機械制造工藝習題解

習題與思考1、試分析習圖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個自由度②必須限制3個自由度b）必須限制4個自由度c）必須限制4個自由度d）必須限制5個自由度xy2、

試分析習圖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對不合理的定位方案提出改進意見。

a）車階梯軸小外圓及臺階端面；

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個自由度；前后頂尖限制5個自由度。b4個自由度被重復限制，屬過定位。c方案1：去掉三爪卡盤，改為撥盤+雞心卡頭撥動。

方案1三爪卡盤卡短擋塊方案2a圓柱面限制4個自由度；端面限制3個自由度。b2個自由度被重復限制，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個自由度；圓柱銷限制2個自由度；

V形塊限制2個自由度。b自由度被重復限制，屬過定位。c將V形塊改為在方向浮動的形式。a大平面限制3個自由度；固定V形塊限制2個自由度；活動V形塊限制自由度。b自由度被重復限制，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）。方案1兩V形塊同步移動方案2方案3第四章習題1、假設工件的剛度極大，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，常將砂輪傾斜一個角度，如圖示。若

=2o。試分析磨削后的平面形狀并計算平面度誤差，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導軌fn主軸導軌OBAfn主軸f細長工件，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。已知銑床工作臺面與導軌的平行度誤差為0.05/300，夾具兩定位V形塊夾角

=90o，交點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。試分析計算在只考慮上述因素影響時，加工后鍵槽底面對

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）銑床工作臺面與導軌的平行度誤差：

1=0.05/300（2）V形塊交點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行擴孔加工。（1）前一道工序鏜床主軸與工作臺有平行度誤差=2o，采用工作臺進給方式，一次走刀。假設工藝系統(tǒng)剛度很高，刀尖位置準確調(diào)整到dc=103mm，見圖示。（2）后一道工序加工時，鏜床主軸與工作臺平行，采用主軸進給方式。將刀尖準確調(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有平行度誤差=2o，采用工作臺進給方式，一次走刀。假設工藝系統(tǒng)剛度很高，刀尖位置準確調(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，鏜床主軸與工作臺平行，采用主軸進給方式。將刀尖準確調(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)誤差復映原理，上道工序的圓度誤差被復映到本道工序加工出的零件上。誤差復映系數(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。試計算按100mm的樣件準確調(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，測量計算得一批工件直徑尺寸的算術(shù)平均值，均方根差。試計算不合格品率，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算常值系統(tǒng)誤差

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

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措施存在常值系統(tǒng)誤差：調(diào)整機床（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）：更換成更高精度機床，減少隨機誤差單件小批量：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，先加工主軸孔。以主軸孔為精基準加工A,C,B面。若鑄件上無主軸孔，則以A，C面的畫線為基準加工A,C面，再以A,C面為精基準加工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。加工用的粗精基準基本相同。1、試選擇習圖5.6示三個零件的粗﹑精基準。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的表面外，均為加工表面。Aa）b）c）AAtAt第5章習題與思考題B

圖a：①精基準--齒輪的設計基準是孔A。按基準重合原則，應選孔A為精基準。以A為精基準也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準原則相一致。故選孔A為統(tǒng)一精基準。②粗基準--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，以外圓定位較為方便，且可以保證以孔A定位加工外圓時獲得較均勻的余量，故選外圓表面為粗基準。

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）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)線標記，倒角磨環(huán)線標記面成（以另一端面為精基準）滾齒（內(nèi)孔與環(huán)線標記面為精基準）剃齒（內(nèi)孔與環(huán)線標記面為精基準）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--液壓油缸的設計基準是孔B。按基準重合原則，應選孔B為精基準。以B為精基準也可以方便地加工其他表面，與統(tǒng)一基準原則相一致。故選孔B為統(tǒng)一精基準。②粗基準--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)，應選孔B的毛坯孔作定位粗基準。

B又：若要求壁厚均勻呢？(討論如下)加工后孔的形狀e以外圓為基準設內(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

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

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，加工左端面、直徑為d的通孔、左端外圓、臺階面及右端外圓；再以左端外圓（或內(nèi)孔）作為精基準加工右端面。ΦDΦd2、圖所示a）為一軸套零件，尺寸mm和

mm已加工好，b）、c）、d）為鉆孔加工時三種定位方案的簡圖。試計算三種定位方案的工序尺寸A1

、A2