机械制造工艺学例题

例2试提出单件生产下图所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步）。齿轮零件图第二节生产过程、工艺过程与工艺系统例1:有如图所示一批工件，铣侧面I、水平面I和侧面Ⅱ，水平面Ⅱ时，若加工过程分别为：(1)每个工件都先铣I，然后回转180°铣Ⅱ，直至一批工件完工。(2)每个工件都先铣I，直至一批工件都铣完I后再铣Ⅱ。(3)每个工件都同时铣I和Ⅱ，直至一批工件铣完。以上三种加工情况各有几个工序?每个工序有几次安装和几个工位?第二节生产过程、工艺过程与工艺系统例1：解答第二节生产过程、工艺过程与工艺系统若上例齿轮，毛坯为模锻件，试提出成批和大批大量生产其机械加工工艺过程(工序到工步)。第二节生产过程、工艺过程与工艺系统齿轮加工工序安排第三节生产类型与工艺特点例8：教材习题解：由题意可得，N＝q＝Q·n（1+α%+β%）＝2000×1×（1+14%+4%）＝2360件∵CA6140车床属于中型机械，故根据年生产纲领可定为该机床主轴的生产属于大批生产。∴n＝N·A/F＝2360×26/282＝218（件/月）课堂作业1.试提出如下图所示小轴的小批生产和大批大量生产的机械加工工艺规程，并分析每种方案的工艺过程组成，假设毛坯为锻件。第三节生产类型与工艺特点课堂作业1.解答表1阶梯轴加工工艺过程（小批生产）课堂作业1.解答表2阶梯轴加工工艺过程（大批大量生产）课堂作业2.如图所示盘状零件，其机械加工工艺过程有如下两种方案，试分析每种方案工艺过程的组成。C课堂作业1)在车床上粗车及精车端面C，粗镗及精镗60H9mm孔，内孔倒角，粗车及半精车φ200mm外圆。调头，粗、精车端面A，车φ96mm外圆及端面B，内孔倒角。划线，在插床上按划线插键槽18D10。在钻床上按划线钻6-φ20mm的孔。钳工去毛刺。2)在车床上粗、精车一批零件的端面C，并粗、精镗φ60H9mm孔，内孔倒角。然后在同一台车床上将工件安装在可涨心轴上，粗车、半精车这批工件的φ200mm外圆，并车φ96mm外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒角。在拉床上拉键槽。在钻床上用钻模钻出6-φ20mm的孔。钳工去毛刺。课堂作业2.解答情况1盘状零件加工工艺过程（单件小批生产）工序号定位基准（面）1车端面C，粗、精镗φ60孔，内孔倒角，粗车、半精车φ200外圆；粗、精车端面A，内孔倒角，并车φ96外圆及端面B小端外圆面Φ200外圆及端面C2插键槽Φ96外圆及端面B3钻、扩6-φ20孔，钳工去毛刺划线工步课堂作业2.解答情况2盘状零件加工工艺过程（成批生产）工序号工步定位基准（面）1车端面C，粗、精镗φ60孔，内孔倒角小端外圆面2粗车、半精车这批工件的φ200外圆，并车φ96外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒角φ60内孔及端面3拉键槽φ60内孔及端面4钻、扩6-φ20孔φ60内孔及端面5钳工去毛刺课堂作业3.试提出成批生产如下图所示零件的机械加工工艺过程的组成（从工序到工步），并指出各工序的定位基准。课堂作业3.解答连接件零件加工工艺过程（成批生产）工序号工步定位基准（面）1车端面，钻、扩、铰Φ20孔（安装1）外圆2车另一端面及外圆Φ75（安装1）端面及内孔3拉键槽内孔及端面4钻、扩、铰Φ10孔（安装1）内孔及端面二、基准课堂作业下图a)为某零件简图，图b)、c)为铣削平面2和镗孔Ⅱ时的工序图。试指出：（1）平面2的设计基准、定位基准和测量基准；（2）孔Ⅱ的设计基准、定位基准和测量基准。