机械加工工艺学 习题解答

第一章,分析结构工艺性,第一章,1-11,题,确定加工图示待加工外表应限制的自由度数,限制五个自由度,保证尺寸,l,限制沿,X,移动；绕,X,转动,保证尺寸,a,限制沿,Z,移动；,保证孔轴线通过外圆轴线平面,限制沿,Y,移动,保证孔轴线与底面垂直,限制绕,Y,转动。,六个自由度都必须限制,保证尺寸,l,限制沿,Y,移动；,保证尺寸,h,限制沿,Z,移动；,保证槽底与轴线平行,限制绕,X,，,Y,转动,保证对称度,限制沿,X,移动和,Z,转动；,c),限制六个自由度,保证尺寸,l,，,h,，,l,2,限制三个移动；,保证与基准,A,平行度,限制绕,Z,转动。,保证与底面平行,限制绕,X,，,Y,转动。,d),限制五个自由度,保证尺寸,l,限制沿,X,移动；,保证与左孔的平行度,限制绕,X,，,Y,转动,保证对称度,限制沿,Y,移动和,Z,转动；,第一章,1-12,题,总体分析法：三爪卡盘,+,固定后顶尖,限制,分件分析法：三爪卡盘,；,固定后顶尖,两者一起限制五个自由度,无过定位，欠定位,d),总体分析法：前后圆锥销,分件分析法：前圆锥销,限制；,浮动后圆锥销,限制,两者一起限制五个自由度无过定位，欠定位,b),前后顶尖,总体分析法：前后顶尖,分件分析法：前顶尖限制,；,浮动后顶尖,限制,两者一起限制五个自由度，无过定位，欠定位,c),弹性夹头限制工件四个自由度：,（前后顶尖限制弹性夹头五个自由度：,无过定位，欠定位,F),总体分析：共限制六个自由度,分体分析：底面三个支承钉，限制三个自由度：,后面两个支承钉，限制：棱形销限制：,共限制六个自由度，无过定位，无欠定位,E),三个短,V,形块共限制六个自由度,分体分析：前后两块组合限制：,右侧形块限制；与前后形块组合限制：,无过定位，无欠定位,第一章,第一章 补充题：,根据工件加工技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案,解：,(a),为保证尺寸,100,限制,_,；为保证对称度,限制,_,；为保证垂直度（或平行度）,限制,_,定位方案,:,(b),为保证尺寸,15,限制,_,；为保证对称度,限制,_,；为保证垂直度,限制,_,定位方案,:,(a),(b),第一章 补充题：,根据工件加工面的技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案,第一章 补充题：,根据工件加工面的技术条件，指出工件定位应限制的自由度并确定定位方案,2-3,试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因：,1),在车床上镗孔时，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。,2,）在车床三爪自定心卡盘上镗孔时，引起内孔与外圆同轴度误差；端面与外圆的垂直度误差。,2-4,在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图,3-80a,b,c,所示误差是什么原因，分别可采用什么方法来减少或消除,第二章习题：,2-3,2-4,中心架与跟刀架,2-11,试说明磨削外圆时，使用死顶尖的目的是什么？哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差,2-12,在车床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的内外圆柱外表时，加工内孔外表的走刀次数往往多于外圆,试分析其原因,第二章习题：,2-11,2-12,2-14,在卧式铣床上铣削键槽，经测量发现靠工件两端深度大于中间，且都比调整的深度尺寸小。试分析这一现象的原因。,2-15,如下图床身零件，当导轨面在龙门刨床上粗刨之后便立即进行精刨。试分析假设床身刚度较低，精刨后导轨面将会产生什么样的误差？,第二章习题：,2-14,2-15,第二章补充题：,假设工件的刚度极大，且车床头、尾架刚度,K,头,K,尾,，试分析以下三种加工情况下，加工外表会产生何种形状误差？