第3章-机械加工工艺路线期末考试试题

1例题3.1在成批生产条件下，加工如例题3.1图所示零件，其机械加工工艺过程如下所述：⑴在车床上加工整批工件的小端端面、小端外圆（粗车、半精车）、台阶面、退刀槽、小端孔（粗车、精车）、内外倒角；⑵调头，在同一台车床上加工整批工件的大端端面、大端外圆及倒角；⑶在立式钻床上利用分度夹具加工四个螺纹孔；⑷在外圆磨床上粗、精磨1206h外圆。试列出其工艺过程的组成，并确定各工序的定位基准，画出各工序的工序简图，用符号标明加工面，标明定位基准面，用数字注明所消除的不定度（自由度）数，其它用文字说明、工艺过程分析到工步。例题3.1图解：工序I车，（见例题3.1解答图a），一次安装，工步为：(1)车端面；(2)粗车外圆；(3)车台阶面；(4)车退刀槽；(5)粗车孔；(6)半精车外圆；(7)精车孔；(8)外圆倒角；(9)内圆倒角。工序Ⅱ车（见例题3.1解答图b），一次安装，工步为：(1)车端面；(2)车外圆；(3)车内孔；(4)倒角。工序Ⅲ钻（见例题3.1解答图c），一次安装，4个工位，工步为：(1)钻4个孔；(2)攻4个螺纹孔。工序Ⅳ磨（见例题3.1解答图d），一次安装，工步为：(1)粗磨外圆；(2)精磨外圆。2例题3.2指出例题3.2图零件结构工艺性不合理的地方，并提出改进建议。例题3.2图答：例题3.2图a底面较大，加工面积较大，加工量较大且不易保证加工质量，建议减少底面加工面的尺寸，如开一通槽。例题图3.2b中孔的位置距直壁的尺寸太小，钻孔时刀具无法切入，安装也不方便，故应该增大其距离。例3.6试拟定例题3.6图所示小轴的单件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。例题3.6图解：零件的机械加工工艺规程如例题3.6表a和b所示。例题3.6表a阶梯轴加工工艺过程（单件小批生产）工序工序内容所用设备1车一端端面，打中心孔调头车另一端面，打中心孔车床2车大端外圆及倒角调头车小端外圆及倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床例题3.6表b阶梯轴加工工艺过程（大批大量生产）工序工序内容所用设备1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床2车大端外圆及倒角车床3调头车小端外圆及倒角车床4铣键槽键槽铣床5去毛刺钳台从表中可看出，随零件生产类型的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。在例题表3.6a中，车完一个工件的大端外圆和倒角后，立即调头车小端外圆及倒角，这是一个工序。而在例题表3.6b中，是在车完一批工件的大端外圆和倒角后再调头车小端外圆和倒角，加工内容没有连续进行，故3是两个工序。另外，去毛刺的工作在单件小批生产中由铣工在加工后顺便进行。而在大批大量生产中，由于生产率较高，铣工忙于装卸工件及操作机床，因此，需另设一道工序来专门清除毛刺。例3.7试拟订例题3.7图所示零件加工的工艺路线。例题3.7图分析：该零件属于典型的轴类零件。零件使用性能没有提出特殊要求，材料为40Cr，且生产10件属于单件小批生产，故可以采用热扎圆钢下料；其中主要加工面有a286R0.4h、外圆，a256R0.4h、外圆，a327R1.6f、外圆，左端齿形面、8级精度、齿顶和分度圆表面粗糙度为aR3.2和aR1.6，根据加工精度和表面粗糙度选择即可；此外，各外圆对轴线有0.03mm的跳动要求，例题图3.7中已给出中心孔要求，加工中采用轴线作为定位基准，在一次安装中加工多个表面，此项要求很容易满足；大多数表面的热处理为调质处理，不需考虑热处理对加工顺序的影响，对于齿形有淬火要求，故齿形精加工宜选择磨削类方法。解：该零件的工艺路线如下：下料→车端面、钻顶尖孔→粗车→调质处理→半精车→滚齿→齿面淬火→配钻销孔→铣键槽→珩齿→粗磨286h、256h、327f外圆→精磨286h、256h外圆→检验→入库。