机械加工工艺路线期末考试试题

例题 在成批生产条件下，加工如例题图所示零件，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。

例题图解：工序I 车，（见例题解答图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（见例题解答图d ），一次安装，工步为：(1)粗磨外圆；(2)精磨外圆。

例题指出例题图零件结构工艺性不合理的地方，并提出改进建议。

例题图答：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。

例试拟定例题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。

例题图解：零件的机械加工工艺规程如例题表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 试拟订例题图所示零件加工的工艺路线。

例题图分析：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，各外圆对轴线有的跳动要求，例题图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 试拟订例题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207H 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 例题图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 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 + L 2 (增环)30 + 0 L 3 (增环) 40L 0 10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) + 0 R 2(增环) 0 H 1(增环)+ + H 0+例题 加工如例题图所示轴套零件，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02 5.50.3L =±mm 为封闭环建立工艺尺寸链如例题解答图。

(1) 以0.301023L +=为封闭环建立尺寸链如例题解答图a 所示，1L 、2L 增环，B 为减环。

由竖式法(如例题解答表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 1L (增环) 26 + 0 2L (增环)26 + 0 01L23+(2) 以025.50.3L =±为封闭环建立尺寸链如例题解图）所示，A 、3L 、2L 增环，B 为减环。

由竖式法(如例题解答表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 A 0 3L (增环) + 2L (增环)26 + 0 02L+故 00.23.3A -=mm ，00.129B -=mm 。

写出小批生产题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E1 (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 12 车削 1（三爪卡盘）(1)车端面C 1 (2)倒棱G1 3 铣削 1（旋转夹具）(1)铣六方（复合工步）33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μm ，试确定其加工方法。

（提示：粗车－半精车－粗磨－精磨－研磨）编写题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。

题图（解：单件小批生产的工艺过程如题解 表a ，中批生产的工艺过程如题解 表b 。

）题解表 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074.0060+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、去毛刺钻床题解表 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074.0060+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 钳工台试拟定题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表所示。

）题图 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 按图样要求检验题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0.0251053.75D φ+=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，即e=0±。