机械制造技术基础
1. 试分析图所示的三种加工情况。加工后工件表面会产生何种形状误差?假设工件的刚度很大，且
车床床头刚度大于尾座刚度。
答：如图a所示，在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件外圆表面呈锥形，右端直径大于左端直径。
如图b所示，在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生沿顺时针方向的偏转。若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。
如图c所示，由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径。
2. 如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车
刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有（ ② ③ ）。 ① 主轴径向跳动
② 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴 ③ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行
习图4-2-5
④ 刀杆刚性不足
3. 在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其可能的原因有
（ ① ③ ）。 ① 工件刚度不足 ② 前后顶尖刚度不足
③ 车床纵向导轨直线度误差 ④ 导轨扭曲
1
4. 在车床上车削光轴（习图4-2-7），车后发现工件A处直径比B处直径大，其可能的原因有（ ②
③ ④ ）。 ①刀架刚度不足 ② 尾顶尖刚度不足 A B ③ 导轨扭曲
④ 车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行
5. 如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔
习图4-2-7 （钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。
造成孔径偏大的可能原因有（ ② ③ ④ ）。 ① 车床导轨与主轴回转轴线不平行 ② 尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴 ③ 刀具热变形 ④ 钻头刃磨不对称 习图4-2-8
6. 图所示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为：(1)粗精刨底面和凸台；(2)粗精镗φ32H7孔；
(3)钻、扩、铰φl 6H9孔。
试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。 分析工序(3)的定位基准
解：第一道工序按划线找正，刨底面和凸台。
第二道工序粗精镗φ32H7孔。加工要求为尺寸32±0.1㎜、6±0.1㎜及凸台侧面K的平行度0.03㎜。根据基准重合的原则选择底面和凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台限制两个自由度，无基准不重合误差。
2
第三道工序钻、扩、铰φ16H9孔。除孔本身的精度要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸4±0.1㎜、51±0.1㎜及两孔的平行度要求0.02㎜。根据精基准选择原则，可以有三种不同的方案：
(1)底面限制三个自由度，K面限制两个自由度 此方案加工两孔采用了基准统一原则。夹具比较简单。设计尺寸4±0.1㎜基准重合；尺寸51±0.1㎜的工序基准是孔φ32H7的中心线，而定位基准是K面，定位尺寸为6±0.1㎜，存在基准不重合误差，其大小等于0.2㎜；两孔平行度0.02㎜也有基准不重合误差，其大小等于0.03㎜。可见，此方案基准不重合误差已经超过了允许的范围，不可行。
(2)φ32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由度 此方案对尺寸4±0.1㎜有基准不重合误差，且定位销细长，刚性较差，所以也不好。
(3)底面限制三个自由度，φ32H7孔限制两个自由度 此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，唯φ32H7孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗φ32H7孔时加以限制。
综上所述，第三方案基准基本上重合，夹具结构也不太复杂，装夹方便，故应采用。
7. 要求在轴上铣一个键槽，如图所示。加工顺序为车削外
A2；磨外圆，要求磨外圆后
保证键槽尺寸为，
求键槽尺寸A2。
圆；铣键槽尺寸为
画尺寸链图b，A2、A3/2为增环，A1/2为减环，A0为封闭环。 A2=A0-A3/2+A1/2=(62-70/2+70.5/2)mm=62.25mm T2=ES2-EI2=-0.05-(-0.27)=0.22mm
则
8. 试选择习图5-4-1示三个零件的粗﹑精基准。其中a）齿轮，m=2，Z=37，毛坯为热轧棒料； b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。
3
t A t B A B C a ） b ）
9.
习图5-4-1
t C c）
图a：① 精基准——齿轮的设计基准是孔A。按基准重合原则，应选孔A为精基准。以A为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。 ② 粗基准——齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。在加工孔A时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔A定位加工外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准。 图b：① 精基准——液压油缸的设计基准是孔B。按基准重合原则，应选孔B为精基准。以B为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。② 粗基准——液压油缸外圆没有功能要求，与孔B也没有位置关系要求。而孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。
图c：① 精基准——液压油缸的设计基准是孔C。按基准重合原则，应选孔C为精基准。以C为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔C为统一精基准。② 粗基准——为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故应不加工孔及内端面作定位粗基准。
9. 习图5-4-2所示a）为一轴套零件，尺寸 和 已加工好，b）、c）、d）为钻孔加工时三种定位方案
的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸A1 、A2和 A3。
0
10±0.1 8 －0.05 A1 A2 A3 38 －0 0.1 a）
b）
习图5-4-2
c）
d）
答案：
1）图
b：基准重合，定位
8 0 －0.05 A2 10±0.1 0 10±0.1 8 －0.05 A3 误差?DW?0，
A1?10?0.1mm；
2）图c：尺寸A2，10±0.1寸链（见习解图5X4-2c），其中
0环，尺寸A2和8?0.05是组成环，
0 38 －0.1 0和8?0.05构成一个尺
c）
习图5-4-3ans
d）
尺寸10±0.1是封闭
0且A2为增环，8?0.05为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：
4
10= A2－8，→A2=18mm
由直线尺寸链极值算法偏差计算公式： 0.1=ESA2－（-0.05），→ESA2=0.05mm;
0.05-0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。故：A2?18??0.1mm
03）图d：尺寸A3，10±0.1，8?0，其中尺寸10±0.1是.05和构成一个尺寸链（见习解图5X4-2d）
0000封闭环，尺寸A3，8?0.05和38?0.1是组成环，且38?0.1为增环，A3和8?0.05为减环。由直线尺寸链极值
算法基本尺寸计算公式，有：10= 38－（A3+8），→A3=28mm
由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有： 0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3= -0.05mm;
0-0.1= -0.1－(ES A3+0)，→ESA3=0。故：A3?28?0.05mm
10. 图示零件加工时应如何选择粗精基准，（标有符号为加工面，其余为非加工面）并简要地说明理
由。（图a、b要求保持璧厚均匀，图c、d所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。）
答案：
（1） 图a中以不加工面作粗基准，以孔作精基准。这样可保证壁厚均匀，保证孔与外圆的同轴
5
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