天津商业大学机械制造工艺学复习试题.docx
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天津商业大学机械制造工艺学复习试题
1.如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀架上）。
加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。
产生该误差的可能原因有（②③）
①主轴径向跳动②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴
③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行④刀杆刚性不足
2.试分析习图示各定位方案中：
①各定位元件限制的自由度；
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）车阶梯轴小外圆及台阶端面；
b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；
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；
d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。
a）①三爪卡盘限制4个自由度；前后顶尖限制5个自由度。
②4个自由度被重复限制，属过定位。
③去掉三爪卡盘,改为固定顶尖+活顶尖
b）①圆柱面限制4个自由度；端面限制3个自由度。
②2个自由度被重复限制，属过定位。
③在端面处加球面垫圈
c）①大平面限制3个自由度；圆柱销限制2个自由度；V形块限制2个自由度。
②自由度被重复限制，属过定位。
③将V形块改为在方向浮动的形式。
d）①大平面限制3个自由度；固定V形块限制2个自由度；活动V形块限制自由度。
②自由度被重复限制，属过定位。
③将两V形块之一改为平板形式。
5.在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若整批工件发现有下列几何形状误差（图示）：
（a）锥形，（b）鞍形，（c）腰鼓形，（d）喇叭形，试分别说明可能产生上述误差的各种因素。
解：
（图示）
（a）锥形：
（1）车床两顶尖与纵向导轨在水平面不平行；
（2）车刀的均匀磨损。
（b）鞍形：
（1）车床两顶尖与纵向导轨在垂直面内不平行；
（2）纵向导轨在水平面不直（鞍形）或纵导轨的扭曲；（3）加工短而粗工件时，机床刚度沿床身纵向不一致；（4）加工大长轴开始时，刀具热伸长为主使工件直径减小，刀具热平衡后，刀具磨损为主使工件直径逐渐增大。
（c）腰鼓形：
（1）加工细长轴时，工件弹性变形引起的；
（2）纵向导轨在水平面不直（腰鼓形）。
（d）喇叭形：
（1）悬臂加工，工件弹性变形引起的；
（2）车刀的热伸长；（3）纵向导轨在水平面内不直。
6.在车床上镗孔时，若主轴回转运动与刀具的直线进给运动均很准确，只是它们在水平面内或垂直面上不平行（图示），试分别分析在只考虑机床主轴与导轨的相互位置误差的影响时，加工后工件内孔将产生什么样的形状误差？
解：
图（a）所示为两个成形运动在水平面内不平行，加工后工件内孔产生较大的圆柱度误差（锥形）。
图（b）所示为两个成形运动在垂直面内不平行，加工后工件内孔产生较小的圆柱度误差（喇叭形）。
7、试提出成批生产如右图所示盘状零件的机械加工工艺过程的组成（从工序到工步），并指出各工序的定位基准，图中φ20的孔数量为6个。
（列表表示）（10分）
[解答]：
工序号
工步
定位基准（面）
1
车端面C，粗、精镗φ60H9mm孔，内孔倒角
小端外圆面
2
粗车、半精车这批工件的φ200mm外圆，并车φ96mm外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒角
φ60H9mm内孔面
3
拉键槽
φ60H9mm内孔及端面
4
钻、扩、铰6-φ20mm孔
φ60H9mm内孔及端面
5
钳工去毛刺
6
检验
8、如下图所示之两模板零件，欲钻孔O1及O2，要求距A面和O孔的尺寸分别为a1和a2，且其轴心线与A面平行。
l为自由尺寸，孔O及其他表面均已加工。
试选择加工这两个零件的孔O1及O2时的定位基准，所用定位元件，并指出各定位元件所限制的自由度数。
（10分）
[解答]：
图a）模板零件选择下底面为主要定位基准,定位元件为两长条板或三个支承钉,限制三个自由度;以孔O为第二定位基准,定位元件为长菱形销,限制二个自由度,如下图c）.
