机械制造工艺学末考试复习资料.doc

例1:有如图所示一批工件，铣侧面I、水平面I和侧面，水平面时，若加工过程分别为：1)每个工件都先铣I，然后回转180铣，直至一批工件完工。2)每个工件都先铣I，直至一批工件都铣完I后再铣。 3)每个工件都同时铣I和，直至一批工件铣完。以上三种加工情况各有几个工序?每个工序有几次安装和几个工位?一、1 1 2二、2 1 1 1 1三、1 1 1例2：试提出 单件生产下图所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步）。 齿轮零件图 若上例齿轮，毛坯为模锻件，试提出成批和大批大量生产其机械加工工艺过程(工序到工步)。齿轮加工工序安排工序、安装、工步、走刀关系图例3：下图为定位螺钉零件图，毛坯为30mm的45钢棒料，生产规模为小批生产，试按下表中填写其工艺过程。1. 试提出如下图所示小轴的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，假设毛坯为锻件。1. 解答：表1 阶梯轴加工工艺过程（小批生产）表2 阶梯轴加工工艺过程（大批大量生产）2.如图所示盘状零件，其机械加工工艺过程有如下两种方案，试分析每种方案工艺过程的组成。1)在车床上粗车及精车端面C，粗镗及精镗60H9mm孔，内孔倒角，粗车及半精车200mm外圆。调头，粗、精车端面A，车96mm外圆及端面B，内孔倒角。划线，在插床上按划线插键槽18D10。在钻床上 按划线钻6-20mm的孔。钳工去毛刺。 2) 在车床上粗、精车一批零件的端面C，并粗、精镗60H9mm孔，内孔倒角。然后在同一台车床上将工件安装在可涨心轴上，粗车、半精车这批工件的200mm外圆，并车96mm外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒角。在拉床上拉键槽。在钻床上用钻模钻出6-20mm的孔。钳工去毛刺。 2. 解答:情况1：盘状零件加工工艺过程（单件小批生产）情况2 盘状零件加工工艺过程（成批生产）3.试提出成批生产如下图所示零件的机械加工工艺过程的组成（从工序到工步），并指出各工序的定位基准。3. 解答：连接件零件加工工艺过程（成批生产）六点定位原理保证槽深A2：限制Z保证槽底C面：限制X、Y 保证槽长A1：限制X保证槽中心与长圆孔一致：限制Y、Z定位元件 常用定位元件：支承钉，支承板，销，V形块，定位套，锥销。定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关。定位元件限制的自由度数归类选择定位元件时应注意以下原则： 1）必须与工件定位基面相适应； 2）定位元件的数量和分布，应保证工件位置正确，定位稳定可靠； 3）不应损伤工件的定位基准面，特别是已加工表面； 4）定位元件应有较高的刚度； 5）定位元件应有较高的耐磨性 定位基本原理要点： 1）工件在夹具中的定位，可以转化成在空间直角坐标系中，用约束点限制工件自由度的方式来分析。 2）工件在定位时应该采取的约束点数目，或者说，工件在定位时应该被限制的运动自由度数目，完全由工件在该工序的加工技术要求所确定。 3）一个约束点只能限制工件一个自由度 4）每个约束点所限制的自由度，原则上不允许重复或互相矛盾。 问题：1)不完全定位和过定位是否均不充许存在？为什么？2)工件装夹在夹具中，凡是有六个约束点，即为完全定位；凡是超过六个约束点，就是过定位；不超过六个约束点，就不会出现过定位，这种说法对吗？为什么？基准 下图a)为某零件简图，图b)、c)为铣削平面2和镗孔时的工序图。试指出：（1）平面2 的设计基准、定位基准和测量基准；（2）孔的设计基准、定位基准和测量基准。加工精度的获得方法1、尺寸精度的获得方法1）试切法：通过试切测量调整再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。