机械制造技术基础习题答案.ppt

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机械制造技术基础,习题课,机械制造技术基础习题课,第二章习题及答案,2-11试分析习题图2.42所示各零件加工所必须限制的自由度：

a）在球上铣平面，保证尺寸H；,答案：

1）只需限制沿Z轴的1个移动自由度。

2）加工特征：

面、点的关系。

故保证要求只需限制1个移动自由度。

机械制造技术基础习题课,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；,答案：

1）为保证尺寸L,必须限制沿Y轴的1个移动自由度和绕Z、X轴转动的2个转动自由度（加工特征：

线、面关系）,2）为保证与D孔垂直相交,则必须限制沿X轴的1个移动自由度和绕X轴转动的1个转动自由度（加工特征：

线、线关系）。

3）合计共需限制4个自由度。

即沿X、Y轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度。

机械制造技术基础习题课,c）在轴上铣扁，保证尺寸H和L；,答案：

1）为保证尺寸H,必须限制沿Z轴的移动自由度和绕X轴的转动自由度,共2个自由度（加工特征：

面、线关系）。

2）为保证尺寸L,必须限制沿Y轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度,共3个自由度（加工特征：

面、面关系）。

3）为保证尺寸H、L,合计共需限制4个自由度。

即沿Y、Z轴的移动自由度和绕X、Z轴的转动自由度。

机械制造技术基础习题课,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。

答案：

1）为保证槽深H，必须限制沿X轴的移动自由度和绕Y、Z轴的转动自由度（面、面关系）。

2）为保证槽宽及槽与4个分布孔的位置，必须限制沿Y轴的移动自由度和绕X轴的转动自由度（线、线关系）。

3）故，必须限制沿X、Y轴的2个移动自由度和绕Y、Z、X轴转动的3个转动自由度，共5个自由度。

机械制造技术基础习题课,213、试分析图2.43所示各定位方案中：

各定位元件限制的自由度；判断有无欠定位或过定位；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；,三爪卡盘限制Y、X2个移动自由度，前后顶尖限制除绕Z轴的主动以外的其余5个自由度。

X、Y的2个移动自由度被重复限制，属过定位。

去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。

机械制造技术基础习题课,b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；,圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4个自由度；端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动共3个自由度。

绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制，属过定位。

在端面处加球面垫圈，采用自位支承消除过定位。

机械制造技术基础习题课,c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；,大平面限制沿Z轴移动和绕X、Y轴转动共3个自由度；圆柱销限制沿X、Y轴的2个移动自由度；V形块限制沿X轴的移动和绕Z轴转动的2个自由度。

自由度被重复限制，属过定位。

将V形块改为在方向浮动的定位形式。

机械制造技术基础习题课,d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。

大平面限制沿Z轴移动和绕X、Y轴转动共3个自由度；固定V形块限制沿X、Y轴的2个移动自由度；活动V形块限制沿Y轴的1个移动自由度。

自由度被重复限制，属过定位。

将两V形块之一改为平板形式。

机械制造技术基础习题课,2-14在习题图2-3所示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。

现有3种定位方案，分别如图b，c，d所示。

试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案。

机械制造技术基础习题课,分析：

定位误差包括基准不重合和基准位置误差两项。

本工序加工键槽，其键槽54的尺寸基准为下母线，位置度的基准为圆心。

b图定位方案：

1）对尺寸54而言，因用V形块定位，定位基准为圆心，故有基准不重合误差无基准位置误差。

2）根据书P36式（2.12）可知，其定位误差为：

3）对于对称度0.03的定位误差：

机械制造技术基础习题课,c图定位方案：

1）对尺寸54而言，因用销轴定位，定位基准为圆心，故即有基准不重合误差又有基准位置误差。

2）根据书P35式（2.8）可知，其基准位置误差为：

3）对于对称度0.03：

机械制造技术基础习题课,d图定位方案：

1）对尺寸54而言，因采用下母线定位，故无基准不重合误差但有基准位置误差。

2）54尺寸的基准位置误差为：

3）对于对称度0.03：

机械制造技术基础习题课,图b定位方案：

对于尺寸的定位误差：

，,，,，,对于对称度0.03：

图d定位方案：

对于尺寸的定位误差：

对于对称度0.03：

图c定位方案：

对于尺寸的定位误差：

选择最佳方案：

对于对称度0.03：

机械制造技术基础习题课,第四章习题及答案,4-3试分析图4.74所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？

假设工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

a）在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件外圆表面成锥形，右端直径大于左端直径。

机械制造技术基础习题课,b）在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。

若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。

c）由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径。

机械制造技术基础习题课,b：

车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小其可能的原因:

工件刚度不足；车床纵向导轨直线度误差.,4-5试分析在车床上加工一批工件的外圆柱面后，产生如下图所示三钟形状误差的重要原因。

a：

车后发现工件左端直径大于右端直径其可能的原因有:

车床纵向导轨直线度误差；刀具磨损。

c:

车后发现工件A处直径比B处直径大其可能的原因有：

尾顶尖刚度不足；导轨扭曲；车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行.,机械制造技术基础习题课,4-13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，并分析不合格品产生的可能原因，指出减少不合格品的措施。

