《零件制造工艺与装备（第2版）》课后部分参考答案 韩邦华、王骏

项目1零件加工工艺路线的拟定1、什么是生产过程、工艺过程和工艺规程？机械加工工艺规程在生产中起何作用？答：从原材料（或半成品）进厂一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和统称为生产过程。工艺过程指在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为半成品或成品的过程，亦即生产过程中由毛坯制造起到油漆为止的过程。工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。机械加工工艺规程主要是指导生产的主要技术性文件、组织和管理生产的依据及是新建和扩建制造厂（或车间）的基本资料。2、什么是工序、工步、安装、走刀和工位？答：一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。工步指在加工表面、刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量）均保持不变的情况下完成的部分内容。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一个工步中，有时材料层要分几次去除，则每切去一层材料称为一次走刀。工位是指为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。3、常用的零件毛坯有哪些形式？各应用于什么场合？答：铸件:结构复杂零件的毛坯，多用于单件小批生产。锻件：对强度有一定要求,结构较简单零件的毛坯。型材分热轧和冷拉两种，热轧主要用于一般的机械零件，而冷拉用于毛坯精度要求较高的中小型零件。焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。还有其他毛坯，如冲压件、粉末冶金件、冷挤件及塑料压制件等。4、简述机械加工工艺过程一般划分为哪几个加工阶段及主要任务是什么？答：主要划分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段及光整加工阶段。各阶段的作用分别为：粗加工阶段主要任务是提高生产率，切除零件被加工面上的大部分余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。可采用大功率机床，并采用较大的切削用量，提高加工效率，降低零件的生产成本。半精加工阶段主要减小主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到—定的精度并留有一定的加工余量，并完成次要表面的加工，为精加工做好准备。且要完成次要表面加工（钻、攻丝、铣键槽等）。精加工阶段切除少量加工余量，保证各主要表面达到图纸要求，所得精度和表面质量都比较高的加工过程。所以到此阶段主要目的是全面保证加工质量。光整加工阶段主要是针对要进一步提高尺寸精度降低粗糙度（IT6级以上，表面粗糙度值为0.2μm以下）的表面。一般不用于提高形状、位置精度。5、机械加工工艺规程设计的步骤主要有哪些？答：1）收集原始资料及基本数据，2）零件工艺分析，3）生产纲领、生产类型及生产节拍确定，4）毛坯选择5）定位基准选择6）单个表面加工方法及步骤的确定7）加工顺序确定8）工序划分及工艺路线确定9）加工余量确定10）工序尺寸及公差计算11）机床设备及工艺装备选择12）切削参数的确定13）工时定额的确定14）不同工艺过程评价比较15）填写工艺规程文件。6、零件的技术要求包括哪些？答：零件的技术要求包括：①加工表面的尺寸精度；②加工表面的形状精度；③主要加工表面之间的相互位置精度；④加工表面的粗糙度及其它表面质量要求；⑤热处理及其它要求。7、加工阶段是怎样划分的？这样划分的理由是什么？答：分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工阶段。原因：1、有利于保证加工质量；2、便于合理使用设备；3、便于安排热处理工序和检验工序；4、便于及时发现缺陷及避免损伤已加工表面。8、工序的集中和分散各有什么优缺点？各应用于什么场合？答：工序集中的特点：采用高效专用设备及工装，生产效率高减少设备数量，相应减少操作工人和生产面积减少工序数目，简化生产计划减少安装次数，缩短辅助时间，保证位置精度缩短加工时间，减少运输工作量，缩短生产周期设备结构复杂，投资大，调整、维修困难，转换产品费时工序分散的特点：设备简单，调整、维修方便对工人技术要求低，培训时间短生产准备量小，易于平衡工序时间可采用合理的切削用量，缩短基本时间易更换产品设备数量多，操作工人多，占地面积大应用场合：工序集中时，应选高效自动加工设备；组织集中时，应选通用设备工序分散时，应选简易设备9、工序顺序安排应遵循哪些原则？