此法的生产率低，要求工人的技术水平较高，否则质量不易保证，因此多用于单件、小批生产。2）调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，保证工件被加工尺寸的方法。这种方法在加工时不再进行试切，生产率大大提高，但精度低些，主要决定于机床、夹具的精度和调整误差。3）定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的加工方法。如钻头、镗刀块、拉刀及铰刀等来加工孔。有些孔加工刀具可以获得非常高的精度，生产率也非常高。由于刀具有磨损，磨损后尺寸就不能保证，因此成本较高，多用于大批和大量生产4）自动控制法：采用自动控制系统对加工过程中的刀具进给、工件测量和切削运动等进行自动控制，而获得要求的工件尺寸。生产率高，能够加工形状复杂的表面，且适应性好。采用这种加工方法得到的工件尺寸精度取决于控制系统中各元件的灵敏度、系统的稳定性以及机械装置的工作精度。2、形状精度的获得方法1）轨迹法：利用刀具的运动轨迹形成所要求的表面几何形状。刀尖的运动轨迹取决于刀具与工件的相对运动（成形运动）。其形状精度取决于刀具与工件成形运动的精度。2）成形法：利用成形刀具代替普通刀具来获得要求的几何形状表面。机床的某些成形运动被成形刀具的刀刃所取代，从面简化了机床的结构。其形状精度取决于刀刃的形状精度，又有赖于机床成形运动的精度。3）展成法：利用刀具与工件作展成切削运动来获得加工曲面。如在滚齿机上加工齿轮的齿面。其形状精度取决于刀刃的形状精度和啮合运动的准确精度。3、位置精度的获得方法1）一次装夹法：当零件上有相互位置精度要求的各表面是在同一次装夹中加工出来的时候，表面相互位置精度是由机床有关部分的相互位置精度来保证的。2）多次装夹法（找正装夹、夹具装夹）：当零件上有相互位置精度要求的各表面被安排在不同的安装加工时，零件表面的相互位置精度主要取决于安装精度。工艺系统原有误差对加工精度的影响1. 影响尺寸精度的主要因素：尺寸测量精度、微量进给精度、微薄切削层的极限厚度和工件的定位及刀具的调整精度。2. 影响形状精度的主要因素：主轴回转精度、工件回转精度和移动部件的直线运动精度；成形运动间位置关系精度、速度关系精度；成形刀具的制造和安装精度；加工表面形状的检测精度等。3. 影响位置精度的主要因素：采用一次装夹和直接装夹，工件加工的位置精度主要受机床几何精度的影响；采用找正装夹为工件安装的找正精度；采用夹具装夹为机床几何精度、夹具制造精度、夹具定位精度或找正精度；采用非成形运动法加工时为工件加工表面间位置的检测精度。切削力作用点位置变化引起工件的形状误差例题1在车床上车削一根802000长轴，工件材料45钢b=（6070）107Pa，已知Ktj=50000Nmm，Kwz=40000Nmm，Kdj=30000Nmm，切削用量：ap=lmm，f=0.25mmr，v=120m/min，使用YT15硬质合金刀具，CFy=0.5，求算因车床和工件受力变形对工件轴向截面精度的影响。解答:先计算切削力Fy：1 车床的弹性变形:将工件分为八段,点距250mm，按点计算车床在Fy力作用下的变形为y车床2 工件的弹性变形:工件在Fy力作用下的变形为y工件式中 E钢弹性模量为 J圆截面的惯性矩为3 工件轴向截面形状误差:将车床和工件的变形叠加，以 件受切削力产生变形引起工件半径的变化量，如下表。切削力作用点位置变化引起工件的形状误差切削力大小变化引起的加工误差例题2：在车床上车削50200的锻钢轴，材料b=75107Pa，刀具为YT15硬质合金，主偏角Kr=45，前角=0，直径上的余量为4士1mm，切深ap=2mm，进给f =0.3mmr；切速v=100mmin。