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打印制造工艺学

1、如图所示零件在加工过程中，要以底面定位，用调整法加工￠20孔，试写出封闭环并计算工序尺寸。

【答案】如右图，封闭环为L0，计算L2（2分）

L2基本尺寸：

由公式L0=L1-L2可得（2分）

L2=L1-L0=60-15=45

L2的下偏差：

由公式ES0＝ES1－EI2可得（3分）

EI2＝ES1－ES0=－0.1－0=-0.1

L2的上偏差：

由公式EI0＝EI1－ES2可得（3分）

ES2＝EI1－EI0＝－0.2－（-0.15）=-0.05

因此，L2为

。

2、如图所示零件在加工过程中，以右端面为定位基准加工内孔，图中25±0.05不便测量，用间接保证法加工，试计算加工工序尺寸。

【答案】如右图，封闭环为25±0.05，计算A2（2分）

A2基本尺寸：

由公式A0=A1-A2可得（2分）

A2=A1-A0=45-25=20

A2的下偏差：

由公式ES0＝ES1－EI2可得（3分）

EI2＝ES1－ES0=0.01－0.05=-0.04

A2的上偏差：

由公式EI0＝EI1－ES2可得（3分）

ES2＝EI1－EI0＝－0.07－（-0.05）=-0.02

因此，L2为

。

3、加工如图所示零件，以底面及止口定位，因为基准不重合，试计算加工工序尺寸及公差。

【答案】如右图，封闭环为L0，计算L2（2分）

L2基本尺寸：

由公式L0=L1-L2可得（2分）

L2=L1-L0=55-30=25

L2的下偏差：

由公式ES0＝ES1－EI2可得（3分）

EI2＝ES1－ES0=0－0.05=-0.05

L2的上偏差：

由公式EI0＝EI1－ES2可得（3分）

ES2＝EI1－EI0＝－0.05-（-0.02）=-0.03

因此，L2为

。

4、加工如图所示零件，以底面及止口定位，因为基准不重合，试计算加工工序尺寸及公差。

【答案】如右图，封闭环为L0，计算L2（2分）

L2基本尺寸：

由公式L0=L1-L2可得（2分）

L2=L1-L0=76-46=30

L2的下偏差：

由公式ES0＝ES1－EI2可得（3分）

EI2＝ES1－ES0=0－0.06=-0.06

L2的上偏差：

由公式EI0＝EI1－ES2可得（3分）

ES2＝EI1－EI0＝－0.07-（-0.06）=-0.01

因此，L2为

。

5、加工如图所示零件，以底面定位，因为基准不重合，试计算加工工序尺寸及公差。

【答案】如右图，封闭环为L0，计算L2（2分）

L2基本尺寸：

由公式L0=L1-L2可得（2分）

L2=L1-L0=76-45=31

L2的下偏差：

由公式ES0＝ES1－EI2可得（3分）

EI2＝ES1－ES0=0.02－0.01=0.01

L2的上偏差：

由公式EI0＝EI1－ES2可得（3分）

ES2＝EI1－EI0＝－0.01-（-0.03）=0.02

因此，L2为

。

6、如图所示套筒，以端面A定位加工缺口时，计算尺寸A3及其公差。

【答案】如右图，封闭环为A0（10），计算A3（2分）

A3基本尺寸：

由公式A0=A2+A3-A1可得（2分）

A3=A0+A1-A2=10+70-30=50

A3的上偏差：

由公式ES0＝ES2+ES3-EI1可得（3分）

ES3＝ES0+EI1-ES2=0.2+（-0.05）-0.05=0.1

A3的下偏差：

由公式EI0＝EI2+EI3-ES1可得（3分）

EI3＝EI0+ES1-EI2＝0+0.05-0=0.05

因此，A3为

。

封闭环的基本尺寸：

封闭环的基本尺寸等于组成环环尺寸的代数和。

封闭环的最大极限尺寸：

等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和。

封闭环的最小极限尺寸：

等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。

封闭环的上偏差：

等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和。

封闭环的下偏差：

等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。

