机械制造工程综合练习题

课程单元作业讲评1课堂讲评交流习题一分析下列定位方案限制的工件自由度，是否合理？如不合理，应如何改进？课程单元作业讲评2习题二在卧式铣床上，用三面刃铣刀加工如图L-T-1所示零件的缺口。本工序为最后一道工序，试确定满足加工要求的定位方案（3工D），即拟定定位方案，计算定位误差。1．定位方案：根据工序加工要求，可以mm002.030轴颈作为第一定位基准，用长V形块限制ZYZY,,,四个自由度；同时以mm022.0010孔为第二定位基准，采用轴向浮动的削边销限制工件的X一个自由度，以保证对称度的要求。工件的X自由度按工序加工要求可限制可不限制，这里考虑到在不增加夹具复杂性的前提下，有利于减小夹紧力，故可用长V形块的端面作为定位面，以工件大端的左侧端面为定位基准限制X一个自由度。2．分析计算定位误差：尺寸8±0.02mm由刀具的尺寸保证，与定位无关。尺寸mm075.009的定位误差：1sin12021.02D≤3075.0；如定位“V”形块的设计夹角α=90˚，则有026.0145sin12021.01sin12021.002D025.03075.0，定位误差较大，不符合要求；令定位“V”形块的设计夹角α=120˚，则有023.0160sin12021.01sin12021.002D≤025.03075.0，符合要求；另外利用V形块的对中性和轴向浮动的削边的对中作用，可保证对称度0.01的定位误差等于零，即：0D。习题讲评（一）定位方案分析图L-T-1课程单元作业讲评3习题三定位误差的分析与计算如图L-T-2所示的定位方式，铣连杆的两个侧面，计算加工尺寸mm3.0012的定位误差。解：1.计算B加工尺寸3.0012的工序基准是小头孔的轴线，定位基准是孔6720gH的轴线，基准不重合。B=s=±0.05=0.12.计算y查表6720gH,)(20720021.00H,)(20620007.0020.0g；定位基准相对限位基准可任意方向移动，041.0)020.0(021.02minmaxeiESdDY3.计算D工序基准不在定位基面上，则：YD+141.01.0041.0B图L-T-2课程单元作业讲评4习题四工件定位如图L-T-3所示，“V”形块的夹角α=90°，工件外圆尺寸为mm01.080。若定位误差控制在工件尺寸公差的1/3内，试分析该定位方案能否满足要求？若达不到要求，应如何改进？绘图表示改进后的定位方案（15分）。解．对于尺寸8设计基准是Φ80轴线，定位基准也是Φ80轴线，基准重合，0B。工件存在制造公差，定位基准与限位基准不重合，基准位移误差：07.045sin21.0sin202DYT2.031；07.0YD对于尺寸4只有水平方向的定位影响加工精度，设计基准与定位基准重合，0B；0D。该定位方案达不到要求，应予改进。（1）改进方案如图L-d-3所示。此时对于尺寸8或4其定位误差均为：05.045cos07.00D)(312.015.0。符合要求。（2）对于尺寸8因为2sin21.02.031，所以7496.0sin2，0907496.0sin21故0180α'0697，因此α取120°就能满足要求。由于标准“V”块的夹角α=90°，在生产实际应用中一般取方案（1）为佳。图L-T-3图L-d-3课程单元作业讲评5习题五工件在α=90°的V形块和一支承上定位，如图L-T-4所示。定位误差是尺寸公差的1/3，试分析加工孔O1时，能否满足加工要求？如定位不变，如何减少定位误差？图L-T-4解：分析，孔O1的位置由尺寸mm004.090和工件的对称轴线确定。V形块具有对中性，对称度的加工误差与定位无关。尺寸mm004.090的定位误差：定位基准与工序基准不重合，定位基准与限位基准也不重合；工序基准在定位基面上，定位基准与工序基准的变动方向相同。则：12sin1222sin2dddBYDmm024.0145sin1202.01290sin1202.000因定位误差是尺寸公差的1/3，则不能满足加工要求。取V形块的夹角α=120º则有：mmD0215.01866.01202.0160sin1202.00再把尺寸002.060的精度提高为001.060，则有：mmD011.01866.01201.0160sin1201.00，能满足加工要求。课程单元作业讲评6习题六凸轮轴导块铣槽的工序图，如图L-T-5所示，试设计定位方案，保证定位误差为零。图L-T-5解：若使定位误差为零，必须使工序基准与定位基准重合，并控制定位基准与限位基准的配合公差，使配合间隙等于零，这样才能使定位误差为零。选底面为第一定位基准，采用支承板定位，限制工件Z、X、Y三个自由度；选33.007.24内孔为第二定位基准，采用长削边销定位，限制工件Y、Z两个自由度；选0074.05.60外圆为第三定位基准，采用浮动V形块定位，限制工件X一个自由度。属于完全定位，且基准重合，V形块有良好的对中性，因此能保证定位误差为零。习题七如图下所示零件，其端面和两孔均已加工，现采用一面两孔定位方案设计钻模加工孔。要求此孔的轴线通过孔的中心，其对称度不得大于0.12mm。并且轴线要与两定位孔的连心线成75º±50'的夹角。1、两定位销间距尺寸2、两定位销直径尺寸3、若钻模的钻套轴心线与两定位销连心线的制造装配误差为75º图图L-T-5±10'。问此定位方案能否保证75º±50'的加工精度（规定夹具误差只能占加工误差的三分之一，不考虑钻套的制造误差）？课程单元作业讲评7解：1、确定两销间距尺寸工件两定位孔尺寸：LD=50+0.1=50.05±0.05mmLd=50.05±(1/3×0.05)=50.05±0.017mm。2、确定圆柱销直径按对称度不大于0.06mm，则：06.02max1X；取圆柱销的配合公差带为ƒ7，..06.0031.02041.0021.02020020.0041.07满足保证对称度的要求mmmmf3、确定菱形销的尺寸查表：b=4mm，067.02034.01.02LdLDa0536.0max2min2min2100536.0104067.022dDabX取菱形销的公差等级为IT6，IT6=0.009；最后取菱形销的尺寸为：mm0540.00630.010；4、验算mm036.008孔轴线与两定位孔连心线夹角能否满足75º±50'的要求。'