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限制了工件自由度；V型块3限制了工件自由度；定位方式属于完全定位。b）V型块1V型块2V型块3V型块1V型块2圆柱销支承平面V型块1V型块2V型块3V型块1V型块2圆柱销支承平面支承平面：Z，X，Y自由度；V形块1，V形块2：yx,。；不完全定位，无不合理处。c）平面限制了Z，X，Y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mm3801.0和mm8005.0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zxyzA1、A2和A3。答案：1）图b：基准重合，定位误差0DW，1.0101Amm；2）图c：尺寸A2，10±0.1和005.08构成一个尺寸链（见习解图5X4-2c），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A2和005.08是组成环，且A2为增环，005.08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，→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=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。故：05.01.0218Amm3）图d：尺寸A3，10±0.1，005.08和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d），其中尺寸10±0.1是封闭环，尺寸A3，005.08和01.038是组成环，且01.038为增环，A3和005.08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－(ESA3+0)，→ESA3=0。故：005.0328Amm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。c）d）a）b）习图5-4-2A3A2A110±0.180－0.05380－0.1c）A210±0.180－0.05d）A3380－0.110±0.180－0.05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：8200.mm。第二种方案：（本关键点3分）以C面定位，则工序尺寸为Xc=71020..。尺寸链图是：（8200.）Xc第三种方案：（本关键点3分）15010.以A面定位，则工序尺寸为XA=3305010..。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，（8200.）即：8200.（mm）。15010.综合考虑上述三种情况，可能第二种方案比较可行。400150.（结论1分）5-13、如图所示。已知工件的相关尺寸025.0050.0170L，0025.0260L，15.00320L，3L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φ11±0.02mm，第一台加工1000件，其直径尺寸按正态分布，平均值1x=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2x=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）第一台机床的精度6σ1=6×0.004=0.024mmP11T0.04C1.6760.024（1分）第二台机床的精度6σ2=6×0.0025=0.015mmP22T0.04C2.6760.015（1分）所以，6σ26σ1,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。（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。002mm.0)004.03025.050(015.50x028mm.0)004.03025.050(015.50x2min2max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？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、Y、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、Y）、圆柱销限制了2个自由度（即X、Y）、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。xz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zxy，短销限制yx，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、Y）、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、Y）、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、Y）、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----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1175rK15o8oo5s15rK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05.0040mm需淬硬，键槽尺寸深度为30.0046mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔至10.006.39mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至05.0040mm，同时保证05.0040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。（2）解尺寸链，可得插键槽工序尺寸及公差为：A05.008.19025.00203.0046尺寸3.0046为封闭环，解之得：23.0085.45A1．如图所示为齿轮孔的局部图，设计尺寸是：孔05.0040mm需淬硬，键槽尺寸深度为30.0046mm。孔和键槽的加工顺序是：1）镗孔至10.006.39mm。2）插键槽，工序尺寸为A。3）淬火热处理。4）磨内孔至05.0040mm，同时保证05.0040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,19.8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∴△sA＝0.275+0＝(0＋△xA)－（+0.05）∴△xA＝0.050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φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。（要求画出尺寸链图）46()19.820A0.2750.05045.80.225045.8解：如图A1:封闭环；A2、A4:增环；A3:减环1.01.0005.001.0254,503,602AAAA1=A2+A4-A3=60+25-50=35ESA1=ESA2+ESA4-EIA3=0+0.1-(-0.05)=0.15EIA1=EIA2+EIA4+ESA3=-0.1-0.1-0=-0.2所求A1及其偏差为：A1=15.020.035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mm20.0010，试计算铣削表面A时的工序尺寸及上、下偏差。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-ESL2,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0032.030，键槽深度尺寸为00226，有关的加工过程如下：1）半精车外圆至01.06.30；2）铣键槽至尺寸A1；3）热处理；4）磨外圆至0032.030，加工完毕。求工序尺寸A1。L2=60±0.05L1=30+0.05L0=10+0.2L3=？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=ESA1+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0.3±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。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=300-0.015mm，是尺寸链的减环；R1是尺寸的增环，