互换性与技术测量习题参考答案

1-12题
a) 加工阶梯轴，
d)加工外圆
a)
总体分析法：三爪卡盘+活动后顶尖——限制
v r ) ) 分件分析法：三爪卡盘—— Y Z ；固定后顶尖与卡盘一起——Y Z v 欠定位：加工阶梯轴，应该保证阶梯的长度尺寸，应限制 X
（若后顶尖是固定的，该方案限制的自由度数？） d)
vr ) ) YZ Y Z
0 = EI L 4 − 0 . 025 − ( − 0 . 025 _ EI L 4 = 0 mm
+ ∴ L 3 = 30 0 0 .1 mm
第四章习题4-14：尺寸链计 算
L3 L L1 L2 L4
0 -0.05
解答提示：——可测量L或者L’； L1=45 L2=30 1)
+0.025 0
L3=5+0.30
0 -0.1
，又设 ES1=ES2 EI1，EI2
EI1=EI2
第四章习题4-16：尺寸链计算
解答提示：L1=15.250-0.05，L3=15+0.018+0.0075， L2=0±0.025 L4=4+0.20和H组成尺寸链，直接 可以保证的尺寸有L1，L2 ，L3，H；L4为封 闭环（间接保证的尺寸） 增环：L2，H；减环L1；L3既可看成增环也 可是减环（因其基本尺寸=0） 解得：H=4.25+0.107+0.0175=4.2675
0.8 = t + 14.9 − 15 0.3 = 0.0105 + ESt − 0 0 = 0 + EI t − 0.0105 t = 0.9 + 0..2895 mm + 0 0105
t = 0.9mm ESt = 0.2895mm EI t = 0.0105mm
1—11题
a)
v vr ) ) 限制五个自由度 X Y Z X Y
b)
保证尺寸l——限制沿X、Y移动； 保证尺寸a——限制沿Z移动； 证孔轴线与底面垂直——限制绕X、Y转动。
六个自由度都必须限制 保证尺寸l——限制沿Y移动； 保证尺寸h——限制沿Z移动； 保证槽底与轴线平行——限 制绕X，Y转动 保证对称度——限制沿X移 动和Z转动；
L4=0±0.25
L3 L' 2L1
测量L，则L1，L2，L3 ， L4和L 组成尺寸链；
L3为封闭环，L1为增环，L，L2 ， L4为减环 2) 若测量L′，则2L1，L3和L′组成尺寸链；L3为 封闭环，2L1为增环，L′为减环
第四章习题4-15：尺寸链计算, 尺寸链计算,
解答提示：——这是个公差分配的问题 1) L1=40， L2=L3=15， L4=10 组成尺寸链，工序2，3分别保证尺寸L2 L3， 工序1保证尺寸L1，因此L4为封闭环（间接保证的尺寸） 2) 将封闭环尺寸L4的公差分配给其它组成环： 设TL1 = TL2 = TL3=0.10 3）将L1的公差按入体原则标注40 4）画尺寸链图并计算 ES1，ES2
第四章补充题：选择粗、精加工基准
图示为一锻造或铸造的轴套，通常内孔加工余量较大，外圆的加工 余量较小，试选择粗、精基准
分析：1）因为外圆加工余量小， 根据加工余量合理分配的原则， 以外圆为粗基准加工孔及一端面， 这样可以保证外圆表面不会在加 工过程中由于加工余量小而留下 毛面；2）再以孔为精基准加工 外圆及另一端面
110.6 = A2 + 27 0.05 = 0.009 + ES 2 − 0.05 = 0 + EI 2
0 041 A2 = 83.6 +0..05 mm −
A2 = 83.6mm ES 2 = 0.041mm EI 2 = −0.05mm
第四章补充题：尺寸链计算
如图所示衬套，材料为20钢，30 0 0.021 mm 内孔表面要求磨削后保证渗 φ + + 碳层厚度为 0.8 0 0.3 mm，磨削前精镗工序的工序尺寸 φ 29.8 +00.021 mm 试求：精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差。 解：设渗碳层的深度为t， 画尺寸链图，封闭环为最 后的渗碳层厚度，尺寸15 为减环，其余为增环
解: (2)直接测量的尺寸为：A1 ，及两孔直径，尺寸80 ±0.08 在测量工序中是间接得到的，因 此是封闭环是80 ±0.08
80 = A1 + 7.5 + 7.5 − 0.08 = 0 + 0 + EI A
0 05 A1 = 65 +0..08 mm −
A1 = 65mm ES A = 0.05mm EI A = −0.08mm
第四章补充题：尺寸链计算
如图为箱体简图（图中只标有关尺寸），分析计算： （1）若两孔分别都以M面为基准镗孔时，试标注两孔的工序尺寸 （2）检验孔距时，因80±0.08mm不便于直接测量,故选取测量尺寸 为A1,试求工序尺寸A1及其上下偏差。 解: (1)以M面定位加工 ，两孔的工序尺寸分别 为50±0.1和L，计算工 序尺寸L. 在尺寸链，封闭环是80 ±0.08，其公差小于50 的公差值，因此需重新 分配公差 解尺寸链得： L=130±0.04mm， 50±0.04mm