如何安排热处理工序？答：先粗后精、先主后次、先面后孔、基准先行。可根据零件的技术要求及热处理的分类来合理安排热处理工序，一般而言热处理工序穿插在加工阶段中。10、某厂年产4105型柴油机2000台，已知连杆的备品率为5%，机械加工废品率为1%，试计算连杆的年生产纲领，并说明其生产类型和工艺特点？答：N=Q×n（1+α%+β%）=2000×4×（1+5%+1%）=8480由计算可知：该产品的生产类型为大批生产。其生产的工艺特点为广泛采用专用设备、专用夹具、刀具和量具，采用调整法、自动化加工，产品全部互换，可进行选配，对工人的操作水平要求较低，生产率较高，零件的生产成本较低等。11、什么叫粗基准和精基准？它们的选择原则是什么？答：以未加工过的表面作为定位基面为粗基准。选择原则为：一是保证不加工表面与加工表面之间位置精度要求；二是合理分配各加工表面的加工余量。以加工过的表面作为定位基面为精基准。选择原则为：基准统一原则、基准重合原则、自为基准原则、互为基准原则。12、试述选择精基准时，采用基准统一原则的好处。答：可以减少基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。如加工轴类零件时，常采用两中心孔定位加上各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。采用这一原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。13、车床床身的导轨面和床脚底面都需加工，应选取哪一个面为粗基准，为什么?答：应选导轨面为粗基准。因为导轨面相对于床脚底面重要，为了保证导轨的使用要求和均匀的加工余量，应使材料性能均匀，故选导轨面为粗基准。14、加工如图所示（a）零件，按调整法加工，试在图中指出：题14图题14图（1）加工平面2时的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准；（2）镗孔4时的设计基准、定位基准、工序基准和测量基准。答：加工平面2时设计基准为平面3，定位基准为平面1，工序基准为平面1和平面3，测量基准为平面3。镗孔4时设计基准为孔5中心轴线，定位基准为平面1，工序基准为平面1、孔5中心轴线，测量基准为孔5中心轴线。15、试分析下图所示零件的结构工艺性，并提出改进意见。题15图题15图答：a）图中不便于加工，应增加退刀槽。B）图不便于测量，应增加工艺孔。C）图中连接部分应改为单独加工，这样便于加工与安装。d）图中应将销轴不配合处公差降低，这样可减少加工面积。e）图中应将孔轴线改为相互平行，这样可以减少安装次数。F）图中应将键槽方向改为一致，这样可减少机床调整次数。项目2编制零件加工工艺文件1、什么是加工余量？影响加工余量的因素有哪些？答：加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。影响加工余量的因素有：前工序的表面、面前工序的工序尺寸公差、前工序的位置误差、本工序的安装误差。2、何谓“六点定位”？工件的定位情况有哪几种？答：用空间六个自由度来度量工件定位情况。完全定位、部分定位、过定位、欠定位。3、限制自由度数与加工要求的关系如何？答：限制自由度数与本道工序的加工要求有关，要满足本道工序加工后的零件的技术要求，对影响零件的加工精度的自由度必须进行限制，一般限制的自由度数不少于三个。4、确定夹紧力的方向和作用点的原则是什么?答：确定夹紧力方向的原则为：一不应破坏工件定位；二应指向主要定位表面；确定夹紧力作用点的原则：一应落在支承范围内；二应落在工件刚性好的部位；三应靠近工件的加工部位；5、切削用量包括哪几个参数？它们的含义是什么？答：切削用量是指在切削加工过程中的切削速度、进给量、背吃刀量的总称。切削速度是指在进行切削加工时，刀具切削刃上的某一点相对于待加工表面在主运动方向上的瞬时速度。进给量是指工件或刀具每转或往复一次或刀具每转过一齿时，工件与刀具在进给运动方向上的相对位移量。背吃刀量是指工件己加工表面和待加工表面间的垂直距离。6、切削用量选得越大，加工工时越短，是否说明生产率越高？为什么？答：不能。因为生产率的评定可用单件工序总工时表示，而其是由单件工序加工工时、工序换刀所需工时和其它辅助工时组成。刀具换刀工时与刀具耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比，所以切削用量越大，刀具耐用度越低，工序换刀工时越长。可见，切削用量选得越大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一定是最高。只有在考虑了刀具耐用度而合理选择切削用量的情况下，才能获得最高生产率。