机械制造技术基础期课后作业答案

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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图答：a）V型块1限制了工件，自由度；y xV型块2限制了工件 自由度；zz V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：，自由度；V形块1，V形块2：。；不完全定位，无不合理处。c）平面限制了，自由度；短定位销限制了，自由度；固定V型块限制了，。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。c）d）a）b）习图

2、5-4-2A3A2A1100.1800.053800.1c）A2100.1800.05d）A33800.1100.1800.05 答案：1）图b：基准重合，定位误差，mm；2）图c：尺寸A2，100.1和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2c），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：mm3）图d：尺寸A3，100.1，和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d

3、），其中尺寸100.1是封闭环，尺寸A3，和是组成环，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=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(ES A3+0)，ESA3=0。故：mm三、计算题（本大题共计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。试分析当加工缺口B保证尺寸时，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：mm

4、。第二种方案：（本关键点3分）以C面定位，则工序尺寸为Xc=。尺寸链图是： （） Xc第三种方案：（本关键点3分） 以A面定位，则工序尺寸为XA=。尺寸链图是： 显然，T8T15+T40+TXA，该尺寸链没有意义。也就是说， XA以A面定位时，无论如何加工，无法达到图样尺寸， （）即：（mm）。 综合考虑上述三种情况，可能第二种方案比较可行。 （结论1分） 5-13、如图所示。已知工件的相关尺寸，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)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110.02mm，第一台加工1000件，其直径尺寸

5、按正态分布，平均值=11.005mm,均方差=0.004mm。第二台加工500件，其直径尺寸也按正态分布，且=11.015mm，=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=60.004=0.024mm （1分）第二台机床的精度 6=60.0025=0.015mm （1分）所以 ，66,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，其直径全部落在公差内，故无废品。 （

6、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。 改进的办法是对第二台机床的车刀重新调整，使之再进給0.0020.028 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？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、）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、）、圆柱销限制了2个自由度（即、）、V型块限制了2个自由

7、度（即、），三个元件共限制了7个自由度，出现了重复限制自由度的情况，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，短销限制，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、）、后顶尖限制了二个自由度（即、）、三爪卡盘限制了二个自由度（即、），三个定位元件共限制了7个自由度，出现了过定位，

8、不合理。其改进办法是：取掉三爪卡盘即可；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、）、左边的V型块限制了二个自由度（即、），两个定位元件共限制了5个自由度，还有一个自由度未限制，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、）、端面限制了一个自由度，还的一个自由度未限制，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-

9、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-1-2-3-4-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-7-8-9-10-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o75=rKo15=og，o8=ooaa，o5=sl，o15=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mm需淬硬，键槽尺寸深度为mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔至mm。2）插键槽

10、，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至mm，同时保证mm（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（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：尺寸为封闭环，解之得：1 如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺寸是：孔mm需淬硬，键槽尺寸深度为mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔至mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至mm，同时保证mm（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,1

11、9.8为减环。按尺寸链基本公式进行计算：基本尺寸：偏差： +0.30(+0.025 sA)0 sA0.275+0(0 xA)（+0.05） xA0.050因此A的尺寸为： 按“入体”原则，A也可写成 ： 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10mm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 A1=A2+A4-A3=60+25-50=35 ESA1= ESA2 +ESA4-EIA3=0+0.1-(-0.05)=0.15 EIA1= EIA2 +EIA4+ESA3=-0.1-0.1-0=-0

12、.2 所求 A1及其偏差为：A1=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 ，试计算铣削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。L2=600.05L1=30+0.05L0= 10+0.2L3=？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-ES

13、L2, 可以得出EIL3=EIL0+ESL2-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 ，键槽深度尺寸为 ，有关的加工过程如下：1）半精车外圆至 ；2）铣键槽至尺寸A1；3）热处理；4）磨外圆至，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+15.3-15=26.3mmESA0= ESA

14、1+ 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0.30.05，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。解：建立尺寸链如图所示，其中Z=0。30。05是尺寸链的封闭环；R2=300-0.015mm，是尺寸链的减环；R1是尺寸的增环，待求。解此尺寸

15、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+0.07-0.1mm5.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A1= mm；2.调头，以A面为基准半精车端面C，保证总长度A2= ；3.热处理； 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C时，图中，。车削时以端面B定位，图样中标注的设计尺寸不便直接测量，如以端面A为测量基准测量孔深尺寸，试求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

16、0+A1=30+10=40mm上偏差:ES2=ES0+EI1=0-0.1=-0.1mm下偏差:EI2=EI0+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 M12uv34B11 （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45ux67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78uf910刀架升降丝杠4

17、-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Fcn，

18、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Fcn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Fct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Fct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Fct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Fct 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、顺铣与逆铣相比较，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