习题与思考
1、试分析习图2.42所示各零件加工所必须限制的自由度 a）①在球面上铣平面 ②在球上打盲孔φB，保证尺寸H； b）在套筒零件上加工φB孔，要求与φD孔垂直相交，且保
证尺寸L； c）在轴上铣横槽，保证槽宽B以及尺寸H和L； d）在支座零件上铣槽，保证槽宽B和槽深H及与4分布孔的
位置度。
①
a 大平面限制 z、 x、 y 3个自由度；
xb、固活y定动自VV由形 形度块 块被限 限重x制制、复yx限、自制y由，度2属个。过自定由位度。；
c 将两V形块之一改为平板形式（或两V形块同步移 动）。
方案1
方案2
两V形块同步移动
方案3
第四章习题
1、假设工件的刚度极大，且车床刚度大于尾座 刚度，试分析如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？
根据误差复映原理，上道工序的圆度误差被复映到本道工序加工出的零件上。
误差复映系数：
CFx f ZFy 2100 0.100.75 0.0373
Ks
10000
本道工序加工后孔的圆度误差：
2 1 0.03730.0314 0.00112
6、 某车床各部件的刚度分别为KH=40000N/mm（头架），KT=20000N/mm（尾 座），KB=10000N/mm（刀架）。在此车床上用卡盘夹持，采用调整法加工一批齿 轮毛坯外圆，见图示。图样要求尺寸100±0.05mm，毛坯尺寸为105±1mm。 加工时走刀量f=0.05mm/r，走刀量指数ZFy=0.75，背吃刀量指数xFy=1，径向切削力 系数CFx=2000N/mm2。试计算按100mm的样件准确调刀后一次走刀加工，这批齿 轮毛坯加工直径尺寸的最大误差是多少？
2、图所示a）为一轴
套零件，尺寸38
0 0.1
mm
和8 0 0.0 5
800 0.05
10
0.1
mm 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
38 －00.1 a） A2
种定位方案的工序
尺寸A1 、A2和 A3。
c） 习图5.13
A1
b） A3
d）
800 0.05
a）车阶梯轴小外圆及台阶端面； b）车外圆，保证外圆与内孔同轴； c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛 坯外圆同轴； d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。
a b
三爪卡盘限制
前后x、顶y尖、 限x、制y
xx、、 yy、、 zx、、 xy、4y个 5自个由自度由；度。
大批量与单件的区别： 由于铸件精度较高，不用画线。 加工用的粗精基准基本相同。
第5章 习题与思考题
1、试选择习图5.6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。图中除了有不加工符号的表面外， 均为加工表面。
（1）工艺系统刚度 （1）误差复映系数
Ks
1
1
1
1
1
1
8000
KH KB 40000 10000
CFx f ZFy 2000 0.050.75 0.0264
Ks
8000
（2）齿轮毛坯加工直径尺寸的最大误差
d 2 (apmax apmin) 2 0.0264 [(105 1-100)/2 - (105 -1-100)/2] 0.0528
tA
A a）
B
A
tA
b）
c）
图a：
① 精基准--齿轮的设计基准是孔A。按基准重合原则，应选
tA
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。
② 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
fw
解算：
（1）前一道工序镗床主轴与工作台有平行度误差=2º，采用工作台进给方式，一次走 刀。假设工艺系统刚度很高，刀尖位置准确调整到dc= 103mm。
本工序加工出的孔为椭圆形，圆度误差
1
dc
(1
cos )
/
2
103
(1
cos
2
3.14) 180
/
2
0.0314
fw
（2）后一道工序加工时，镗床主轴与工作台平行，采用主轴进给方式。将刀尖准确调 整到105mm后，一次走刀加工。若工艺系统Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，Zfz=0.75， Cfx=2100N/mm2。
10
0.1
A1
38 －00.1 a） A2
b） A3
1）图b： 解：基准重合
c）
习图5.13
mm d）
2）图c：
解:
(1)列尺寸链