7、粗加工时进给量选择受哪些因素限制？当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增加进给量，而保证表面粗糙度要求？答：粗加工时切削力很大，合理的进给量应时工艺系统所能承受的最大进给量。最大进给量主要受以下因素限制：（1）机床进给机构的强度；（2）车刀刀杆的强度和刚度；（3）工件装夹刚度；（4）硬质合金刀片的强度；半精加工和精加工时，进给量的选择受到表面粗糙度的限制。此时为了减小加工表面粗糙度，可适当增大刀尖圆弧半径、减小副偏角、采用修光刃等方法。此外，可增大前角，提高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施，以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。8、根据六点定位原则，试分析图8所示各定位元件所消除的自由度。题8图题8图答：a）图中：前顶尖限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Y)、eq\o(\s\up9(→),Z)，后顶尖限制了eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)。b）图中：固定锥堵限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Y)、eq\o(\s\up9(→),Z)，活动锥堵限制了eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)。c）图中：底面支承钉限制了eq\o(\s\up9(⌒),X)、eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(→),Z)，侧面支承钉限制了eq\o(\s\up9(→),X)，菱形销限制了eq\o(\s\up9(→),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)。d）图中：长V形块限制了eq\o(\s\up9(→),Y)、eq\o(\s\up9(→),Z)、eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)，底面支承钉限制了eq\o(\s\up9(⌒),X)。e）图中：两V形块限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Z)、eq\o(\s\up9(⌒),X)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)，侧面V形块限制了eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(→),Y)。f）图中：短销限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Y)，V形块限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Y)，短销和V形块组合定位限制了eq\o(\s\up9(→),X)、eq\o(\s\up9(→),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),X)、eq\o(\s\up9(⌒),Y)、eq\o(\s\up9(⌒),Z)，底面与短销和V形块组合完成了6点定位。9、如图所示齿轮坯，内孔及外圆已加工合格（mm，mm），现在插床上以调整法加工键槽，要求保证尺寸mm。试计算图示定位方法的定位误差（外圆与内孔同轴度误差为φ0.03mm）。AAdH90°D题9图题10图解：ΔB=0.5*0.035+0.03=0.0475mmΔy=0.707*0.1=0.0707mmΔD=ΔB+Δy=0.0475+0.0707=0.1182mm10、在如图所示的阶梯轴上铣键槽，要求保证尺寸H，工件尺寸D=mm，d=mm，不计D对d的同轴度公差，V形块α=90°。试求尺寸H的定位误差。解：ΔB=0.5*0.1=0.05mmΔY=0.707*0.14=0.099mmΔD=ΔB+ΔY=0.05+0.099=0.149mm11、试判别图中各尺寸链中哪些是增环？哪些是减环？题11图题11图答：增环为：A1A3A5减环为：A2A4增环为：C1C7C8C4C3减环为：C2C5C9C10C11C612、如图，精镗孔φ84.8mm，插键槽得尺寸A，热处理后磨孔到φ85mm，应保证键槽深87.9mm，求尺寸A及其偏差。题12图题12图题13图题13图答：尺寸链如右图所示。