機(jī)械制造工藝習(xí)題解

習(xí)題與思考1、試分析習(xí)圖2.42所示各零件加工所必須限制的自由度

a）①在球面上銑平面②在球上打盲孔φB，保證尺寸H；

b）在套筒零件上加工φB孔，要求與φD孔垂直相交，且保證尺寸L；

c）在軸上銑橫槽，保證槽寬B以及尺寸H和L；

d）在支座零件上銑槽，保證槽寬B和槽深H及與4分布孔的位置度。

①②①只需須限制1個(gè)自由度②必須限制3個(gè)自由度b）必須限制4個(gè)自由度c）必須限制4個(gè)自由度d）必須限制5個(gè)自由度xy2、

試分析習(xí)圖2.43所示各定位方案中：a各定位元件限制的自由度；b判斷有無欠定位或過定位；c對(duì)不合理的定位方案提出改進(jìn)意見。

a）車階梯軸小外圓及臺(tái)階端面；

b）車外圓，保證外圓與內(nèi)孔同軸；

c）鉆、鉸連桿小頭孔，要求保證與大頭孔軸線的距離及平行度，并與毛坯外圓同軸；

d）在圓盤零件上鉆、鉸孔，要求與外圓同軸。

a三爪卡盤限制4個(gè)自由度；前后頂尖限制5個(gè)自由度。b4個(gè)自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c方案1：去掉三爪卡盤，改為撥盤+雞心卡頭撥動(dòng)。

方案1三爪卡盤卡短擋塊方案2a圓柱面限制4個(gè)自由度；端面限制3個(gè)自由度。b2個(gè)自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c在端面處加球面墊圈（參見圖2-40）

a大平面限制3個(gè)自由度；圓柱銷限制2個(gè)自由度；

V形塊限制2個(gè)自由度。b自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c將V形塊改為在方向浮動(dòng)的形式。a大平面限制3個(gè)自由度；固定V形塊限制2個(gè)自由度；活動(dòng)V形塊限制自由度。b自由度被重復(fù)限制，屬過定位。c將兩V形塊之一改為平板形式（或兩V形塊同步移動(dòng)）。方案1兩V形塊同步移動(dòng)方案2方案3第四章習(xí)題1、假設(shè)工件的剛度極大，且車床剛度大于尾座剛度，試分析如圖所示的三種加工情況，加工后工件表面會(huì)產(chǎn)生何種形狀誤差？fcfcfcnw2、

在平面磨床上用端面砂輪磨平板工件，為改善切削條件，減少砂輪與工件的接觸面積，常將砂輪傾斜一個(gè)角度，如圖示。若

=2o。試分析磨削后的平面形狀并計(jì)算平面度誤差，提出改善工件形狀精度的工藝方法。

D=30050100

改善工件形狀精度的工藝方法：增大D；減小B；減小傾斜角；多次進(jìn)刀3、試分析在車床上加工一批工件的外圓柱面產(chǎn)生如圖所示三種形狀誤差的主要原因主軸n導(dǎo)軌fn主軸導(dǎo)軌OBAfn主軸f細(xì)長工件，剛度低4、

在銑床上用夾具裝夾加工一批軸件上的鍵槽，如圖示。已知銑床工作臺(tái)面與導(dǎo)軌的平行度誤差為0.05/300，夾具兩定位V形塊夾角

=90o，交點(diǎn)A的連線與夾具體底面的平行度誤差為0.01/150，階梯軸工件兩端軸頸尺寸為20±0.05mm。試分析計(jì)算在只考慮上述因素影響時(shí)，加工后鍵槽底面對(duì)

35mm下母線之間的平行度，并估算最大值（不考慮兩軸頸與35mm外圓的同軸度誤差）（1）銑床工作臺(tái)面與導(dǎo)軌的平行度誤差：

1=0.05/300（2）V形塊交點(diǎn)A的連線與夾具體地面的平行度誤差：1=0.01/150=0.02/300（3）階梯軸工件兩端軸頸尺寸差導(dǎo)致不平行度誤差：總的不平行度誤差=1+2+3=0.21/300最大值：/150=0.105/15015035AArmaxrmin5、

