机械设计制造基础 第五章 练习题与答案

H
1. 单项选择
第五章
练习题
1-1
锥度心轴限制（
）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5
1-2 小锥度心轴限制（
）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5
1-3 在球体上铣平面，要求保证尺寸 H （习图 1-3），必须限制（
）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4
习图 1-3
1-4 制（ 1-5 在球体上铣平面，若采用习图 1-4 所示方法定位，则实际限 ）个自由度。

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4
过正方体工件中心垂直于某一表面打一通孔，必须限制
（
1-6 ）个自由度。

① 2 ② 3 ③ 4 ④ 5
大批大量生产中广泛采用（
）。

习图 1-4
① 通用夹具 2. 判断题
② 专用夹具 ③ 成组夹具
④ 组合夹具
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10
在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。

精基准是指在精加工工序中使用的定位基准。

附加基准是起辅助定位作用的基准。

直接找正装夹可以获得较高的找正精度。

划线找正装夹多用于铸件的精加工工序。

夹具装夹广泛应用于各种生产类型。

欠定位是不允许的。

过定位系指工件实际被限制的自由度数多于工件加工所必须限制的自由度数。

定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差。

组合夹具特别适用于新产品试制。

H
（φD ）
H
3. 分析题
3-1 试分析习图 3-1 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。

Z
φB
Z
φB
L
X
Y
a ）
X
Y
b ） Z
Z
L
B
Z
Z
Y
X
X
c ）
Y
B
d ）
H
习图 3-1
3-2 试分析习图 3-2 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。

Z
Y
Z
a ）
Y
Z
b ） Z
X
X
X
Y
c ）
习图 3-2
X
Y
d ）
（ ）φ32+
0 54
H
d
（D ）
H
（φ60 ）
习图3-5所示零件，外圆及两端面已加工好（外圆直径 D 50 ）。

现加工槽 B ，
3-3 在习图 3-3 所示工件上加工键槽，要求保证尺寸 54 和对称度 。

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。

A
90°
a ）
A
b ）
φ32 c ）
习图 3-3
d ）
3-4
某工厂在齿轮加工中，安排了一道以小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的工 序，试从定位角度分析其原因。

3-5
要求保证位置尺寸 L 和 H 。

试：
Z
Z
L
B
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； X 3）计算所选定位方法的
定位误差。

3-6 习图 3-6 所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格 （ D 35 mm ，d 80 mm ），现在插床上以调
整法加工键槽，要求保证尺寸 H mm 。

试计算
习图 3-5
D
Y
图示定位方法的定位误差
90°
习图 3-6
A
a ）必须限制 X 、 Y 、 Z 3 个自由度。

b ）必须限制 X 、 Y 、 X 、 Z 4 个自由度。

c ）必须限制 Y 、 Z 、 X 、 Z 4 个自由度。

d ）必须限制 X 、 Y 、 X 、 Y 、 Z 5 个自由度
a ）① 三爪卡盘限制 X 、 Y 、 X 、 Y 4 个自由度；前后顶尖限制 X 、 Y 、 Z 、 X 、 Y 4 个自由度。

② X 、Y 、 X 、 Y 4 个自由度被重复限制，属过定位。

③ 去掉三爪卡盘，改
b ）① 圆柱面限制 X 、Y 、 X 、Y 4 个自由度；端面限制 Z 、 X 、Y 3 个自由度。

② X 、
1. 单项选择
第五章
练习题答案
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 答案：④ 5 答案：③ 4 答案：① 1 答案：③ 3 答案：④ 5
答案：① 专用夹具
2. 判断题
2-1 答案： × 2-2 答案： × 2-3 答案： × 2-4 答案： ∨ 2-5 答案： × 2-6 答案： ∨ 2-7 答案： ∨
提示：划线找正装夹精度不高，很少用于精加工工序。

提示：在单件小批生产中可以使用通用夹具或组合夹具。

2-8 答案： × 提示：过定位的基本特征是工件的某一个（或某几个）自由度被重复限制， 不能单纯从限制的自由度数目多少判断是否过定位。

2-9 答案： ×
提示：不完全，工件定位表面制造不准确也会引起定位误差。

2-10 答案： ∨
3. 分析题
3-1 答案：
v v v
v v ) )
v v ) )
v v ) ) )
3-2 答案：
v v ) ) v v v ) )
v v ) )
为拨盘+鸡心卡拨动。

v v ) ) v ) ) )
H
（D ）
Y 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 Z 、X 、Y 3 个自由度；圆柱销限制 X 、Y 2 个自由度；V 形块限制 X 、
Z 2 个自由度。

② X 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
d ）① 大平面限制 Z 、 X 、 Y 3 个自由度；固定 V 形块限制 X 、 Y 2 个自由度；活动 V 形块限制 Y 自由度。

② Y 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 )
v ) ) v v v
) v v
形式。

v ) ) v v
v v
式。

3-3 答案：
图 b 定位方案：对于尺寸 54 ， T mm ；（T d 为工件外圆直径 公差）
对于对称度 ， 0 mm 。

图 c 定位方案：对于尺寸 54 ， D d ( mm ；（D max 为 工件内孔最大直径，d 1min 为定位心轴最小直径）
对于对称度 ， D d ( mm 。

图 c 定位方案：对于尺寸 54 ， T mm ；
对于对称度 ， T mm 。

3-4 答案：
齿轮零件在加工齿部时通常采用心轴安装，齿轮坯需要以基准孔及大端面定位，属于 过定位。

在过定位的情况下，为保证定位准确，要求齿轮坯的基准孔与大端面垂直。

采用 小锥度心轴安装齿轮坯精车齿轮坯两大端面的目的，就是为了保证齿轮坯的基准孔与大端 面垂直。

3-5 答案：
Z
Z
L
B
① 必须限制 4 个 自 由 度 ：
Y , Z , X , Z。

X Y
② 定位方法如 习图 3-5ans 所示。

③ 定位误差：
对于尺寸 H ： DW
习图 3-5ans
对于尺寸L：DW 0
3-6答案：
定位误差：
T T
提示：工序基准为孔 D 下母线A，求 A 点在尺寸H 方向上的最大变动量，即为定位误差。