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。

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。

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a 286R 0.4h φ、外圆，a 256R 0.4h φ、外圆，a 327R 1.6f φ、外圆，左端齿形面、8级精度、齿顶和分度圆表面粗糙度为a R 3.2和a R 1.6，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 φ、256h φ、327f φ外圆→精磨286h φ、256h φ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a 207R 1.6H φ、孔，a 3107R 1.6H φ-、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a 207R 1.6H φ、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。

工序 工序内容 定位基准 1 车端面、钻、扩、铰207H φ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 φ-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φ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 φ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0.2010mm φ+，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0.2010mm φ+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3.10 b)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++=L mm 。

环的名称基本尺寸 上偏差 下偏差 L 1 (减环) -60 +0.05 -0.05 L 2 (增环) 30 +0.05 0 L 3 (增环) 40 0.10 0.05L 010 0.2 0，零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-φmm ；（2）渗碳处理，控制渗碳层深度为H 1；（3）精磨A 面，保证尺寸0016.08.25-φmm ；同时保证渗碳层深度达到规定的要求。

试确定H 1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。

12H R 、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 R 1(减环) -13.1 +0.05 0 R 2(增环) 12.9 0 -0.008 H 1(增环)0.7 +0.25 +0.008 H 00.5 +0.3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+0.1 0 1L (增环) 26 +0.1 0 2L (增环)26 +0.1 0 01L23+0.3(2) 以02为封闭环建立尺寸链如例题解图3.12b ）所示，A 、3、2增环，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 +0.1 0 A 3.3 0 -0.2 3L (增环) 5.2 +0.1 -0.1 2L (增环)26 +0.1 0 02L5.5+0.3-0.3故 0.23.3A -=mm ，0.129B -=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）333.9在小批生产条件下，加工一批直径为01.020-φmm，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074.060+φmm，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、去毛刺钻床工序工序内容所用设备1车端面C，镗孔074.060+φmm，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（1）拉内孔至0.0251053.75Dφ+=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 φ+=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 。