第3章机械加工工艺路线期末考试试题.docx

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第3章机械加工工艺路线期末考试试题

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。

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；其中主要加工面有外圆，外圆，外圆，左端齿形面、8级精度、齿顶和分度圆表面粗糙度为和，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、、外圆→精磨、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。

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；其中主要加工面有孔，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，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，和为增环，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：

mm。

环的名称

基本尺寸

上偏差

下偏差

L1（减环）

-60

+0.05

-0.05

L2（增环）

30

+0.05

0

L3（增环）

40

0.10

0.05

L0

10

0.2

0

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mm；

（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为H1；（3）精磨A面，保证尺寸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，mm，mm，mm。

其中为经过磨削加工后，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。

为增环，为减环。

由竖式法（如例题3.11表）计算可得：

mm。

环的名称

基本尺寸

上偏差

下偏差

R1（减环）

-13.1

+0.05

0

R2（增环）

12.9

0

-0.008

H1（增环）

0.7

+0.25

+0.008

H0

0.5

+0.3

0

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。

解：

由轴套零件加工工序可知,设计尺寸mm和mm是间接获得的尺寸为封闭环，分别以mm和mm为封闭环建立工艺尺寸链如例题3.12解答图。

（1）以为封闭环建立尺寸链如例题3.12解答图a所示，、增环，为减环。

由竖式法（如例题3.12解答表a）计算可得：

mm。

环的名称

基本尺寸

上偏差

下偏差

（减环）

-29

+0.1

0

（增环）

26

+0.1

0

（增环）

26

+0.1

0

23

+0.3

0

（2）以为封闭环建立尺寸链如例题解图3.12b）所示，A、、增环，为减环。

由竖式法（如例题3.12解答表b）计算可得：

mm。

环的名称

基本尺寸

上偏差

下偏差

（减环）

-29

+0.1

0

3.3

0

-0.2

（增环）

5.2

+0.1

-0.1

（增环）

26

+0.1

0

5.5

+0.3

-0.3

故mm，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A

1

（2）车外圆E

1

（3）车螺纹外径D

3

（4）车端面B

1

（5）倒角F

（6）车螺纹

6

（7）切断

1

2

车削

1

（三爪卡盘）

（1）车端面C

1

（2）倒棱G

1

3

铣削

1

（旋转夹具）

（1）铣六方（复合工步）

3

3

3.9在小批生产条件下，加工一批直径为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3.11

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10mm

5

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mm；

（2）拉键槽保证尺寸，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