机械制造工艺学答案

1-11 在图示的加工工件中，试分别确定应限制的自由度。

答：a)应限制x 、y 、 z 、x 、y
5个自由度。

底面1限制了z 、x 、y
，（用支承钉或平板） 外圆2限制了x
、y
，（用扁V 形铁，自动定心） (b) 应限制全部6个自由度
槽1（用短圆销）限制y
，平面2（用支承钉）
限制y
，外圆面3（用厚 V 形铁）限制x 、z 、x 、z
(c) 限制所有6个自由度
平面1限制（三个支承钉或平板）z 、x 、y
平面2限制（用支承条）x 、z
， 平面3限制（一个支承钉）y。

(d) 应限制全部6个自由度。

面1限制（用支承板）z 、x 、y
， 孔2限制（用短圆销）x 、y
，
外圆弧3限制（用扁V 形铁，x 可移动的）z。

1-10 根据六点定位原理，分析各图示定位 方案，并判断各定位元件分别限制了哪些 自由度？
答： (a)左端卡盘限制z 、y
，右端尾顶尖 限制x 、y 、z
，共限制5个自由度； (b)左端顶尖限制x 、y 、 z
，右端滑动 顶尖限制y 、z
，共限制5个自由度； (c)心轴+开口弹性套限制y 、 z 、y 、z
4个自由度；
(d)左端圆锥销限制x 、y 、 z
，右端滑
动圆锥销限制y
、z
，共限制5个自由度；
(e)左侧两个短V 形块限制x 、y 、x 、y 4个自由度，右侧一个短V 形块限制z 、z 2个
自由度，共限制6个自由度，完全定位；
(f) 底面两块长支撑板限制 z 、x 、y ，侧面下端两个支撑钉限制x 、z
，侧面上端菱形销限制y
，共限制6个自由度，完全定位。

6-3图2—96a 所示套筒零件上铣键槽，要保证尺寸540
0.14-mm 及对称度。

现有三种定位方案，分别如图b 、c 、d 所示。

试计算三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)。

答
：
方
案
(b)
：
对
尺
寸
014
.054 ，
]1sin451
[21.0]12
sin
1[2T 0d 不重合位定0.0207
对槽对称度，0
方案(c) 对尺寸0
14.054 ，不重合位定
指定边接触（上母线），位 =
01.0)03.002.0(2
1
e )T T (21D 心轴，式中D T 为零件内孔公差，e 为心轴与内孔的最小间隙。

不重合 =d T 21=1.02
1
不重合位定 =0.085
对槽对称度， 不重合位 0
方案(d) 对尺寸0
14.054 ，不重合位定 =0+0=0
对槽对称度， 不重合位 0+d T
21=1.02
1
=0.0501.03/03.0
方案(b)最优。

1-20 在图1—97所示工件中，L l =700.0250.050- mm ，L 2=6000.025- mm ，L 3=200.150 mm ，L 3不便直接测量，
试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。

L1
L2L3
Lx
答：作尺寸链图, L 3为封闭环，L x 、L 2为增环，L 1为减环。

列表解：
解得Lx=10
.00
30 （测量尺寸）。

4-16图4-76所示小轴的部分工艺过程为：车外圆至¢30.50
0.1-mm ，铣键槽深度为H TH
，热
处理，磨外圆至¢300.036
0.015 mm 。

设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为¢0.05mm ，求保证键槽深度为40.2
mm 的铣槽深度H TH。

4-13 L 0H
L 2
L 同
L 1
答：画尺寸链图，L 0为封闭环, H 、L 2为增环，L 1、L 同为减环。

列表解：
铣槽尺寸H=107
.00175.025.4 =4.26750895
.00
4-17一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至¢20.600.04-mm ，渗碳淬火，磨外圆至¢200
0.02-mm 。

试计算保证淬火层深度为0.7～1.0mm 的渗碳工序渗入深度t 。

答：画尺寸链图，L 0为封闭环, t 、L 2为增环，L 1为减环。

列表解：铣槽尺寸t=28
.001.00.1
2-16车削一批轴的外圆，其尺寸为ф25±0.05mm ，已知此工序的加工误差分布曲线是正态分布，其标准差σ=0.025mm ，曲线的顶峰位置偏于公差带中值的左侧。