封闭环的公差：

等于所有组成环公差之和。

7、如图所示零件在外圆、端面、内孔加工完成后，钻ф10孔，试计算以B面定位钻ф10孔的工序尺寸。

【答案】如右图，封闭环为A0（25），计算A3（2分）

A3基本尺寸：

由公式A0=A2+A3-A1可得（2分）

A3=A0+A1-A2=25+50-35=40

A3的上偏差：

由公式ES0＝ES2+ES3-EI1可得（3分）

ES3＝ES0+EI1-ES2=0.05+（-0.05）-0=0

A3的下偏差：

由公式EI0＝EI2+EI3-ES1可得（3分）

EI3＝EI0+ES1-EI2＝-0.15+0-（-0.05）=-0.1

因此，A3为

。

如图1所示，在工艺尺寸链简图中已知A1＝40±0.05mm，A2＝100±0.2mm，封闭环为A2。

试判断其增、减环，并求出A0的基本尺寸和其偏差。

解：

（1）从封闭环开始，按顺时针环绕尺寸链图，平行于各尺寸画出箭头，箭头方向与封闭环相反的为增环，箭头方向相同的为减环。

按照这一方法可判定A0是增环，A1是减环。

（2）根据式

可得

则

根据式

计算A0的上偏差

可得

则

根据式

计算A0的下偏差

可得

则

1\请将下图典型零件线切割3B加工程序补充完整。

N1:

B5000B0B（5000）（GX）L3;-340.091,-501.543

N2:

B40000B0B（40000）（GX）L3;-380.091,-501.543

N3:

B0B10000B（10000）（GY）L2;-380.091,-491.543

N4:

B30000B0B（30000）（GX）L1;-350.091,-491.543

N5:

B0B20000B（20000）（GY）L2;-350.091,-471.543

N6:

B30000B0B（30000）（GX）L3;-380.091,-471.543

N7:

B0B10000B（10000）（GY）L2;-380.091,-461.543

N8:

B40000B0B（40000）（GX）L1;-340.091,-461.543

N9:

B0B40000B（40000）（GY）L4;-340.091,-501.543

N10:

B5000B0B（5000）（GX）L1;-335.091,-501.543

N11:

DD

2、请将下图典型零件线切割3B加工程序补充完整。

（20分）

N1:

B0B5000B（5000）（GY）L2;

N2:

B0B40000B（40000）（GY）L2;

N3:

B35000B0B（35000）（GX）L3;

N4:

B0B20000B（40000）（GX）NR2;

N5:

B35000B0B（35000）（GX）L1;

N6:

B0B5000B（5000）（GY）L4;

N7:

DD

3、请将下图典型零件线切割3B加工程序补充完整。

（20分）

N1:

B0B5000B（5000）（GY）L2;

N2:

B0B40000B（40000）（GY）L2;

N3:

B25000B25000B（25000）（GY）L1;

N4:

B25000B0B（25000）（GX）L1;

N5:

B15000B30000B（30000）（GY）L4;

N6:

B0B35000B（35000）（GY）L4;

N7:

B65000B0B（65000）（GX）L3;

N8:

B0B5000B（5000）（GY）L4;

N9:

DD

4、请将下图典型零件线切割3B加工程序补充完整。

N1:

B200B0B（200）（GX）L1;

N2:

B1200B0B（1200）（GX）L1;

N3:

B0B400B（400）（GY）L2;

N4:

B0B600B（600）（GY）SR3;

N5:

B1176B576B（1176）（GX）L2;

N6:

B0B1000B（1000）（GY）L4;

N7:

B200B0B（200）（GX）L3;

N8:

DD

编制如图所示凸模线切割程序，采用3B代码编程，切割起点为O，引入段长度OA=5mm，加工顺序O→A→B→C→D→A→O，选用钼丝直径为φ0.12mm，单边放电间隙δ=0.01mm（尖角处不需加过渡圆弧）