解：

1、根据题意加工后尺寸为正态可知，该加工系统无变质系统误差；,2、由设计尺寸得该尺寸的公差、理想尺寸及公差带范围为：

T=0.035mm,T=0.035mm,17.965mm,18mm,机械制造技术基础习题课,3、根据加工后的尺寸分散范围均方根误差、尺寸分散中心算术平均值，可知其分散范围并作图。

6=0.06mm,6=0.06mm,T=0.035mm,17.965mm,18mm,4、由上可得：

常=17.825-17.975=0.075mm,随=0.06mmT=0.035mm,Z1=（18-17.795）/0.01=2.5,Z2=（17.795-17.965）/0.01=1,合格率=F1+F2=0.4938+0.3413=0.8351,废品率=1-0.8351=0.1649,机械制造技术基础习题课,5、原因分析：

由于常值系统的出现和随机误差过大（分散范围超过公差范围）导致废品产生。

（1）常值系统误差：

分散中心小于公差带中心，至使该批零件加工后绝大部分废品为不可修复废品（15.87%）。

其产生原因主要为调刀位置不合理（可能在考虑加工时的刀具磨损预留量过大）所致。

解决方法：

刀具回调约0.038mm即可。

（2）随机误差：

分散范围大于公差范围，至使该批零件加工后出现可修复和不可修复两类废品。

产生原因可能主要为毛坯尺寸的误差过大和残余应力所致。

解决方法：

提高毛坯精度，对其进行热处理。

机械制造技术基础习题课,4-16加工一批工件的外圆，图样要求尺寸为300.07mm，加工后测得本工序按正态分布，有8%不合格品，且其中一半为可修复不合格品。

试分析该工序的工序能力。

解：

已知工序能力为：

Cp=T/6,故需求值。

根据z=（x-）/，因此，且由题意可知合格率为92%，且分散范围中心与公差带中心重合，故有：

F（z）=0.42，查表可得：

z=1.4,由题意可知（x-）=0.07，故可得：

=0.05,由此可得：

Cp=0.14/60.5=0.4670.67，为四级。

工序能力很差，必须加以改进。

机械制造技术基础习题课,5-6试选择习题图5.47示三个零件的粗精基准。

其中a）齿轮，m=2，Z=37，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。

第五章习题及答案,机械制造技术基础习题课,图a：

精基准齿轮两端面的设计基准是孔A，要求保证端面与孔轴垂直。

按基准重合原则，应选孔A为精基准。

以A和某一端面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A和任意一个端面为统一精基准。

答案：

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。

机械制造技术基础习题课,图b：

精基准液压油缸端面的设计基准是孔B。

按基准重合原则，在端面加工时选孔B为精基准，以确保端面与孔B的垂直度精度；此外，以B为精基准还可以保证其他加工孔与B孔的同轴度精度，并符合统一基准原则。

故选孔B为统一精基准。

粗基准虽然液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有严格的位置关系要求。

但孔B是重要加工面和精基准面，因此，从保证液压缸壁厚均匀出发，可选择液压缸外圆毛坯孔作定位粗基准。

机械制造技术基础习题课,图c：

精基准飞轮的设计基准是孔C。

按基准重合原则，应选孔C及外端面为精基准。

同时，以孔C和外端面为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则一致。

故选孔C和外端面为统一精基准。

粗基准根据不加工内圆与孔C同轴的要求以及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，故应以不加工孔及内端面作定位粗基准加工孔C及外端面。

机械制造技术基础习题课,5-14今加工一批直径为，Ra=0.8mm，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为直径280.3mm的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。

答案：

确定工艺路线1：

粗车半精车精车金刚石车,2.确定各工序余量：

根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm，粗磨余量=0.3mm，半精车余量=1.0mm，粗车余量=总余量（精磨余量+粗磨余量+半精车余量）=3（0.1+0.3+1.0）=1.6mm。

或工艺路线2：

粗车半精车粗磨精磨（该方法适用于加工淬火钢，但有时也可用于加工未淬火刚件。

）,机械制造技术基础习题课,3.各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差,机械制造技术基础习题课,5-15图5.48所示:

a）为一轴套零件，尺寸和已加工好，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。

1）图b：

基准重合，定位误差：

答案：

机械制造技术基础习题课,2）图c：

尺寸A2、100.1和构成一个尺寸链（其中尺寸100.1是封闭环，尺寸A2和是组成环，且A2为增环，为减环。

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：

机械制造技术基础习题课,3）图d：

尺寸A3、100.1、和构成一个尺寸链，其中尺寸100.1是封闭环，且为增环，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=38（A3+8），A3=20mm,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（ESA3+0），ESA3=0。

故：

100.1,A3,机械制造技术基础习题课,5-17加工习题图5-50所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为，键槽深度尺寸为，有关的加工过程如下：

4）磨外圆至，加工完毕。

求工序尺寸A1=？

1）半精车外圆至,2）铣键槽至尺寸A1；,3）热处理；,机械制造技术基础习题课,建立尺寸链如图所示，其中，是尺寸链的封闭环；是尺寸链的减环；是尺寸