1.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(②③) ① 主轴径向跳动 ② 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 ③ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行 ④ 刀杆刚性不足 2.试分析习图示各定位方案中: ① 各定位元件限制的自由度; ② 判断有无欠定位或过定位; ③ 对不合理的定位方案提出改进意见。
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 )① 三爪卡盘限制 Y X Y X 、、、 4个自由度;前后顶尖限制Y X Z Y X、、、、 5个自由度。
②Y X Y X、、、4个自由度被重复限制,属过定位。
③ 去掉三爪卡盘,改为固定顶尖+活顶尖b )① 圆柱面限制Y X Y X 、、、4个自由度;端面限制Y X Z 、、3个自由度。
②Y X、2个自由度被重复限制,属过定位。
③ 在端面处加球面垫圈c )① 大平面限制Y X Z 、、3个自由度;圆柱销限制Y X、2个自由度;V 形块限制习图4-2-5Z X 、2个自由度。
②X 自由度被重复限制,属过定位。
③ 将V 形块改为在 X方向浮动的形式。
d )① 大平面限制Y X Z 、、3个自由度;固定V 形块限制 Y X、2个自由度;活动V 形块限制Y 自由度。
②Y自由度被重复限制,属过定位。
③ 将两V 形块之一改为平板形式。
5.在车床上加工一批光轴的外圆,加工后经度量若整批工件发现有下列几何形状误差(图示):(a)锥形,(b)鞍形,(c)腰鼓形,(d)喇叭形,试分别说明可能产生上述误差的各种因素。
解:(图示)(a)锥形:(1)车床两顶尖与纵向导轨在水平面不平行;(2)车刀的均匀磨损。
(b)鞍形:(1)车床两顶尖与纵向导轨在垂直面内不平行;(2)纵向导轨在水平面不直(鞍形)或纵导轨的扭曲;(3)加工短而粗工件时,机床刚度沿床身纵向不一致;(4)加工大长轴开始时,刀具热伸长为主使工件直径减小,刀具热平衡后,刀具磨损为主使工件直径逐渐增大。
(c)腰鼓形:(1)加工细长轴时,工件弹性变形引起的;(2)纵向导轨在水平面不直(腰鼓形)。
(d)喇叭形:(1)悬臂加工,工件弹性变形引起的;(2)车刀的热伸长;(3)纵向导轨在水平面内不直。
6. 在车床上镗孔时,若主轴回转运动与刀具的直线进给运动均很准确,只是它们在水平面内或垂直面上不平行(图示),试分别分析在只考虑机床主轴与导轨的相互位置误差的影响时,加工后工件内孔将产生什么样的形状误差?解:图(a)所示为两个成形运动在水平面内不平行,加工后工件内孔产生较大的圆柱度误差(锥形)。
图(b)所示为两个成形运动在垂直面内不平行,加工后工件内孔产生较小的圆柱度误差(喇叭形)。
7、试提出成批生产如右图所示盘状零件的机械加工工艺过程的组成(从工序到工步),并指出各工序的定位基准,图中φ20的孔数量为6个。
(列表表示)(10分)[解答]:工序号工步定位基准(面)1 车端面C,粗、精镗φ60H9mm孔,内孔倒角小端外圆面2 粗车、半精车这批工件的φ200mm外圆,并车φ96mm外圆及端面B,粗、精车端面A,内孔倒角φ60H9mm内孔面3 拉键槽φ60H9mm内孔及端面4 钻、扩、铰6-φ20mm孔φ60H9mm内孔及端面5 钳工去毛刺6 检验8、如下图所示之两模板零件,欲钻孔O1及O2,要求距A面和O孔的尺寸分别为a1和a2,且其轴心线与A面平行。
l为自由尺寸,孔O及其他表面均已加工。
试选择加工这两个零件的孔O1及O2时的定位基准,所用定位元件,并指出各定位元件所限制的自由度数。
(10分)[解答]:图a)模板零件选择下底面为主要定位基准,定位元件为两长条板或三个支承钉,限制三个自由度;以孔O为第二定位基准, 定位元件为长菱形销, 限制二个自由度,如下图c).图b) 模板零件选择孔O为为主要定位基准, 定位元件为长销, 限制四个自由度;以下底面为第三定位基准, 定位元件为活动支承板, 限制一个自由度,如下图d).9.名词解释1.误差复映2.选配装配法钻直径为φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差。
(要求画出尺寸链图)12.分析图6-84所列加工中零件必须限制的自由度,选择定位基准和定位元件,并在图中示意画出;确定夹紧力作用点的位置和作用方向,并用规定的符号在图中标出。
图a)过球心打一孔;图b)加工齿轮坯两端面,保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度;图c)在小轴上铣槽,保证尺寸H和L;图d)过轴心打通孔,保证尺寸L;图e)在支座零件上加工两通孔,保证尺寸A和H。
