機(jī)械制造工藝學(xué)(第三版)王先逵--課后答案

1、第一章分析結(jié)構(gòu)工藝性第一章 1-11題確定加工圖示待加工表面應(yīng)限制的自由度數(shù)a)限制五個(gè)自由度 保證尺寸l限制沿X移動(dòng)；繞X轉(zhuǎn)動(dòng) 保證尺寸a限制沿Z移動(dòng)； 保證孔軸線通過外圓軸線平面限制沿Y移動(dòng) 保證孔軸線與底面垂直限制繞Y轉(zhuǎn)動(dòng)。b)六個(gè)自由度都必須限制 保證尺寸l限制沿Y移動(dòng)； 保證尺寸h限制沿Z移動(dòng)； 保證槽底與軸線平行限制繞X，Y轉(zhuǎn)動(dòng) 保證對(duì)稱度限制沿X移動(dòng)和Z轉(zhuǎn)動(dòng)；XYZXYc) 限制六個(gè)自由度 保證尺寸l，h，l2限制三個(gè)移動(dòng)； 保證與基準(zhǔn)A平行度限制繞Z轉(zhuǎn)動(dòng)。 保證與底面平行限制繞X，Y轉(zhuǎn)動(dòng)。d) 限制五個(gè)自由度 保證尺寸l限制沿X移動(dòng)； 保證與左孔的平行度限制繞X，Y轉(zhuǎn)動(dòng) 保證對(duì)

2、稱度限制沿Y移動(dòng)和Z轉(zhuǎn)動(dòng)；ZXYXY第一章 1-12題a)總體分析法：三爪卡盤+固定后頂尖限制分件分析法：三爪卡盤；固定后頂尖 兩者一起限制五個(gè)自由度無過定位，欠定位d) 總體分析法：前后圓錐銷 分件分析法：前圓錐銷限制；浮動(dòng)后圓錐銷限制 兩者一起限制五個(gè)自由度無過定位，欠定位XYZYZYZYZYZYZXYZYZYZYZXYZXYXXb) 前后頂尖總體分析法：前后頂尖 分件分析法：前頂尖限制； 浮動(dòng)后頂尖限制 兩者一起限制五個(gè)自由度，無過定位，欠定位c) 彈性?shī)A頭限制工件四個(gè)自由度： （前后頂尖限制彈性?shī)A頭五個(gè)自由度：無過定位，欠定位XYZYZXYZXYYYZZYYZZXF) 總體分析：共限制

3、六個(gè)自由度分體分析：底面三個(gè)支承釘，限制三個(gè)自由度：后面兩個(gè)支承釘，限制：棱形銷限制：共限制六個(gè)自由度，無過定位，無欠定位E) 三個(gè)短V形塊共限制六個(gè)自由度分體分析：前后兩塊組合限制：右側(cè)形塊限制；與前后形塊組合限制：無過定位，無欠定位YYZZXXYZXXZYYYZZXXXZZXYY第一章第一章 補(bǔ)充題：根據(jù)工件加工技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案根據(jù)工件加工技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案 解：(a)為保證尺寸100,限制_；為保證對(duì)稱度,限制_；為保證垂直度（或平行度）,限制_定位方案:(b) 為保證尺寸15,限制_ ；為保證對(duì)稱度,限制_；為保證垂直度

4、,限制_定位方案: (a) (b)第一章 補(bǔ)充題：根據(jù)工件加工面的技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案根據(jù)工件加工面的技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案第一章 補(bǔ)充題：根據(jù)工件加工面的技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案根據(jù)工件加工面的技術(shù)條件，指出工件定位應(yīng)限制的自由度并確定定位方案2-3 試分析在車床上加工時(shí)，產(chǎn)生下述誤差的原因：1)在車床上鏜孔時(shí)，引起被加工孔圓度誤差和圓柱度誤差。2）在車床三爪自定心卡盤上鏜孔時(shí)，引起內(nèi)孔與外圓同軸度誤差；端面與外圓的垂直度誤差。2-4 在車床上用兩頂尖裝夾工件車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，出現(xiàn)圖3-80a,b,c所示誤差是什