,A),加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差,B,）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误差,C,）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍形，产生圆柱度误差,第二章补充题：,外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架刚度,K,头,K,尾，,试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被加工轴颈在,轴向和径向,将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕加工后的形状精度？,1,）轴向：以下三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形；,K,头,K,尾,而使靠近尾架处直径,靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形；,2,）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷,采取的措施：无进给屡次走刀；操作砂轮超出量，并使砂轮在各处停留时间均匀；尽量磨削后再加工键槽,第二章补充题：,加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加工后通槽侧面与工件侧面,A,平行度误差的主要因素,夹具左侧定位元件的定位外表与定向键槽侧面间的平行度误差,夹具定位键与铣床工作台,T,形槽之间的配合间隙,铣床工作台,T,形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差,第二章补充题：,在车床上加工心轴，粗、精车外圆及台肩面，经检测发现外圆面有圆柱度误差，台肩面对外圆轴线有垂直度误差，试从机床几何误差的影响，分析产生以上误差的主要原因,第二章补充题：,分析：应限制的自由度数为：除沿,12,轴线方向的移动外的其余,5,个自由度,定位方案,1,：选用,A,面为主要定位基准，限制三个自由度（保证尺寸,40,以及加工孔轴线与底面平行）；以,30,孔为第二基准，用短圆柱销定位，保证尺寸,30,；用棱形销给,10,孔定位，保证加工孔轴线与工件的对称线垂直。,图示零件的,A,、,B,、,C,面，,10H7,及,30H7,孔均已加工。试分析加工,12H,时，选用哪些外表定位最合理？为什么？,定位方案,2,：用,A,面为主要定位基准；用棱形销给,30,定位，限制左右移动；用两支承钉给,B,或,C,面定位，限制前后移动和一个转动,问题：定位方案,1,、,2,哪个较好？,第四章习题,4-5,粗基准,以孔,I,为粗基准，加工与导轨两侧接触的两平面,遵循保证加工余量合理分配的原则,精基准,以与导轨两侧接触的两平面为精基准，加工,I,孔和其它孔以及上顶面，遵循基准统一原则和基准重合原则,I,为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准,第四章习题,4-6,：选择,粗、精加工基准,A),图：以外圆面和左端面为粗基准加工,A,面和内孔，一次装夹完成，用机床精度保证垂直度公差；以内孔和,A,面为精基准加工外圆和另一端面,B),图：液压缸希望壁厚均匀，以不加工左端外圆和左端面为粗基准，（夹持面长，限制了四个自由度）加工右端阶梯孔和端面；以已加工的孔和端面为精基准加工左端外圆和孔及环槽,C),图：以右孔和右端面（或内底面）为粗基准加工左端外圆（或者各外圆）、内孔和各端面（保证各外表相互位置要求的原则）；以已加工的左端外圆和端面为精基准加工右端面,第四章习题,4-6,：选择,粗、精加工基准,第四章习题,4-9,：选择,粗、精加工基准,1,）加工中心上加工：原工艺安排没有遵循先加工平面，后加工孔的原则,2,）在流水线上加工：底面作为定位基准，在精加工其它外表前应先精加工底面（基准）,第四章补充题：选择,粗、精加工基准,分析：以外圆为粗基准加工孔，再以孔为精基准加工外圆，保证外圆外表不会在加工过程中由于加工余量小而留下毛面,图示为一锻造或铸造的轴套，通常是也的加工余量较大，外圆的加工余量较小，试选择粗、精基准,第四章习题,4-13,：,尺寸链计算,解：测量尺寸,L4,，四个尺寸组成的尺寸链中：封闭环为,L3,，增环：,L2,，,L4,；减环：,