机制工艺作业习题.doc

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机械加工工艺规程设计

作业题:
l-10 根据六点定位原理分析图1–92各图的定位方案并判断各定位元件分别限制了哪些自由度?

1-18 图1-96所示小轴系大量生产, 毛坯为热轧棒料, 经过粗车、 精车、 淬火、 粗磨、 精磨后达到图纸要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表1-27。毛坯的尺寸公差为±1.5mm。试计算各工序尺寸, 标注工序尺寸公差, 计算精磨工序的最大余量和最小余量。

1-20在图1-97所示工件中, 不便直接测量, 试重新给出测量尺寸, 并标注该测量尺寸的公差。

l-21 某齿轮零件, 其轴向设计尺寸如图1-99所示, 试根据下述工艺方案标注各工序尺寸的公差:
1.车端面l和端面4;
2.以端面l为轴向定位基准车端面3; 直接测量端面4和端面3之间的距离;
3.以端面4为轴向定位基准车端面2, 直接测量端画l和端面2之间的距离(提示: 属公差分配问题)。

1-23 图1-100所示小轴的部分工艺过程为: 车外圆至φ30.5-0.1mm, 铣键槽深度为H+TH, 热处理, 磨外圆至。设磨后外圆与车后外圆的同度公差为φ0.05mm, 求保证键槽深度为4+0.2mm的铣槽深度H+TH。

讨论题:
1-5某机床厂年产CA6140车床 台, 已知机床主轴的备品率为14％, 机械加工[废品率为4％, 试计算机床主轴的年生产纲领并说明属于何种生产类型, 工艺过程有何特点? 若一年工作日为282天, 试计算每月(按26天计算)的生产批量。
1-6 试分析图1-90所示零件有哪些结构工艺性问题并提出正确的改进意见。

l-9 在图l-91中, 注有加工符号的表面为待加工表面, 试分别确定应限制的自由度。

l-12 图1-93为车床主箱体的一个视图, 图中Ⅰ孔为主轴孔, 是重要孔, 加工时希望加工余量均匀。试选择加工主轴孔的粗、 精基准。
l-13 试分别选择图1-94所示各图的粗、 精基准(其中图a为齿轮零件简图, 毛坯为模锻件; 图b为液压缸体零件简图, 毛坯为铸件; 图c为飞轮, 毛坯为铸件)。

l-15在大批量生产条件下, 加工一批直径为φ2-0.008mm, 长度为58mm的光轴, 其表面粗糙度Ra＜0.16μm, 材料为45钢, 试安排其加工路线。
1-16 图1-95所示箱体零件, 有两种加工工艺安排如下:
1)在加工中心上加工: 底面、 粗、 精铣顶面; , 粗、 精铣两端面。
2)在流水线上加工: 粗刨、 半精刨底面, 留精刨余量; 粗、 精铣两端面, 粗镗、 半精镗φ80H7孔和φ60H7孔, 留精镗余量; 粗刨、 半精刨、 精刨顶面; 精镗声φ80H7孔和φ60H7孔; 精刨底面。
试分别分析上述两种工艺安排有无问题．若有问题请提出改进意见。

思考题:
1-1 什么是机械加工工艺过程、 工艺规程? 工艺规程在生产中起何作用?
1-2 什么是工序、 安装、 工位、 工步和走刀?
1-3 机械加工工艺过程卡、 工艺卡和工序卡的主要区别是什么? 简述它们的应用场合。
1-4 简述机械加工艺规程的设计原则, 步骤和内容。
l-7 工件装夹的含义是什么? 在机械加工中有哪几种装夹工件的方法? 简述每种装夹方法的特点和应用场合。
l-8 何谓六点定位原理? 何谓”欠定位”? 何谓”过定位”? 举例说明之。
1-l1何谓基准? 基准分哪几种? 各种基准之间有何关系?
l-14何谓加工经济精度? 选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些?
l-24一批小轴其部分工艺过程为: 车外圆至φ20.6-0.04mm, 渗碳淬火, 磨外圆至φ20-0.02mm。试计算保证淬火层深度为0.7～1.0mm的渗碳工序渗入深度t。
1-26何谓劳动生产率? 提高机械加工劳动生产率的工艺措施有哪些?
l-27何谓时间定额? 何谓单件时间? 如何计算单件时间?
1-28何谓生产成本与工艺成本? 两者有何区别? 比较不同工艺方案的经济性时, 需要考虑哪些因素?

