 024mm 1 P1 1 T0 04 C1 67 60 024 1 1 分 分 第二台机床的精度 6 6 0 0025 0 015mm 2 P2 2 T0 04 C2 67 60 015 1 1 分 分 所以 6 6 故第二台机床的精度高 工序能力均足够 21 1 1 分 分 2 呈正态分布 无变值系统误差 但均有常值系统误差 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 002mm 0 004 0 3025 0 50 015 50 x 028mm 0 004 0 3025 0 50 015 50 x 2min 2max 改进的办法是对第二台机床的车刀重新调整 使之再进給 0 002 0 028 mm 为 宜 2 2 分 分 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 精品文档 7欢迎下载 x z 答 图答 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 共同完成工件的六个自由度 即个自由度 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 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 即个自由度 即Z X Y 圆柱销限制了 圆柱销限制了 2 2 个自由度 即个自由度 即X Y V V 型块限制了型块限制了 2 2 个自由度 即个自由度 即X Z 三个元件共限制了 三个元件共限制了 7 7 个自由度 出现了重个自由度 出现了重 复限制复限制X 自由度的情况 属于过定位 不合理 其改进办法是 将自由度的情况 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 个个Z 自由即可 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 精品文档 8欢迎下载 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 短销限制 左侧 V 型块由于是固定的 很难保证和 z x y y x 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 精品文档 9欢迎下载 图图 C C 的前顶尖限制了三个自由度 即的前顶尖限制了三个自由度 即X Y Z 后顶尖限制了二个自由度 即 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 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 三个定位元件共限制了 7 7 个自由度 出个自由度 出 现了过定位 不合理 其改进办法是 现了过定位 不合理 其改进办法是 取掉三爪卡盘即可 取掉三爪卡盘即可 将前顶尖改为一个挡销即将前顶尖改为一个挡销即 可 可 图图 d d 的端面限制了三个自由度 即的端面限制了三个自由度 即Z X Y 左边的 左边的 V V 型块限制了二个自由度 即型块限制了二个自由度 即 X Y 两个定位元件共限制了 两个定位元件共限制了 5 5 个自由度 还有一个个自由度 还有一个Z 自由度未限制 此定位属于自由度未限制 此定位属于 不完全定位 合理 不完全定位 合理 且不完全定位 精品文档 10欢迎下载 图 图 b b 圆柱表面限制了 圆柱表面限制了 4 4 个自由度 即个自由度 即X Y X Y 端面限制了 端面限制了Z 一个自由度 一个自由度 还的一个还的一个Z 自由度未限制 属于不完全定位 无欠定位和过定位 合理 自由度未限制 属于不完全定位 无欠定位和过定位 合理 精品文档 11欢迎下载 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 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 1 2 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 75 rK 15 o 8 o o 5 s 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 精品文档 12欢迎下载 图 2 所示为齿轮孔的局部图 设计尺寸是 孔mm 需淬硬 键槽尺寸深度为 05 0 0 40 mm 孔和键槽的加工顺序是 1 镗孔至mm 2 插键槽 工序尺寸为 30 0 0 46 10 0 0 6 39 A 3 淬火热处理 4 磨内孔至mm 同时保证mm 假设磨孔和镗孔时的 05 0 0 40 05 0 0 40 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 2 解尺寸链 可得插键槽工序尺寸及公差为 A 05 0 0 8 19 025 0 0 20 3 0 0 46 精品文档 13欢迎下载 尺寸为封闭环 解之得 3 0 0 46 23 0 0 85 45 A 1 1 如图所示为齿轮孔的局部图 设计尺 寸是 孔mm 需淬硬 键槽尺 05 0 0 40 寸深度为mm 孔和键槽的加工 30 0 0 46 顺序是 1 镗孔至mm 2 10 0 0 6 39 插键槽 工序尺寸为 A 3 淬火热处 理 4 磨内孔至mm 同时保 05 0 0 40 证mm 假设磨孔和镗孔时的同 05 0 0 40 轴度误差很小 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 19 8 为减环 按尺寸链基本公式进行计算 基本尺寸 偏差 0 30 0 025 sA 0 sA 0 275 0 0 xA 0 05 xA 0 050 因此 A 的尺寸为 按 入体 原则 A 也可写成 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 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 46 19 8 20 A 0 275 0 050 45 8 0 225 0 45 8 精品文档 14欢迎下载 解 如图 A1 封闭环 A2 A4 增环 A3 减环 1 0 1 0 0 05 0 0 1 0 254 503 602 AAA A1 A2 A4 A3 60 25 50 35 ESA1 ESA2 ESA4 EIA3 0 0 1 0 05 0 15 EIA1 EIA2 EIA4 ESA3 0 1 0 1 0 0 2 所求 A1 及其偏差为 A1 15 0 20 0 35 1 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 试计算铣削表面 A 时的工序尺寸及上 下偏差 mm 20 0 0 10 L2 60 0 05 L1 30 0 05 L0 10 0 2 L3 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 40mm ESL0 ESL1 ESL3 EIL2 可以得出 ESL3 ESL0 EIL2 ESL1 0 2 0 05 0 0 25mm EIL0 EIL1 EIL3 ESL2 可以得出 EIL3 EIL0 ESL2 EIL1 0 0 05 0 0 05mm 所以 L3 40 0 05 0 25mm 3 加工如图所示一轴及其键槽 图纸要求轴径为 键槽深度尺寸为 有关的 0 032 0 30 0 02 26 加工过程如下 1 半精车外圆至 2 铣键槽至尺寸 A1 3 热处理 4 磨外圆至 加工完 0 1 0 6 30 0 032 0 30 毕 求工序尺寸 A1 精品文档 15欢迎下载 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 O160 A0 26 O O20 A0 A1 A3 A2 A1 A0 A2 A3 26 15 3 15 26 3mm ESA0 ESA1 ESA3 EIA2 ESA1 ESA0 EIA2 ESA3 0 0 05 0 05mm EIA0 EIA1 EIA3 ESA2 EIA1 EIA0 ESA2 EIA3 02 0 0 016 0 184mm 所以 A1 26 3 0 05 0 184mm 4 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 要求磨削的单边余量为 0 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 解 建立尺寸链如图所示 其中 Z 0 3 0 05 是尺寸链的封闭环 R2 300 0 015mm 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 30 3 0 035 0 05mm 由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为 D1 60 6 0 07 0 1mm 5 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 mm 2 调头 以 A 面为基准半精车端面 C 保证总长度 A2 3 热处 1 0 0 6 49 05 0 20 0 80 理 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 车削时以端面 B 定位 图样中标注的设计尺寸不便直接测 mmA 0 20 0 0 30 mmA 0 10 0 1 10 0 A 量 如以端面 A 为测量基准测量孔深尺寸 试求的基本尺寸及其上下偏差 2 A 2 A 精品文档 16欢迎下载 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 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 1mm 1 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 M 1 1 2 2 uvuv 3 3 4 4 B11B11 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 B11B11 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 4 5 5 uxux 6 6 7 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 7 8 8 ufuf 9 9 1010 刀架升降丝杠刀架升降丝杠 精品文档 17欢迎下载 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 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