试求零件的合格率，废品率。

工艺系统经过怎样的调整可使废品率降低?
答：补充：曲线顶峰位置偏于公差带中值的左侧0.003mm. 计算1667.0025.0610
.06
T C p , 工艺能力不足，产生不合格品。

463.0,
12.2025.0)
003.
025()05.025()(max 11
z F x
d z
4680.0,
88.1025
.0)
05.025()003.025()(min
22
z F d x z
合格率：%1.9521 z z F F
调整尺寸分布中心与公差中心重合，减少背吃刀量：0.003/2=0.0015mm
4772.02025
.005
.0)(211
z F z z
合格率：0.4772*2=95.44%
2-21在车床上加工一批工件的孔，经测量实际尺寸小于要求的尺寸而必须返修的工件数占22.4%，大于要求的尺寸而不能返修的工件数占1.4%，若孔的直径公差T=0.2mm ，整批工件尺寸服从正态分布，试确定该工序的标准差σ，并判断车刀的调整误差是多少? 答：转化为合格率
%4.15.01 z F 查表z 1=2.2 %4.225.02 z F 查表z 2=0.74
合格率：1-0.224-0.014=77.46% 画分布图
2
.074.02
.2212
2
11
T x x z x z x
解得 068.005.015.021 x x 让尺寸分布中心与尺寸公差带中心重合，车刀调整误差为0.05/2=0.025mm （偏大方向调） z 1’=
47.1068
.01
.0 43.0)(1 z F 合格率：0.43*2=0.86=86% 5-14减速机中某轴上零件的尺寸为A1=40mm ，A2=36mm ，A3=4mm ，要求装配后齿轮轴向间隙，A0=00.25
0.10 mm ，结构如图5-47所示。

试用极值法和统计法分别确定A1、A2、A3的公差及其分布位置。

答：A0为封闭环，A1增环，A2、A3减环 （1） 极值法
T0=0.15mm ，T0/3=0.05mm ，选易加工A3为协调环 分配公差取T1=0.07mm ，T2=0.06mm ，（按尺寸和加工难易）T3=T0-T1-T2=0.02mm A1为内尺寸、A2为外尺寸，A1按基孔制，A2按基轴制：A1=40mm 07
.0 ，A2=36mm 006.0
mm 035.01 ，mm 03.02 ，mm 175.02
10
.025.00
mm 11.00213
上偏差mm 02021
110T ES 1.0..21333 下偏差mm 20202
1
110T EI 1.0..21333
A3=4mm 21
.01.0
A0
A1
A2A3
列表法解：
故：A3=4mm 21
.01.0 (1) 大数法（统计法） 基本尺寸校核同上。

计算平均公差：mm 0931503T T 0q av .0/./ ， 选难加工A1为协调环，分配公差T2=0.10mm, T3=0.03mm A2、A3均为外尺寸，A2=36mm 0
1.0 A3=4mm 0
030.
mm 50.02 ，mm 1530.0 ，mm 175.02
10
.025.00
mm 1101750015005321 (00)
计算10mm 003010150T T T T 2
2
2
2
32
22
01....
上偏差mm 16005110T ES 111..0.21
下偏差mm 06050110T EI 111.0..2
1
A1=40mm 16
0060.. , A2=36mm 0
1.0 ， A3=4mm 0
030.
3、如图所示为一主轴部件，为保证弹性挡圈能顺利装入，要求保持轴向间隙A 0=0
+0.42 +0.05
mm 。

已知A 1=33mm ，A 2=36mm ，A 3=3mm ，试计算确定各组成零件尺寸的上、下
偏差。

解：T 1=0.1mm, （1分）T 2=0.2mm, （1分）T 3=0.07mm （1分）
A 1=3300.1 mm （1分） A 2=360.20
mm （1分） 0.42=0.20-(EI 3-0.10) （1分） EI 3= -0.12mm （1分） 0.05=0-(ES 3+0) （1分） ES 3=-0.05mm （1分）
A 3=30.050.12 mm （2分）。