(2)判断各环性质
尺成寸 环1，0且±A0.21为是增封环闭，环8，00尺.05寸为A减2和环。800.05 是组
(3)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：
7、 加工一批小轴，其直径尺寸要求为 1800.035 mm，加工后尺寸接近正态分布， 测量计算得一批工件直径尺寸的算术平均值 x 17.975m，m均方根
差 0.01mm 。试计算不合格品率，并分析不合格产品产生的可能原因，指出
减少不合格品的措施
小轴公差带中心 1800.035 17.9825 0.0175
均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。
A
材料40cr, 形状大小类似的齿轮,某厂加工过程如下： a）
① 下料（留卡头8mm左右）
② 正火
③ 粗车各部，孔钻出，一端车出卡头尺寸φ？X8留余量1~1.5（外圆为粗基准）
④ 定性处理(即调质)
⑤ 精车：1）卡一端卡头，车另一端面外圆及孔成；（一次安装下加工的各表面， 相互之间位置精度高）2）调头车另一端面留磨量0.1~0.15,并车环线标记，倒 角
②
① ②只 必需 须须 限限 制制x、z y1、个自z由3度个自由度
b）必须限制 x、 y、 x、 z 4个自由度
c）必须限制 x、 z、 y、 z 4个自由度
y x
d）必须限制 x、 y、 x、 y、 z 5个自由度

2、 试分析习图2.43所示各定位方案中：a 各定位元件限制的自由度；b 判断 有无欠定位或过定位；c 对不合理的定位方案提出改进意见。
0.1=ESA2－（-0.05），
环名
80 0.05
基本尺寸
A2 增环
10±0.1 减环
→ESA2=0.05mm; -0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。
35
A
150
（1）铣床工作台面与导轨的平行度误差：1=0.05/300
（2） V形块交点A的连线与夹具体地面的平行度误差： 1=0.01/150=0.02/300
（3）阶梯轴工件两端轴颈尺寸差导致不平行度误差：3
2 2
(d max
dmin )
/ 150
总的不平行度误差= 1+ 2+ 3=0.21/300 最大值： /150=0.105/150
nw
fc
fc
fc
2、 在平面磨床上用端面砂轮磨平板工件，为改善切削条件，减少
砂轮与工件的接触面积，常将砂轮倾斜一个角度，如图示。若
=2º。试分析磨削后的平面形状并计算平面度误差，提出改善工 件形状精度的工艺方法。
D=300
[ D ( D )2 ( B)2 ]sin 222
[300 ( 300)2 (100)2 ]sin 2 3.14
2 [(20 0.05) (20 0.05)]/ 150 2
0.0707/150
rmax rmin
A
3
2 2
(d max
dmin )
/ 150
2 [(20 0.05) (20 0.05)]/ 150 2
0.0707/150
5、 某箱体零件原有一精度很高的100mm孔，今分两道工序在镗床上进行扩孔加工。 （1）前一道工序镗床主轴与工作台有平行度误差=2º，采用工作台进给方式，一次走 刀。假设工艺系统刚度很高，刀尖位置准确调整到dc= 103mm，见图示。 （2）后一道工序加工时，镗床主轴与工作台平行，采用主轴进给方式。将刀尖准确调 整到105mm后，一次走刀加工。若工艺系统Ks=10000N/mm，f=0.10mm/r，ZFy=0.75， CFx=2100N/mm2。 求：经过这两道工序加工后孔的圆度误差
确定工序能力
Cp
T
6
0.035 0.58 0.67 0.06
工序能力四级，很差。
减少废品的改进措施
✓ 存在常值系统误差：调整机床（将分布中心调整至公 差带中心位置），消除常值系统误差
✓ 工序能力低下（四级）：更换成更高精度机床，减少 随机误差
单件小批量： 画线，使腔体加工后壁厚均匀。 若铸件上有主轴孔，以所主轴孔 的画线为基准，先加工主轴孔。 以主轴孔为精基准加工A,C,B面。 若铸件上无主轴孔，则以A，C 面的画线为基准加工A,C 面，再 以A,C面为精基准加工I孔，B面 及其它面。
4个自由度被重复限制，属过定位。
c 方案1：去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡头拨动。
方案 1
方案 2
三爪卡盘卡短
挡块
a b
端圆x、面柱y限面2制限个制自z由、x度、x、被y、重y x复、3限个y 制自4，由个属度自过。由定度位；。
c 在端面处加球面垫圈（参见图2-40）