图23B格式

（1）如图所示，以O点为坐标原点建立坐标系

（2）确定补偿距离。

ΔR=r+δ=0.06mm+0.01mm=0.07mm

（3）确定各交点坐标。

作辅助线CE、CF如图所示。

其中，CE=30mm，CF=50mm，则在直角三角形CEF中，EF=40mm。

各交点坐标如下：

A（4.93，0），B（45，0），C（55.，90）D（-5，90）

E（25，90）F（25，50）

（4）选择切割起点及切割顺序。

切割起点为O点。

切割顺序为：

O→A→B→C→D→A→O

（5）编写程序

序号

B

X

B

Y

B

J

G

Z

备注

1

B

4930

B

B

4930

GX

L1

切入

2

B

40000

B

B

40000

GX

L1

3

B

10000

B

90000

B

90000

GY

L1

4

B

30000

B

40000

B

60000

GX

NR1

5

B

10000

B

90000

B

90000

GY

L4

6

B

4930

B

0

B

4930

GX

L3

退出

7

D

停机

某一轴类零件在车床上的装夹如图1（a）所示。

图中：

前顶尖为固定顶尖，后顶尖为活动顶尖。

问：

零件加工后出现如图1（b）所示的形状误差，试分析造成该形状误差的可能原因是什么？

答：

加工轴时出现如图示“鼓形”系由轴的刚性差（细长轴）所致。

在切削力作用下，工件的变形大大超过机床，夹具和刀具的变形量，工艺系统的变形完全取决于工件的变形。

某一轴类零件在车床上的装夹如图1（a）所示图中：

前顶尖为固定顶尖，后顶尖为活动顶尖。

问：

零件加工后出现如图1（b）所示的形状误差，试分析造成该形状误差的可能原因是什么？

答：

加工轴时出现如图示“鞍形”此形态为加工粗短轴时机床头架顶尖，尾座顶尖的受力变形所至。

已知某光轴（图2）的外圆加工工序如下：

Ⅰ粗车外圆至Φ

。

Ⅱ半精车外圆至Φ

。

Ⅲ淬火。

Ⅳ磨外圆至Φ

。

（1）试分别确定半精车工序和磨削工序的工序余量（公称余量）。

（2）磨削工序的最大及最小磨削余量分别是多少？

合适吗？

答：

（1）根据对于被包容面（轴加工）公称余量公式

Z=上道工序基本尺寸-本道工序基本尺寸

半精车公称余量=55-51=4磨削公称余量=51-50=1

（2）磨削工序的最小余量

Z=Zmin+TaZmin=Z-TaTa（上道工序的公差）=0.045Zmin=1-0.045=0.955

磨削工序的最大余量

Zmax=Zmin+Ta+TbTb（本道工序的公差）=0.025=0.955+0.045+0.025=1.025工序余量大了不合适

试分析图3所示零件的结构工艺性，分别指出图3（a）、3（b）的不合理的地方，并加以改正。

答：

a孔离凸台距离太近不便钻孔改进：

将孔中心至凸台的距离改为大于钻夹头的半径距离。

b键槽的方向不一致会增加校正，装夹时间。

改进：

将键槽改为同一方向

某套类零件如图2所示，图中L1、L2、L3为其轴向设计尺寸。

试指出面C的设计基准是哪一个面？

如果加工面C，你认为其定位基准选择哪一个面比较合适？

为什么？

答：

C面的设计基准为B面。

加工C面应以B面为定位基准比较适合。

因为选择设计基准B面为定位基准，实现设计基准与工艺基准重合，符合基准重合原则，从而消除定位误差。

试分析图4所示零件的结构工艺性，分别指出图4（a）、图4（b）的不合理的地方，并加以改正。

答：

图4a盲孔的底部，以及大孔到小孔的过渡，应尽量采用钻头形成的锥面改进：

略图4b同心齿轮轴的大，小齿轮间应设置退刀槽改进：

略

在镗床上镗削某主轴箱孔（参见图1）。

镗孔分半精镗和精镗两个工序。

已知半精镗工序的基本尺寸D1=Φ179.4，能达到9级精度（IT9），公差

；精镗工序的基本尺寸为D2，精镗公称余量Z2=0.6，能达到6级精度（IT6），公差

，

（1）按“入体原则”分别确定该主轴箱孔的半精镗和精镗工序的尺寸及偏差。

（2）试确定精镗工序的最大余量和最小余量是多少？

答：

首先计算精镗基本尺寸。

对于包容面（孔）公称余量Z=本道工序基本尺寸-上道工序基本尺寸。

已知：

精镗公称余量Z2=0.6上道工序基本尺寸D1=Φ179.4则：

精镗基本尺寸（本道工序基本尺寸）=Z+上道工序基本尺寸=0.6+179.4=180

（1）按“入体原则”该主轴箱孔的半精镗和精镗工序的尺寸及偏差分别是：

半精镗工序的尺寸及偏差是Φ179.4+0.10

精镗工序的尺寸及偏差是Φ180+0.04

（2）确定精镗工序的最大余量和最小余量

根据Z=Zmin+Ta（上道工序公差）已知Z=0.6Ta=0.1

则精镗工序的最小余量为:

Zmin=Z-Ta=0.6-0.1=0.5

根据Zmax=Z+Tb（本道工序公差）已知Z=0.6Tb=0.04

则精镗工序的最大余量为:

Zmax=Z+Tb=0.6+0.04=0.64。

如图所示，试述塑料模大型芯的固定方式装配顺序。

答：

（1）在加工好的型芯上压入实心的定位销套。

（2）根据性芯在固定板上的位置要求将定位块用平行夹头夹紧在固定板上。

（3）在型芯螺孔口部抹红粉，把型芯和固定板合拢，将螺钉孔位置复印到固定板上取下型芯，在固定板上钻螺钉过孔及沉孔；用螺钉将型芯初步固定。

（4）通过导柱导套将卸料板、型芯和支承板装合在一起，将型芯调整到正确位置后拧紧固定螺钉。

（5）在固定板的背面划出销孔位置线。

钻、铰销孔，打入销孔。

如图所示是装配后在型芯端面与加料室底平面间出现了间隙，可采用那些方法进行消除？

答：

1）修磨固定板平面A修磨时，磨去的金属层厚度等于间隙值Δ。

2）修磨型腔上平面B修磨时，磨去的金属层厚度等于间隙值Δ。

3）修磨型芯（或固定板）台肩C采用这种修磨法应在型芯装配合格后再将支承面D磨平。

根据凸模零件图，编制零件机加加工工艺路线，填入表内。

凸模的工艺路线

工序号

工序名称

工序内容

1

备料

按尺寸为：

90mm×60mm×70mm将毛坯锻成矩形

2

热处理

退火

3

粗加工毛坯

铣（刨）六面保证尺寸

4

磨平面

磨两大平面及相邻的侧面保证垂直

5

钳工划线

划刃口轮廓线及螺孔线

6

刨型面

按线刨刃口型面留单边加工余量0.3mm

7

钳工修正

保证表面平整，余量均匀，加工螺孔

8

热处理

按热处理工艺保证58~62HRC

9

磨端面

磨两端面保证与型面垂直

10

磨型面

成形磨刃口型面达设计要求

根据凹模零件图，编制零件机加加工工艺路线，填入表内。

凹模的工艺路线

工序号

工序名称

工序内容

1

备料

将毛坯锻成平行六面体。

2

热处理

退火

3

铣（刨）平面

铣（刨）各平面，厚度留磨削余量0.6mm，侧面留磨削余量0.4mm

4

磨平面

磨上下平面，留磨削余量0.3~0.4mm磨相邻两侧面保证垂直

5

钳工划线

划出对称中心线，固定孔及销孔线

6

型孔粗加工

在仿铣床上加工型孔，留单边加工余量0.15mm及销孔

7

加工余孔

加工固定孔及销孔

8

热处理

按热处理工艺保证60~64HRC

9

磨平面

磨上下面及其基准面达要求

10

型孔精加工

在坐标磨床上磨型孔，留研磨余量0.01mm

11

研磨型孔

钳工研磨型孔达规定技术要求

根据导套零件图，编制零件机加加工工艺路线，填入表内。

导套的加工工艺路线

工序号

工序名称

工序内容

1

下料

按尺寸￠52mm×115mm切断

2

车外圆及内孔

车端面保证长度113mm；钻￠32mm孔至￠30mm；车￠45mm外圆至￠45.4mm；倒角；车3×1退刀槽至尺寸；镗￠32mm孔至￠31.6mm；镗油槽；镗￠32mm孔至尺寸；倒角；

