机械制造工艺学练习题及解析答案

机械制造工艺学

机械制造工艺学习题课

机械制造技术习题课

陈靖芯2008年6月

机械制造工艺学

一、机械制造工艺14. 图1-2所示零件，毛坯用Φ35mm棒料，其机械加工工艺 过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。(1)在锯床上切断下料Φ35mm×125; (2)在车床上车端面，打中心孔； (3)在一台车床上将整批工件都车至Φ30mm外圆及 Φ20mm外圆(第一刀车至Φ24mm,第二刀车至 Φ20mm),车螺纹，倒角； (4)在车床上车Φ18mm外圆及端面； (5)在铣床立式转台上铣两平面；将立式转台转900 , 铣另外两个平台。机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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与机械加工工艺过程有关的基本概念 工序 — 一个(或一组)工人，在一台机床(或一 个工作地点)对一个(或同时对几个)工件所连 续完成的那部分工艺过程称为工序。 说明： 工序是工艺过程的最基本单元 划分工序的主要依据是：工作地是否改变和加工是否 连续完成 工序包括：安装、工位、工步 工位 — 为了完成一定的工序内容，一次装夹工 件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对 于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称 为工位。机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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工步 — 在一个安装或工位中，加工表面，切削 工具和切削用量中的转速与进给量均不变的条件 下所连续完成的那部分工艺过程。 说明：三要素：加工表面、切削工具、切削用 量中的转速与进给量中的一个发生变化， 就认为是另一工步。 复合工步 — (为提高生产率)(常采用)几把 刀具，同时分别加工几个表面，这种工步称为复 合工步。 走刀 — 有些工件，由于余量大，需要用同一刀 具在同一转速及进给量下，对同一表面进行多次切 削，这每一次切削就称为走刀。 注：切深可以不一样。机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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解：

工序 10 20

工序名称 锯床上切断下 料 车端面，打中 心孔

安 装 1 1

工 位 1 1

工步内容 锯床上切断下料Φ 35mm×125 1.车端面，2.打中心孔

30

车外圆 车螺纹，倒角

1

1

1.车外圆Φ 30mm ; 2.车外圆 Φ 20mm ( 走 刀 1.Φ 24mm ; 走 刀2. Φ 20mm);3.车螺纹； 4.倒角1.车外圆；2.车端面 1.铣两平面；2.转900铣另两平 面 (两个复合工步)

40 50

车外圆，端面 铣两平面

1 1

1 2

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与基准及基准选择有关的概念 基准——零件上用来确定其他点、线、面位置的那些点、 线或面。 基准： 设计基准 工艺基准

:工序基准、定位基准、测量基准、装配基准 定位基准——在加工中使工件在机床或夹具上占有正确 的位置所采用的基准。 注意： 作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，而常由某些具体的 表面来体现(孔的中心、轴心线— 基面，选择定位基准就是选择恰 当的定位基面。 作为基准，可以是没有面积的点和线或很小的面积、但在工件上体现 这些点、线、面的基面总是有一定面积。 机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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定位基面的形式：粗基面、精基面 精基面：辅助精基面、基本精基面 粗基面：用作定位的表面，是没有加工过的毛坯面。 精基面：用作定位的表面、是已加工过的表面。 辅助精基面：作为定位的表面，只是为满足工艺需 要，而在工件上专门设计的表面，而非零件的工作 表面。 基本精基面：作为定位的表面，既是定位表面，也 是工作表面。

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粗基准(面)的选择原则 两个出发点： 是保证各加工表面有足够的余量； 是保证不加工表面的尺寸和位置符合图样要求；

原则： 尽可能选用精度要求高的主要表面工作为粗基准(面); 选不加工表面作为粗基面； 选毛坯制造中，尺寸和位置比较可靠、平整光洁、面积 较大的表面作粗基面； 不能有飞边、浇面、冒面或其它缺陷 粗基准在同一尺寸方向上应尽可能避免重复使用 若为精制毛坯面，相应的加工要求不高，重复装夹产生的加工误差在允许 的范围之内，则粗基准可重复使用机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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精基准(面)的选择原则： 出发点：应考虑减少定位误差，装夹方便、准确 原则： 基准重合原则应尽可能选用设计基准或工序基准为定位基准；基准重合，定位误 差为零； 最终工序：定位基准与设计基准重合； 中间工序：定位基准与工序基准重合；

基准统一原则(基准单一，基准不变原则)应尽可能选用同一组定位基准加工各个表面，这样有利于保证各表 面间的位置公差，减少夹具的种类；

互为基准，反复加工原则 自为基准原则机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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应选择面积大，尺寸与形状公差较小，表面粗糙 度较小的表面 使夹具结构简单，操作方便

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15.试分析图1-3中各零件加工主要表面时定位基准 (粗、精基准)应如何选择？ C)解： 主要表面Φ32H7,Φ20H7, 小大头孔的上下平面 粗基准：大头外圆弧，

小 头外圆弧，平面 精基准：加工过的大小头 孔，加工过的平面C) 连杆(毛坯为模锻件)