13、在下图所示套筒零件上铣槽,要求保证尺寸014.054 mm ,现有三种定位方案,分别如图 b 、c 、d 所示。
试计算3种不同定位方案的定位误差,并从中选择最优方案(已知内孔与外圆的同轴度误差不大于0.02mm )。
(15分) [解答]:1)图b)定位方案021.0145sin 121.01sin 122a dT 定2)图c)定位方案心轴垂直放置时定位误差:13.006.007.006.003.003.007.002.021.0min max 基不定基不d D心轴水平放置单边接触时定位误差:1.003.007.003.0)03.003.0(21)(2107.002.021.0min max 基不定基不d D 3)图d)定位方案0 基不定由上可知,保证尺寸014.054 mm 的最优定位方案为图d)14、如下图所示小轴的部分工艺过程为:车外圆至0 1.05.28 mm ,铣键槽深度为HT H 0 ,热处理。
磨外圆至024.0008.028 。
设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为04.0 mm ,采用概率法求保证键槽深度为16.004 mm 的铣槽深度H TH 0 。
(10分)[解答]:尺寸链如下图所示,由题意并将各环换算成平均尺寸得:⑴08.008.4416.00 0 A 为封闭环,025.0225.1425.1425.280 05.001.01 A 为减环,M T H H A H0 2、004.0008.1414228012.0004.0024.0008.03 A 为增环,02.00204.004A (同轴度影响尺寸)。
⑵计算A 2的基本尺寸及公差297.4008.14225.1408.43102 A A A A2222202.004.00025.0 0.08 073.0所以,146.00224.4073.0297.4 M THH H 15、工件加工要求如图(a )所示,本工序钻φ8孔,为最后工序,拟采用如图(b )所示夹具方案,在立式钻床上进行加工。
(1)计算定位误差,并根据夹具设计原理,分析该方案中有哪些欠妥之处?能否满足工序要求?(2)提出二种可满足本工序加工要求的定位方案,用简图表示之。
(15分) [解答]:(1)计算定位误差定位误差为0.16mm ,超差;欠定位;无钻套;夹紧部位工件风度较弱;多点夹紧元件未浮动;。
(2)选定原理如下图,定位方案如下图03.0206.0 不16.013.003.0 基不定13.005.003.005.005.0max 基16、如图所示,在圆盘上铣一个圆弧槽,已知槽半径为R5+0.3,图纸要求槽中心应落在外圆以外0.3至0.8mm ,试选取合理的检测方法并计算工序尺寸及其上、下偏差。
(15分) [解答]:铣圆弧槽R5时,为方便起见,应测量B 尺寸较合理。
此时,圆弧槽中心距圆盘外圆尺寸成为几道工序联合保证的间接尺寸,应为封闭环,并以此作出尺寸链如下图⑴5.00 03.0 A 为封闭环,05.0 -419 A 为减环,1A 、0225.00210 A 、01.003 A 、3.00 55 A 为增环,⑵计算A 1的基本尺寸及上、下偏差7.301053.019320541 A A A A A A所以,1175.001.013.4 A17、用固定式钻模钻一批工件Φ15孔,要求保证孔轴与端面间尺寸50±0.08mm ,若工序尺寸按正态分布,分布中心的尺寸X =50.05mm ,均方根差σ=0.02mm ,求: (1)这批工件的废品率是多少? (2)产生废品的原因是什么性质的误差?1175.03.001.00225.005.05.0532401 ES ES ES EI ES ES 01.0001.0000 532401 EI EI EI ES EI EI(3)可采取什么改进措施?解:(1)5102.005.5008.502.=-=σ-x x查表F2=0.4332废品率0668.04332.05.05.022=-=-=F F(2)产生废品的原因在于常值性误差05.05005.50 x x C =(3)将钻套中心位置朝向孔轴与端面间尺寸减小的方向调整0.0518、车削一批轴的外圆,其尺寸要求为Φ20±0.06。
若此工序尺寸呈正态分布,公差带中心大于分布中心,其偏值δ=0.03mm ,均方根差σ=0.02mm ,求:(1)这批工件的废品率是多少? (2)指出该工件常值系统误差和随机误差的大小;(3)可采取什么改进措施以消除废品?解:(1)5.102.003.002.097.1994.19xx查4332.01 F则0668.04332.05.05.011F F废品率为0668.01 F(2)03.02097.19 x x C12.002.066 S(3)采用将刀具朝着尺寸变化的方向调整0.015(即直径上增加0.03),使X 与公差带中心重合以消除废品。