机械制造技术基础期课后作业

1、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限制了工件自由度;定位方式属于完全定位。b）支承平面：Z , X , Y自由度；V形块1, V形块2: x, y。；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 ；1 mm和8 0 05 mm已加工好，b）、 .c）、d）为钻

2、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Ai、A2和 A300A2A3c)d)习图5-4-2答案：1）图b：基准重合，定位误差A 10 0.1mm2)图 c：尺寸 A 10±0.1 和 8 0.05构成一个DWc)d)尺寸链（见习解图5X4-2c）,其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸 A和8 005是组成环，且A2为增环，8 005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.

3、1mni 故： a 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±0.1是封闭环，尺寸A, 8 0。5和38 01是组成环，且38 01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 -（A+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 28 0.05 mm三、计算题（本大题共计

4、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E试分析当加工缺口 B保证尺寸人才曲时，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。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：800.2 mna第二种方案：（本关键点3分）以C面定位，则工序尺寸为Xc=7 0.2 0尺寸链图是： （800.2）X第三种方案：（本关键点 3 分）015 0.1以A面定位，则工序尺寸为 X=33 0.05。尺寸链图是：显然，T<T15+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，茎

5、8 00.2 ）即：8o0'2 （mm。1500.1综合考虑上述三种情况，可能第二种方案比较可行。4000.5（结论1分）5-13、如图所示。已知工件的相关尺寸Li 70 0：055 ,L2 6O°o.o25,L3 2Oo0'5 ,L3不便测量。试重新给出可以测量的尺寸，并标注该测量尺寸及偏差。（10分）1 、（尺寸链图）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4=20严增环 匕=况：3处匚=?减环 匕=?<)：；解尺寸确公 =工二十工4 -工二La = 30MTTJ汇5 (Lj) =A £7(2-1)瓦心.0 10 一

6、 一27 (Z:) = E1(L.+ 8氏)-£5 (L;)信心-0,'出三川产(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均 方差i=0.004mm第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且=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6 (T 1=6X0.004=0.024mmCp1

7、0.040.0241.67(1分)第二台机床的精度6 （T 2=6X0.0025=0.015mmCP20.040.0152.67（1分）所以，6（72 <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分）第一台机床加工的小轴，具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。X2max 50.015 （50 0.025 3 0.004） 0.028mmx2m

8、in 50.015 （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）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？X 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。cl(e)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

9、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 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、Y、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

10、是：取掉三爪卡盘即可；将前顶尖改为一个挡销即可。-T(cl)图(d)的端面限制了三个自由度(即Z、X、Y )、左边的V型块限制了二个自由度 (即X、Y ),两个定位元件共限制了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

11、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4000.05 mm需淬硬，键槽尺寸深度为46 00.30mm。孔和

12、键槽的加工顺序是：1）镇孔至39.600.1°mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至 400°.05mm,同时保证 400005 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：（1）由题意，列尺寸链如图所示。19,800.052000.0254600.3（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 45.8500.231.如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺 寸是：孔4000.05 mm需淬硬，键槽尺 寸深度为4600.30 mm。孔和键槽的加工 顺序是：1）镇孔至39.600.1

13、0 mm。2）插键槽，工序尺寸为 Ao 3）淬火热处理。4）磨内孔至400005 mm,同时保 证4000.05mm （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。（7分）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：46 （20 A） 19.8偏差：+0.30= (+0.025+ sA) -0+0=(0 + A xA) - (+0.05) sA= 0.275 xA = 0.050因此A的尺寸为：45.8 0.275 按人体”原则，A也可写成：45.800.2252如下

14、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。10mm孔时的工序尺寸 A1及其偏差。（要求画出尺寸链图）B面定位钻A2=60R+5。A4=25Al=?解：如图A1:封闭环；A2、A4:增环；A3:减环 A2 6000.1, A3 500 0.05, A4 25 0;A1=A2+A4-A3=60+25-50=35ESa1= 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 0.201.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

15、），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。L3= ?<AL0=10+0.2L1=30+0.054L2=60 ± 0,05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=40mmESL0=ESL1+ESL3-EIL2,可以得出 ESL3=ESL0+EIL2-ESL1=0.2+0.05-0=0.25mmEIL0=EIL1+EIL3-ESL2, 可以得出 EIL3=EIL0+E

16、SL2-EIL1=0+0.05+0=0.05mm所以 L3=40-0,05+0,25mm3,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）半精车外圆至30.6。0.1 ; 2）铳键槽至尺寸 A1； 3）热处理；4）磨外圆至30°0.032 ,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.o160,A0= 26-o,o20A0=A1+A3-A2,A1=A0+A2-A3=26

17、+15.3-15=26.3mmESA0= ESA1+ ESA3- EIA2, ESA1= ESA0+ EIA2- ESA3=0-0.05=-0.05mmEIA0= EIA1+ EIA3- ESA2, EIA1= EIA0+ ESA2- EIA3=-02+0+0.016=-0.184mm所以 A1=26,3-0，05-0.184mm4.磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸要求为施也第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。*1H*解：建立尺寸链如图所示，其中 Z=0。3±0。05是尺

18、寸链的封闭环；R2=3O0-0.oi5mm,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.imm5.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 = 49.600.1 mm；2.调头,以A面为基准半精车端面C,保证总长度A2=0.05 ; 3.热处理;80 0.20C时，图中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A 30 0020mm，A 10°0.1°mm。车削时以端面B定位，图样中标

19、注的设计尺寸A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 0+A 1=30+10=40mm 上偏差：ES2=ES0+EI 1=0-0.1=-0.1mm 下偏差：El2=El0+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