某箱體零件原有一精度很高的

100mm孔，今分兩道工序在鏜床上進(jìn)行擴(kuò)孔加工。（1）前一道工序鏜床主軸與工作臺(tái)有平行度誤差=2o，采用工作臺(tái)進(jìn)給方式，一次走刀。假設(shè)工藝系統(tǒng)剛度很高，刀尖位置準(zhǔn)確調(diào)整到dc=103mm，見圖示。（2）后一道工序加工時(shí)，鏜床主軸與工作臺(tái)平行，采用主軸進(jìn)給方式。將刀尖準(zhǔn)確調(diào)整到105mm后，一次走刀加工。若工藝系統(tǒng)Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，ZFy=0.75，CFx=2100N/mm2。求：經(jīng)過這兩道工序加工后孔的圓度誤差dcfwdcfw解算：（1）前一道工序鏜床主軸與工作臺(tái)有平行度誤差=2o，采用工作臺(tái)進(jìn)給方式，一次走刀。假設(shè)工藝系統(tǒng)剛度很高，刀尖位置準(zhǔn)確調(diào)整到dc=103mm。本工序加工出的孔為橢圓形，圓度誤差（2）后一道工序加工時(shí)，鏜床主軸與工作臺(tái)平行，采用主軸進(jìn)給方式。將刀尖準(zhǔn)確調(diào)整到105mm后，一次走刀加工。若工藝系統(tǒng)Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，Zfz=0.75，Cfx=2100N/mm2。根據(jù)誤差復(fù)映原理，上道工序的圓度誤差被復(fù)映到本道工序加工出的零件上。誤差復(fù)映系數(shù)：

本道工序加工后孔的圓度誤差：6、

某車床各部件的剛度分別為KH=40000N/mm（頭架），KT=20000N/mm（尾座），KB=10000N/mm（刀架）。在此車床上用卡盤夾持，采用調(diào)整法加工一批齒輪毛坯外圓，見圖示。圖樣要求尺寸

100±0.05mm，毛坯尺寸為105±1mm。加工時(shí)走刀量f=0.05mm/r，走刀量指數(shù)ZFy=0.75，背吃刀量指數(shù)xFy=1，徑向切削力系數(shù)CFx=2000N/mm2。試計(jì)算按100mm的樣件準(zhǔn)確調(diào)刀后一次走刀加工，這批齒輪毛坯加工直徑尺寸的最大誤差是多少？（1）工藝系統(tǒng)剛度（1）誤差復(fù)映系數(shù)（2）齒輪毛坯加工直徑尺寸的最大誤差7、

加工一批小軸，其直徑尺寸要求為，加工后尺寸接近正態(tài)分布，測(cè)量計(jì)算得一批工件直徑尺寸的算術(shù)平均值，均方根差。試計(jì)算不合格品率，并分析不合格產(chǎn)品產(chǎn)生的可能原因，指出減少不合格品的措施小軸公差帶中心計(jì)算常值系統(tǒng)誤差

計(jì)算隨機(jī)誤差（尺寸分散范圍）18.00018.00517.96517.945T/2T/2x3σ3σ△sx=17.975xM=17.9825可修復(fù)的不合格品不可修復(fù)的不合格品