5、么原因，分別可采用什么辦法來減少或消除 第二章習(xí)題：2-3, 2-4中心架與跟刀架2-11 試說明磨削外圓時(shí)，使用死頂尖的目的是什么？哪些因素引起外圓的圓度和錐度誤差 2-12在車床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的內(nèi)外圓柱表面時(shí)，加工內(nèi)孔表面的走刀次數(shù)往往多于外圓,試分析其原因第二章習(xí)題：2-11, 2-12 2-14在臥式銑床上銑削鍵槽，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)靠工件兩端深度大于中間，且都比調(diào)整的深度尺寸小。試分析這一現(xiàn)象的原因。 2-15如圖所示床身零件，當(dāng)導(dǎo)軌面在龍門刨床上粗刨之后便立即進(jìn)行精刨。試分析若床身剛度較低，精刨后導(dǎo)軌面將會(huì)產(chǎn)生什么樣的誤差？第二章習(xí)題：2-14, 2-15第二章補(bǔ)充題： 假

6、設(shè)工件的剛度極大，且車床頭、尾架剛度K頭K尾，試分析下列三種加工情況下，加工表面會(huì)產(chǎn)生何種形狀誤差？ A) 加工外圓面將產(chǎn)生左小右大的圓柱度誤差 B）端面形狀根據(jù)工件在切削力作用下的偏轉(zhuǎn)和刀架偏轉(zhuǎn)的相對(duì)角度變化而不同，形成內(nèi)凹或者外凸端面，也可能沒有平面度誤差 C）工件的偏轉(zhuǎn)角度隨位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍形，產(chǎn)生圓柱度誤差第二章補(bǔ)充題：外圓磨床加工帶鍵槽的細(xì)長(zhǎng)槽，機(jī)床的幾何精度很高，且床頭、尾架剛度K頭K尾，試分析只考慮工藝系統(tǒng)受力變形影響下，往復(fù)一次后，被加工軸頸在軸向和徑向軸向和徑向?qū)a(chǎn)生何種形狀誤差？采取何措施可提高警惕加工后的形狀精度？1）軸向：下列三種形狀誤差的合成：工件

7、剛度低而產(chǎn)生腰鼓形； K頭K尾而使靠近尾架處直徑靠近頭架處直徑；砂輪在軸頸兩端超出量過大時(shí)，因砂輪與工件接觸面積的變化使兩端產(chǎn)生錐形；2）徑向：鍵槽使徑向剛度不相等，產(chǎn)生圓度誤差；鍵槽口塌陷采取的措施：無進(jìn)給多次走刀；控制砂輪超出量，并使砂輪在各處停留時(shí)間均勻；盡量磨削后再加工鍵槽第二章補(bǔ)充題： 加工通槽,試分析在只考慮工藝系統(tǒng)靜誤差影響的條件下,造成加工后通槽側(cè)面與工件側(cè)面A平行度誤差的主要因素1.夾具左側(cè)定位元件的定位表面與定向鍵槽側(cè)面間的平行度誤差2.夾具定位鍵與銑床工作臺(tái)T形槽之間的配合間隙3.銑床工作臺(tái)T形槽側(cè)面對(duì)工作臺(tái)燕尾槽導(dǎo)軌的平行度誤差第二章補(bǔ)充題： 在車床上加工心軸，粗、精車

8、外圓及臺(tái)肩面，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)外圓面有圓柱度誤差，臺(tái)肩面對(duì)外圓軸線有垂直度誤差，試從機(jī)床幾何誤差的影響，分析產(chǎn)生以上誤差的主要原因第二章補(bǔ)充題：分析：應(yīng)限制的自由度數(shù)為：除沿12軸線方向的移動(dòng)外的其余5個(gè)自由度定位方案1：選用A面為主要定位基準(zhǔn)，限制三個(gè)自由度（保證尺寸40以及加工孔軸線與底面平行）；以30孔為第二基準(zhǔn)，用短圓柱銷定位，保證尺寸30；用棱形銷給10孔定位，保證加工孔軸線與工件的對(duì)稱線垂直。圖示零件的A、B、C面， 10H7及30H7孔均已加工。試分析加工12H時(shí)，選用哪些表面定位最合理？為什么？定位方案2：用A面為主要定位基準(zhǔn)；用棱形銷給30定位，限制左右移動(dòng)；用兩支承釘給B或C面定

