机械制造工艺学第3版王先奎习题解答3

1机械制造工艺学部分习题解答3第三章机床夹具设计(第3版P156-159)3-1.分析图3-90所示的定位方案，①指出各定位元件分别限制了哪些自由度，②判断有无欠定位与过定位，③对不合理的定位方案提出改进意见。3-2分析图3-91所列加工中零件必须限制的自由度，选择定位甚准和定位元件，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，要求保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度；2图c)在小轴上铣槽，保旺尺寸H和L图d)过轴心打通孔，保旺尺寸L图e)在支座零件上加工两通孔，保证尺寸A和H。解：图a）至少限制x,y两个移动自由度；图b）至少限制5个自由度，除绕z的转动之外；图c）至少限制5个自由度，除绕y的转动之外；图d）至少限制5个自由度，除绕y的转动之外；图e）需要限制6个自由度，完全定位。3-3在图3-92所示套筒零件上铣键槽，要求保证尺寸mm。现有三种定位方案，分别如图b、c、d所示。计算三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）解：（1）V形块定位情况(图b))，只计算槽深方向误差；3根据第三版教材P110式（3-8），可得10.11(1)(1)0.0207mm2sin(/2)2sin45dDWT（1）心轴定位情况(图c))：以圆心为定位基准，心轴水平放置根据第三版教材P107式（3-3），可以得到孔销间隙配合的定位误差为maxmin(320.03)(320.03)0.06mmJWDd此外，考虑到基准不重合和同轴度的影响：0.050.020.07mm2DJBT所以，0.060.070.13mmDWJWJB（3）平面定位情况(图d))：以外圆定位（圆心为定位基准），有基准不重合误差和基准位置误差无基准不重合误差，但有基准位置误差0.052DDWT可以看出，显然是采用V型块定位，定位误差最小，且小于对称度的公差要求。3-4如图3-93所示齿轮坯、内孔和外圆均已加工合格(d=Φ8001.0mm,D=35025.00mm)，现在插床上用调整法加工键槽，要求保证尺寸h=38.52.00，定位方法如图，试求尺寸h的定位误差；并分析能否满足加工要求（要求定位误差不大于工件尺寸公差的1/3）。（忽略内外圆同轴度误差）。解：以外圆定位有基准不重合误差和基准位置误差根据第三版教材P110式（3-7），可得基准位置误差：00.10.071mm2sin(/2)2sin45dJWT基准不重合误差：0.0250.0125mm22DJBT0.0710.01250.0832mmDWJWJB/30.2(1/3)0.067mmhT上述定位方式不能否满足加工精度的要求。3-5图3-94所示零件，锥孔和各平面均已加工好，现在铣床上铣键宽为b-△b的键槽，要求保证槽的对称线与锥孔轴线相交，且与A面平行，还要求保证尺寸h-△h。图示定位方案是否合理？如不合理，应如何改进？4解：如左图所示，该加工要求需要限制6个自由度，完全定位。但实际上采用了底面、短锥销和A面的两个侧销，出现过定位。可限制了8个自由度，上述定位方案不合理。改进方法：底平面：限制3个自由度；A面的2点，限制2个自由度；在左侧面或右侧面加1点，限制1个自由度即可。3-6图3-95所示工件，用一面两孔定位加工A面，要求保证尺寸18±0.05mm。若两销直径为mm01.002.016，试分析该设计能否满足要求？(要求工件安装无干涉现象，且定位误差不大于加工尺寸公差的1/2)，若满足不了，提出过改进办法。解：根据第三版教材P108一面两孔定位误差的计算公式（3-5），可得在此转角误差作用下，工件在Y方向的最大摆动误差为：80*tan(0.0286)=0.0399mmTw=0.05mm。所以，该定位方案是满足加工精度要求的。3-7指出图3-96所示各定位、夹紧方案及结构设计中不正确的地方，并提出改进意见。5解：在图a）中，三爪卡盘这端夹持太长，有过定位，应向右适当移动；图b）夹紧力和定位销钉不在同一条线上，定位销钉应上移；图c）夹紧力在连杆中部薄弱环节，易变性，应夹持在大头、小头端；图d）钻孔的位置下面没有定位销钉，可能会在钻孔时产生变形，加支撑销钉。