求基本尺寸：87.9=A+42.5-42.4则A=87.8mm求上偏差：+0.23=ESA+0.0175-0则ESA=+0.2125mm求下偏差：0=EIA+0-0.035则EIA=+0.035mm则A=87.8mm13、加工如图所示轴及其键槽，图纸要求轴径为φ300-0.03mm，键槽底面至轴下母线的距离为260-0.2mm，有关的加工过程如下：①半精车外圆至φ30.60-0.1mm；②铣键槽至尺寸A1；③热处理；④磨外圆至φ300-0.03mm，加工完毕。若磨后外圆与车后外圆的同轴度误差φ0.04mm，试确定工序尺寸A1。答：尺寸链如右图所示。求基本尺寸：26=A+15+0.02-15.3则A=26.28mm求上偏差：0=ESA+0+0+0.05则ESA=-0.05mm求下偏差：-0.2=EIA+0-0.015-0则EIA=-0.185mm则A=26.28mm14、如图所示为一轴套零件，尺寸和已加工好，b）、c）、d）为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸A1、A2和A3。c）c）d）a）b）题14图A3A2A112±0.180－0.05400－0.1解：b)A1=12±0.1mmc)12=A2-8A2=12+8=20mmES0=ES2-EI1ES2=ES0+EI1=0.1-0.05=0.05mmEI0=EI2-ES1EI2=EI0+ES1=-0.1+0=-0.1mmd)12=40-8-A2A2=20mmES0=ES3-EI1-EI2ES3=ES0+EI1+EI2=0.1-0.05-0.1=-0.05mmEI0=EI3-ES1-ES2EI3=EI0+ES1+ES2=-0.1+0+0=-0.1mm15、如图所示零件加工时，图样要求保证尺寸6±0.1mm，但这一尺寸不便测量，只好通过测量L来间接保证。试求工序尺寸L及其偏差。题15图题15图答：尺寸链如右图所示。求基本尺寸：6=L+26-36则L=16mm求上偏差：+0.1=ESL+0.05+0.06则ESL=-0.01mm求下偏差：-0.1=EIL-0.05-0则EIL=-0.05mm则L=16mm16、设一个零件，材料为2Cr13，其内孔的加工顺序如下：①车内孔至φ31.8+0.140；②氰化，要求工艺氰化层深度为tδt；③磨内孔至φ32+0.035+0.010，要求保证氰化层深度为0.1～0.3mm。试求氰化工序的工艺氰化层深度tδt？答：先将内孔按入体原则进行标注为：φ32.01+0.0250尺寸链如右图所示。求基本尺寸：0.1=t+15.9-16.005则t=0.105mm求上偏差：+0.2=ESt+0.07-0则ESt=+0.13mm求下偏差：0=EIt+0-0.0125则EIt=+0.0125mm则t=0.105mm17、某一零件图上规定的外圆直径为φ320-0.05mm，渗碳深度为0.5～0.8mm，现为使此零件可和另一种零件同炉进行渗碳，限定其工艺渗碳层深度为0.8～1.0mm，试计算渗碳前车削工序的直径尺寸及其上下偏差？答：尺寸链如右图所示。求基本尺寸：1=32-A则A=31mm求上偏差：0=0-EIA则EIA=0mm求下偏差：-0.2=-0.05-ESA则ESA=+0.15mm则A=31mm18、切削用量的选择原则是什么？选择顺序如何？答：在保证加工质量要求以及工艺系统刚性允许的情况下，充分利用机床功率和发挥刀具切削性时的最大切削用量。粗加工时应以发挥机床和刀具的切削性能，减少机动时间和辅助时间，提高生产率和提高刀具耐用度，作为选择切削用量的主要依据。精加工时，以提高加工质量作为选择切削用量的主要依据。先选背吃刀量，再选进给量，最后选切削速度。19、图示阶梯轴，主要加工内容：车端面、打中心孔、粗车外圆、半精车外圆、磨外圆、各外圆倒角、铣键槽、去毛刺。热处理要求为：调质和表面淬火。当为单件小批生产时，请制订阶梯轴的工艺路线，并填写在表中。工序号工序内容设备10锻造20车一端面，打中心孔；车另一端面，打中心孔车床130调质40车大外圆、倒角；车小圆、倒角车床250铣键槽，去毛刺铣床60表面淬火70磨各外圆磨床项目3轴类零件的工艺工装制订1、轴按刚性进行分类时，当L/D》12.5时，称为挠性轴，当L/D<12.5时为刚性轴。2、轴的功用是承受载荷，传递扭矩，支承传动件。3、轴类零件在材料的选择时，常选用45#钢，对精度要求较高的轴，可选用40Cr（20Cr），因为其热处理脆性低，变形小。4、磨削时出现多角形是由于工件或砂轮的振动产生的，螺旋形是由砂轮的不等高，拉毛是由砂轮的自锐性所造成的。5、精细车常作为有色金属及巴氏合金等材料的精加工。6、根据夹具在车床上的安装位置常分为：安装在滑板或床身上的夹具、安装在主轴上的夹具。7、轴类零件的结构特点和技术要求有哪些？