9、位，限制前后移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)問題：定位方案問題：定位方案1 1、2 2哪個(gè)較好？哪個(gè)較好？第四章習(xí)題 4-5粗基準(zhǔn)以孔I為粗基準(zhǔn)，加工與導(dǎo)軌兩側(cè)接觸的兩平面遵循保證加工余量合理分配的原則精基準(zhǔn)以與導(dǎo)軌兩側(cè)接觸的兩平面為精基準(zhǔn)，加工I孔和其它孔以及上頂面，遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則和基準(zhǔn)重合原則I為主軸孔，加工時(shí)希望加工余量均勻，試選擇加工主軸孔的粗、精基準(zhǔn)第四章習(xí)題 4-6：選擇粗、精加工基準(zhǔn)A)圖：以外圓面和左端面為粗基準(zhǔn)加工A面和內(nèi)孔，一次裝夾完成，用機(jī)床精度保證垂直度公差；以內(nèi)孔和A面為精基準(zhǔn)加工外圓和另一端面B)圖：液壓缸希望壁厚均勻，以不加工左端外圓和左端面為粗基準(zhǔn)，（外圓面被夾持面長(zhǎng)，限制了四

10、個(gè)自由度）加工右端階梯孔和端面；以已加工的孔和端面為精基準(zhǔn)加工左端外圓和孔及環(huán)槽C)圖：以右孔和右端面（或內(nèi)底面）為粗基準(zhǔn)加工左端外圓（或者各外圓）、內(nèi)孔和各端面（保證各表面相互位置要求的原則）；以已加工的左端外圓和端面為精基準(zhǔn)加工右端面第四章習(xí)題 4-6：選擇粗、精加工基準(zhǔn)第四章習(xí)題 4-9：選擇粗、精加工基準(zhǔn) 1）加工中心上加工：原工藝安排沒有遵循先加工平面，后加工孔的原則 2）在流水線上加工：底面作為定位基準(zhǔn)，在精加工其它表面前應(yīng)先精加工底面（基準(zhǔn)）第四章補(bǔ)充題：選擇粗、精加工基準(zhǔn)分析：因?yàn)橥鈭A加工余量小，根據(jù)加工余量合理分配的原則，以外圓為粗基準(zhǔn)加工孔，保證外圓表面不會(huì)在加工過程中由于

11、加工余量小而留下毛面；再以孔為精基準(zhǔn)加工外圓，圖示為一鍛造或鑄造的軸套，通常內(nèi)孔加工余量較大，外圓的加工余量較小，試選擇粗、精基準(zhǔn)第四章習(xí)題4-13：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算解：測(cè)量尺寸L4，四個(gè)尺寸組成的尺寸鏈中：封閉環(huán)為L(zhǎng)3，增環(huán)：L2，L4；減環(huán)：L1mmLmmEIEImmESESmmLLLLLL1 .0044443030_025.0(025.001 .005.0015.03047046020L1L2L3L4第四章習(xí)題4-14：尺寸鏈計(jì)尺寸鏈計(jì)算算解答提示：可測(cè)量L或者L； L1=45 0-0.05 L2=30 +0.0250 L3=5+0.30 L4=00.25 1) 測(cè)量L，則L1，L2

12、，L3 ， L4和L 組成尺寸鏈；L3為封閉環(huán)，L1為增環(huán)，L，L2 ， L4為減環(huán)2) 若測(cè)量L，則2L1，L3和L組成尺寸鏈；L3為封閉環(huán)，2L1為增環(huán)，L為減環(huán)L1L2LL32L1LL3L4第四章習(xí)題4-15：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算, , 解答提示：這是個(gè)公差分配的問題1) L1=40， L2=L3=15， L4=10 組成尺寸鏈，工序2，3分別保證尺寸L2 L3，工序1保證尺寸L1，因此L4為封閉環(huán)（間接保證的尺寸）2) 將封閉環(huán)尺寸L4的公差分配給其它組成環(huán)： 設(shè)TL1 = TL2 = TL3=0.103）將L1的公差按入體原則標(biāo)注40 0-0.1 ，又設(shè) ES1=ES2 EI1=EI