常见错误解析：在做本题时，经常会将“车端面、钻顶尖孔”这一工序漏掉。主要原因在于对于安排加工顺序的原则理解不够，尤其是“基准先行”；实际上轴类零件加工中，“车端面、钻顶尖孔这一工序体现了“基准先行”和“先面后孔”两个原则。例3.8试拟订例题3.8图所示零件成批生产的工艺路线，并指出各工序的定位基准。4分析：该零件属于典型的盘类零件。零件使用性能没有提出特殊要求，材料为HTl50，属于成批生产，故毛坯采用铸造毛坯；其中主要加工面有a207R1.6H、孔，a3107R1.6H、孔，根据加工精度和表面粗糙度选择即可。中心轴线为设计基准，且a207R1.6H、孔精度较高，因此可以作为主要定位基准面。答：该零件的工艺安排如例题3.8表所示。例题3.8表零件成批生产的工艺路线工序工序内容定位基准1车端面、钻、扩、铰207H基准孔外圆、端面2车另一端面及外圆内孔和端面3插键槽内孔和端面4钻、扩、铰3107H孔内孔和端面5检验第一道工序采用外圆面作为定位基准，其他工序则均采用207H孔及一个端面作为定位基准。常见错误解析：在第一道工序时往往对于207H孔只进行钻削，然后即以其定位加工其他表面。主要原因是认为加工中一定要划分加工阶段。其实对于一个结构相对简单而且没有热处理要求的零件而言，加工阶段的划分是相对也是比较模糊的；比如在加工基准时，往往为了保证定位精度，基准面的精度一般要求较高，以保证加工质量，是不是就不满足划分加工阶段的原则了，其实不然。问题的出现仍然是因为没能很好地对所学知识融会贯通，缺少灵活运用的能力。例3.10例题3.10图a所示工件，成批生产时以端面B定位加工表面A，保证尺寸0.20010mm，试标注铣此缺口时的工序尺寸及公差。例题3.10图解：分析：表面A的位置尺寸是由C面标注的。表面C为表面A的设计基准。铣缺口的定位基准为B面，故设计基准与定位基准不重合，需进行工艺尺寸换算。工序尺寸应由B面标出。①确定封闭环。设计尺寸0.20010mm在铣缺口工序中间接得到，故为封闭环。②建立工艺尺寸链，并查找组成环和判别增、减环。建立工艺尺寸链图如例图3.10b)所示。其中，3L和2L为增环，1L为减环。③计算中间工序尺寸及偏差由竖式法(如例题3.10表)求解该尺寸链得：10.005.0340Lmm。环的名称基本尺寸上偏差下偏差L1(减环)-60+0.05-0.05L2(增环)30+0.050L3(增环)400.100.05L0100.205例题3.11在例题3.11图a中所示的偏心零件中，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5～0.8mm，零件上与此有关的加工过程如下：（1）精车A面，保证尺寸01.02.26mm；（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为H1；（3）精磨A面，保证尺寸0016.08.25mm；同时保证渗碳层深度达到规定的要求。试确定H1的尺寸及公差。解：根据工艺过程，可建立尺寸链如例题3.11图b所示。在尺寸链中，010.0513.1Rmm，020.00812.9Rmm，0.3000.5Hmm。其中0H为经过磨削加工后，零件上渗碳层的深度，是间接获得的尺寸，因而是尺寸链的封闭环。12HR、为增环，1R为减环。由竖式法（如例题3.11表）计算可得：0.2510.0080.7Hmm。环的名称基本尺寸上偏差下偏差R1(减环)-13.1+0.050R2(增环)12.90-0.008H1(增环)0.7+0.25+0.008H00.5+0.30例题3.12加工如例题3.12图所示轴套零件，其部分工序如下：工序5精车小端外圆、端面及肩面；工序10钻孔；工序15热处理；工序20磨孔及底面；工序25磨小端外圆及肩面。试求工序尺寸A、B及其极限偏差。6解：由轴套零件加工工序可知,设计尺寸0.3023mm和5.50.3mm是间接获得的尺寸为封闭环，分别以0.301023Lmm和025.50.3Lmm为封闭环建立工艺尺寸链如例题3.12解答图。