机械设计制造基础,课后答案

1-4根据六点定位原理，分析图示各图的定位方案并判断各定位元件分别限制了那些自由度？a)三爪卡盘：Y、Z的移动自由度；

浮动顶尖与三爪卡盘组合后限制Y、Z的转动自由度；b)固定顶尖限制XYZ的移动自由度；

后浮动顶尖与前顶尖组合后限制Y、Z的转动自由度c)定位元件为心轴，限制Y、Z的移动自由度和Y、Z的转动自由度d）左端固定锥销，限制XYZ的移动自由度；

右端浮动锥销与固定锥销组合后限制Y、Z的转动自由度e)Y轴方向两短V形块组合，限制X、Z的移动自由度和转动自由度（4个自由度）；

X轴方向一短V形块，限制Y的移动自由度和转动自由度f）两块条形支撑板，限制X、Y的转动自由度和Z的移动自由度；

两个支承钉限制X的移动自由度和Z的转动自由度。1-3在图中，注有粗糙度符号的表面为待加工表面，试分别确定应限制的自由度。a）上图：X、Y、Z的移动自由度；

a）下图：X、Y的转动自由度b）左图：X、Y、Z的移动自由度；

b）右图：X、Y、Z的转动自由度c）左图：X、Y、Z的移动自由度；

c）右图：X、Y、Z的转动自由度d）上图：X、Y的移动自由度；

a）下图：X、Y的转动自由度2-5图示零件，锥孔和各平面均已加工好，现在铣床上铣键宽为b0-Δb的键槽，要求保证槽的对称线与锥孔轴线相交，且与A面平行，还要求保证尺寸h0-Δh。图示定位方案是否合理？如不合理，应如何改进？2－3在图a所示套筒零件上铣键槽，要求保证尺寸540-0.14mm及对称度。现有三种位方案，分别如图b、c、d所示。试计算三种不同定位方案的定位误差，并从中选择最优方案（已知内孔与外圆的同轴度误差不大于0．02mm）。第三章加工误差分析返回习题首页

上一题

下一题3－1在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图3－80a、b、c所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除？答：a)误差原因：

1）由于细长轴工件的刚性差，在加工过程中因受力变形而使加工出的工件呈两端细中间粗的鼓形。随着切削力作用点位置变化，在两端，工件刚度最大，变形最小，切去的金属层厚；中间工件刚度最小，变形最大，切去的金属层薄。

2）误差复映

减小误差的措施：

使用中心架或跟刀架，提高工件的刚度，比如改为反向进给，使工件由轴向受压变为轴向受拉。b)误差原因：

1）机床的刚性较差。随着切削力作用点位置变化，在两端，机床变形较大，切去的金属层薄；中间机床变形较小，切去的金属层厚。因此因工件受力变形而使加工出的工件呈两端粗、中间细的鞍形。

2）误差复映

减小误差的措施：

1）提高机床部件的刚度，减小载荷及其变化

2）减小误差复映系数或减小毛坯形状误差c)误差原因：

1）机床导轨与主轴不平行

2）主轴回转误差中的倾角摆动

3）尾座偏移（前后顶尖连线与导轨扭曲）

减小误差的措施：

合理选择切削用量和刀具几何参数，并给以充分冷却和润滑，以减少切削热。提高导轨副的导向精度。1分析图2-94所列定位方案：①指出各定位元件所限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。a)过三通管中心打二孔，使孔轴线与管轴线ox、oz垂直相交；X方向一短V形块：Z移动自由度和Z转动自由度

Z方向两块短V形块组合：X，Y移动自由度和X，Y转动自由度

无过定位和欠定位b)车外圆，保证外圆与内孔同轴

长销小平面，限制X、Y、Z移动和X、Y转动

无过定位或欠定位c)车阶梯轴外圆

卡盘限制X、Y移动，左顶尖限制X、Y、Z移动，右固定顶尖与左顶尖组合限制X、Y转动动x、y.Z转动

过定位X、Y、Z移动，去掉左顶尖或去掉卡盘并改右顶尖为浮动顶尖。d)在圆盘零件上钻孔，保证孔与外国同轴

低面限制X、Y转动动、Z移动。

左V形块限制X、Y移动

右V形块限制Y移动

过定位Y移动，在左V形块y向做导向槽e)钻铰连杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔的平行度。

左销钉限制X、Y移动

低面限制X、Y转动动、Z移动。

右V形块限制X移动、Z转动

过定位X移动，改进：去掉V形块上的销，在x方向用导向槽第三章加工误差分析返回习题首页

上一题

下一题3－3在磨削锥孔时，用检验锥度的塞规着色检验，发现只在塞规中部接触或在塞规的两端接触（见图示）。试分析造成误差的各种因素。解：塞规只在中部接触：工件受力变形引起

工件只在两端接触：机床受力变形引起第三章加工误差分析返回习题首页

上一题

下一题3－2试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时，影响直径误差的因素中，导轨在垂直面内和水平面内的弯曲，哪个影响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？解：D:工件直径；ΔDy,ΔDz工件直径误差；Δy:导轨在水平面内的弯曲；Δz：导轨在垂直面内的弯曲；车刀垂直安装时误差的敏感方向在垂直方向。因此导轨在垂直面内的弯曲对工件直径误差的影响较大车刀垂直安装：

z方向为误差敏感方向

在卧式车床中：

y方向为误差敏感方向3－4设已知一工艺系统的误差复映系数为0．25，工件在本工序前有椭圆度0．45mm，若本工序形状精度规定允差0．01mm，问至少走刀几次方能使形状精度合格？解：

