第5章-工艺过程设计(习题)

1、第 5 章 练习题1. 单项选择1- 1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择（ 2 ）。 铸件 锻件 棒料 管材1- 2 普通机床床身的毛坯多采用（ 1 ）。 铸件 锻件 焊接件 冲压件1-3 基准重合原则是指使用被加工表面的（ 1）基准作为精基准。3 ）。 设计 工序 测量 装配1- 4 箱体类零件常采用（ 2 一面一孔 一面两孔）作为统一精基准。 两面一孔 两面两孔1-5 经济加工精度是在（ 最不利 最佳状态4）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 最小成本 正常加工1-6 铜合金 7 级精度外圆表面加工通常采用 （ 3 ）的加工路线。 粗车 粗车-半精车 粗车-半精车-精车 粗车-半精车

2、-精磨1-7 淬火钢 7 级精度外圆表面常采用的加工路线是（4 ）。 粗车 半精车 精车 粗车 半精车 精车 金刚石车 粗车 半精车 粗磨 粗车 半精车 粗磨精磨1-8 铸铁箱体上 120H7 孔常采用的加工路线是（1 ）。 粗镗半精镗 精镗 粗镗半精镗 铰 粗镗 半精镗 粗磨 粗镗 半精镗 粗磨精磨1-9 为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（ ）进行。 切削加工之前 磨削加工之前 切削加工之后 粗加工后、精加工前1-10 工序余量公差等于 （1 ）。 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸

3、公差之和的二分之一 上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一1-11 直线尺寸链采用极值算法时，其封闭环的下偏差等于（ 增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和1-12( 增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和直线尺寸链采用概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于4）。 各组成环中公差最大值 各组成环公差之和 各组成环中公差的最小值 各组成环公差平方和的平方根1-13 用近似概率算法计算封闭环公差时， k 值常取为（ 4 ）。0.60.80.8111.2 1.21.41-14 派生式 CAPP 系统以

4、（ 成组技术 数控技术1 ）为基础。 运筹学 网络技术1-15 工艺路线优化问题实质上是（ 1 ）问题。 寻找最短路径 寻找最长路径 寻找关键路径 工序排序2. 多项选择12 ）。 保证加工余量均匀分配原则 基准重合原则2- 1 选择粗基准最主要的原则是（ 保证相互位置关系原则 自为基准原则2- 2 采用统一精基准原则的好处有（ 有利于保证被加工面的形状精度 可以简化夹具设计与制造23 ）。 有利于保证被加工面之间的位置精度 可以减小加工余量2- 3 平面加工方法有（ 1234）等。 车削 铣削 磨削 拉削）。 提高加工表面形状精度 降低加工表面粗糙度2- 4 研磨加工可以（123 提高加工表

5、面尺寸精度 提高加工表面的硬度2-5 安排加工顺序的原则有（ 123）和先粗后精。 先基准后其他 先主后次 先面后孔 先难后易2- 6 采用工序集中原则的优点是（ 124）。 易于保证加工面之间的位置精度 便于管理 可以降低对工人技术水平的要求 可以减小工件装夹时间2-7 最小余量包括 （34）和本工序安装误差。 上一工序尺寸公差 本工序尺寸公差 上一工序表面粗糙度和表面缺陷 层厚度 上一工序留下的形位误差2- 8 CAPP 系统按其工作原理可划分为（ 34 ）和综合式。 全自动式 半自动式 派生式 创成式2- 9 目前 CAPP 系统的零件信息输入方式主要有（ 124 ）。 成组编码法 形面

6、描述法 图形识别法 从 CAD 系统直接获取零件信 息2- 10 采用决策树进行决策的优点是（ 12 ）。 易于理解 易于编程 易于修改 易于扩展2-11 单件时间（定额）包括（124 ）等。 基本时间 辅助时间 切入、切出时间 工作地服务时间2- 13 提高生产效率的途径有（ 124 缩短基本时间 缩短辅助时间）等。 缩短休息时间 缩短工作地服务时间2-12 辅助时间包括（ 装卸工件时间123 ）等。 开停机床时间 测量工件时间 更换刀具时间2-14 参数优化问题数学模型的要素是（ 123 ）。 设计变量 目标函数 约束条件 优化方法2-15 工序参数优化问题中的设计变量是（ 12 ）。 切

