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1、1 机械制造技术基础机械制造技术基础 1.试分析图所示的三种加工情况。加工后工件表面会产生何种形状误差试分析图所示的三种加工情况。加工后工件表面会产生何种形状误差?假设工件的刚度很大，且 车床床头刚度大于尾座刚度。 假设工件的刚度很大，且 车床床头刚度大于尾座刚度。 答：如图 a 所示，在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件 外圆表面呈锥形，右端直径大于左端直径。 如图 b 所示，在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生沿顺时针方向的偏转。若刀具 刚度很大，加工后端面会产生中凹。 如图 c 所示，由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大
2、于左端直径。 2.如习图如习图 4-2-5 所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（ 内 孔 车 刀安装在刀架上） 。加工后发现被加工孔出现外大里小的 锥 度 误 差。产生该误差的可能原因有（ 所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（ 内 孔 车 刀安装在刀架上） 。加工后发现被加工孔出现外大里小的 锥 度 误 差。产生该误差的可能原因有（ ） 。） 。 主轴径向跳动 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行 刀杆刚性不足 3.在车床上以两顶尖定位车削光轴， 车后发现工件中部直径偏大， 两头直径偏小， 其可能的原因有 （在车床上以两顶尖定位车削光轴， 车后发现工件中部直径偏大，
3、 两头直径偏小， 其可能的原因有 （ ） 。） 。 工件刚度不足 前后顶尖刚度不足 车床纵向导轨直线度误差 导轨扭曲 习图4-2-5 2 4.在车床上车削光轴（习图在车床上车削光轴（习图 4-2-7） ，车后发现工件） ，车后发现工件 A 处直径比处直径比 B 处直径大，其可能的原因有（处直径大，其可能的原因有（ ） 。） 。 刀架刚度不足 尾顶尖刚度不足 导轨扭曲 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行 5.如习图如习图 4-2-8 所示， 零件安装在车床三爪卡盘上钻孔 （钻头安装在尾座上） 。 加工后测量，发现孔径偏大。 造成孔径偏大的可能原因有（ 所示， 零件安装在车床三爪卡盘上钻孔 （钻头安
4、装在尾座上） 。 加工后测量，发现孔径偏大。 造成孔径偏大的可能原因有（ ） 。） 。 车床导轨与主轴回转轴线不平行 尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴 刀具热变形 钻头刃磨不对称 6.图所示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为：图所示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为：(1)粗精刨底面和凸台；粗精刨底面和凸台；(2)粗精镗粗精镗32H7 孔；孔； (3)钻、扩、铰钻、扩、铰l 6H9 孔。孔。 试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。 分析工序分析工序(3)的定位基准的定位基准 解：解：第一道工序按划线找正，刨底面和凸台。 第二道工序粗
5、精镗 32H7 孔。加工要求为尺寸 320.1、60.1及凸台侧面 K 的平行度 0.03。根据基准重合 的原则选择底面和凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台限制两个自由度，无基准不重合误差。 习图4-2-8 B A 习图4-2-7 3 第三道工序钻、扩、铰 16H9 孔。除孔本身的精度要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸 40.1、510.1 及两孔的平行度要求 0.02。根据精基准选择原则，可以有三种不同的方案： (1)底面限制三个自由度，K 面限制两个自由度 此方案加工两孔采用了基准统一原则。夹具比较简单。设计尺寸 40.1基准重合；尺寸 510.1的工序基准是孔 32H7 的中心线
6、，而定位基准是 K 面，定位尺寸为 60.1， 存在基准不重合误差，其大小等于 0.2；两孔平行度 0.02也有基准不重合误差，其大小等于 0.03。可见， 此方案基准不重合误差已经超过了允许的范围，不可行。 (2)32H7 孔限制四个自由度，底面限制一个自由度 此方案对尺寸 40.1有基准不重合误差，且定位销细长，刚 性较差，所以也不好。 (3)底面限制三个自由度，32H7 孔限制两个自由度 此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设 计要求均为基准重合，唯 32H7 孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗 32H7 孔时加以限制。 综上所述，第三方案基准
7、基本上重合，夹具结构也不太复杂，装夹方便，故应采用。 7.7.要求在轴上铣一个键槽，如图所示。加工顺序为车削外要求在轴上铣一个键槽，如图所示。加工顺序为车削外圆；铣键槽尺寸圆；铣键槽尺寸 为 A为 A2 2；磨外；磨外圆，要求磨外圆圆，要求磨外圆后后 保证键槽尺寸为，保证键槽尺寸为，求键槽尺寸 A求键槽尺寸 A2 2。 4 画尺寸链图 b，A2、A3/2 为增环，A1/2 为减环，A0为封闭环。 A2=A0-A3/2+A1/2=(62-70/2+70.5/2)mm=62.25mm T2=ES2-EI2=-0.05-(-0.27)=0.22mm 则 8. 试选择习图 5-4-1 示三个零件的粗精
8、基准。其中 a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧棒料； b）8. 试选择习图 5-4-1 示三个零件的粗精基准。其中 a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧棒料； b） 液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加 工符号的表面外，均为加工表面。工符号的表面外，均为加工表面。 9. 习图 5-4-1 图 a： 精基准齿轮的设计基准是孔 A。按基准重合原则，应选孔 A 为精基准。以 A 为精基 准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔 A 为统一精基准。