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上一题

下一题3－5横磨工件时，设横向磨削力Fy=100N，主轴箱刚度ktj=5000N／mm，尾座刚度kwz=4000N／mm，加工工件尺寸如图示，求加工后工件的锥度。解：3－6车削一批轴的外圆，其尺寸为925土0．05mm，已知此工序的加工误差分布曲线是正态分布，其标准差σ=0．025mm，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧，偏差△=+0.03mm。试求零件的合格率，废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低？解：

3－7在无心磨床上用贯穿法磨削加工Ø20mm的小轴，已知该工序的标准差σ=0．003mm。现从一批工件中任取5件，测量其直径，求得算术平均值为Ø20．008mm。试估算这批工件的最大尺寸及最小尺寸是多少？解：

3－8有一批零件，其内孔尺寸为mm，属正态分布。试求尺寸在mm之间的概率。3-9有一批工件的测量值分布如表所示，试画出测量值的正态分布直方图。解：

－6车削一批轴的外圆，其尺寸为925土0．05mm，已知此工序的加工误差分布曲线是正态分布，其标准差σ=0．025mm，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧，偏差△=+0.03mm。试求零件的合格率，废品率。工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低？解：

第一章习题与思考返回习题首页

上一题

下一题1-11在图示的工件中，L1＝70-0.025-0.050mm，L2＝600-0.025mm，L3＝200+1-10欲在某工件上加工Φ72.5+0.030mm孔，其材料为45钢，加工工序为：扩孔；粗镗孔；半精镗、精镗孔；精磨孔。已知各工序尺寸及公差如下：

精磨：Φ72.50+0.03mm；粗镗Φ680+0.3mm；精镗：Φ71.80+0.046mm；

扩孔：Φ640+0.46mm；半精镗：Φ70.50+0.19解：各工序余量及余量公差计算见下表：工序名称工序间尺寸工序间尺寸公差工序间余量余量公差精磨72.50.0372.5-71.8＝0.70.03+0.046＝0.076精镗71.80.04671.8-70.5＝1.30.046+0.19＝0.236半精镗70.50.1970.5-68＝2.50.19+0.3＝0.49粗镗680.368-64＝40.3+0.46＝0.76扩孔640.4664-59＝50.46+3＝3.46模锻孔59+1

-2返回习题首页

上一题

下一题－9图示小轴系大量生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图纸要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表所示。毛坯的尺寸公差为±1.5mm。试计算工序尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。工序名称加工余量（mm）工序尺寸公差（mm）工序名称加工余量（mm）工序尺寸公差（mm）粗车3.000.210粗磨0.400.033精车1.100.052精磨0.100.013解：工序名称工序间余量工序间尺寸公差

（入体原则）工序间尺寸工序尺寸精磨0.100-0.01330Φ300-0.013粗磨0.400-0.03330.10Φ300-0.033精车1.100.05230.50Φ30.500-0.052粗车3.000.21031.60Φ31.600-0.210热轧棒料±1.534.60Φ34.60±1.5精磨：

Zmin=30.1-0.033-30=0.067mm

Zmax=30.1-(30-0.013)=0.113mm

余量公差:Tz=Zmax-Zmin=Ta+Tb=0.113-0.067=0.013+0.0331-8图示箱体零件，有两种工艺安排如下：

1）在加工中心上加工：粗、精铣底面；粗、精铣顶面；粗镗、半精模、精螳φ80H7孔和φ60H7孔；粗、精铣两端面。

2）在流水线上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗铣、精铣两端面；粗镗、半精镗φ80H7孔和φ60H7孔，留精镗余量；粗刨、半精刨、精刨顶面；精镗φ80H7孔和φ60H7孔；精刨底面。

试分别分析上述两种工艺安排有无问题，若有问题提出改进意见。答：

1）对于精度要求较高的零件，不要把粗精加工集中在一个工序中完成。应粗精加工分开。根据基准先行原则，铣端面工序应安排在镗孔之前。半精铣端面和顶面可达精度要求。

2）根据基准先行原则，先精刨底面，以此为精基准定位加工孔。-7试分别选择所示各图的粗、精基准（其中图a为齿轮零件简图，毛坯为模锻件；图b为液压缸体零件简图，毛坯为铸件；图c为飞轮，毛坯为铸件）。

答：a)以左端面为粗基准加工A面。以A面为精基准加工左端面（互为基准，反复加工，保证平行度t1和距离要求），以A面为精基准加工内孔，保证垂直度t2，以内孔为精基准加工齿轮，保证尺寸要求。

b）以外圆为粗基准加工内孔和端面。以最大直径的内孔和端面为精基准定位加工销孔，如果要保证销孔与毛坯外形对称，还要用外圆限制饶内孔轴线回转的自由度。1-6图示为车床主轴箱体的一个视图，图中I孔为主轴孔，是重要孔，加工时希望加工余量均匀。试选择加工主轴孔的粗、精基准。

保证工件某重要表面的余量均匀，应