课堂练习课堂练习三、工艺系统刚度对加工精度的影响例题1在车床上车削一根Φ80×2000长轴，工件材料45钢σb=（60～70）×107Pa，已知Ktj=50000N／mm，Kwz=40000N／mm，Kdj=30000N／mm，切削用量：ap=lmm，f=0.25mm／r，v=120m/min，使用YT15硬质合金刀具，CFy=0.5，求算因车床和工件受力变形对工件轴向截面精度的影响。解答175.01191yyyFFFnyxHB，，，查表得：NHBfaCFyFyFyFynyxPFy6.3371019125.015.0)(75.0）（先计算切削力Fy：㈠切削力作用点位置变化引起工件的形状误差将工件分为八段,点距250mm，按点计算车床在Fy力作用下的变形为y车床1车床的弹性变形㈠切削力作用点位置变化引起工件的形状误差)(53.11220004.842000200052.673000014000012000500001200020006.33711122222222mxxmmxxKLxKLxLKFyyLxLyLxydjwztjy刀架尾架主轴箱车床2工件的弹性变形工件在Fy力作用下的变形为y工件㈠切削力作用点位置变化引起工件的形状误差mxxmmxxLxxLEIFyy16224112222104576.22000376.320008005.0102320006.3373工件式中E——钢弹性模量为J——圆截面的惯性矩为）（Pa11102）（mmD405.03工件轴向截面形状误差将车床和工件的变形叠加，以表示车床、工件受切削力产生变形引起工件半径的变化量，如下表。工件车床y切削力作用点位置变化引起工件的形状误差中心线课堂练习在车床的三爪自定心卡盘上精镗一批薄壁铜套的内孔（如下图所示），工件以φ50h6定位，用调整法加工，试分析影响镗孔的尺寸、几何形状及孔对已加工外圆φ46h6的同轴度误差的主要因素有哪些？并分别指出由这些因素引起的加工误差属于哪一类性质的误差？答案影响孔径尺寸精度的因素：(1)镗刀的尺寸调整误差——常值系统误差；(2)镗刀的磨损--—变值规律性误差：(3)铜套的均匀热变形(加工后孔缩小)——常值系统误差。影响孔几何形状精度的因素：圆度误差：(1)薄壁铜套的夹紧变形----随机误差；(2)车床主轴的径向跳动----常值系统误差。圆柱度误差：(1)机床导轨的几何误差(纵导轨在水平面不直(车床)；前后导轨扭曲；纵导轨与机床主轴不平行)----常值系统误差；(2)机床主轴的摆动--—常值系统误差。(3)工艺系统受力变形（壁厚不均匀）——常值系统误差。影响孔φ40H7对外圆φ46h6的同轴度误差的因素：(1)基准不符误差(φ46h6与φ50h6的同轴度误差)----随机误差；(2)工件外圆φ50h6的形状误差引起工件安装误差--—随机误差例1一、定位基准的选择如图所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小。试选择粗、精基准。解答：以外圆为粗基准加工孔，然后以孔为精基准加工外圆，保证工件表面不会在加工过程中留下毛坯表面而造成废品。例2如图所示零件的A、B、C面，Φ10H7及Φ30H7孔均已加工。试分析加工Φ12H7孔，选用哪些表面定位最合理？为什么？一、定位基准的选择例2解答选A面(定位元件为支承板)、Φ30H7孔(定位元件为圆柱销)、Φ10H7孔(定位元件为菱形销)作为定位基准。选A面和Φ30H7孔可以符合基准重合原则。一、定位基准的选择图所示各零件加工时的粗、精基准应如何选择？并简要地说明理由。(a)中要求外毂壁厚较均匀；(b)中要求壳壁较均匀。例3标有▽符号的为加工面，其余为非加工面.例3解答（a）以外毂内壁为粗基准加工内孔和一端面，再以该内孔和端面加工外毂面和另一端面。（b）以壳体外圆为粗基准加工内孔和端面以及法兰外圆，再以端面和大孔为精基准加工6－Φ10孔。思考题1下图所示两模板零件，欲钻孔O1及O2，要求距A面和O孔尺寸分别为a1和a2，且其轴心线与A面平行。l为自由尺寸，孔O及其他表面均已加工。试选择加工这两个零件的孔O1及O2时的定位基准，指出所限制的自由度数。