1）若选走刀次数i=1，工件径向截面几何形状精度要求为0.008mm，即考虑工件要求达到h6，尺寸公差为0.016mm，取几何形状误差占尺寸公差的50%，求算这时工艺系统的刚度要多少 2）若已知工艺系统刚度为20000Nmm（主要指机床的刚度），问需要走刀几次才能达到0.008mm的径向截面几何形状精度要求。从切削用量手册中可以查出车削工艺系统很难有这样高的刚度，固不能一次走刀就达到这样高的几何形状精度。设进行两次走刀，第二次走刀进给f2=0.2mmr，用了另一把车刀，Cfy=0.5，实际为两工步。切削力对加工精度的影响总结：1、当工件毛坯有形状误差或相对位置误差时，加工后仍然有同类的加工误差出现。 2、在成批大量生产中用调整法加工时，如毛坯尺寸不一，那么加工后这批工件将会造成尺寸分散（尺寸不一现象）。 3、毛坯材料硬度不均匀造成切削力变化，引起工件误差。 4、工件轴向截面的精度也有误差复映现象。 5、短袖、盘类或短套类，切削力作用点位置变化对轴向截面的精度影响较小，主要考虑误差复映问题。连接件夹紧力的影响机床部件中有些零件是用螺钉等连接，当受载时，开始载荷小于螺钉所形成的夹紧力，这时变形较小，刚度较高；当载荷大于螺钉所形成的夹紧力，这时螺钉将变形、因此变形较大，刚度较差，所以有连接件的一些结构中，多出现凸形变形曲线。减少由于工件热变形造成的加工误差，常用的措施有： 1、在切削区域内供给充分的冷却液；2、提高切削速度或进给量，使传导到工件上的热量减少；3、工件粗加工后停放一段时间再进行精加工，避免前工序的热变形对精加工的影响；4、及时修磨刀具，减少切削热的生成；5、使工件装夹后有一定的伸缩自由，如采用弹簧顶尖或气动顶尖等。例1： 粗车140100300的45#钢钢管，切速v=150m/min，f=0.2mm/r，切深t=3mm，求粗车外圆后钢管在直径上及长度上的热变形。 解答： 查切削用量手册并计算可得先求算切削时间tj ：求工件的体积V ：小结： 加工盘类和长度较短的销轴、套类零件，走刀行程很短，可忽略沿工件轴向位置上切削时间（即加热时间）先后影响，引起的工件纵向误差可忽略。 车削较长工件时，沿工件轴向位置上切削时间有先后，开始切削时工件温升近于零，随着切削的进行，温升逐渐增加，工件直径随之逐渐胀大，至走刀终了时工件直径胀大最多，因而车刀的背吃刀量将随走刀而逐渐增大，工件冷却收缩后外圆表面就会产生圆柱度误差。杆件长度尺寸精度要求不高，热变形引起的伸长可不考虑。但当工件以两顶尖定位，工件受热伸长时，如果顶尖不能轴向位移，则工件受顶尖的压力将产生弯曲变形。因此，当加工精度较高的轴类零件时，如磨外圆、丝杠等，宜采用弹性或液压顶尖。例2 精刨铸铁床身导轨，L=2000mm，h=600mm，刨削时床面温度和床脚部温度相差t=2.4C，试求其导轨处的热变形。 例2解答查表可得，铸铁的热膨胀系数为：导轨的弯曲为0.011mm/1000mm，这相当于导轨平直度的全部公差。正态分布曲线性质:1)曲线相对于是对称的，中间高，两边低。表示零件尺寸靠近分散中心（平均尺寸）出现的机会多，远离是极少数 2)参数影响正态分布曲线的形态，值愈小则y值愈大，表示零件尺寸集中在附近，加工误差小；反之，值愈大，曲线愈平坦，尺寸分散大，加工精度低。 3)理论上分布曲线与x轴相交于无穷远，但从生产角度看，误差很大的可能性极小，实际误差大小有一定的范围。 4)零件平均尺寸的变动仅能使整个曲线在横坐标上移动，对曲线的形状没有影响 随机误差引起尺寸分散，常值系统误差决定分散中心位置，而变值系统误差则使中心位置随着时间按一定规律移动。 在车床的三爪自定心卡盘上精镗一批薄壁铜套的内孔（如下图所示），工件以50h6定位，用调整法加工，试分析影响镗孔的尺寸、几何形状及孔对已加工外圆46h6的同轴度误差的主要因素有哪些？并分别指出由这些因素引起的加工误差属于哪一类性质的误差？ 答案影响孔径尺寸精度的因素：(1)镗刀的尺寸调整误差常值系统误差；(2)镗刀的磨损-变值规律性误差：(3)铜套的均匀热变形(加工后孔缩小)常值系统误差。