机床夹具设计原理
作业题:
2-3 在图2-96a所示套简零件上铣键槽, 要求保证尺寸φ54-0.14mm, 及对称度。现有三种定位方案, 分别如图 b、 c、 d所示。计算三种不同定位方案的定位误差, 并从中选择最优方案( 已知内孔与外圆的同轴度误差不大于0.02mm)
2-6 图2-99所示工件, 用一面两孔定位加工A面, 要求保证尺寸18±0.05 mm。若两销直径为, 两销中心距为80±0.02mm。试分析该设计能否满足要求(要求工件安装无干涉现象, 且定位误差不大于加工尺寸公差的二分之一)? 若满足不了, 提出改进办法。

讨论题与思考题:
2-1分析图2-94所列定位方案: ①指出各定位元件所限制的自由度; ②匀判断有无久定位或过定位; ③对不合理的定位方案捉出改进意见。
图a) 过三通管中心o打一孔, 使孔轴线与管轴线ox、 oz垂直相交;
图b) 车外圆, 保证外圆与内孔同轴;
图c) 车阶梯轴外圆;
图d) 在圆盘零件上钻孔, 保证孔与外圆同轴;
图e) 钻铰连杆零件小头孔, 保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔的平行度。
2-2 分析图2-95所列加工中零件必须限制的自由度, 选择定位甚准和定位元件, 并在图中示意画出; 确定夹紧力作用点的位置和作用方向, 并用规定的符号在图中标出。
图a) 过球心打一孔;
图b) 加工齿轮坏两端面, 要求保证尺寸A及两端面与内孔的垂直度;
图c) 在小轴上铣槽, 保旺尺寸H和L
图d) 过轴心打通孔, 保旺尺寸L
图e) 在支座零件上加工两通孔, 保证尺寸A和H。

2-5 图2-98所示零件, 锥孔和各平面均已加工好, 现在铣床上铣键宽为b-△b的键槽, 要求保证槽的对称线与锥孔轴线相交, 且与A面平行, 还要求保证尺寸h-△h。图示定位方案是否合理? 如不合理, 应如何改进?
2-7 指出图2-100所示各定位、 夹紧方案及结构设计中不正确的地方, 并提出改进意见。

2-10图2-103所示钻模用于加工图a所示工件的两孔, 试指出该钻模设计不当之处。

机械加工精度
作业题:
3-1设已知一工艺系统的误差复映系数为0．25, 工件在本工序前有圆度误差0．45mm, 若本工序形状精度规定允差0．0lmm, 试问至少要走刀几次方能使形状精度合格?
3-2在车床上加工丝杠, 工件总长为2650mm, 螺纹部分的长度L=200mm, 工件材料和母丝杠材料都是45钢, 加工时室温为20℃, 加工后工件温度升至45℃, 母丝杠温升至30℃。试求工件全长上由于热变形引起的螺距累积误差。
讨论题:
3-1试分析在卧式车床上加工时, 产生下述误差的原因:
1) 在卧式车床上镗孔时, 引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差。
2) 在卧式车床(用三爪自定心卡盘)上镗孔时, 引起内孔与外圆同轴度误差、 端面与外圆的垂直度误差的原因。
3-2在车床上加工一批光轴的外圆, 加工后经度量, 若整批工件发现有如下图所示的几何形 状误差, 试分别说明可能产生上述误差的各种因素。

