機械制造技術基礎課后習題答案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 但，拉削時無法修正位置誤差，也就無法保持孔與外圓的同軸度要求。58 珩磨加工為什么可以獲得較高的精度和較小的表面粗糙度？珩磨頭與機床主軸為什么要做浮動聯(lián)接？珩磨能否提高孔與其他表面之間的位置精度？解答：珩磨時油石與孔壁接觸面積大，參加切削的磨粒多，故每一磨粒上的磨削力很小，而珩磨的切削速度較低，因而在珩磨過程中 熱量少，孔表面不易產(chǎn)生燒傷，且變質層很薄，因此可以獲得較高的精度和較小的表面粗糙度。珩磨頭與機床主軸做浮動聯(lián)接以便相互找正對準；珩磨不能提供提高孔與其他表面之間的位置精度。59 下列零件上的孔，用何種加工方案比較合理：1） 單件小批量生產(chǎn)中，鑄鐵齒輪上的孔，Φ20H7。鉆孔——擴孔——鉸孔2） 大批量生產(chǎn)中，鑄鐵齒輪上的孔，Φ50H7。鉆孔 ——擴孔——拉孔——精拉3） 變速箱體（鑄鐵）上的傳動軸軸承孔，Φ62J7。鉆孔 ——擴孔——粗鏜——半精鏜——精鏜——浮動鏜刀鏜4） 高速鋼三面銑刀上的孔，Φ26H6。鉆孔 ——擴孔——粗鏜——半精鏜——精鏜——珩磨第六章61 用成形法和展成法加工圓柱齒輪各有何特點？ 答：1）成形法加工齒輪是用成形刀具在被加工齒輪的毛坯上切削出齒槽，常用的方法包括：用齒輪銑刀銑齒、用齒輪拉刀拉齒、用插齒刀盤插齒、用成形磨輪磨齒等，通常用于單件、小批量生產(chǎn)和修配工作等。2）用展成法加工齒輪是利用齒輪嚙合原理，將齒輪副中的一個齒輪轉化為刀具，另一齒輪轉化為工件，并強制刀具和工件之間作出有嚴格傳動比的嚙合對滾運動，同時，刀具還作切削工件的主運動，被加工齒的齒廓表面是在刀具和工件連續(xù)對滾過程中，由刀具齒形的運動軌跡包絡出工件齒形，最大的優(yōu)點在于：對同一模數(shù)和同一齒形角的齒輪，只需用一把刀具就可加工出任意齒數(shù)和不同變位系數(shù)的齒輪，加工精度和生產(chǎn)率一般也比成形法高,用于成批和大量生產(chǎn)。62 分析滾切直齒圓柱齒輪時機床所需的運動。解答：滾切直齒圓柱齒輪時機床所需的運動有：滾刀的旋轉主運動、滾刀和工件之間的展成運動和滾刀沿工件軸線所作的垂直進給運動。63 齒輪滾刀的實質是什么？何謂滾刀的基本蝸桿？生產(chǎn)標準齒輪滾刀采用哪種基本蝸桿？答：滾刀的實質是齒輪本身的一種演變他具有一般齒輪所具有的特征，又具有作為一般切削刀具所具有的特點。一個齒數(shù)不多而螺旋角有很大的斜齒圓柱齒輪，它的齒必然很長，甚至可以繞軸線多圈，因此外貌就不再像一般的斜齒輪了，而變成了一個蝸桿狀的漸開線圓柱齒輪。這種蝸桿稱為漸開線蝸桿，也就是基本蝸桿。生產(chǎn)標準齒輪滾刀采用的基本蝸桿均為阿基米德蝸桿作為基本蝸桿。64 試比較滾齒和插齒的特點及適用范圍。答：與插齒相比，滾齒加工特點是：1）滾齒加工過程是連續(xù)的，不像插齒和刨齒存在空程，故其生產(chǎn)率比插齒加工要高。2）滾齒加工操作和調整十分簡便，可加工直齒輪，也可加工各種斜齒輪，而插齒加工方法加工直齒齒輪和斜齒輪時需要分別用直齒插齒刀和斜齒插齒刀。因此，滾齒比插齒具有更好的通用性。3）滾齒加工容易保證被加工齒輪有較精確的齒距，特別適于加工要求周節(jié)累計誤差小的各種齒輪。