6.16'5031'700215.05.502)063.009.0()041.0021.0(2max1max2装配误差定位误差LXXtg±7'+(±10')=±17'，稍微大于±16'，还是能够满足孔轴线与两定位孔连心线夹角为75º±50'的要求的。课程单元作业讲评8习题八、定位误差的分析与计算在套零件上铣键槽如图A-T-2所示，试计算各定位方案，尺寸mm02.045、键槽对称度0.05mm的定位误差,并分析那种定位方案正确,有无更好的定位方案。解：(一)尺寸mm02.045的定位误差1、定位方案（b）间隙心轴定位1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合,ΔB=0125.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准不重合,ΔY=017.02013.0021.02dDi3）定位误差ΔD工序基准不在定位基面上ΔD=ΔY+ΔB=0.0125+0.017=0.0295;2、定位方案（c）三爪（支承钉）卡盘装夹,定心夹紧1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合,ΔB=0125.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,ΔY=0，3）定位误差ΔD=ΔB=0.01253、定位方案（d）“V”块定位（侧面放置）课程单元作业讲评91）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准重合,ΔB=0，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,0Y；3）定位误差ΔD=0。4、定位方案（e）“V”块定位（一般放置）1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准重合,ΔB=0，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,；Y03）定位误差ΔD=0。5、定位方案（f）双“V”块等速移动定心夹紧1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合,ΔB=0125.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,；Y03）定位误差ΔD=ΔY=0.0125。(二)对称度0.05的定位误差1、定位方案（b）间隙心轴定位1）基准不重合误差ΔB对称度0.05的定位基准与工序基准重合，ΔB=0，2）基准位移误差ΔY定位基准与限位基准不重合，定位基准可任意方向移动：ΔY=041.0020.0021.0maxeiESX；若定位基准只是单向向下的移动，对称度的位移误差等于零。3）ΔD=ΔY=0.0412、定位方案（c）三爪（支承钉）卡盘装夹,定心夹紧1）基准不重合误差ΔB定位基准是mm025.0050.050外圆轴线，工序基准是mm021.0000.025内孔轴线，定位基准与工序基准不重合,基准不重合误差应等于同轴度误差，即：ΔB=1.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,ΔY=0，3）定位误差ΔD=ΔB=0.1。3、定位方案（d）“V”块定位（侧面放置）1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合，基准不重合误差应等于同轴度误差，即：ΔB=1.0s，课程单元作业讲评102）基准位移误差定位基准与限位基准重合,0Y；3）定位误差ΔD=ΔB=0.1。4、定位方案（e）“V”块定位（一般放置）1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合，基准不重合误差应等于同轴度误差，即：ΔB=1.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,；Y03）定位误差ΔD=ΔB=0.1。5、定位方案（f）双“V”块等速移动定心夹紧1）基准不重合误差ΔB定位基准与工序基准不重合，基准不重合误差应等于同轴度误差，即：ΔB=1.0s，2）基准位移误差定位基准与限位基准重合,；Y03）定位误差ΔD=ΔB=0.1。在以上定位方案中，定位方案（b）尺寸mm02.045的定位误差较大，对称度的定位误差也最大；定位方案（d）的定位误差最小，尺寸mm02.045的定位误差等于零，但对称度的定位误差，为ΔD=0.1较大一些，在所有的定位方案中是比较合理的；如把定位方案（b）间隙心轴定位，改成可涨心轴定位，定位副无配合间隙，可使定位误差最小，对称度的定位误差为零，尺寸mm02.045的定位误差，也只有一项基准不重合误差ΔB=0125.0s。练习九、工件采用一面两孔定位，如图1-T-10所示，两定位销垂直放置。现在工件上钻两孔O3，O4，保证尺寸5.0050、2.0040及3.0070，若定位误差只占工件公差的1/2，试计算上述定位，能否满足O3，O4两孔的位置精度要求，如不能保证，应采取何种措施？习题十、夹紧力的分析与计算1．如图1-T-4所示，用螺杆夹紧mm100的工件。现已知切削力距M=3牛·米，课程单元作业讲评11A、B及C点处的摩擦系数为18.0cBAfff，定位工件的V形快角度α=90˚。如夹紧选取M12×1.75的螺杆,手柄直径为Φ62mm,施于手柄上的力P=80牛,螺杆与螺母间的摩擦系数为0.15，试分析此夹紧力是否可靠？2．工件夹紧如图1-T-5所示，切削力矩M=60牛-米，mmd