图b）模板零件选择孔O为为主要定位基准,定位元件为长销,限制四个自由度;以下底面为第三定位基准,定位元件为活动支承板,限制一个自由度,如下图d）.
9.名词解释
1.误差复映
2.选配装配法
11.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A面定位钻直径为φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。
（要求画出尺寸链图）
12.分析图6-84所列加工中零件必须限制的自由度，选择定位基准和定位元件，并在图中示意画出；确定夹紧力作用点的位置和作用方向，并用规定的符号在图中标出。
图a）过球心打一孔；
图b）加工齿轮坯两端面，保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度；
图c）在小轴上铣槽，保证尺寸H和L；
图d）过轴心打通孔，保证尺寸L；
图e）在支座零件上加工两通孔，保证尺寸A和H。
13、在下图所示套筒零件上铣槽，要求保证尺寸mm，现有三种定位方案，分别如图b、c、d所示。
试计算3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）。
（15分）
[解答]:
1）图b）定位方案
2）图c）定位方案
心轴垂直放置时定位误差：
心轴水平放置单边接触时定位误差：
3）图d）定位方案
由上可知，保证尺寸mm的最优定位方案为图d）
14、如下图所示小轴的部分工艺过程为：
车外圆至mm，铣键槽深度为，热处理。
磨外圆至。
设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为mm，采用概率法求保证键槽深度为mm的铣槽深度。
（10分）
[解答]：
尺寸链如下图所示，由题意并将各环换算成平均尺寸得：
⑴为封闭环，
为减环，
、
为增环，
（同轴度影响尺寸）。
⑵计算A2的基本尺寸及公差
所以，
15、工件加工要求如图（a）所示，本工序钻φ8孔，为最后工序，拟采用如图（b）所示夹具方案，在立式钻床上进行加工。
（1）计算定位误差，并根据夹具设计原理，分析该方案中有哪些欠妥之处？
能否满足工序要求？
（2）提出二种可满足本工序加工要求的定位方案，用简图表示之。
（15分）
[解答]：
（1）计算定位误差
定位误差为0.16mm，超差；欠定位；无钻套；夹紧部位工件风度较弱；多点夹紧元件未浮动；。
（2）选定原理如下图，定位方案如下图
16、如图所示，在圆盘上铣一个圆弧槽，已知槽半径为R5+0.3，图纸要求槽中心应落在外圆以外0.3至0.8mm，试选取合理的检测方法并计算工序尺寸及其上、下偏差。
（15分）
[解答]：
铣圆弧槽R5时，为方便起见，应测量B尺寸较合理。
此时，圆弧槽中心距圆盘外圆尺寸成为几道工序联合保证的间接尺寸，应为封闭环，并以此作出尺寸链如下图
⑴为封闭环，
为减环，
、、、为增环，
⑵计算A1的基本尺寸及上、下偏差
所以，
17、用固定式钻模钻一批工件Φ15孔，要求保证孔轴与端面间尺寸50±0.08mm，若工序尺寸按正态分布，分布中心的尺寸＝50.05mm，均方根差σ＝0.02mm，求：
（1）这批工件的废品率是多少？
（2）产生废品的原因是什么性质的误差？
（3）可采取什么改进措施？
1
1.5
2
2.5
3
F
0.3431
0.4332
0.4772
0.4983
0.5
解：
（1）
查表F2＝0.4332
废品率
（2）产生废品的原因在于常值性误差
（3）将钻套中心位置朝向孔轴与端面间尺寸减小的方向调整0.05
18、车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ20±0.06。
若此工序尺寸呈正态分布，公差带中心大于分布中心，其偏值δ=0.03mm，均方根差σ=0.02mm，求：
（1）这批工件的废品率是多少?
（2）指出该工件常值系统误差和随机误差的大小；
（3）可采取什么改进措施以消除废品?
1
1.5
2
2.5
3
F
0.3413
0.4332
0.4772
0.4983
0.5
解：
（1）
查
则
废品率为
（2）
（3）采用将刀具朝着尺寸变化的方向调整0.015（即直径上增加0.03），使与公差带中心重合以消除废品。
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