影响孔几何形状精度的因素：圆度误差：(1)薄壁铜套的夹紧变形-随机误差；(2)车床主轴的径向跳动-常值系统误差。圆柱度误差：(1)机床导轨的几何误差(纵导轨在水平面不直；前后导轨扭曲；纵导轨与机床主轴不平行)-常值系统误差；(2)机床主轴的摆动-常值系统误差。(3)工艺系统受力变形常值系统误差。影响孔40H7对外圆46h6的同轴度误差的因素：(1)基准不符误差(46h6与50h6的同轴度误差)-随机误差；(2)工件外圆50h6的形状误差引起工件安装误差-随机误差工序卡 工艺规程根据下列因素选择1)生产纲领是决定生产类型（大批、大量、中批、单件小批）的主要因素，亦即是设备、用具、机械化与自动化程度等的选择依据； 2) 制造零件所用的坯料或型材的形状、尺寸和精度是选择加工总余量和加工过程中首道工序的决定因素； 3)零件材料的性质（硬度、可加工性、热处理在工艺路线中排列的先后等）是决定热处理工序和选用设备及切削用量的依据； 4）零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差及零件图上所指定或技术条件中所补充指定的要求； 5）零件的表面粗糙度是决定表面上光整加工工序的类别和次数的主要因素； 6）特殊的限制条件，例如工厂的设备和用具的条件等； 7）编制的加工规程要在既定生产规模与生产条件下达到多、快、好、省的生产效果。例1如图所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小。试选择粗、精基准。 解答：以外圆为粗基准加工孔，然后以孔为精基准加工外圆，保证工件表面不会在加工过程中留下毛坯表面而造成废品。例2 如图所示零件的A、B、C面，10H7及30H7孔均已加工。试分析加工12H7孔，选用哪些表面定位最合理？为什么？ 解答 选A面(定位元件为支承板)、30H7孔(定位元件为圆柱销)、10H7孔(定位元件为菱形销)作为定位基准。选A面和30H7孔可以符合基准重合原则。例3 图所示各零件加工时的粗、精基准应如何选择？并简要地说明理由。(a)中要求外毂壁厚较均匀；(b)中要求壳壁较均匀。 标有符号的为加工面，其余为非加工面.解答（a）以外毂内壁为粗基准加工内孔和一端面，再以该内孔和端面加工外毂面和另一端面。（b）以壳体外圆为粗基准加工内孔和端面以及法兰外圆，再以端面和大孔为精基准加工610孔。课堂作业： 3-1如图所示零件若孔及底面B已加工完毕,在加工上平面A时,应选择哪个面作为定位基准较合理？试列出两种可能的定位方案并进行比较。思考题 1下图所示两模板零件，欲钻孔O1及O2，要求距A面和O孔尺寸分别为a1和a2，且其轴心线与A面平行。l为自由尺寸，孔O及其他表面均已加工。试选择加工这两个零件的孔O1及O2时的定位基准，指出所限制的自由度数。 解答 思考题2试拟定右图所示零件的机械加工工艺路线.已知该零件的毛坯为铸件,孔未铸出.生产类型为成批生产. 加工工艺过程主要工序的工序图平面的加工路线1）较粗糙平面的加工方案：对表面质量要求不高的未淬火钢件，经粗铣、粗刨、粗车等可达到要求。表面粗糙度Ra值为5012.5m。 2）较光洁平面的加工方案：对表面质量要求较高的未淬火钢件，特别是有色金属件，一般采用粗铣精铣高速精铣、粗刨精刨宽刃细刨等方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为0.80. 2m。 3）回转体端平面的加工方案：对于表面质量要求中等的未淬火钢件，通常采用粗车精车方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.33.2m。 4）宽平面的加工方案：对于表面质量要求中等的未淬火钢件，通常采用粗铣精铣方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.31.6m。 