机械制造技术基础期课后作业答案.docx
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机械制造技术基础期课后作业答案
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:
a）V型块1限制了工件X,Y自由度；
v型块2限制了工件xy自由度;
zxy
f
V型块3限制了工件zz自由度;
定位方式属于完全定位。
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，丫自由度；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380.1mm和80.05mm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
Ai、A和A3。
80.05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，F2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：
0.1=ESA—（-0.05），—ESA=0.05mm;
-0.1=EIA2—0，—EIA2=-0.1mmb故：
a2180.15mm
3）图d:
尺寸A,10土0.1，80）05和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其
中尺寸10±0.1是圭寸闭环，尺寸A，80,05和380.1是组成环，且380.1为增环,
A和80.05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），tA=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—（ESA3+0），—ESA=0。
故：
A3280.05mm
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）
重新绪出的测量尺寸为即大直径孔的深度尺寸』由工艺尺寸链團分析扣
封闭环Z—20严憎环©丸於诈
减环「「和［器厂
解尺寸谯S=S十上4-匚1
乙=30M
T7—
E5（Lj）=窈（匚»ES（匸A巴心J
圧（匚）-0.10
———
巳（LJ-Z1（5）十甜〔匚4）一出（LJ
・・石-弭严（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©11±
0.02mm第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值X1=11.005mm均方差1=0.004mm第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且X2=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分）
Cp2丄輕2.67
620.015
（1分）
（1分）
无变值系统误差，但均有常值系统误差
2）呈正态分布，
（1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。
X2max50.015（500.02530.004）0.028mm
X2min50.015（500.02530.004）0.002mm
改进的办法是对第二台机床的车刀重新调整，使之再进給0.002〜0.028mm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？
xz
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、丫、Z）的限制，属于完全定位，无欠定位和过定位，合理。
图（e）的底平面限制了3个自由度（即Z、X、丫八圆柱销限制了2个自由度（即X、丫）、
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yxz，短销限制xy，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、丫）、
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。
其改进办法是：
①取掉三爪卡盘即可；②将前顶尖改为一个挡销即可。
图（d）的端面限制了三个自由度（即Z、X、丫）、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、丫）、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----23----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-----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75rK15o
8o
o，5s，15rK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4O00.05mm需淬硬，键槽尺寸深度为
4600.30mm。
孔和键槽的加工顺序是：
1）镗孔至39.600.10mm。
2）插键槽，工序尺寸为A。
3）淬火热处理。
4）磨内孔至4OoO.O5mm，同时保证4O。
0。
5mm（假设磨孔和镗孔时的同
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。
A
19.8oO.O5
0.3
2OoO.O25
46（
（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为:
尺寸46。
0.3为封闭环，解之得：
A45.85。
023
1.如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺
寸是：
孔4O0005mm需淬硬，键槽尺寸深度为4600.30mm。
孔和键槽的加工顺序是：
1）镗孔至39.600.10mm。
2）插键槽，工序尺寸为A。
3）淬火热处理。
4）磨内孔至4000.05mm，同时保证4000.05mm（假设磨孔和镗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：
A
19.8肿
2OTW5
△sA=0.275
基本尺寸：
46（20A）19.8
偏差：
+0.30=什0.025+△sA）—0
+0=（0+AxA）—（+0.05）•••△xA=0.050
因此A的尺寸为：
45.80.275
按入体”原则，A也可写成：
45.800.225
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010mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。
（要求画出尺寸链图）
解：
如图A1:
封闭环；A2、A4:
增环；A3:
减环
A260Oo.i,A35000.05,A4250；
A1=A2+A4-A3=60+25-50=35
ESai=ESA2+ESa4-EIa3=0+0.1-（-0.05）=0.15
EIai=EIa2+EIa4+ESa3=-0.1-0.1-0=-0.2
所求Al及其偏差为：
A仁350；5
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10°0.20mm，
试计算铳削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。
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30.600.1；2）铳键槽至尺寸A1；3）热处理；4）磨外圆至3000.032，加工完毕。
求工序尺寸Aio
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.o5°;A3=15-o.oi60，A0=26-o.o20
A0=A1+A3-A2,A仁A0+A2-A3=26+15.3-15=26.3mm
ESAO=ESA1+ESA3-EIA2,ESA1=ESAO+EIA2-ESA3=0-0.05=-0.05mm
EIAO=EIA1+EIA3-ESA2,EIA1=EIA0+ESA2-EIA3=-02+0+0.016=-0.184mm
所以A1=26.3-0.05-o.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。
■
Lu
ip1
II
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=3O°-o.o15mm，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.
1.半精车端面AB,保证两者之间的尺寸
如图所示一批小轴零件，部分加工过程如下:
6.
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,Ao为封闭环,Ai为减环，A2为增环，按尺寸链计算公式有基本尺寸:
A2=A0+Ai=30+10=40mm上偏差:
ES2=ESo+EIi=O-O.仁-0.1mm
下偏差:
El2=EIo+ESi=-O.2-O=-O.2mm
因此，所求尺寸为A2=4O-o.2-O.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。
B11和
A2。
（1）主运动滚刀的旋转运动为主运动。
传动链：
电动机M—1—2—uv—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B12。
此时，滚刀转一转，工件转过一个齿。
传动链：
滚刀一4—5—ux—6—7—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
传动链：
工件一7—8—uf—9—10—刀架升降丝杠
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到最大值，避免了刀齿因冲击而破损的可能。
但刀齿开始切削时，由于切削厚度很小,刀齿要在加工表面上滑行一小段距离，直到切削厚度足够大时，刀齿才能切入工件，此时,刀齿后刀面已在工件表面的冷硬层上挤压、滑行产生了严重磨损，因而刀具使用寿命大大降低，且使工件表面质量也变差；此外,铣削过程中，还存在对工件上抬的垂向切削分力Fen,它会影响到工件夹持的稳定性，使工件产生周期性振动,影响加工表面的粗糙度。
顺铣时，刀齿切削厚度从最大开始，因而避免了挤压、滑行现象；同时，垂向铣削分力Fen始终压向工件，不会使工件向上抬起，因而顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。
但由于顺铣时渐变的水平分力Fet与工件进给运动的
方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙。
实际的平面铣削生产中，多采用顺铣。
顺铣的最大缺点是进给丝杆与螺母间有间隙，多数铣床纵向工作台的丝杆螺母有消除间隙装置，即使没有消除间隙的
装置，则当水平分力Fet较小时，工作台进给可以采用丝杆驱动。
同时，顺铣避免了逆铣过程中的挤压、滑行问题，还能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。
4-3为什么顺铣时，如工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，将会产生工作台窜动？
答：
由于顺铣时渐变的水平分力Fet与工件进给运动的方向相同，而铣床的进给丝杆与螺母间必然有间隙，若工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置，当水平
分力Fet变得足够大，间隙由最大变为零的过程中，工作台就会突然向前窜动，整过过程表现为振动。
6、顺铳与逆铳相比较，其优点是[A]。
A.工作台运动稳定B.刀具磨损减轻C.散热条件好D.生产效率高
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