机械制造工艺学计算题题库.docx

1 试分析习图2-4-1所示各零件加工所必须限制的自由度：
a）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。

习图2-4-1
d）
H
Z
Y
B
Z
X
Y
X
Z
c）
H
L
Z
B
Y
X
Z
a）
H H
φB
φB
L
（φD）
b）
Y
X
Z
答案：
a）必须限制、、3个自由度。
b）必须限制、、、4个自由度。
c）必须限制、、、4个自由度
d）必须限制、、、、5个自由度

2 试分析习图2-4-2所示各定位方案中：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。
Y
X
Z
b）
a）
Y
X
Z
习图 2-4-2
c）
Y
X
X
Z
d）
X
Z
Y
X

答案：
a）① 三爪卡盘限制、、、 4个自由度；前后顶尖限制、、、、 5个自由度。② 、、、 4个自由度被重复限制，属过定位。③ 去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。
b）① 圆柱面限制、、、 4个自由度；端面限制、、 3个自由度。② 、 2个自由度被重复限制，属过定位。③ 在端面处加球面垫圈（参见图3-23）
c）① 大平面限制、、 3个自由度；圆柱销限制、 2个自由度；V形块限制、 2个自由度。② 自由度被重复限制，属过定位。③ 将V形块改为在方向浮动的形式。
d）① 大平面限制、、 3个自由度；固定V形块限制、 2个自由度；活动V形块限制自由度。② 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。

3．根据六点定位原则，试分析题图2-1所示各定位元件所消除的自由度。

图2-1

答案．削边销圆柱销 支承钉

4 在习图2-4-3所示工件上加工键槽，要求保证尺寸和对称度0.03。现有3种定位方案，分别如图b，c，d所示。试分别计算3种方案的定位误差，并选择最佳方案。
习图2-4-3

答案：
图b定位方案：
对于尺寸，将产生定位误差。
mm
（0.1为工件外圆直径公差）
或
mm；（Td为工件外圆直径公差）
对于对称度0.03， mm。
图c定位方案：对于尺寸，mm；（Dmax为工件内孔最大直径，d1min为定位心轴最小直径）
对于对称度0.03，mm。
图d定位方案：对于尺寸，mm；
对于对称度0.03，mm

5 习图2-4-6所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径）。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，并在图中示意画出；
3）计算所选定位方法的定位误差。

Z
B
L
（D）
Y
H
Z
X
习图2-4-6ans
答案：
① 必须限制4个自由度： 。
② 定位方法如习图2-4-6ans所示。
③ 定位误差：
对于尺寸H ：
对于尺寸L ：

习图 2-4-7
A
d
H
90°
D
3 习图2-4-7所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（mm， mm），现在插床上以调整法加工键槽，要求保证尺寸 mm。试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）。

答案：
① 工序基准为孔D下母线A，
② A点在尺寸H方向上的最大变动量，即为定位误差。
③定位误差：

6图示零件用心轴定位，在端面铣床上加工右侧平面，保证尺寸45，请分析该定位能否满足加工要求？
解：△B=0
△Y=1/2(δD+δd)
=1/2(0.021+0.013)=0017
△D=△B+△Y=0.017
0.017＜1/3*0.21=0.07
故满足加工要求

图示工件欲铣键槽16H7，试分析：①工序基准；②所需要限制的自由度（用坐标表示）；③选择定位基准（在图上用定位符号标注）；④选择相应的定位元件。

解：建坐标如图；
1、工序基准：Φ20轴线。
2、需限制自由度：
3、定位基准：Φ20轴线（ 或Φ60 外圆柱面）。
4、长圆柱销（或长V型块）

7如图同时钻两孔，其中V形块的夹角为α=90°,采用b)、c)两种钻模，试分别进行定位误差分析。

类别
△jb
△jw
△dw
b)
O2
0.1
0.707×0.2＝0.1414
0.2414
相关，异“＋”
O1
0.1
0.0414
相关，同“一”
c)
O2
0.1
0
0.1
O1
0.1
0.1

8图示工件以外园在套筒中定位铣台阶面，保证图示加工要求，试分析计算定位误差。

解：尺寸30±0.15的定位误差
△B=0.1
△Y=0
△D=△B+△Y=0.1+0=0.1
尺寸100-0.35的定位误差
△B=0.02+0.5*0.013=0.0265
△Y=Xman=0.025-(-0.025)=0.05
△D=△B+△Y=0.0265+0.05=0.0765
9图示铣键槽，保证图示加工要求，其余表面均已加工，试设计定位方案并计算定位误差.
1）定位方案
定位基准为底面限制工件 、 三个自由度，
基准A用菱形销限制、菱形销的尺寸为Φ200-0。016
基准B支承板限制、
2）定位误差
对基准A的对称度
△B=0
△Y-=Xmax=0.02.-(-0.016)=0.036
△D=△B+△Y=0+0.036=0.036
3) 对基准B的垂直度定位误差
△B=0
△Y=0
△D=△B+△Y=0
10如图钻φ12孔，试分析工序尺寸900-0.1的定位误差。