5）窄长平面的加工方案 对于表面质量要求中等的未淬火钢件，通常采用粗刨精刨方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.31.6m。成形面的加工路线 成形面常采用车削、铣削、刨削等方法加工。较大尺寸的成形面常采用靠模加工和数控加工。基本类型零件加工工艺的要点(上课没讲) 1轴杆类零件的加工工艺要点 1）功能与结构：主要用于传递运动和转矩，其主要组成表面有外圆面、轴肩、螺纹和沟槽等 2）选材与选毛坯：45钢或40Cr钢 ；圆钢和锻件3）主要技术要求与主要工艺问题：轴杆类零件的轴颈、安装传动件的外圆、装配定位用的轴肩等的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度。4）定位基准与装夹方法：轴杆类零件加工时常以两端中心孔或外圆面定位，以顶尖或卡盘装夹。5）工艺过程特点：加工轴杆类零件以车削、磨削为主要加工方法；使用中心孔定位，在加工过程中定位基准与设计基准重合，各主要工序的定位基准统一；采用通用设备和通用工装。2饼块盘套类零件的加工工艺要点 1）功能与结构：主要用于配合轴杆类零件传递运动和转矩；主要组成表面有内圆面、外圆面、端面和沟槽等 2）选材与选毛坯：45钢或40Cr钢锻件毛坯，并进行调质处理 3）主要技术要求与主要工艺问题：齿轮内孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度及齿形精度 4）定位基准与装夹方法：齿轮加工时通常以内孔、端面定位或外圆、端面定位，使用专用心轴（一种带孔工件的夹具）或卡盘装夹工件。5）工艺过程特点：齿轮加工分为齿坯加工和齿形加工两个阶段。通常以内孔、端面定位，插入心轴装夹工件，符合基准重合、基准统一原则。齿坯加工采用通用设备和通用工装；齿形加工多采用专用设备和专用工装。3机架箱体类零件的加工工艺要点1）功能与结构：机器（或部件）的基础零件。尺寸较大，形状复杂，壁薄而不均匀，内部呈腔形，箱体上常有许多轴线互相平行或垂直的轴承孔。其底面、侧面或顶面通常是装配基准面。箱体上还常有许多小孔，如平滑的螺钉穿孔、螺孔、检查孔、油孔等。 2）选材与选毛坯：承载一般不大，多选用灰铸铁件毛坯；承载较大的，可以选用球墨铸铁件或铸钢件毛坯。在单件小批量生产中，也可以采用钢板焊接结构毛坯。 3）主要技术要求与主要工艺问题：零件的轴承孔和基准平面的形状精度、平行孔之间的平行度、同轴孔之间的同轴度、主要加工表面的表面粗糙度等4）定位基准与装夹方法：单件小批量生产中要安排划线工序，以划的线条作为粗基准。精基准选择：一是以一个平面和该平面上的两个孔定位，称为一面两孔定位；二是以装配基准定位，即以机架箱体的底面和导向面定位。 在单件小批量生产中常用螺钉、压板等直接装夹在机床工作台上；在大批量生产中则多采用专用夹具装夹。5）工艺过程特点： 采用先面后孔的加工原则。加工过程中常需要安排时效处理，以消除工件的内应力；常采用通用的设备工装。平面在铣床、刨床上加工，轴承孔在镗床或铣床上加工。即使在大批大量生产中，也只采用部分的专用设备和工装。定位误差又包括设计基准与定位基准不重合误差cb、由于定位元件不准确而造成的基准位移误差rb和由于工件定位面不准确而造成的基准位移误差wb。 夹紧误差是由于夹具的夹紧元件或夹紧装置在夹紧工件时对工件定位位置的偏移，或工件的夹紧变形。 例题 某阶梯轴，长度为300，其中一段直径为50，要求IT5级精度，表面粗糙度Ra0.04m，并要高频淬火，毛坯为锻件，计算该加工表面的工序间尺寸及公差。 解答：1. 拟订工艺路线 退火一粗车一半精车一淬火一粗磨一精磨一研磨2. 计算各工序的加工余量 查阅机械制造工艺设计手册加工余量：研磨余量:0.01mm，精磨余量:0.lmm，粗磨余量:0.3mm，半精车余量:l.lmm，粗车余量：4.5mm，可知总余量：6.01lmm，可圆整为6mm，这样将粗车余量定为4.49mm。