答：轴类零件是机器中一种主要零件，它通常被用于支承传动件并传递扭矩；它是旋转体零件，其长度大于直径，分为光轴、空心轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、偏心轴、曲轴及凸轮轴等；其技术要求有：尺寸精度和几何形状精度、相互位置精度及表面粗糙度。8、阶梯轴加工工艺过程制定的依据是什么？加工过程三个阶段的主要工序有哪些？答：主要依据阶梯轴的结构及技术要求来安排轴的加工工艺过程，根据轴的加工精度要求对轴的加工阶段进行划分，对轴的各段形位精度实行基准统一。加工过程三个阶段的主要工序有：粗加工阶段粗车，半精加工阶段有半精车、车螺纹及铣键槽，精加工阶段有磨削，各个加工阶段由热处理工序来进行划分。9、如何合理安排轴上键槽，花键加工顺序？答：轴上的键槽和花键属于次要表面，所以在考虑零件的加工顺序时应放在主要表面的加工之后，一般情况下其放在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。10、车床夹具与车床主轴间如何连接？答：根据车床夹具径向尺寸的大小，其在机床主轴上的安装一般有两种方式：1、对于夹具径向尺寸小于Ø140mm的小型夹具，一般以莫氏锥柄与机床主轴莫氏锥孔连接，其定心精度较高；2、对于较大尺寸，一般使用过渡盘与机床主轴前端连接，以过渡盘的短圆柱凸缘来确定夹具定位止口尺寸；11、中心孔在轴类零件加工中起什么作用？答：中心孔在轴类零件的加工中主要起定位作用，并可以做到基准统一来保证轴类零件的各部的相互位置精度，因而为了保证在加工过程中不出现加工误差，在每一加工阶段都要对中心孔进行研磨以保证中心孔本身的精度，进而保证轴类零件的定位精度。12、试述车床夹具的设计要点。答：1、设计定位装置时应使加工表面的回转轴线和车床主轴的回转轴线重合；2、夹紧装置一定要可靠、安全；3、根据夹具不同的径向尺寸可选择与主轴不同的连接方式；4、夹具的悬伸长度不宜过大；5、夹具体上的各种元件不允许突出在夹具体的圆形轮廓之外，并使结构平衡；6、尺寸应标注齐全，尤其是定位、安装和调整尺寸；13、锥堵和锥套心轴在何种场合下使用？它起什么作用？使用中应注意什么问题？答：当轴类零件已形成通孔，无法直接用顶尖孔定位时，工艺上常采用锥堵和锥套心轴进行定位。主要起到保证基准统一的原则，进而保证零件上各表面间的相互位置精度。采用锥堵或锥堵心轴定位时就注意以下问题：1）锥堵上的锥面应保证两中心孔有较高的同轴度；2）在加工过程中应尽量减少拆装次数，或不进行拆装，避免引起安装误差；3）安装锥堵或锥堵心轴时，不能用力过大，尤其是对壁厚较薄的空心主轴，以免引起变形。14、有一根小轴，毛坯为热轧棒料，大量生产的工艺路线为粗车—半精车—淬火—粗磨—精磨，外圆设计尺寸为φ400-0.016mm，已知各工序的加工余量和经济精度，试确定各工序尺寸及其偏差。工序名称工序余量经济精度工序尺寸及偏差精磨0.1IT6φ400-0.016粗磨0.4IT8φ40.10-0.039半精车1.1IT10φ40.50-0.1粗车2.4IT12φ41.60-0.25毛坯尺寸4φ44±215、试分析细长轴车削时的工艺特点，并说明反向走刀车削法的先进性。答：工艺特点：细长轴的刚性很差，装夹时易产生变形和振动；加工中其热扩散能力差，易产生热膨胀；加工长度长，刀具磨损大；使用跟刀架加工时，易产生“竹节”形误差；反向走刀法的先进性：不采用两顶尖装夹，前端采用轴端包裹钢丝三爪卡盘自定心装夹，后顶尖采用弹性顶尖，工件可自由地调节其位置，不会产生弯曲；并采用三个支承块跟刀架来提高工件的刚性和轴线的稳定性，避免“竹节”形；改变走刀方向，使工件受拉，不易产生弹性弯曲变形。16、试制订如图所示零件的加工工艺过程。(请指出每道工序的定位基准面及定位元件)答：工艺路线如下表所示。序号工序工序内容定位基准及定位元件10下料锻造20粗车粗车大直径端端面、钻中心孔，粗车外圆；调头车另一端面，保总长，钻中心孔，粗车各部外圆。轴线、卡盘与顶尖30热处理调质处理40半精车半精车各外圆、锥面、倒角轴线、两顶尖50半精车大端台阶孔轴线、卡盘60铣铣键槽轴线、卡盘70钻钻--扩--铰10-Ø20孔轴线、卡盘80钻钻2-Ø8孔专用夹具90钳工修研两端中心孔钳工工作台100磨磨各外圆、台肩面外圆磨床110检验检验入库项目4套类零件的工艺工装设计1、套筒类零件的技术要求主要有哪些？答：孔的技术要求，主要是尺寸及形状精度，对长套筒还应注意孔的圆柱度；外圆表面的技术要求主要是尺寸、形状精度及表面粗糙度；孔与外圆表面的同轴度要求；孔轴线与端面的垂直度要求；2、套筒类零件的主要位置精度要求是什么？在加工短的套筒类零件时，可用哪些方法来保证所要求的位置精度？答：其主要位置精度要求为两项：一是孔与外圆的同轴度要求，二是孔轴线与其端面的垂直度要求。在加工短的套筒类零件时，尽可能采用基准重合和统一原则来进行加工。加工内孔、端面时，可以大外圆定位一次加工完成端面与内孔轴线的垂直度；以内孔定位，精加工外圆，以保证外圆对内孔的径向圆跳动。