一、定位基准的选择解答一、定位基准的选择试拟定右图所示零件的机械加工工艺路线.已知该零件的毛坯为铸件,孔未铸出.生产类型为成批生产.一、定位基准的选择思考题2加工工艺过程一、定位基准的选择主要工序的工序图一、定位基准的选择四、尺寸链的计算如图所示尺寸链，若A1=A2=A3=30+0.1mm，A4=10±0.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=15±0.05mm，求封闭环A0的基本尺寸、上下偏差及其公差值。例题1例题1解答：根据增环及减环的定义，可得出尺寸链中的A1、A2、A3、A4为增环，A5、A6、A7为减环，所以四、尺寸链的计算（1）封闭环的基本尺寸mmAAAAAAAA5)401540(10303030)(76543210例题1解答：四、尺寸链的计算（2）封闭环的上偏差（3）封闭环的下偏差ES0=ES1＋ES2＋ES3＋ES4－（EI5＋EI6＋EI7）=0.1＋0.1＋0.1＋0.05－（－0.1－0.05－0.1）=0.6mmEI0=EI1＋EI2＋EI3＋EI4－（ES5＋ES6＋ES7）=0＋0＋0－0.05－（0＋0.05＋0）=－0.1mmmmTmm7.0506.01.0＝，其公差值为本尺寸链封闭环的尺寸－例题2在车床上加工一阶梯轴，如图所示，先加工小头至尺寸C=20+0.14mm，然后加工大头至尺寸B=20+0.14mm，求零件总长尺寸A及其上、下偏差。四、尺寸链的计算例题2解答：尺寸链图如右图所示。四、尺寸链的计算1)封闭环A的基本尺寸根据定义，可知尺寸链中的A是封闭环，B、C是增环A=B+C=20+20=40mm2)封闭环的上偏差ES0=ES1+ES2=0.14+0.14=0.283)封闭环的下偏差EI0=EI1+EI2=0+0=0本尺寸链封闭环的尺寸为40+0.28mm，其公差值T0=0.28mm3.尺寸链的概率解法（统计法）几个独立随机值之和的标准差等于这些随机值的标准差的平方相加之后的平方根。四、尺寸链的计算设σΣ为封闭环的标准差，σA1、σA2、….σAn-1为各组成环的标准差，则当零件尺寸为正态分布时，其误差量（或尺寸分散范围）与标准差的关系为：ω=6σ在取各环误差量ωi及ω0等于公差值Ti及T0的条件下，则上式可转化成：112222121niAAAAin1120niiTT例题3四、尺寸链的计算如图所示尺寸链，若A1=A2=A3=30+0.1mm，A4=10±0.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=15±0.05mm，用概率解法求封闭环的基本尺寸A0、上下偏差和公差值T0。例题3解答：四、尺寸链的计算（1）将各尺寸换算成双向公差（2）计算封闭环的基本尺寸05005303010321..AAA.0501505095394005010610754.A..AA.A.，mm.)..(...)AAA(AAAAA25595391595391005300530053076543210四、尺寸链的计算例题3解答：（3）计算封闭环公差T0∴用概率解法的封闭环尺寸：A0=5.25±0.13，公差T0=0.262600701010101010101022222221120..).().().().().().().(TTniimmTmm7.0506.01.0＝，其公差值为本尺寸链封闭环的尺寸－用极值解法的封闭环尺寸：例题4四、尺寸链的计算如图所示套筒成批加工时，若两端面已加工好，在本工序以表面A为定位基准，加工表面B。试进行尺寸换算，求尺寸C及其上、下偏差。例题4解答：四、尺寸链的计算（2）用极值解法计算尺寸C的基本尺寸(1)尺寸链图右如图40+0.2mm是封闭环，50+0.1mm为增环，尺寸C为减环。（3）尺寸C的上偏差mmCCnmjjmiiAAA10504011100001110