L1,L1,L2,L3,L4,第四章习题,4-14,：,尺寸链计算,解答提示：,可测量,L,或者,L,；,L,1,=45,0,-0.05,L,2,=30,+,0.025,0,L,3,=5,+0.3,0,L,4,=0,0.25,1),测量,L,，则,L,1,，,L,2,，,L,3,，,L,4,和,L,组成尺寸链；,L,3,为封闭环，,L,1,为增环，,L,，,L,2,，,L,4,为减环,2),假设测量,L,，则,2L,1,，,L,3,和,L,组成尺寸链；,L,3,为封闭环，,2L1,为增环，,L,为减环,L1,L2,L,L3,2L,1,L,L3,L4,第四章习题,4-15,：,尺寸链计算,解答提示：,这是个公差分配的问题,1)L,1,=40,，,L,2,=L,3,=15,，,L,4,=10,组成尺寸链，工序,2,，,3,分别保证尺寸,L,2,L,3,，工序,1,保证尺寸,L,1,，因此,L,4,为封闭环（间接保证的尺寸）,2),将封闭环尺寸,L,4,的公差分配给其它组成环：设,T,L!,=T,L2,=T,L3,=0.10,3,）将,L,1,的公差按入体原则标注,40,0,-0.1,，又设,ES,1,=ES,2,EI,1,=EI,2,4,）画尺寸链图并计算,ES,1,，,ES,2,EI,1,，,EI,2,第四章习题,4-16,：,尺寸链计算,解答提示：,L,1,=15.25,0,-0.05,，,L,3,=15,+0.018,+0.0075,，,L,2,=0,0.025 L,4,=4,+0.2,0,和,H,组成尺寸链，直接可以保证的尺寸有,L,1,，,L,2,，,L,3,，,H,；,L,4,为封闭环（间接保证的尺寸）,增环：,L,2,，,H,；减环,L,1,；,L,3,既可看成增环也可是减环（因其基本尺寸,=0,）,解得：,H=4.25,+0.107,+0.0175,=4.2675,+0.0895,0,第四章习题,4-18,：,尺寸链计算,某零件的轴向尺寸如图,a),轴向尺寸加工工序如图,b),c),d,，试校核工序图上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）,解：先校核,b),图上的工序尺寸：计算由,a),b),c),图有关尺寸组成的尺寸链，,L,1,=40.3,0,-0.1,L,2,=10.4,0,-0.2,L,3,=10,0,-0.1,L,4,=40,0,-0.3,因,L,3,和,L,4,是图纸上要求的尺寸，不必校核，因此校核工序尺寸,L,1,或,L,2,。现认可,L,1,，校核,L,2,第四章习题,4-18,：,尺寸链计算,画尺寸链图，确定封闭环,L,4,（因该尺寸是在加工大端端面后自然形成的）,解得,L,2,=10.3,+0.1,0,，可知，原工序尺寸（,10.4,0,-0.2,）不正确,也可以认可,L,2,，校核,L,1,2,）校核,d),图工序尺寸是否正确,该工序是最后一道工序，与该工序尺寸有关的尺寸是,L,4,和槽深,L,5,=10,+0.4,0,解尺寸链得,L,6,=30.,-0.3,-0.4,可知，原工序尺寸（,30,0,-0.3,）不正确,第四章补充题：,尺寸链计算,如图为箱体简图（图中只标有关尺寸），分析计算：,（,1,）假设两孔分别都以,M,面为基准镗孔时，试标注两孔的工序尺寸,（,2,）检验孔距时，因,800.08mm,不便于直接测量,应选取测量尺寸为,A,1,试求工序尺寸,A,1,及其上下偏差。,解,:,(1),以,M,面定位加工，两孔的工序尺寸分别为,500.1,和,L,，,计算工序尺寸,L.,在尺寸链，封闭环是,80,0.08,，其公差小于,50,的公差值，因此需重新分配公差,解尺寸链得：,L=,130,0.04mm,，,50,0.04mm,解,:,(2),直接测量的尺寸为：,A1,，及两孔直径，尺寸,80,0.08,在测量工序中是间接得到的，因此是,封闭环是,80,0.08,第四章补充题：,尺寸链计算,如图为活塞零件（图中只标注有关尺寸），假设活塞销孔 已加工好了，现欲精车活塞顶面，在试切调刀时，须测量尺寸,A,2,，试求工序尺寸,A,2,及其偏差。,解：孔半径尺寸,27,，,A2,，,110.6,三尺寸组成尺寸链，且尺寸,110.6,在测量中是间接得到的，因此是封闭环，其余都是增环,第四章补充题：,尺寸链计算,如下图衬套，材料为,20,钢，内孔外表要求磨削后保证渗