3.确定各工序的经济精度及表面粗糙度 查阅机械制造工艺设计手册经济加工精度部分及有关公差表: 研磨后为h5（-00.011），Ra0.04m，零件的要求。 精磨后为h6（-00.016），Ra0.16m； 粗磨后h8（-00.039），Ra1.25m； 半精车后为h11（-00.16），Ra2.5m； 粗车后为h13（-00.39），Ra16m。 毛坯的经济精度，查机械加工工艺设计手册为2mm。4.确定各工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸。 尺寸链图及其各环性质的确定方法： 1）确定加工过程中被间接保证的尺寸，并定为封闭环；2）从封闭环起，按照零件上各表面间的联系，依次画出有关的直接获得的尺寸作为组成环，直到尺寸的终端回到封闭环的起始端，形成一个封闭图形。 3）按照增环及减环定义，依次确定每个组成环的性质。尺寸链的极值解法 （1）封闭环的基本尺寸 n为总环数，m为增环数（2）封闭环的极限尺寸 例题1 如图所示尺寸链，若A1=A2=A3=30+0.1mm，A4=100.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=150.05mm，求封闭环A0的基本尺寸、上下偏差及其公差值。 例题1解答：根据增环及减环的定义，可得出尺寸链中的A1、A2、A3、A4为增环，A5、A6、A7为减环，所以（1）封闭环的基本尺寸 （2）封闭环的上偏差 ES0=ES1ES2ES3ES4（EI5EI6EI7）=0.10.10.10.05（0.10.050.1）=0.6mm（3）封闭环的下偏差 EI0=EI1EI2EI3EI4（ES5ES6 ES7）=0000.05（00.050）=0.1mm例题2在车床上加工一阶梯轴，如图所示，先加工小头至尺寸C=20+0.14mm，然后加工大头至尺寸B=20+0.14mm，求零件总长尺寸A及其上、下偏差。 例题2 解答：尺寸链图如右图所示。根据定义，可知尺寸链中的A是封闭环，B、C是增环1)封闭环A的基本尺寸 A=B+C=20+20=40mm2)封闭环的上偏差 ES0=ES1+ES2=0.14+0.14=0.283)封闭环的下偏差 EI0=EI1+EI2=0+0=0本尺寸链封闭环的尺寸为40+0.28 mm，其公差值T0=0.28mm例题3 如图所示尺寸链，若A1=A2=A3=30+0.1mm，A4=100.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=150.05mm，用概率解法求封闭环的基本尺寸A0、上下偏差和公差值T0。例题3解答：（1）将各尺寸换算成双向公差 （2）计算封闭环的基本尺寸（3）计算封闭环公差T0用概率解法的封闭环尺寸： A0=5.250.13，公差T0= 0.26用极值解法的封闭环尺寸：例题4如图所示套筒成批加工时，若两端面已加工好，在本工序以表面A为定位基准，加工表面B。试进行尺寸换算，求尺寸C及其上、下偏差。 例题4解答：(1)尺寸链图右如图 40+0.2mm是封闭环，50+0.1mm为增环，尺寸C为减环。（2）用极值解法计算尺寸C的基本尺寸（3）尺寸C的上偏差（4）尺寸C的下偏差所以C=10-0.1mm 例题5若上例中套简（图7a）的加工过程是先加工B、D面，得尺寸40+0.2，然后再以B面为定位基准加工A面，要求保证总长尺寸为50+0.1，试进行尺寸换算。 例题5解答：(1)尺寸链如图所示按加工顺序，总长50+0.1是最后自然得到的，故为封闭环。 提高上道工序的加工精度，使本工序的定位误差位变小，即缩小尺寸40的公差； 提高本工序的加工精度，即限制尺寸C的加工误差； 改变全部公差，即同时缩小尺寸40及尺寸C的公差。 