3

车外缘

倒角

车￠48mm的外圆至尺寸；车端面保证长度110mm；倒内外圆角；

4

检验

5

热处理

按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，硬度58~62HRC

6

磨内外圆

磨45mm外圆达图样要求

磨32mm内孔，留研磨量0.01mm

7

研磨内孔

研磨￠32mm孔达图样要求

研磨圆弧

8

检验

根据浇口套零件图，编制零件机加加工工艺路线，填入表内。

加工浇口套的工艺路线

工序号

工序名称

工艺说明

1

备料

按零件结构及尺寸大小选用热轧圆钢或锻件作毛坯

保证直径和长度方向上有足够的加工余量

若浇口套凸肩部分长度不能可靠夹持，应将毛坯长度适当加长

2

车削加工

车外圆d及端面留磨削余量；车退刀槽达设计要求；钻孔；加工锥孔达设计要求；调头车D1外圆达设计要求；车外圆D留磨量；车端面保证尺寸Lb；车球面凹坑达设计要求

3

检验

4

热处理

5

磨削加工

以锥孔定位磨外圆d及D达设计要求

6

检验

根据上模座零件图，编制零件机加加工工艺路线，填入表内。

加工上模座的工艺路线

工序号

工序名称

工序内容及要求

1

备料

铸造毛坯

2

刨（铣）平面

刨（铣）上、下平面，保证尺寸50.8mm

3

磨平面

磨上、下平面达尺寸50mm；保证平面度要求

4

划线

划前部及导套安装孔线

5

铣前部

按线铣前部

6

钻孔

按线钻导套安装孔至尺寸Φ43mm

7

镗孔

和下模座重叠镗孔达尺寸Φ45H7，保证垂直度

8

铣槽

铣R2.5mm圆弧槽

9

检验

1、若CA6140车床导轨在水平面内有直线度误差，那么，在车削工件外圆柱表面时有何影响？

为什么？

答：

机床导轨在水平面内直线度误差会造成工件的圆柱度误差。

因为：

在车削圆柱表面时，误差的敏感方向在水平方向上，如果床身导轨在水平面内存在导向误差Δ，引起工件在半径上的误差。

2、试述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响？

试述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响？

答：

（1）对零件耐磨性的影响。

当两个零件表面相互接触并相对运动时，只能是两轮廓的峰点接触，这样接触点处将产生很大的压强，破坏两表面的润滑状态,使零件表面磨损加剧（注意：

并不是粗糙度越小越好）。

（2）对零件疲劳强度的影响。

表面粗糙度越大，就越易引起应力集中，产生疲劳裂纹，引起疲劳破坏，因此减少表面粗糙度可提高疲劳强度。

（3）对配合精度的影响。

表面粗糙度过大，磨损量大，因而增大了配合间隙，改变了配合性质，降低了配合精度。

（4）对零件耐腐蚀性的影响。

表面粗糙度越大，越易沉积腐蚀性介质而产生化学腐蚀和电化学腐蚀，所以零件的耐腐蚀性就越差。

3、什么是零件的表面质量？

零件的表面质量包含哪些内容？

答：

是指工件经切削加工后，已加工表面在一定深度内出现的金属的物理力学性能的变化状况，表面的微观几何形状误差和表面波度。

包括：

表面粗糙度，表面波度，表面层的物理力学性能。