而與滾齒相比，插齒的特點：4）插齒加工是通過產(chǎn)形齒輪與被切齒輪作無間隙嚙合運動來進行展成切齒的。5）插齒的齒面粗糙度，較滾齒加工的齒面更小。6）插齒適用于加工帶臺肩的齒輪及階梯齒輪的加工，而滾齒一般不能。65 滾刀鏟背的作用是什么？解答：（1）形成后角 （2）方便砂輪磨削滾刀66 畫出滾切斜齒圓柱齒輪時滾齒機的傳動原理圖，寫出個傳動鏈的名稱及計算位移，說明個傳動鏈換置機構的作用。解：滾齒機的傳動原理圖如下：1)主運動傳動鏈：2)展成運動傳動鏈 ： 3)軸向進給運動傳動鏈 4)附加運動傳動鏈（差動傳動鏈）5）刀架快速移動的傳動路線67 參照Y3150E型滾齒機傳動系統(tǒng)圖，寫出其傳動路線。解：。68 合成機構的作用是什么？其傳動比如何計算？ 解答：合成機構的作用：滾切斜齒圓柱齒輪時，把滾刀和工件之間的展成運動和差動傳動鏈的附加運動合成于工件 。（1） 當殼體不轉動時，兩中心輪之間的傳動比為 即中心輪a和 b的轉速相同，轉向相反。（2） 任一中心輪不轉，則殼體與中心輪之間的轉速有如下關系 如殼體H為主動，則中心輪b的轉速為殼體H的2倍。此時，“通過合成機構的傳動比=2；如殼體H為被動，則殼體H的轉速為中心輪的一半，即傳動比為1/2.69 分析插直齒輪時所需的運動，何謂產(chǎn)形齒輪?答：產(chǎn)形齒輪是在插齒刀的往復運動下，插齒刀切削刃運動軌跡所形成的齒輪；插直齒時所需的運動有： 主運動——插齒刀的主運動是插齒刀的快速上下往復運動；展成運動——工件與產(chǎn)形齒輪按一定速比對滾運動；此外還需要刀具的徑向切入運動和插齒刀空行程時工件的讓刀運動。610 為什么插齒加工的齒形精度較高？解答：滾齒加工時，被切齒輪輪齒的包絡刃數(shù)受到滾刀圓周齒數(shù)的限制，而插齒加工時，被切齒輪的齒形是由被切齒輪與插齒刀之間的精確的展成運動所保證的，此外，增加包絡刃數(shù)，使齒輪齒形獲得高的精度，可以通過改變切削變量來實現(xiàn)。611 螺紋加工有哪幾種方法？各有什么特點？解答：螺紋的車削加工 特點: 1)加工精度可達6級，表面粗糙度可達Ra（～）mm；2)生產(chǎn)率低，勞動強度大，對工人的技術要求高。 用盤銑刀銑螺紋 特點：1)加工精度可達7級，螺紋的表面粗糙度可達Ra2)生產(chǎn)率較高，勞動強度不太大，常用于成批生產(chǎn)中，這種加工方法對直徑較小的螺紋和內螺紋不適宜。旋風銑削螺紋 特點：1）切削速度高、走刀次數(shù)少（一般只需一次走刀）；2）加工生產(chǎn)率高（較片銑刀銑削高3倍～8倍）；3）適用范圍廣（三角形、矩形、梯形等）；4）旋風銑所用的刀具為普通硬質合金切刀，成本低，易換易磨。5）加工精度可達（7～6）級。6）適于加工大、中直徑且螺距較大的外螺紋以及大直徑的內螺紋，工件硬度不大于30 HRC。 攻內螺紋 特點：1)加工精度可達6級或7級。2)攻絲適用于直徑M16以下的、螺距不大于2mm的內螺紋；3)工件的硬度不宜大于30 HRC；4)適用性廣。 套切外螺紋 特點：1)適用于加工直徑M16及螺距2mm以下的外螺紋；2)工件的硬度不宜大于30HRC；3)螺紋加工精度（7～6）級,。4)生產(chǎn)率較高，勞動強度較低， 對工人的技術要求高。 搓螺紋和滾螺紋 特點：1)螺紋加工精度可達（6～3）級，表面粗糙度可達Ra（～）mm；2)機械強度高、材料利用率高、加工過程自動化程度高。 