7、削速度 进给量 切削深度（背吃刀量） 刀具耐用度123 最大工序利润）。 最大刀具耐用度2-16 工序参数优化问题中的优化目标可以是 最短工序时间 最小工序成本3. 判断题3- 1 工艺规程是生产准备工作的重要依据。 y3- 2 编制工艺规程不需考虑现有生产条件。 n3- 3 编制工艺规程时应先对零件图进行工艺性审查。 y3- 4 粗基准一般不允许重复使用。 y3- 5 轴类零件常使用其外圆表面作统一精基准。 n3- 6 淬硬零件的孔常采用钻（粗镗） 半精镗 粗磨 精磨的工艺路线。 y3- 7 铜、铝等有色金属及其合金宜采用磨削方法进行精加工。 n3- 8 抛光加工的目的主要是减小加工表面的粗

8、糙度。 y3- 9 工序余量等于上道工序尺寸与本道工序尺寸之差的绝对值。 y3-10 中间工序尺寸公差常按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度来确定。 y3-11 直线尺寸链中必须有增环和减环。 n3-12 工艺尺寸链组成环的尺寸一般是由加工直接得到的。n3-13采用CAPP有利于实现工艺过程设计的优化和标准化。y3-14派生式CAPP系统具有较浓厚的企业色彩。y3-15创成式CAPP系统以成组技术为基础。n3-16 在CAPP专家系统中广泛采用产生式规则表达知识。y3-17 在CAPP专家系统中通常采用正向推理的控制策略。n3-18在工艺成本中可变费用是与年产量无关的费用。n4. 分析计算

9、题4- 1试选择习图5-4-1示三个零件的粗、精基准。其中a）齿轮，m=2 , Z=37,毛坯为热轧棒料；b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。C）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。 tC习图5-4-14- 1答案：1.图a： 精基准一一齿轮的设计基准是孔 A。按基准重合原则，应选孔 A 为精基准。以 A为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。粗基准齿轮各表面均需加工，不存在保证加工面与不加工面相互位置关系的问题。在加工孔A时，以外圆定位较为方便，且可以保证以孔A定位加工外圆时获得较均匀的余量，故选外圆表面为粗基准

10、。2. 图b:精基准一一液压油缸的设计基准是孔 B。按基准重合原则，应选孔 B为 精基准。以B为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔A为统一精基准。粗基准一一液压油缸外圆没有功能要求， 与孔B也没有位置关系要求。 而孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。3. 图C：精基准一一液压油缸的设计基准是孔 C。按基准重合原则，应选孔 C为 精基准。以 C为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔C 为统一精基准。 粗基准一一为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，且不加工内端面与外圆台阶面距离应尽可能的均匀，故

11、应不加工孔及内端面作定位粗基 准。4- 2今加工一批直径为25 0.21 mm，Ra = 0.8mm ,长度为55mm的光轴，材料为 45钢,毛坯为直径 28± 0.3m的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工 序尺寸、工序公差及其偏差。4- 2答案:5.确定工艺路线：粗车 一半精车一粗磨一精磨2. 确定各工序余量：根据经验或查手册确定，精磨余量=0.1mm ,粗磨余量=0.3mm ,半精车余量 =1.0mm ,粗车余量 =总余量(精磨余量 +粗磨余量+半精车余量)=4 (0.1+0.3+1.0 ) =2.6 mm。3. 计算各工序基本尺寸：精磨基本尺寸=24 mm

12、 ,粗磨基本尺寸=(24+0.1 ) =24.1 mm , 半精车基本尺寸 =(24.1+0.3) =24.4 mm ,粗车基本尺寸 =(24.4+1.0) =25.4 mm。4. 确定各工序加工经济精度：精磨IT6 (设计要求)，粗磨IT8 ,半精车IT11 ,粗车IT13。5. 按入体原则标注各工序尺寸及公差：精磨一24 0.013 mm ,粗磨一24.1 0.o33 mm ,半精车一24.4 爲 mm ,粗车025.4 0.33mm。4- 3习图5-4-2所示a)为一轴套零件，尺寸 38 °.1 mm和8 0.05 mm已加工好，b)、C)、d)为钻孔加工时三种定位方案的简图。

13、试计算三种定位方案的工序尺寸A1、A2和A3。A2C)习图5-4-3ans习图5-4-24- 3答案：1) 图b：基准重合，定位误差DW 0 , A110 0.1 mm;2) 图 C :尺寸 A2, 10 ±).1 和8 0.05构成一个尺寸链(见习解图5X4-2c ),其中尺寸 10 ±).1是封闭环，尺寸A2和8 0.05是组成环，且A2为增环，8 °.05为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有:10= A2 8, A 2=18mm 由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：0.1=ESA 2( -0.05), ESA2=0.05mm;-0.1=EIA 2