3、加工薄壁套筒零件时，工艺上采取哪些措施防止受力变形？答：薄壁套筒在加工过程中，受夹紧力、切削力和切削热的影响而引起变形，导致加工精度降低，所以在加工过程中需采取：1、使夹紧力分布在较大的面积上，采用轴向夹紧工件或在工件上做出加强刚性的辅助凸边；2、减少切削力对变形的影响：减少径向力，可增大刀具主偏角。内外表面同时加工，使径向切削力抵消。粗、精加工分开进行，使粗加工时产生的变形在精加工中能得到修正。3、减少热变形引起的误差：加工阶段中留有充分的冷却时间，并注入冷却液。4、设计钻套时应怎样确定其内孔直径及公差？答：钻套内孔尺寸及公差主要根据被加工孔的尺寸精度和刀具的种类来选定，有如下原则：1、内孔的直径的公称尺寸等于所用刀具的最大极限尺寸。2、由于刀具均为标准的定尺寸刀具，所发钻套内孔与刀具的配合应按基轴制选取，若为刀具的导向部分，可按基孔制选择。3、钻套内孔与刀具间应保证一定的配合间隙，以防止两者发生卡住或“咬死”，一般根据所用刀具和加工精度来选取内孔的公差带，钻、扩时选用F7，粗铰时选用G7，精铰时选用G6。4、若选用国标的标准铰刀铰H7或H9的孔时，可直接按孔的公称尺寸，分别选用F7或E7作为内孔的公称尺寸与公差带。5、深孔加工的特点是什么？用深孔钻加工深孔将有哪些要求？答：其特点是：1）孔的轴线容易歪邪，钻孔时钻头容易偏。2）刀杆过长，刚性差，易产生让刀现象。3）切屑不易排出，切削液不易进入切削区，所以冷却困难，切削温度高。4）深孔加工时，观察、测量困难，加工质量难以控制。其要求为：提高工艺系统的刚性，选择合理的刀具几何角度和深孔钻的几何形状，解决冷却和排屑问题等。6、被加工孔为Ф16H9，工艺路线为钻--扩--铰，现确定选用Ф15.2标准麻花钻钻孔，再用Ф16的1号扩孔钻扩孔，最后用Ф16H9的标准铰刀铰孔，试分析各工步所用快速钻套内孔的尺寸与公差带。答：Ф15.2标准麻花钻最大极限尺寸为Ф15.2，选用公差带F7，故内孔尺寸及公差带Ф15.2F7；扩孔时Ф16的扩孔钻其尺寸为Ф16，其最大极限尺寸为Ф15.79，选用公差带为F7，故扩孔时钻套的尺寸及公差为Ф15.79F7；铰孔时，铰刀的尺寸为Ф16，最大极限尺寸为Ф16.026公差带选用G7，则钻套内孔尺寸及公差为Ф16.026G7；或按标准选取钻套尺寸及公差为Ф16E7。7、对于大批量生产的套筒类零件，可选用光滑极限量规来检验其内孔和外圆。对于单件小批生产，可选用内径百分表和卡尺测量内孔，用杠杆比较仪测量套筒外径。8、试编制如图所示工件的加工工艺过程，设计一用于钻、铰的钻夹具，并计算定位误差。答：工艺路线如下表所示。序号工序工序内容机床及定位元件10下料锻造20粗车粗车大直径端端面、钻中心孔；调头车另一端面，保总长，钻中心孔，粗车各外圆。车床、卡盘与顶尖30半精车半精车各外圆、倒角车床、两顶尖40钻钻--扩--铰Ø35、Ø20孔车床、卡盘50钻钻Ø6孔钻床、专用钻夹具60检验检验入库由于孔在深度上不受加工的限制，在轴向尺寸上由于专用钻夹具采用调整法加工，所以定位误差可以认为为零。夹具图如下所示。9、在如图所示支架上加工Ф9H7孔，其他表面均已加工好。试设计所需的钻模（草图）。答：夹具草图如右所示。题10图a)题10图a)b)答：标注如下图：11、如图(a)所示的一批工件，工件上四个表面均已加工，试设计加工两平行孔Ф8mm的钻夹具。答：夹具简图如下图所示。项目5盘类零件的工艺工装制订1、盘类零件的技术要求主要有哪些？其有哪些结构特点？答：盘类零件的内孔和一个端面是该类零件安装于轴上的装配基准，设计时大多以内孔和端面为设计基准来标注尺寸和各项技术要求。所以孔的精度要求较高，而盘件的外圆精度要求较低。根据工作特点和作用条件，如齿轮其外圆的精度则要相应提高。盘类零件往往对支承用端面有较高平面度及两端面平行度要求；对转接作用中的内孔等有与平面的垂直度要求，外圆、内孔间的同轴度要求等。孔的表面粗糙度值一般为Ra1.6～0.8μm，端面作为零件的装配基准，其表面粗糙度值一般为Ra1.6～3.2μm。盘类零件一般是回转体，其结构特点是径向尺寸较大，轴向尺寸相对较小；主要几何构成表面有孔、外圆、端面和沟槽等；其中孔和一个端面常常是加工、检验和装配的基准。2、盘类零件在选择定位基准时常有什么原则？答：盘类零件选择定位基准时常常采用：一是以端面为主作为加工中的主要定位基准面；二是以内孔为主，辅以端面的配合；三是以外圆为主，辅以端面的配合；3、加工中如何保证盘类零件内孔与外圆的同轴度、孔轴线与其端面垂直度要求？答：（1）以外圆或端面为定位基准进行装夹。在三爪自定心卡盘上采用软卡爪装夹已加工好的外圆。这样加工出来的端面与轴垂直度及两端面平行度都较高。（2）以内孔和端面为定位基准进行装夹。以内孔为基准在专用芯轴上定位，可保证孔端面与轴线的垂直度。（3）一次装夹中完成主要表面的加工。