螺紋磨削 特點：1)螺紋加工精度可達（4～3）級，表面粗糙度可達Ra（～）mm； 2)生產(chǎn)率較低，成本較高。研磨螺紋 特點：1)經(jīng)過研磨后，螺紋精度可比原有精度提高1 級，達5～4級，表面粗糙度可細化至原有值的一半或四分之一，達到Ra（0.2～）mm。 2)螺紋研磨的生產(chǎn)率很低，手工研磨的勞動強度相當大。第七章71 定位、夾緊的定義是什么？定位與夾緊有何區(qū)別？答：定位是使工件在機床上或夾具中占據(jù)一個正確位置的過程。而夾緊是對工件施加一定的外力，使工件在加工過程中保持定位后的正確位置且不發(fā)生變動的過程。定位是確保工件的加工的正確位置，保證工件有好的定位方案和定位精度，定位后不能直接加工。而夾緊是保證工件的定位位置不變，定位在前，夾緊在后。保證加工精度和安全生產(chǎn)。72 機床夾具由哪幾個部分組成？各部分的作用是什么？ 解：機床夾具由定位元件、夾緊裝置、對刀及導向裝置、夾具體和其他裝置或元件。作用：(1) 定位元件 定位元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置。（2） 夾緊裝置 夾緊裝置的作用是將工件夾緊夾牢，保證工件在加工過程中位置不變。（3） 對刀及導向裝置 對刀及導向裝置的作用是迅速確定刀具與工件間的相對位置，防止加工過程中刀具的偏斜。（4） 夾具體 夾具體是機床夾具的基礎件，通過它將夾具的所有部分連接成一個整體。（5） 其他裝置或元件 按照工序的加工要求，有些夾具上還設置有如用作分度的分度元件、動力裝置的操縱系統(tǒng)、自動上下料裝置、夾具與機床的連接元件等其他裝置或元件。73 什么叫六點定位原理？什么叫完全定位？答：在機械加工中，用六個適當分布的定位支承點來分別限制工件的六個自由度,從而使工件在夾具中有唯一確定的正確位置，稱為“六點定位原理”。在工件實際裝夾中，六個自由度被六個支承點完全限制的定位方式即為完全定位。74 什么叫欠定位？為什么不能采用欠定位？試舉例說明。答：欠定位是由于工藝設計或者夾具設計上的疏忽，以至造成對必須加以限制的自由度而沒有得到限制的不良結果，欠定位不能保證工件的加工精度，所以，欠定位是在任何情況下都不被允許的。例如，書上P195的圖713中，若去除擋銷，則工件繞著Z軸轉動的自由度沒有被限制，就無法滿足加工要求。75 輔助支承的作用是什么？輔助支承統(tǒng)與可調支承在功能和結構上的區(qū)別是什么？(課件有詳細說明)解：輔助支承在夾具中僅起支承作用，用于增加工件的支承剛性和穩(wěn)定性，以防止在切削時因切削力的作用而使工件發(fā)生變形，影響加工精度。區(qū)別：① 功能：可調支承的可調性完全是為了彌補粗基準面的制造誤差而設計的,常用語毛坯表面的定位。而輔助支承在夾具中僅起支承作用，不起定位作用，亦即不限制工件的自由度。② 結構： 76 試分析圖7120中的定位元件所限制的自由度，并判斷有無過定位，對不合理的地方提出改進意見。解: a圖中Z軸方向的兩個V形塊限定的自由度為：繞X軸的轉動，沿X方向的移動，繞Y軸的轉動，沿Y方向的移動；X軸方向的V形塊限定的自由度為沿Z方向的移動，繞Z軸的轉動。無過定位，是完全定位。b圖中X平面限定沿Z方向的移動，繞X軸轉動，繞Y軸轉動三個自由度；左邊的V形塊限定沿X方向的移動，沿Y方向的轉動。為不完全定位，無過定位。