机械制造工艺学练习题及解析答案

机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月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月机械制造工艺学全部机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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月机械制造工艺学•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月机械制造工艺学工序工序名称安装工位工步内容10锯床上切断下料11锯床上切断下料Φ35mm×12520车端面，打中心孔111.车端面，2.打中心孔30车外圆车螺纹，倒角111.车外圆Φ30mm；2.车外圆Φ20mm（走刀1.Φ24mm；走刀2.Φ20mm）；3.车螺纹；4.倒角40车外圆，端面111.车外圆；2.车端面50铣两平面121.铣两平面；2.转900铣另两平面（两个复合工步）解：机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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月机械制造工艺学•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。机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学•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月机械制造工艺学•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月机械制造工艺学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，操作方便机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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）机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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；d)轴承座（毛坯为铸件）其余机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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；e)轴承座（毛坯为铸件）机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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——菱形销机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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月机械制造工艺学•内表面（孔）的最小、最大公称余量的计算公式：①Zi=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。机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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月机械制造工艺学解：（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＝80/284,所以d毛＝Φ32；热扎毛坯:+/-2;（3）确定各工序尺寸及公差:工序名称工序余量工序经济精度工序尺寸工序尺寸及公差磨0.3h9（0-0.013）28Φ280-0.013精车0.9h8（0-0.039)28+0.3=28.3Φ28.30-0.039粗车4-1.2＝2.8h13（0-0.28）28.3+0.9=29.2Φ29.20-0.28毛坯取+-229.2+2.8=32Φ32+-2机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学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。机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学解：（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＝49.6D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:工序名称工序间余量mm工序间经济精度工序间尺寸工序间尺寸公差磨削0.4H7（0.0250）50Φ50+0.025精镗1.6H10（0.1000）50-0.4＝49.6Φ49.6+0.1粗镗3H13（0.340）49.6-1.6＝48Φ48+0.34毛坯+-248-3=45Φ45+-2机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学83.在车床上采用调整法加工图示阶梯轴，加工时，以端面1定位，先加工端面3，保证尺寸150-0.05而后加工端面2，加工端面2时以端面1调整刀具，试计算调整尺寸x。解：（1）建立尺寸链如图：（2）判断封闭环和增减环：封闭环N：100±0.05；增环：150;减环：x;（3）计算：公称尺寸为：150-100＝50故：调整尺寸X为50-0.05机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学84、如果更改上题加工过程，在上工序加工出尺寸100+-0.05，本工序以面2定位，加工端面1，试计算本道工序的调整尺寸x应为多少才能保证尺寸150-0.05，若无法满足，应采取什么措施？解：更改加工过程后，150-0.05为封闭环这时：δ（150）＝0.05，δ（100）＝0.1不符合封闭环的公差＝所有组成环公差之和的原则，则采取措施：（1）减少100+-0.05的公差（2）增加150-0.05的公差（3）更改加工方法机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学85.套筒零件轴向设计尺寸如图所示，在本道工序中加工内孔A以及底平面B，为能用普通量具度量，需换算出工序尺寸A，试求A。解：（1）建立尺寸链如图：（2）判断封闭环和增减环：8-0.2为图纸所给尺寸，在此测量方法下为封闭环；A1为本工序的工序尺寸，为减环；400.08为上工序得到的尺寸，为增环；（3）计算：公称尺寸：A1＝40-8＝320＝0.08-bb＝0.08-0.2＝0-aa＝0.2故：尺寸A1为32+0.2.+0.08机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学86、如图所示零件，镗孔时为安装方便，定位稳定可靠，选择表面A为定位基准，试求调刀尺寸L.L15.02802.010008.08015.0280封闭环：100±0.2；增环L，80-0.08;减环：280＋0.15计算得：2.003.0300L机械制造技术习题课陈靖芯2008年6月机械制造工艺学88/p22。图示a)为套筒零件图，b）为车削工序图，c）为钻孔时的三种定位方案的加工简图，钻孔时为保证设计尺寸mm，试计算三种定位方案得工序尺寸a)零件图b)