按等公差法分配尺寸40和C的公差(2)设尺寸40的上、下偏差为 尺寸C的基本尺寸尺寸C的下偏差尺寸C的上偏差 所以C=10+0.05mm，即上工序按40+0.05mm加工，本工序按10+0.05mm加工，就能保持总长符合图纸要求500.1mm。 例题6右图为套筒零件，内孔及外圆均已加工，现欲加工键槽，用P点定位来进行加工是不可能的，因此可选M点或N点为定位基准来进行加工，这就产生了基准不重合。请分析比较用何处定位易于保证键槽的深度16+0.18mm。 例题6 解答：（1）以M点定位加工键槽 以M点定位加工键槽的尺寸链如图所示 由于键槽深度为16+0.18 mm是由A1和A2来决定的，故A0为封闭环，计算时若用极值解法，设A2的尺寸公差为：尺寸A2的基本尺寸尺寸A2的上偏差尺寸A2 的下偏差所以（2）以N点定位加工键槽 由于键槽深度为16+0.18 mm是由B1、B2和B3来决定的，故B0为封闭环，计算时若用极值解法，设B3的尺寸公差为：尺寸B2的基本尺寸尺寸B3的下偏差尺寸B3的上偏差所以例题7 如图所示为一阶梯轴，在多刀车床上加工时，采用单一基准的定位原则，因而基准不重合。现进行尺寸换算，求 A1、A2、A3、A4的尺寸及公差。 公差与分布（极限偏差）不是事先定好的，而是经过计算确定，以便与其它组成环相协调，最后满足封闭环极限偏差的要求，这个组成环称为协调环。常选便于制造及可用通用量具测量的零件尺寸作为协调环。计算协调环公差及极限尺寸协调环公差： 极限尺寸： 心轴带突肩的压配合心轴 心轴两端有顶尖孔，一端有方扁以便传递扭矩。这种心轴能轴向定位，故可限制五个自由度。心轴右端直径的基本尺寸与D相同但按动配合制造，起导向作用。两段直径之间有一段直径D1较小，以便于车削工件的端面。压配合心轴 心轴不带突肩，两端有顶尖孔，只能限制四个自由度，心轴两段直径间有一段直径较小，便于车削工件的两端面，压入时，应保证工件的轴向位置。这种心轴会破坏工件的内孔表面。带螺母的心轴 心轴与工件为动配合，有间隙，靠螺母锁紧的摩擦力来抵抗切削力。工件装卸方便，不会损伤工件的内孔表面，但定心精度较差。小锥度心轴 为防工件在心轴上倾斜，心轴锥度较小；工件与心轴只配合一小段，靠斜楔作用的摩擦力来抵抗切削力，只能在精加工中使用，定位精度高。弹性心轴又称涨胎心轴，工件装入后，靠薄壁弹性套变形，使工件既定心又夹紧；工件装卸方便，有很高的精度，但结构复杂。液塑心轴使用液态塑料使薄壁涨出而定位夹紧，特点与弹性心轴相同。 花键心轴 用于带花键孔的零件。当然也有平键心轴自夹紧心轴 心轴靠切削力夹紧，工件定位孔与三个滚柱接触，在切削开始的一瞬间，由于工件和心轴之间的相对运动，使滚柱挤入斜楔而夹紧，其定心和夹紧是同时进行的。毛面定心心轴 用于粗基准孔的定心定位。 由于基准孔没有加工过，故用两个斜面分别控制三个支承滑柱来定位，当转动螺母时，六个支承滑柱就会同时伸出，以孔壁上的六点定位，限制四个自由度，完成毛孔定心。此心轴不能重复安装，因是粗基准孔，每次安装的孔心会不一致。菱形销设计步骤： 1）确定两销中心矩尺寸及其公差 孔距为LLD，则销距为LLd,Ld(1/51/3)LD，当孔距公差大时，取小值；反之，取大值以便于制造。2）确定圆柱销直径及其公差 孔直径为D1+D1，则销直径为d1-d1，d1按g6或f7选取3）确定菱形销宽度、直径及其公差 选取菱形销宽度b（参考表6-1）按式(6-2)计算菱形销与配合孔的最小间隙2min菱形销直径d2D22min；其公差d2按h6或h7选取一面两孔定位 止口和小孔组合定位两孔直径不等的典型定位方式就是止口和小孔定位，这时定位元件为一个环形平面支承、一个大直径短销和一个小直径的菱形销。一个平面和一个与其垂直的孔的组合用带台阶的心轴定位，即一个定位销和一个与它垂直的环形平面组合。30(1)工件以平面定位时的定位误差例:右图为镗床上加工箱体的A、B两通孔时的定位情况(因是通孔，所以不需要止动定位基准),要保证尺寸A1、A2、B1、B2。