9、粗基准 齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。在加工孔 A 时，以外 圆定位较为方便，且可以保证以孔 A 定位加工外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。 图 b： 精基准液压油缸的设计基准是孔 B。按基准重合原则，应选孔 B 为精基准。以 B 为 精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。 粗基 准液压油缸外圆没有功能要求，与孔 B 也没有位置关系要求。而孔 B 是重要加工面，从保证其 余量均匀的角度出发，应选孔 B 的毛坯孔作定位粗基准。 图 c： 精基准液压油缸的设计基准是孔 C。按基准重合原则，应选孔 C 为精基准。以
10、 C 为 a） A At c） C Ct b） B Bt 5 精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔C为统一精基准。 粗基准 为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不加工内端面与外圆台阶面距离应 尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基准。 9.习图习图 5-4-2 所示所示 a）为一轴套零件，尺寸）为一轴套零件，尺寸 和和 已加工好，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 ）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 A1 、A2 和和 A3。 答案： 1）图b：基准
11、重合，定位 误差，0 DW mm；1 . 010 1 A 2）图 c： 尺寸 A2， 100.1 和构成一个尺寸 0 05. 0 8 链（见习解图 5X4- 2c） ，其中尺寸 100.1 是封闭 环，尺寸A2和 0 05. 0 8 是组成环，且 A2为增环，为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有： 0 05. 0 8 10= A28，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=EIA20，EIA2=-0.1mm。故：mm 05. 0 1 . 02 18 A 3）图 d：尺寸 A3，100.1，和构成一个尺
12、寸链（见习解图 5X4-2d） ，其中尺寸 100.1 是 0 05. 0 8 封闭环，尺寸 A3，和是组成环，且为增环，A3和为减环。由直线尺寸链极值 0 05. 0 8 0 1 . 0 38 0 1 . 0 38 0 05. 0 8 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(ES A3+0)，ESA3=0。故：mm 0 05 . 0 3 28A 10. 图示零件加工时应如何选择粗精基准， （标有符号为加工面， 其余为非加工面）
13、并简要地说明理由。 （图 图示零件加工时应如何选择粗精基准， （标有符号为加工面， 其余为非加工面） 并简要地说明理由。 （图 a、b 要求保持璧厚均匀，图要求保持璧厚均匀，图 c、d 所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。 ）所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。 ） c）d）a）b） 习图 5-4-2 A3 A2A1 100.18 0 0.05 38 0 0.1 习图 5-4-3ans c） A2 100.18 0 0.05 d） A3 38 0 0.1 100.18 0 0.05 6 答案： （1） 图 a 中以不加工面作粗基准，以孔作精基准。这样可保证壁厚均匀，保证孔与外圆
14、的同轴 度。 （2） 图 b 中以不加工面小端外圆作粗基准，以孔作精基准，可保证壁厚均匀。 （3） 图 c 中以孔作粗基准，以小外圆为精基准，可简化夹具制造，保证孔加工余量均匀。 （4） 图 d 中以轴承孔作粗基准，以底面作精基准。可保证轴承孔加工余量均匀。 11.在加工如图所示零件时，图样要求保证尺寸 6 士 0.lmm，因这一尺寸不便于测量，只能通过测量 尺寸 L 来间接保证，试求工序尺寸 L 及其公差。 11.在加工如图所示零件时，图样要求保证尺寸 6 士 0.lmm，因这一尺寸不便于测量，只能通过测量 尺寸 L 来间接保证，试求工序尺寸 L 及其公差。 7 解：A0 为封闭环,可画出如
15、下的工艺尺寸链： 其中：L 和 A1 为增环， A2 为减环，所以 L 的基本尺寸=3626+6=16mm 上偏差=0.05（0.05）0.1=0mm 下偏差= 0.1+0.05+0= 0.05mm L=mm 16 0 05. 0 12.如图所示， (a)为工件铣槽工序简图， (b)为工件定位简图。 试计算加工尺寸mm的定位误差 （外12.如图所示， (a)为工件铣槽工序简图， (b)为工件定位简图。 试计算加工尺寸mm的定位误差 （外 0 15 . 0 90 圆直径 ，工件内孔，定位心轴） 。圆直径 ，工件内孔，定位心轴） 。 0 035 . 0 100 025 . 0 0 40 009 .
16、 0 025 . 0 40 解：工件内孔中心线为定位基准，工件内孔圆柱面为定位基准面；定位心轴的外圆柱面为限位基面。 基准位移误差： mmY0205 . 0 2 009. 0025 . 0 025 . 0 尺寸的工序基准为工件外圆柱面的下母线， 工序基准与定位基准不重合， 基准不重误差为工序 90 0 15 . 0 基准到定位基准尺寸的公差，即： mmB0175. 0 2 035. 0 又因为工序基准不在定位基准面上，所以，定位误差为： mmYBD038 . 0 0175 . 0 0205 . 0 13如图(a)所示为轴套零件简图，其内孔、外圆和各端面均已加工完毕，试分别计算按图(b)中 3 种定位方案钻孔时的工序尺寸及偏差。 13如图(a)所示为轴套零件简图，其内孔、外圆和各端面均已加工完毕，试分别计算按图(b)中 3