4、轴类，杆类零件加工中，常以中心孔为定位基准，试分析其定位原理及其特点？

答：

定位原理：

轴，杆类零件的径向设计基准为轴心线。

轴，杆类毛坯的两端中心孔对应毛坯的回转中心，加工时以中心孔定为使工艺基准与设计基准重合可消除定位误差。

即基准重合原则。

特点：

①增加轴的刚性。

②轴的加工一般有几道工序（如车，磨等）为了减少工序间的定位误差，在各工序中采用同一基准（中心孔）即基准统一原则。

5、简介铍铜合金模具特点。

答：

（1）导热性好，

（2）可缩短模具制造时间，（3）热处理后强度均匀；（4）耐腐蚀，（5）铸造性好，可铸成复杂形状的模具，（6）模型精度要求高，（7）材料价格高，（8）需要用压力铸造技术。

6、弯曲模试模时出现制件的弯曲角度不够的缺陷，找出其产生的原因以及调整方法。

答：

产生的原因：

（1）凸、凹模的弯曲回弹角制造过小。

（2）凸模进入凹模的深度太浅。

（3）凸、凹模之间的间隙过大。

（4）校正弯曲的实际单位校正力太小。

调整方法：

（1）修正凸、凹模，使弯曲角度达到要求。

（2）加深凹模深度，增大制件的有效变形区域。

（3）按实际情况采取措施，减小凸、凹模配合间隙。

（4）增大校正力或修正凸、凹模形状，使校正力集中在变形部位。

7、冷挤压时是否需要使用润滑剂？

为什么？

答：

冷挤压时需要使用润滑剂。

因为在冷挤压过程中，工艺凸模与坯料通常要承受2000~3500Mpa的单位压力。

为了提高型腔的表面质量和便于脱模，以及减小工艺凸模和模坯之间的摩擦力，从而减少工艺凸模破坏的可能性，应当在凸模与坯料之间施以必要的润滑。

8、在模具装配中，常采用修配装配法和调整装配法，比较其两者的异同点。

答：

两者的共同点是能用精度较低的组成零件，达到较高的装配精度。

不同之处是调整装配法是用更换调整零件或改变调整件位置的方法达到装配精度；而修配装配法是从修配件上切除一定的修配余量达到装配精度。

9、冲裁模试模时出现凸、凹模刃口相碰的缺陷，找出其产生的原因以及调整方法。

答：

产生的原因：

（1）上模座、下模座、固定板、凹模、垫板等零件安装面不平行。

（2）凸、凹模错位。

（3）凸模、导柱等零件安装不垂直。

（4）导柱与导套配合间隙过大使导向不准。

（5）卸料板的孔位不正确或歪斜，使冲孔凸模位移。

调整方法：

（1）修整有关零件、重装上模或下模。

（2）重新安装凸、凹模，使之对正。

（3）重装凸模或导柱。

（4）更换凸模或导套。

（5）修理或更换卸料板。

10、拉深模试模时出现制件起皱

的缺陷，找出其产生的原因以及调整方法。

答：

产生的原因：

（1）压边力太小或不均。

（2）凸、凹模间隙太大。

（3）凹模圆角半径太大。

（4）板料太薄或塑性差。

调整方法：

（1）增加压边力或调整顶件杆长度、弹簧位置。

（2）减小拉深间隙。

（3）减小凹模圆角半径。

（4）更换材料。

11、冲裁模装配的主要技术要求是什么？

答：

（1）装配好的冲模，其闭合高度应符合设计要求。

（2）模柄（活动模柄除外）装入上模座后，其轴心线对上模座上平面应垂直度。

（3）导柱和导套装配后，其轴心线应分别垂直于下模座的底平面和上模座的上平面。

（4）上模座的上平面应和下模座的底