畫出分布曲線求該批零件的不合格率確定工序能力減少廢品的改進(jìn)措施存在常值系統(tǒng)誤差：調(diào)整機(jī)床（將分布中心調(diào)整至公差帶中心位置），消除常值系統(tǒng)誤差工序能力低下（四級(jí)）：更換成更高精度機(jī)床，減少隨機(jī)誤差單件小批量：畫線，使腔體加工后壁厚均勻。若鑄件上有主軸孔，以所主軸孔的畫線為基準(zhǔn)，先加工主軸孔。以主軸孔為精基準(zhǔn)加工A,C,B面。若鑄件上無主軸孔，則以A，C面的畫線為基準(zhǔn)加工A,C面，再以A,C面為精基準(zhǔn)加工I孔，B面及其它面。大批量與單件的區(qū)別：由于鑄件精度較高，不用畫線。加工用的粗精基準(zhǔn)基本相同。1、試選擇習(xí)圖5.6示三個(gè)零件的粗﹑精基準(zhǔn)。其中a）齒輪，m＝2，Z＝37，毛坯為熱軋棒料；b）液壓油缸，毛坯為鑄鐵件，孔已鑄出。c）飛輪，毛坯為鑄件。均為批量生產(chǎn)。圖中除了有不加工符號(hào)的表面外，均為加工表面。Aa）b）c）AAtAt第5章習(xí)題與思考題B

圖a：①精基準(zhǔn)--齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔A。按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔A為精基準(zhǔn)。以A為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔A為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。②粗基準(zhǔn)--齒輪各表面均需加工，不存在保證加工面與不加工面相互位置關(guān)系的問題。在加工孔A時(shí)，以外圓定位較為方便，且可以保證以孔A定位加工外圓時(shí)獲得較均勻的余量，故選外圓表面為粗基準(zhǔn)。

Aa）At下料（留卡頭8mm左右）正火粗車各部，孔鉆出，一端車出卡頭尺寸φ？X8留余量1~1.5（外圓為粗基準(zhǔn)）定性處理(即調(diào)質(zhì))精車：1）卡一端卡頭，車另一端面外圓及孔成；（一次安裝下加工的各表面，相互之間位置精度高）2）調(diào)頭車另一端面留磨量0.1~0.15,并車環(huán)線標(biāo)記，倒角磨環(huán)線標(biāo)記面成（以另一端面為精基準(zhǔn)）滾齒（內(nèi)孔與環(huán)線標(biāo)記面為精基準(zhǔn)）剃齒（內(nèi)孔與環(huán)線標(biāo)記面為精基準(zhǔn)）齒部氮化處理材料40cr,形狀大小類似的齒輪,某廠加工過程如下：卡頭φ？X8b）圖b：①精基準(zhǔn)--液壓油缸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔B。按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔B為精基準(zhǔn)。以B為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔B為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。②粗基準(zhǔn)--液壓油缸外圓沒有功能要求，與內(nèi)孔未注位置公差要求。而孔B是重要加工面，從保證其余量均勻的角度出發(fā)，應(yīng)選孔B的毛坯孔作定位粗基準(zhǔn)。

B又：若要求壁厚均勻呢？(討論如下)加工后孔的形狀e以外圓為基準(zhǔn)設(shè)內(nèi)孔B與外圓之間有偏心:加工后孔的形狀e以內(nèi)孔B為基準(zhǔn)

圖c：①精基準(zhǔn)—飛輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔A。按基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選孔A為精基準(zhǔn)。以A為精基準(zhǔn)也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。故選孔A為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。②粗基準(zhǔn)--為保證飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)的平衡，大外圓與不加工孔要求同軸，且不加工內(nèi)端面與外圓臺(tái)階面距離應(yīng)盡可能的均勻，故應(yīng)不加工孔及內(nèi)端面作定位粗基準(zhǔn)。

AAt加工過程如下：先以右端不加工表面直徑為D的內(nèi)孔和內(nèi)端面作為粗基準(zhǔn)，加工左端面、直徑為d的通孔、左端外圓、臺(tái)階面及右端外圓；再以左端外圓（或內(nèi)孔）作為精基準(zhǔn)加工右端面。ΦDΦd2、圖所示a）為一軸套零件，尺寸mm和

mm已加工好，b）、c）、d）為鉆孔加工時(shí)三種定位方案的簡圖。試計(jì)算三種定位方案的工序尺寸A1

、A2