解： △B=0
△Y1/2（0.1+0.02）=0。051
△D=△B+△Y=0+0.051=0.051
11图示铰φ9H7孔，其余表面均已加工，试设计定位方案并计算定位误差。
1）定位方案
定位基准B为底面限制工件 、 三个自由度，
Φ8H7孔基准用菱形长销限制、菱形销的尺寸为Φ8g6
后侧面基准用挡销限制、
2）定位误差
尺寸20±0。05的定位误差
△B=0
△Y=Xmax=0.015-(-0.012)=0.027
△D=△B+△Y=0+0.027=0.027
3) 对基准B的垂直度定位误差
△B=0
△Y=0
△D=△B+△Y=0

12图示零件用心轴定位，在端面铣床上加工右侧平面，保证尺寸450-0.21，请分析该定位能否满足加工要求？

解：△B=0
△Y=1/2(δD+δd)
=1/2(0.021+0.013)=0.017
△D=△B+△Y=0.017
0.017＜1/3*0.21=0.07
故满足加工要求

13图示工件以φ30外圆在V形块中定位铣平面，保证图示加工要求，试计算定位误差。

解:△B=（0.1/2＋0.06）mm＝0.11mm
ΔY ＝0.707δd＝0.707×0.05＝0.035mm
ΔD＝ΔB＋ΔY＝0.11+0。035=0.145

14在如图所示的工件中，A1＝85-0.01-0.035，A2＝700-0.05，A3＝35+0.150。由于A3不便于直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸及公差。

解：如图尺寸链，测量尺寸A4
A3尺寸间接保证，是封闭环，尺寸A2和尺寸A4是增环，尺寸A1是减环。
尺寸链环名称

上偏差
下偏差
增环A2
70
0
-0.05
增环A4
50
x
y
减环A1
-85
+0.035
+0.01
封闭环A3
35
+0. 15
0

故 25＝60＋A4－75， A4＝40
0.15=0+x+0.035，x=+0.115
0=（-0.05）+y+0.01，y=+0.04
故尺寸A4=50+0.115+0.04。
15如下图所示之工件，成批生产时用端面A定位加工表面B，以保证尺寸10+0.20，试求铣此缺口时的工序尺寸及公差。

解：尺寸L2=10+0.20为间接获得的尺寸，为封闭环，L1、L3为增环， L4为减环。尺寸链计算公式，

尺寸链环名称

上偏差
下偏差
增环L1
45
X
Y
增环L3
30
+0.05
0
减环L4
-65
+0.05
-0.05
封闭环L2
10
+0.2
0
10＝L1＋30－65 L1＝45
0.2=X+0.05+0.05 X=+0.1
0= Y+0-0.05 Y=+0.05
铣此缺口时的工序尺寸及公差为45+0.1+0.05

16如下图所示，以工件底面1为定位基准，镗孔2，然后以同样的定位基准，镗孔3，设计尺寸25+0.4+0.05不是直接获得，试分析：⑴ 加工后，如果A1=60+0.20 , A2=350-0.2，尺寸25+0.4+0.05能否得到保证？⑵ 如果在加工时确定A1=60+0.20, A2为何值时才能保证尺寸的精度？

解：据加工过程可得尺寸链图（如上图所示）。其中尺寸25+0.4+0.05为封闭环，尺寸A1增环，A2减环。
⑴ 因为封闭环公差TA0=0.4-0.05=0.35
各组成环公差和为：（0.2-0）+（0-（-0.2）=0.4
封闭环公差TA0（0.35）＜各组成环公差和（0.4）
所以保证不了尺寸25+0.4+0.05精度。
⑵尺寸间接保证，是封闭环，尺寸A2和尺寸A4是增环，尺寸A1是减环。

尺寸链环名称

上偏差
下偏差
增环A1
60
+0.2
0
减环A2
-35
x
y
封闭环A0
25
+0. 4
+0.05
A0＝A1－A2 A2＝60－25＝35
+0.2+x=+0.4,x=+0.2
+0.05＝0+y y＝+0.05
故A2=35-0.05-0.2时，才能保证尺寸25+0.4+0.05的精度。