工件在一次装夹中车出所有主要表面，能保证很高的外圆与孔的同轴度及孔轴线与端面的垂直度。4、盘类零件各表面间相互位置精度如何检测？答：外圆对内孔的跳动可用心轴方法进行测量：在轴承套内孔中装入无间隙心轴，用心轴的轴线来模拟内孔轴线，把心轴用两顶尖或V型块支承，然后用指示表测量外径相对旋转轴线的跳动。端面对内孔轴线的垂直度测量方法：一般方法为在平板上，轴承套装入导向块内，用百分表打端面。5、齿轮常用的材料及相应的热处理有哪些？答：对于低速、轻载或中载的普通精度齿轮可选用中碳钢（45#）进行调质或表面淬火；对于高速载荷较大、精度较高的齿轮，可选用中碳合金钢（40Cr）进行调质处理或表面淬火；对于既要耐磨又承受冲击的高速中载或具有冲击的齿轮，可选用渗碳钢（20Cr,20CrMnTi），渗碳后淬火；对于高速传动的齿轮，可选用氮化钢（38CrMoAlA）经氮化处理后，其比渗碳钢具有更高的耐磨性和耐蚀性；对于轻载的传动齿轮，可选用铸铁或其它非金属材料。

6、齿轮齿坯加工工艺方案与生产类型有什么关系？答：齿坯加工方案选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求及生产类型有关：对于大批大量加工中等尺寸齿坯时采用“钻—拉—多刀车”的工艺方案：以毛坯外圆及端面定位钻孔，以端面支承进行拉孔，以孔定位加工外圆。中批生产齿坯时，常采用“车—拉—车”的工艺方案：以外圆定位车内孔，以端面支承定位拉内孔或花键孔，以内孔定位精车外圆及端面。单件小批生产齿坯时，为保证相互间的位置精度，应将内孔和基准端面的精加工在一次安装内完成。7、滚切齿轮时产生齿轮径向误差的主要原因有哪些？答：主要原因有：1、调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合；2、齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边；3、基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。8、滚齿加工具有哪些特点？主要用于哪些场合？答：滚齿加工采用展成原理，适应性好，解决了成形法铣齿时齿轮铣刀数量多的问题，并解决了由于刀号分组而产生的加工齿形误差和间断分度造成的齿距误差，精度比铣齿加工高；滚齿加工是连续分度，连续切削，无空行程损失，加工生产率高。由于滚刀结构的限制，容屑槽数量有限，滚刀每转切削的刀齿数有限，加工齿面的表面粗糙度大于插齿加工。主要用于直齿、斜齿圆柱齿轮、蜗轮的加工，不能加工多联齿轮。9、齿形加工精基准选择有哪些方案？各有什么特点？对齿坯加工的要求有何不同？齿轮淬火前精基准的加工与淬火后精基准的修正通常采用什么方法？答：轴类齿轮一般选择项尖孔定位，某些大模数的轴类齿轮多选择齿轮轴颈和一端面定位，盘套类齿轮的齿形加工常采用以下两种定位方案：1）、内孔和端面定位；符合“基准重合”原则，需严格控制内孔的加工精度。2）、外圆和端面定位；以齿坯外圆来找正齿坯内孔的中心位置，要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。淬火前的齿轮精基准修正常采用推孔，而淬火后常采用磨孔来进行精基准的修正。10、加工模数m=3mm的直齿圆柱齿轮，齿数z1=26,z2=34，试选择盘形齿轮铣刀的刀号。在相同的切削条件下，哪个齿轮的加工精度高？为什么？答：选择刀号为5的盘形铣刀。其加工的齿数范围为26—34。在相同的切削条件下，加工齿数为26的齿轮的精度较高，因为在同一刀号中齿轮铣刀的刀齿形状是按加工齿数范围中最少齿数的齿形设计，所以在加工该范围内其它齿数的齿轮时，会有一定的齿形误差产生。11、试编制如图所示零件的加工工艺路线，并计算4-Ф9的工时定额及Ф62h8的工序尺寸。答：工艺路线如下表所示：序号工序工序内容机床10下料铸造20热处理时效30粗车粗车大直径端端面、钻中心孔；调头车另一端面，保总长，钻中心孔，粗车各部外圆。车床40半精车半精车各外圆、倒角车床50半精车车锥度为1：10的内孔和深度为2的沉孔车床60钻钻4-Ø9孔钻床70精车精车Ø62h8外圆车床80检验检验入库加工Ø62h8外圆的工序尺寸如下表所示：工序名称工序余量经济精度工序尺寸及偏差精车0.4IT8φ620-0.046半精车1.1IT10φ62.40-0.12粗车2.4IT12φ63.50-0.3毛坯尺寸4φ65.9±2加工4-Ø9孔的工时定额计算如下：先确定进给量与机床主轴转速：进给量经查表可取f=0.2mm/r，采用Z512台式钻床进行加工，其主轴转速为2200r/min。1）计算基本时间：