14、0, EIA2=-0.1mm。故：A? 18 0.?5mm3) 图d :尺寸A3, 10 ±).1, 8(°.05和构成一个尺寸链(见习解图 5X4-2d ),其中尺寸10 ±0.1是封闭环，尺寸A3, 8 0.05和38 0.1是组成环，且38 0.1为增环，A3和8 0.05为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10= 38 ( A3+8), A3=28mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：0.1=0 ( EIA3+ (-0.05), EIA3= -0.05mm;-0.1= -0.1 (ES A3+0), ESA3=0。故：A3 28 0.05

15、 mm4-4习图5-4-4所示轴承座零件，50 0l03mm孔已加工好,现欲测量尺寸75±).05o由于该尺寸不好直接测量，故改测尺寸H。试确定尺寸H的大小及偏差。I1IHIiF 30+003习图5-4-4mo +±04-4答案：尺寸75 ±0.05、H和半径R组成一个尺寸链，其中尺寸75±0.05是间接得到的，是封闭环。半径尺寸R 15 0.015和H是增环。解此尺寸链可得到：H 50 0-034-5加工习图5-4-5所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为3 0 0.032 mm ,键槽深度尺寸为26 0.2 mm ,有关的加工过程如下:1) 半精车外圆至3

16、0.6 0.1 mm ；2) 铳键槽至尺寸A1；3) 热处理；4) 磨外圆至 30 ；032 mm ,加工完毕。求工序尺寸A1 = ?4- 5答案：建立尺寸链如习图5X4-5ans所示，其中 A226,是尺寸链的封闭环;R115.3 0.05 ,是尺寸链的减环;R2 15 0.016 ,是尺寸链的增环；A1也是尺寸链的增环,待求。解此尺寸链可得到:A226.30.050.184mm4-6 磨削一表面淬火后的外圆面，磨后尺寸 20-0.1 24 ± 0.064± 0.2习图5-4-7要求为 60 0.o3 mm。为了保证磨后工件表面淬硬层的厚度，要求磨削的单边余量为0.3 &

17、#177;.05,若不考虑淬火时工件的变形，求淬火前精车的直径工序尺寸。4- 6答案：建立尺寸链如习图5X4-6ans所示，其中 Z=0.3 ±.05是尺寸链的封闭环;R2 30 0.015 ,是尺寸链的减环；Ri是尺寸链的增环，待求。解此尺寸链可得到：0.035Rl 30.3 0.05 mm由此可求出淬火前精车的直径工序尺寸为：D130.3 0.7 mmR14Z=0.3 + 0.05R230 0.015习图 5-4-6ans4- 7习图5-4-7所示零件，有关轴向尺寸加工过程如下：1）精车A面（车平）。2）精车B面,保证 A、B面距离尺寸 Alo3）自D处切断，保证 B、D面距离尺

18、寸 A2o4） 掉头装夹，精车 C面,保证B、C面距离尺寸 A3=24 ±）.05mm。5） 精车D面，保证C、D面距离尺寸 A2 20 mm。习图5-4-8若已知切断时经济加工公差为 法确定各工序尺寸及偏差。采用图表法求解，如下：CDAA1A24 ± 0.05A3=2I ± 0.05± 0.2511-Ti2 1± 0.1in lm 乙ZT1 2ZiM I AiMI-rI 20.05-+丨 44.5Z4A4 = 19.95 ± 0.05R1± 0.05 I ± 0.35 I 0.2 I 0. 55 I 19.95jrIT± 0.264IIII习图 5-4-7ans4-8习图5-4-8所示为某车间在轴类零件上加工辅助孔时, 换为决策树和决策表的形式。选用设备的参考图。 试将其转4-9 以最大生产率为为优化目标的目标函数可写为:min式中 A 与加工和刀具条件有关的耐用度系数;n 刀具耐用度速度指数；TC 换刀时间；工件加工形状系数；f进给量；V 切削速度。试求出在给定进给量的条件下，获得最大生产率的最佳切削速度。（对应知识点 5.7.3）CDAA1A24 ± 0.05A3=2I ± 0.05± 0.2511-Ti2 1± 0.1I-tI+Il 丄