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D)解： 主要表面： Φ25+0.020,粗糙度 3.2;侧平面，粗糙 度6.3; 粗基准：Φ82外圆， 上平面(C表面), 侧平面； 精基准：加工过的 底平面，两销孔；

其余

d) 轴承座(毛坯为铸件)

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E)解： 主要表面：Φ500.0270,法兰平面，粗糙度均为3.2; 粗基准：Φ80,上平面，法兰左平面(内侧); 精基准：Φ50孔，加工过的上平面和法兰平面；机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

e ) 轴承座 (毛坯为铸件)

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16.图1-4所示零件的A、B、C面，Φ10H7及Φ30H7孔均已 加工过，试分析加工Φ12H7孔时，选用哪些表面定位最 合理？为什么？ 答：选用A表面， Φ10H7,Φ30H7孔 定位最合理 基准重合 且Φ30——圆柱销， Φ10——菱形销

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与工序余量有关的概念 外表面(轴)的最小、最大公称余量的计算公式：①Zimin=Zi-1min-Aimax=Zi-TAi-1 最小工序余量：上工序的最小工序尺寸与本工序的最大工序尺寸之差 (本工序公称余量与上工序尺寸公差之差) ②Zimax=Ai-1max-Aimin=Zi+TAi 最大工序余量：上工序的最大工序尺寸与本工序的最小工序尺寸之差 (本工序的公称余量与本公序的尺寸公差之和) ③Zi=Zimin+TAi-1=Ai-1+Ai 公称余量：本工序的最小余量与上工序的尺寸公差之和 (上工序的基本尺寸与本工序的基本尺寸之差) ④Tzi=Zimax-Zimin=TAi+TAi-1 工序余量公差：本工序的最大与最小工序余量之差 (本工序的尺寸公差与上工序的尺寸公差之和)机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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内表面(孔)的最小、最大公称余量的计算公式：① Zi=Ai-Ai-1=Zimin+TAi-1 工序间余量=本工序的基本尺寸-上工序的基本尺寸 =本工序的最小余量+上工序的余量公差 ②Zimax=Aimax-Ai-1min=Zi+TAi 工序间最大余量=本工序的最大极限尺寸-上工序的最小极限尺寸 =本工序公称余量+本工序余量公差 ③Zimin=Aimin-Ai-1max=Zi-TAi-1 工序间最小余量=本工序的最小极限尺寸-上工序的最大极限尺寸 =本工序的公称余量-上工序的余量公差 ④Tzi=Zimax-Zimin=TAi+TAi-1 本工序的余量公差=本工序的最大余量-本工序的最小余量 =本工序的尺寸公差+上工序的尺寸公差。

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20.试计算小轴(图1-8)大端外圆表面加工中各道 工序的工序尺寸及公差，已知：零件材料为普通精 度得热轧圆钢，工件夹在顶尖上加工，零件

的加工 过程如下： (1)下料; (2)车端面，钻中心孔; (3)粗车各面; (4)精车各面; (5)热处理; (6)研磨中心孔; (7)磨外圆。机械制造技术习题课 陈靖芯2008年6月

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解：(1)拟订该表面的工艺路线 (题给) (2)查表或计算各工序的加工余量及经济精度： Z磨=0.3,h6:0.013 ;Z精=0.9, h8:0.039; Z总=Φ32-Φ28=4, h13 :0.28;由机械加工工艺 手册：毛坯直径：l/ Φd=80/28<4, 所以d毛=Φ32; 热扎毛坯:+/-2; (3)确定各工序尺寸及公差:工序名称 磨 精车 粗车 工序余量 0.3 0.9 4-1.2=2.8 工序经济精度 h9(0-0.013) h8(0-0.039) h13(0-0.28) 工序尺寸 28 28+0.3=28.3 28.3+0.9=29.2 工序尺寸及公差 Φ280-0.013 Φ28.30-0.039 Φ29.20-0.28

毛坯

取+-2

29.2+2.8=32

Φ32+-2

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21.如图1-9所示套筒材料为45钢，采用下述工艺 过程进行加工：粗镗——半精镗——热处理—— 磨削，试确定Φ500.0250mm孔的各工序尺寸及公差。

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解：(1)拟订该表面的工艺路线 (题给) (2)查表或计算各工序的加工余量及经济精度: Z磨=0.4; 由题知：D磨=50; 则D精镗=50-0.4=49.6 D粗=48; 查表确定各工序的经济精度: 磨后：H7,0.025;精镗后：H10:0.100; 粗镗后:H13:0.34; (3)确定各工序尺寸及公差:工序名称 磨削 工序间余量mm 0.4 工序间经济精度 H7(0.0250) 工序间尺寸 50 工序间尺寸公差 Φ50+0.025

精镗粗镗 毛坯

1.63

H10(0.1000)H13(0.340) +-2

50-0.4=49.649.6-1.6=48 48-3=45

Φ49.6+0.1Φ48+0.34 Φ45+-2

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