3-3 试说明磨削外圆时, 采用死顶尖磨削的目的是什么? 哪些因素引起外圆的圆度和锥度误差
3-4 在车床或磨床上加工相同尺寸及相同精度的内外圆柱表面时, 加工内孔表面的走刀次数往往多于外圆面, 试分析其原因。
3-5 磨削外圆表面时, 如果同时提高工件和砂轮的速度, 为什么能够减轻烧伤且又不会增大表面粗糙度?
思考题:
3-3什么是原始误差? 影响机械加工精度的原始误差有哪些?
3-4什么是加工原理误差? 是否允许存在加工原理误差?
3-5什么是主轴回转误差, 机床主轴回转误差对零件加工精度有何影响?
3-6影响机床主轴回转误差的因素有哪些?
3-7在车削前, 工人在刀架上装上镗刀修整三爪自定心卡盘3个卡爪的工作面或花盘的端面, 其目的是什么? 能否提高土轴的回转精度(径向圆跳动和轴向窜动)?
3-8什么是误差敏感方向?
3-9为什么要求车床床身导轨在水平面内的直线度误差小于垂直面内的直线度误差? 而对于平面磨床的床身导轨要求则相反?
3-10 影响机床部件刚度的因素有哪些? 为什么机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小?
3-11如何减小工艺系统受力变形对加工精度的影响?
3-12什么是误差复映现象? 误差复映系数的含义是什么? 减少误差复映有哪些工艺措施?
3-13机床和刀具的热变形有何特点? 如何减少工艺系统热变形对加工精度的影响?
3-14什么是系统误差? 什么是随机误差?
3-15分布曲线图有什么功用? 图有什么功用?

机械加工表面质量
作业题:
4-1高速精镗45钢工件的内孔时, 采用主偏角kr=75°、 副偏角k'r=15°的锋利尖刀, 当加工表面粗糙度要求Rx=3.2～6.3mm时, 问:
1) 在不考虑工件材料塑性变形对表面粗糙度影响的条件下, 进给量应选择多大合适?
2) 分析实际加工表面粗糙度与计算值是否相同, 为什么?
3) 进给量f越小, 表面粗糙度值是否越小?
讨论与思考题:
4-1机械加工质量包括哪些内容?
4-2零件加工表面质量对机器的使用性能有哪些影响?
4-3影响切削加工表面粗糙度的因素有哪些? 如何减小加工表面粗糙度?
4-4机械加工中的振动有哪几类? 对机械加工有何影响?
4-5什么是机械加工的强迫振动? 机械加工中的强迫振动有什么特点? 如何消除和控制机械加工中的强迫振动?
4-6何谓机械加工中的自激振动? 自激振动有什么特点? 控制自激振动的措施有哪些?
4-7为什么切削加工中一般都会产生冷作硬化现象?
4-8机械加工中, 为什么工件表面层金属会产生残余应力? 磨削加工工件表面层产生残余应力的原因与切削加工产生残余应力的原因是否相同? 为什么?
4-9为什么切削加工中一般都会产生冷作硬化现象?
4-10机械加工中, 为什么工件表面层金属会产生残余应力? 磨削加工工件表面层产生残余应力的原因与切削加工产生残余应力的原因是否相同? 为什么?
机器装配工艺过程设计
作业题:
5-1如下图所示某机床主轴部件, 装配后要求轴向间隙。已知Al=32.5mm, A2=35mm, A3=2.5mm, 试计算组成零件的上、 下偏差。当时, 在不同生产类型下, 采用何种装配方法比较合理? 试分别确定各组成环的上、 下偏差。

思考题:
5-1机器装配生产类型有哪些? 其分别具有哪些工作特点?
5-2装配精度包括哪些内容? 装配精度与零件的加工精度有何区别和联系?
7-3什么是装配尺寸链? 装配尺寸链封闭环是如何确定的? 建立装配尺寸链应注意哪些原则?
5-4保证装配精度的方法有哪几种? 各适用于什么场合?
5-5制定装配工艺规程的原则和内容包括哪些?
5-6机器装配的组织形式有哪些?
5-7什么是装配单元系统图? 什么是装配工艺系统图?
5-8装配工艺过程是由哪些单元组成? 划分工序的内容包括哪些内容?
5-9什么是装配自动化? 如何实现装配自动化?