(1)以0.301023L为封闭环建立尺寸链如例题3.12解答图a所示，1L、2L增环，B为减环。由竖式法(如例题3.12解答表a)计算可得：00.129Bmm。环的名称基本尺寸上偏差下偏差B(减环)-29+0.101L(增环)26+0.102L(增环)26+0.1001L23+0.30(2)以025.50.3L为封闭环建立尺寸链如例题解图3.12b）所示，A、3L、2L增环，B为减环。由竖式法(如例题3.12解答表b)计算可得：00.23.3Amm。环的名称基本尺寸上偏差下偏差B(减环)-29+0.10A3.30-0.23L(增环)5.2+0.1-0.12L(增环)26+0.1002L5.5+0.3-0.3故00.23.3Amm，00.129Bmm。3.8写出小批生产题3.8图所示螺钉零件的机械加工工艺过程(包括工序、安装、工步、走刀、工位)，工件的毛坯为圆棒料。工序安装工步走刀工位1车削1（三爪卡盘）(1)车端面A1(2)车外圆E1(3)车螺纹外径D3(4)车端面B1(5)倒角F(6)车螺纹6(7)切断12车削1（三爪卡盘）(1)车端面C1(2)倒棱G13铣削1（旋转夹具）(1)铣六方（复合工步）3373.9在小批生产条件下，加工一批直径为001.020mm，长度为50mm的光轴，材料为45钢，表面粗糙度为Ra0.2μm，试确定其加工方法。（提示：粗车－半精车－粗磨－精磨－研磨）3.10编写题3.10图所示的盘状零件在单件小批生产和中批生产时的工艺路线，工件材料为Q235。题3.10图（解：单件小批生产的工艺过程如题解3.10表a，中批生产的工艺过程如题解3.10表b。）题解3.10表a单件小批生产的工艺过程工序工序内容所用设备1车端面C及外圆φ200mm，镗孔074.0060mm，内孔倒角；调头，车端面A，内孔倒角，车φ96mm外圆，车端面B车床2插键槽插床3划线平台4钻孔、去毛刺钻床题解3.10表b中批生产的工艺过程工序工序内容所用设备1车端面C，镗孔074.0060mm，内孔倒角车床2车外圆φ200mm、φ96mm外圆、端面A、B，内孔倒角车床（胀力心轴）3拉键槽拉床4钻孔钻床（钻模）5去毛刺钳工台3.11试拟定题3.11图所示零件的机械加工工艺路线(包括工序名称、加工方法、定位基准)，已知该零件毛坯为铸件(孔未铸出)，成批生产。（答案：该零件的机械加工工艺路线如题解3.11表所示。）题3.11图题解表3.118工序号工序名称工序简图工序内容0铸铸—清砂—退火—检验1车三爪自定心卡盘夹持粗、精车A粗、精镗孔φ36mm，成倒角2铣铣大端面铣小端面3钻、扩、铰钻--扩--铰孔φ15mm，成4插插键槽10mm5钳去毛刺，倒棱边6检验按图样要求检验3.19题3.19图为在齿轮上加工内孔和键槽的有关尺寸，其加工顺序如下：（1）拉内孔至0.0251053.75Dmm；（2）拉键槽保证尺寸x，这时的工序尺寸只能从留有磨削余量的内孔下母线标注；（3）热处理（不考虑热处理后内孔的变形误差）；（4）磨内孔，保证设计尺寸0.03054Dmm，考虑到磨孔后的中心（磨孔时是以齿轮节圆来定位的）不可能与拉孔中心重合，设同轴度误差为0.03mm，即e=0±0.03mm。试求拉键槽的工序尺寸x。（答案：0.16058.52xmm。）题3.19图3.20一个零件如题3.20图a所示。设加工此零件端面的有关尺寸如题3.20图b、c所示，零件经过这些工序的加工后，轴向尺寸符合零件图的要求。试确定各工序的轴向尺寸H2、H3、H4。（答案：90.12014Hmm；030.230Hmm；0.240.322Hmm。）3.21题3.21图所示为某轴径衬套，内孔04.00145mm的表面需经渗氮处理，渗氮层深度要求为0.3~0.5mm（即单边为2.003.0mm，双边为4.006.0mm）。其加工顺序如下：工序1：初磨孔至04.0076.144mm，Ra0.8μm。工序2：渗氮，渗氮的深度为l。工序3：终磨孔至04.00145mm，Ra0.8μm。并保证渗氮深度为0.3～0.5mm，试求终