机械制造技术基础习题

4-6 习图2-4-6所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径D?50?0.1）。现加工槽 B ，要求保证位置尺寸 L 和 H 。试：

1）定加工时必须限制的自由度；

2）选择定位方法和定位元件，并在X 图中示意画出；

3）计算所选定位方法的定位误差。

Z Z 0L B Y 习图2-4-6

4-7 习图2-4-7所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格

H A 0.025（D??35?0mm，d??80?0，现在插床上以0.1 mm）

.2调整法加工键槽，要求保证尺寸H?38.5?00 mm。试

d D 计算图示定位方法的定位误差（忽略外圆与内孔同轴度误差）。——（对应知识点2.4.4） 习图 2-4-7

4-8 在车床上，切断工件时，切到最后时工件常常被挤断。试分析其原因。

4-9 试分析习图2-4-9所示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？如何改进？

其余90°

4. 分析题

习图2-4-9 4-1 在铣床上加

工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1所示。已知铣床工作台面与导轨的平行度误差为

0.05/300，夹具两定位V型块夹角??90o，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为?20?0.05mm。试分析计算加工后键槽底面对工件轴线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与?35mm外圆的同轴度误差）。

（D） H

习图4-4-1

4-1答案：

键槽底面对?35mm下母线之间的平行度误差由3项组成：

① 铣床工作台面与导轨的平行度误差：0.05/300 ② 夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误差）：0.01/150 ③ 工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

为此，首先计算?20?0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：?0?0.7?Td?0.7?0.1?0.07mm

可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：0.07/150

最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差： ?P?0.05/300 ?0.01/150?0.07/150?0.21/3004-2 试分析习图4-4-2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。

a） b） c）

习图4-4-2

4-2 答案：

a） 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成锥形，右端直径大于左端直径。

b） 在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。

c） 由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径，

加工后零件最终的形状参见图4-34。 4-6 在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.01。现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X = 11.99，均方根偏差为σ = 0.003。试：

① 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线； ② 计算该工序的工艺能力系数； ③ 估计该工序的废品率；

④ 分析产生废品的原因，并提出解决办法。

4-6 答案：

① 分布图

分布曲线 11.9912 （公差带） 习图4-4-6ans ② 工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1 ③ 废品率约为 50%

⑤ 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所

致；改进办法是重新调整砂轮位置。

04-7 在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为?20?0.1mm。若根据测量工序尺寸接近正

态分布，其标准差为??0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03 mm。试计算不合格品率。 4-7 答案：

分布曲线 不合格品率 19.98 19.9 （公差带） 20 19.95。 习图4-4-7ans

画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.055%

0例1 有一批小轴，其直径尺寸要求为?18?0.035mm,加工后尺寸属正态分布，测量计算得一批工件直径的算术平均值=17.975mm，均方根差=0.01mm。试计算合格品率，分析废品产生的原因，提出减少废品率的措施。

解：1、画尺寸分布区与于公差带间的关系图 2、设计尺寸可写作

￠

180?0.035??17.9825?0.0175

3、系统误差 ⊿

=X?x?17.9825?17.975?0.0075 4、计算合格率和废品率

??x1?T2???0.025

x1??0.0250.01?2.5

A1?0.9876

x2?T2???0.01 A2?0.6826

合格品率为 A?12(A1?A2)?83.5100

废品率为 1-A=16.49%

产生废品的原因：一是对刀不准，存在系统误差；二是本工序加工的精度较差。减少废品的有效措施是在消除系统误差基础上进一步改善工艺条件，使?减少至6?

例：在两台自动切割机上加工工一批小轴的外园，要求保证直径?11±0.02mm,第一台加工1000件，其直径尺按正态分布，平均值x1?11.005mm，均方差?1?0.004mm。第二台加工500件，其直径也按正态分布，且=x2?11.015mm，?1?0.0025=mm。试求： 1） 在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的精度高？ 2） 计算并比较那台机床的废品率高，并分析其产生的原因及提出改进的办法。 解：两台机床加工的两批小轴，其加工直径分布曲线如下图所示； 1、 第一台机床的加工精度 6?1?6?0.004?0.024 第二机床的加工精度

6?2?6?0.0025?0.015

所以，6?2?6?1，故第二台机床的加工精度高。

2、 第一台机床加工的小轴，其直径全部落在公差内，故无废品。第二台机床加工的小轴，

有部分直径落在公差带外，成为可修复废品。 A(??x1??0.010.01?1

x2?x??2)?11.02?11.015?A(2)

0.0025 A(2)?0.9542

废品率为 0.5?0.9542?2?2.2800

从图中可见，第二台机床产生废品的主要原因是刀具调整不当，使一批工件尺寸分布重心偏大于公差中心，从而产生可修复废品。

改进的办法是对第二机床的车刀重新调整，使之再进刀0.0075mm为宜。