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机械制造工艺学 机械制造工艺学习题课 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35mm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35mm125; (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30mm外圆及 20mm外圆(第一刀车至24mm,第二刀车至 20mm),车螺纹,倒角; (4)在车床上车18mm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。 机械制造工艺学 全部 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35mm125 20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30mm ; 2.车外圆 20mm (走刀1.24mm;走 刀2. 20mm);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32H7,20H7 ,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) 机械制造工艺学 D)解: 主要表面: 25+0.020,粗糙度 3.2;侧平面,粗糙 度6.3; 粗基准:82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 机械制造工艺学 E)解: 主要表面:500.0270,法兰平面,粗糙度均为3.2; 粗基准:80,上平面,法兰左平面(内侧); 精基准:50孔,加工过的上平面和法兰平面; e ) 轴承座 (毛坯为铸件) 机械制造工艺学 16.图1-4所示零件的A、B、C面,10H7及30H7孔均已 加工过,试分析加工12H7孔时,选用哪些表面定位最 合理?为什么? 答:选用A表面, 10H7,30H7孔 定位最合理 基准重合 且30圆柱销 ,10菱形销 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: Zimin=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) Zimax=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) Zi=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) Tzi=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) 机械制造工艺学 内表面(孔)的最小、最大公称余量的计算公式: Zi=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 Zimax=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 Zimin=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 Tzi=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32-284, h13 :0.28;由机械加工工艺 手册:毛坯直径:l/ d80/284, 所以d毛32; 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)28280-0.013 精车0.9h8(0-0.039)28+0.3=28.328.30-0.039 粗车4-1.22.8h13(0-0.28)28.3+0.9=29.229.20-0.28 毛坯取+-229.2+2.8=3232+-2 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500.0250mm孔的各工序尺寸及公差 。 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50-0.449.6 D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)5050+0.025 精镗1.6H10(0.1000)50-0.449.649.6+0.1 粗镗3 H13(0.340)49.6-1.64848+0.34 毛坯+-248-3=4545+-2 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:150-10050 故:调整尺寸X为50-0.05 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:(150)0.05,(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:A140-832 00.08-b b0.08 -0.20-a a0.2 故:尺寸A1为32+0.2.+0.08 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. L 封闭环:1000.2;增环L,80-0.08; 减环:2800.15 计算得: 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
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