c圖X平面限定沿Z方向的移動，繞X軸轉動，繞Y軸轉動三個自由度，左邊短圓柱銷限定沿X方向的移動，沿Y方向的移動兩個自由度。右邊的V形塊限定了繞Z軸的轉動和沿X方向的移動兩個自由度。有過定位，可以吧右邊的V形塊換成削邊銷，只限定繞Z軸的轉動。77 試分析圖7121所示加工零件必須限制的自由度；選擇定位基準和定位元件，并在途中示意畫出。圖7121a所示在小軸上銑槽，要求保證尺寸H和L；圖7121b所示在支座零件上加工兩孔，保證尺寸 A和H。答：a）中，用兩個短V型塊，確定四個自由度，再在零件右端加一支承釘，限制一個自由度，不完全定位。b）在零件底面加兩個支承板限制三個自由度，大孔處加一個削邊銷限制1個自由度，最后在外圓弧處加一短V型塊，限制兩個自由度，完全定位。78 如圖7122所示，齒輪坯的內孔和外圓均已加工合格，其 。現(xiàn)在插床上用調整法加工內鍵槽，要求保證尺寸。忽略內孔與外圓同軸度公差，試計算該定位方案能否滿足加工要求？若不能滿足，應如何改進？解：由于工序定位基準不重合將產(chǎn)生基準不重合誤差基準位移誤差 因為 因此該定位方案不能滿足加工要求。 改進措施: 提高齒輪坯外圓的制造精度，增大V形塊的夾角a、或者把鍵槽轉成水平方向等都可以減小定位誤差。79 工件裝夾如圖7123所示。現(xiàn)欲在的圓柱工件上銑一平面，保證尺寸。已知的V型塊所確定的標準工件（）的中心距安裝面為，塞尺厚度。試求：①當保證對刀誤差為h公差（）的三分之一時，夾具上安裝對刀塊的高度H為多少？②工件的定位誤差為多少？解：（1）對刀基本尺寸為，且，上下偏差分別為，則，夾具上對刀塊高度H為：(2)△jb=△H=*2=△jy= △d=△jb+△jy=+=710 在圖7124所示套筒零件上銑鍵槽，要求保證尺寸及對稱度。現(xiàn)有三種定位方案，分別如圖7124b、c、d所示。試計算三種不同定位方案的定位誤差，并從中選擇最優(yōu)方案（）。答：b）圖中，①尺寸H的定位誤差，有，②對稱度的定位誤差，又有，故此方案能滿足加工要求。c）圖中，①尺寸H的定位誤差，有而由于銑鍵槽時，心軸為水平放置，故：故，該定位方案不能滿足加工要求。②對稱度的定位誤差 故，該定位方案不能滿足加工要求。d）圖中，①尺寸H的定位誤差，有，而，②對稱度的定位誤差故，該定位方案不能滿足加工要求。綜上所述，應選擇b方案為最優(yōu)方案。711 分析圖7125所示的夾緊力方向和作用點，并判斷其合理性及如何改進。解： a）不合理，夾緊力的作用點應該位于上斜面。 b）不合理，夾緊力的方向為箭頭指向左，作用點在右端面。 c）不合理，夾緊力的方向指向左，作用點在右邊輪廓線。 d）不合理，夾緊力指向左邊，作用點在元件的右邊。712 指出圖7126所示各定位、夾緊方案及機構設計中不正確的地方，并提出改進意見。解：圖a）夾緊力的作用點未落在支承元件上，破壞了工件的定位。改進方法是使夾緊力的作用點落在支承元件上。圖b）夾緊力會使工件產(chǎn)生變形，影響加工精度。改進方法是在夾緊力作用的地方加輔助支承，以提高零件的剛度。圖c）圖中的定位方案未欠定位，不能滿足定位要求。改進方案為增加兩個支承釘。圖d）同圖a）一樣夾緊力的作用點未落在支承元件上，破壞了工件的定位。改進方案為右邊的夾緊元件下調對準左面的支承釘。圖e）該定位方案使工件上表面定位產(chǎn)生過定位，工件的夾緊力作用點不確定。改進方案是在蓋板上增加一個自位支承