加工时刀具位置经调整好不再改变，对加工一批工件来说,被加工的A、B二孔表面相对夹具位置不变。 加工孔A时，尺寸A1的工序基准和定位基准均是D面，基准重合，所以不(A1)0定位基准面D有角度制造误差土，根据基准位置误差的定义有： 基(A1)2Htan 定(A1)不(A1)基(A1)基(A1)2 H tan尺寸A2的工序基准是E面，定位基准是C面，基准不重合，根据基准不重合误差的定义有不(A2)L2基(A2)0所以，定(A2)不(A2)基(A2)不(A2)L2加工孔B时，尺寸B1的工序基准是F面，定位基准是D面，基准不重合，根据定义有：不(B1)L1 基(B1)2Htan所以， 定(B1)不(B1)基(B1)L12Htan尺寸B2的工序基准和定位基准均是C面，基准重合，此时有：不(B2)0基(B2)0定(B2)不(B2)基(B2)0(2)工件以内孔表面定位时的定位误差心轴垂直放置时 最大孔和最小轴求得孔中心线位置的变动量心轴水平放置时 由于自重，工件始终靠往心轴一边下垂，此时孔中心线的变动是铅垂方向，其最大值为双边接触 (3)工件以“一面两孔”定位时的定位误差“1”孔中心线在x、y方向的最大位移为： “2”孔中心线在x、y方向的最大位移分别为 两孔中心连线对两销中心连线的最大转角误差 (4)工件以外圆柱定位的定位误差外圆面在V形块上定位的定位误差 圆柱面上加工一平面，设V形块夹角无制造误差，外圆面直径公差为d加工尺寸A，工序基准为Ol中心线，定位基准为Ml、N1母线，因此基准不重合。加工一批工件时，工件从最小尺寸d-d变到最大尺寸d，工序基准O1变到O2，定位基准从M1变到M2，工序基准O1在加工尺寸方向的最大变动量，根据定义为：尺寸标注方法对定位误差的影响 分别以母线Cl和D1为工序基准，计算B、h尺寸的定位误差如下： 显然定(h)定(A)定(B)，因此，以母线D1的尺寸标注方法最好。定位误差计算实例 例题1:在套筒零件上铣槽，如下图(c)所示，要求保持尺寸10-0.08、8-0.12，其它尺寸已在前工序完成。若采用图(b)的定位方案，孔与销子配合按H7g6，问能否保持加工精度要求?否则应如何改进？按H7g6的配合精度，则销子直径应为 ，因销子为水平放置，故有：对于尺寸8-0.12，铣床加工，平均经济精度为10级，查表得0.05，所以可满足尺寸8-0.12的要求。对于尺寸10-0.08 不能满足尺寸10-0.08的要求采用图(c)的改进方案，以端面A和右端孔为定位基准，销子与孔的配合仍然按H7g6，则销子直径为可满足尺寸8-0.12的要求。可满足尺寸10-0.08的要求。1、在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程称为（ ）。 A、生产过程 B、工艺过程 C、工艺规程 D、机械加工工艺过程2、在加工表面、刀具和切削用量中的切削速度和进给量都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程称为（ ）。A、工步 B、工序 C、工位 D、进给3、在下列条件中，（ ）是单件生产的工艺特征。A、 广泛使用专用设备 B、有详细的工艺文件 C、广泛采用夹具进行安装定位 D、使用通用刀具和万能量具。4、工件在机床上或在夹具中装夹时，用来确定加工表面相对于刀具切削位置的面叫（ ）。A、测量基准 B、装配基准 C、工艺基准 D、定位基准5、夹具上只要布置6个支承点，可限制工件的自由度数为（ ）。A、6 个 B、3个 C、不确定6、夹具上的定位元件重复限制工件的一个或几个自由度是（ ）的。A、允许 B、不允许 C、应避免 D、根据实际情况而定7、可获得最高精度的工件装夹方法是（ ）。A、夹具中装夹 B、直接找正装夹 C、划线找正装夹8、只有在（ ）精度很高时，过定位才允许采用，且有利于增强工件的刚度。A、设汁基准面和定位元件 B、定