13、24）畫尺寸鏈圖并計(jì)算 ES1，ES2 EI1，EI2第四章習(xí)題4-16：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算解答提示：L1=15.250-0.05，L3=15+0.018+0.0075， L2=00.025 L4=4+0.20和H組成尺寸鏈，直接可以保證的尺寸有L1，L2 ，L3，H；L4為封閉環(huán)（間接保證的尺寸）增環(huán)：L2，H；減環(huán)L1；L3既可看成增環(huán)也可是減環(huán)（因其基本尺寸=0）解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675 +0.08950第四章習(xí)題4-18：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算某零件的軸向尺寸如圖a),軸向尺寸加工工序如圖b),c),d，試校核工序圖上標(biāo)注的工序尺寸及公差是否正確（加工

14、符號(hào)表示本道工序的加工面）解：先校核 b)圖上的工序尺寸：計(jì)算由a),b),c)圖有關(guān)尺寸組成的尺寸鏈， L1=40.30-0.1 L2=10.40-0.2 L3=100-0.1 L4=40 0-0.3因L3和L4是圖紙上要求的尺寸，不必校核，因此校核工序尺寸L1 或L2 ?，F(xiàn)認(rèn)可L1，校核L2第四章習(xí)題4-18：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算畫尺寸鏈圖，確定封閉環(huán)L4 （因該尺寸是在加工大端端面后自然形成的）解得L2=10.3+0.10 ，可知，原工序尺寸（10.40-0.2）不正確 也可以認(rèn)可L2，校核L12）校核d)圖工序尺寸是否正確該工序是最后一道工序，與該工序尺寸有關(guān)的尺寸是L4和槽深L5 =

15、10+0.40 解尺寸鏈得L6=30.-0.3-0.4 可知，原工序尺寸（300-0.3）不正確 第四章補(bǔ)充題：尺寸尺寸鏈計(jì)算鏈計(jì)算如圖為箱體簡(jiǎn)圖（圖中只標(biāo)有關(guān)尺寸），分析計(jì)算：（1）若兩孔分別都以M面為基準(zhǔn)鏜孔時(shí)，試標(biāo)注兩孔的工序尺寸（2）檢驗(yàn)孔距時(shí)，因800.08mm不便于直接測(cè)量,故選取測(cè)量尺寸為A1,試求工序尺寸A1及其上下偏差。解: (1)以M面定位加工，兩孔的工序尺寸分別為500.1和L，計(jì)算工序尺寸L.在尺寸鏈，封閉環(huán)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鏈得： L=1300.04mm， 500.04mm mmAmmEI EImmES ESmmA AA

16、AAA105. 008. 0116508. 00008. 005. 00175. 00175. 008. 0655 . 75 . 780解: (2)直接測(cè)量的尺寸為：A1，及兩孔直徑，尺寸80 0.08在測(cè)量工序中是間接得到的，因此是封閉環(huán)是80 0.08第四章補(bǔ)充題：尺尺寸鏈計(jì)算寸鏈計(jì)算如圖為活塞零件（圖中只標(biāo)注有關(guān)尺寸），若活塞銷孔 已加工好了，現(xiàn)欲精車活塞頂面，在試切調(diào)刀時(shí)，須測(cè)量尺寸A2，試求工序尺寸A2及其偏差。mm 018. 0054解：孔半徑尺寸 27，A2，110.6三尺寸組成尺寸鏈，且尺寸110.6在測(cè)量中是間接得到的，因此是封閉環(huán)，其余都是增環(huán)mmAmmEI EImmES

17、ESmmA A22041. 005. 0222226 .8305. 0005. 0041. 0009. 005. 06 .83276 .110第四章補(bǔ)充題：尺寸尺寸鏈計(jì)算鏈計(jì)算mm021. 0030mm3 . 008 . 0如圖所示襯套，材料為20鋼， 內(nèi)孔表面要求磨削后保證滲碳層厚度為 ，磨削前精鏜工序的工序尺寸 試求：精鏜后熱處理時(shí)滲碳層的深度尺寸及偏差。mmtmmEI EImmES ESmmt ttttt2895. 00105. 09 . 00105. 00105. 0002895. 000105. 03 . 09 . 0159 .148 . 0mm 021. 008 .29mmtmmE