d) 限制五个自由度 X Y X Y Z c) 限制六个自由度 保证尺寸l，h，l2——限制三个移动； 保证尺寸l——限制沿X移动； 保证与基准A平行度——限制绕Z转动。 保证与左孔的平行度——限制绕 保证与底面平行——限制绕X，Y转动。 X，Y转动 保证对称度——限制沿Y移动和Z 转动；
v v ) ))
第二章补充题：
• 加工通槽,试分析在只考虑工艺系统静误差影响的条件下,造成加 工后通槽侧面与工件侧面A平行度误差的主要因素 1. 夹具左侧定位元件的定位表面与定向键槽侧面间的平行度误差 2. 夹具定位键与铣床工作台T形槽之间的配合间隙 3. 铣床工作台T形槽侧面对工作台燕尾槽导轨的平行度误差
第二章补充题：
0 -0.3因L3
和L4是图纸上要求的尺寸， 不必校核，因此校核工序尺 寸L1 或L2 。现认可L1，校 核L2
第四章习题4-18：尺寸链计算
画尺寸链图，确定封闭环L4 （因该尺寸是在加工大端端面后自然形成的） 解得L2=10.3+0.10 ，可知，原工序尺寸（10.40-0.2）不正确 也可以认可L2，校核L1 2）校核d)图工序尺寸是否正确 该工序是最后一道工序，与该工序尺寸有关的尺寸是L4和槽深L5 =10+0.40 解尺寸链得L6=30.-0.3-0.4 可知，原工序尺寸（300-0.3）不正确
共限制六个自由度，无过定位，无欠定位
• E) 三个短V形块共限制六个自由度 • • • 分体分析：前后两块组合限制：
) ) X Z X Z v ) 右侧Ｖ形块限制 Y ；与前后Ｖ形块组合限制： Y
无过定位，无欠定位
v vr ) ) ) X YZ Y Z X v r
第二章补充题：
• 假设工件的刚度极大，且车床头、尾架刚度K头>K尾，试分析下列 三种加工情况下，加工表面会产生何种形状误差？ • A) 加工外圆面将产生左小右大的圆柱度误差 • B）端面形状根据工件在切削力作用下的偏转和刀架偏转的相对 角度变化而不同，形成内凹或者外凸端面，也可能没有平面度误 差 • C）工件的偏转角度随位置不同而不同，由此造成工件加工成鞍 形，产生圆柱度误差
两者一起限制五个自由度，无过定位，欠定位
c)
v r ) ) 弹性夹头限制工件四个自由度： Y Z Y Z v v r ) ) （前后顶尖限制弹性夹头五个自由度： X Y Z Y Z
无过定位，欠定位
）
• f)图：钻前面的孔 • F)
e)图：在三通中心钻孔
v v r ) ) ) 总体分析：共限制六个自由度 X Y Z Y Z X r ) ) 分体分析：底面三个支承钉，限制三个自由度： Z Y X v ) 棱形销限制： v 后面两个支承钉，限制： X Z Y
+0.0895 0
第四章习题4-18：尺寸链计算
某零件的轴向尺寸如图a),轴向尺寸加工工序如图b),c),d，试校核工序图 上标注的工序尺寸及公差是否正确（加工符号表示本道工序的加工面）
解：先校核 b)图上的工序 尺寸：计算由a),b),c)图有 关尺寸组成的尺寸链， L1=40.30-0.1 L2=10.40-0.2 L3=100-0.1 L4=40
第四章习题 4-6：选择粗、精加工基 准
• A)图：1）以外圆面和左端面为粗 基准加工A面和内孔，一次装夹完 成，用机床精度保证垂直度公差； 2）以内孔和A面为精基准加工外圆 和另一端面保证平行度 • B)图：1）液压缸希望壁厚均匀， 以不加工的左端外圆和左端面为粗 基准，（外圆面被夹持面长，限制 了四个自由度）加工右端阶梯孔和 端面；2）以已加工的孔和端面为 精基准加工左端外圆和孔及环槽
定位方案2：用A面为主要定位基准；用棱形销给Φ30定位，限制左右
移动；用两支承钉给B或C面定位，限制前后移动和一个转动
第四章习题 4-5
I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、精基准
• 1）粗基准——以孔I为粗基准，加 工与导轨两侧接触的两平面——— 遵循保证加工余量合理分配的原则 • 2）精基准——以与导轨两侧接触的 两平面为精基准，加工I孔和其它孔 以及上顶面，遵循基准统一原则和 基准重合原则
第二章补充题：
• 外圆磨床加工带键槽的细长槽，机床的几何精度很高，且床头、尾架 刚度K头>K尾，试分析只考虑工艺系统受力变形影响下，往复一次后，被 加工轴颈在轴向和径向 轴向和径向将产生何种形状误差？采取何措施可提高警惕 轴向和径向 加工后的形状精度？ • 1）轴向：下列三种形状误差的合成：工件刚度低而产生腰鼓形； K头 >K尾而使靠近尾架处直径>靠近头架处直径；砂轮在轴颈两端超出量过 大时，因砂轮与工件接触面积的变化使两端产生锥形； • 2）径向：键槽使径向刚度不相等，产生圆度误差；键槽口塌陷 • 采取的措施：无进给多次走刀；控制砂轮超出量，并使砂轮在各处停 留时间均匀；尽量磨削后再加工键槽