18、I EImmES ESmmt ttttt2895. 00105. 09 . 00105. 00105. 0002895. 000105. 03 . 09 . 0159 .148 . 0解：設(shè)滲碳層的深度為t，畫尺寸鏈圖，封閉環(huán)為最后的滲碳層厚度，尺寸15為減環(huán)，其余為增環(huán)第六章習(xí)題 6-3：定位誤差計(jì)算誤差計(jì)算: :B方案:1) 關(guān)于對(duì)稱度的定位誤差:dw =02)關(guān)于工序尺寸54的定位誤差: dw = jw+jb =Td/2 - dw = 0.05-0.10.707=0.0207C方案: 1) 關(guān)于對(duì)稱度的定位誤差: dw = jw + jb =0.08jw =Dmax-dmin=0.06

19、(考慮任意邊接觸) jb=0.02（考慮同軸度） 定位面是內(nèi)孔,工序基準(zhǔn)是外圓軸線,不在同一要素上,兩誤差相加 2)關(guān)于工序尺寸54的定位誤差: dw = jw + jb =0.13jb=0.02+0.05=0.07 jw =Dmax-dmin=0.06 2sin2dTD方案:1) 關(guān)于對(duì)稱度的定位誤差:dw = jb =Td/2 =0.052)關(guān)于工序尺寸54的定位誤差: dw = 0方案比較:1)由于C、D方案關(guān)于對(duì)稱度的定位誤差 對(duì)稱度公差,不能用 2) B方案： 關(guān)于工序尺寸54的定位誤差: dw = 0.0207，只占該工序尺寸公差的15%； 關(guān)于對(duì)稱度的定位誤差：dw = 0，因此

20、該方案可用關(guān)于同軸度誤差引起的定位誤差:如下圖,工藝基準(zhǔn)為孔的下母線,而定位基準(zhǔn)為軸的中心線,若外圓及孔的尺寸無誤差,則引起工序基準(zhǔn)位置變化的原因?yàn)榭纵S的同軸度誤差,工序基準(zhǔn)位置最大的變動(dòng)量=T(同軸度公差值),即dw =jb =T; 若考慮外圓和孔的尺寸的公差Td和TD,則jw = ; jb =T+ Td/2;dw =jb+ jw 2sin2dT第六章習(xí)題 6-4：定位誤差計(jì)算定位誤差計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差 jw = =0.0707 jb = TD/2 = 0.0125 dw = 0.0832 0.2/32sin2dT01 . 080 d025. 0035 D2 . 005 .38 H補(bǔ)充習(xí)題補(bǔ)充

21、習(xí)題:定位誤差計(jì)算 以以A A 面定位加工面定位加工20H820H8孔，求孔，求:1):1)加工尺寸加工尺寸40400.1mm0.1mm的定位誤差的定位誤差; 2); 2)若以若以A A為基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸為基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸, ,計(jì)算工序尺寸及其定位誤差計(jì)算工序尺寸及其定位誤差; ; 解：1) 平面定位： jw=0mm ;設(shè)計(jì)基準(zhǔn)B與定位基準(zhǔn)A不重合，因此將產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差,(其計(jì)算應(yīng)用尺寸鏈計(jì)算) dw =jw=0.05+0.1=0.15m 2) 設(shè)工序尺寸為L(zhǎng)，則尺寸40,20,100及L組成尺寸鏈,且尺寸40為封閉環(huán),L為減環(huán),其余尺寸為增環(huán)解尺寸鏈得:L=800.025mm 對(duì)于工序尺寸L,工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合,而平面定位,基準(zhǔn)位置誤差為0,因此:dw =0 補(bǔ)充習(xí)題補(bǔ)充習(xí)題:定位誤差計(jì)算如下圖所示，工件以d1外圓定位，加工10H8孔。已知： 求加工尺寸400.15mm的定位誤差。 。0.03mm t 0.15mm40H 55 30010. 0056. 020 01. 01mmdmmd第四章補(bǔ)充題：尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算如圖為箱體簡(jiǎn)圖（圖中只標(biāo)有關(guān)尺寸），若下孔已加工，分析計(jì)算：以M面為基準(zhǔn)鏜上孔時(shí)，定位誤差的大小解:尺寸80的定位誤差: dw=