T基=式中：L=12,L1=5,L2=0所以：T基===0.039min2）取：T辅=4min，=3%，=2%，T准终=0min3）单件的工时定额为：T=(0.039+4)=4.24min项目6箱体类零件的工艺工装制订1、箱体类零件有哪些技术要求？答：箱体类零件中以主轴箱精度要求最高，其可归纳为以下五项精度要求：1、孔径精度；孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承与孔的配合不良。2、孔与孔的位置精度；同一轴线上各孔的同轴度误差会使轴和轴承装配到箱体中出现歪斜，从而造成主轴径向跳动和轴向窜动，会加剧轴承的磨损等，一般同轴上各孔的同轴度约为最小孔尺寸公差的一半。3、孔与平面的位置精度；主要是孔与平面间的平行度及垂直度，它同样影响到主轴的回转精度及齿轮的工作精度。4、主要平面的精度；箱体上的主要平面一般都是装配基面，如精度达不到要求，同样也会影响到机器的使用精度。5、表面粗糙度；它主要影响箱体类零件的接触精度及密封性。2、箱体类零件的主要材料有哪些？为什么一般选择HT200？答：箱体类零件的材料主要是HT150-300，因其有较好的耐磨性、铸造性和可切削性，而且其具有较好的吸振性和较低的成本；对某些负荷较大的箱体可采用铸钢件，而对结构相对简单的箱体为了缩短毛坯的制造周期，可采用钢板焊接。对一些结构复杂且较小的箱体也可选用铸铝件。3、在箱体孔系加工中，常采用哪些方法来保证孔距精度？它们的特点和适用范围如何？答：箱体上一系列有相互位置精度要求的孔，它们间相互位置精度和尺寸精度要求较高，如何保证孔系的加工精度是箱体加工的关键。在加工中常采用下列方法进行加工：1、找正法；其根据找正方法的不同又可划分为划线找正法、心轴和块规找正法、样板找正法及定心套找正法。划线找正法孔距精度较低，适合于单件小批生产。心轴和块规找正法孔距精度比划线找正法较高，但易存在累积误差，仅适用于单件小批生产。样板找正法其孔距精度较高，找正方便，成本低，但样板易变形，仅适用于单件小批的大型箱体零件的粗加工。定心套找正法精度高，但找正时间长，适宜单件小批生产。2、镗模法；此法加工时机床精度对孔系加工精度影响小，孔距精度主要取决于镗模的精度，生产效率高，适用于批量生产的中小型箱体零件。3、坐标法；此法先将被加工孔系间的孔距尺寸换算为两个相互垂直的坐标尺寸，并按此尺寸加工，加工后的孔距精度取决于坐标移动精度，适用于各种箱体加工。4、单件小批同轴孔系加工时有哪些方法？有何特点？应用于哪些场合？答：单件小批生产时主要采用以下几种加工方法：1、利用已加工孔作支承导向；其镗套装在已加工的孔内，利用定心定位来加工同轴孔，由于镗杆的刚性问题，它只适应于加工箱壁较近的孔。2、利用镗床后立柱上的导向套支承导向；此法镗杆两端支承，刚性好，但调整麻烦，镗杆长，故适用于加工大型箱体上的孔。3、调头镗；当箱体上孔间距较远时，可采用此法，但其要进行找正，精度低，效率低。5、不同批量生产的箱体零件基准选择有何不同？答：粗基准的选择：小批生产时，由于毛坯精度低，一般以主轴孔作为粗基准，采用划线法装夹；而大批生产时，毛坯精度高，可直接以主轴孔为粗基准在夹具上定位装夹。精基准的选择：小批生产时一般采用基准重合原则，即以装配基准作为定位基准，避免了基准不重合误差，有利于提高箱体上各表面间的相互位置精度。大批生产时常采用基准统一原则，即一面两孔定位，可避免由于基准变换而带来的累积误差。6、镗模导向装置有哪些布置形式？镗杆和机床主轴，什么时候用刚性连接？什么时候用浮动连接？答：镗夹具的布置形式主要根据被加工孔的直径D以及孔长与孔径的比值L/D和精度要求而定。一般有以下四种形式。(1）单支承前引导(2）单支承后引导(3）双支承前后引导（4）双支承后引导。在双支承引导中，在镗模中布置两个导向装置引导镗杆，镗杆和机床主轴采用浮动联接。而在单支承引导中，镗杆和机床主轴采用刚性联接。7、在坐标镗床上镗如图所示的两孔，要求两孔中心距O1O2=（100±0、1）mm，α=300，镗孔时按坐标尺寸Ax和Ay调整。试计算Ax和Ay及其公差。答：由三角关系可知：Ax=86.6mm,Ay=50mm。又知：，公式两端全微分可得：O1O2*ΔO1O2=Ax*ΔAx+Ay*ΔAy,采用等公差法并以公差值代替增量，即令ε=ΔAx=ΔAy，则ε==±0.07mm，所以Ax=86.6±0.07mm，Ay=50±0.07mm。8、在坐标镗床上加工镗模的三个孔，其中心距如图所示，各孔的加工次序为先镗孔=1\*ROMANI，然后以孔=1\*ROMANI为基准，分别按坐标尺寸镗孔=2\*ROMANII和孔=3\*ROMANIII。试按等公差法计算，确定各孔间的坐标尺寸及其公差。题8图题8图题7图答：由图三角关系可知：X1-2=181.9mm，Y1-2=105mm，=300，所以可得：Y1-3=157.6mm，X1-3=91mm。X2-3=90.9mm，Y2-3=52.6mm。由于孔=2\*ROMANII和孔=3\*ROMANIII间的距离是间接保证的，应先以此两孔间距来计算（运用等公差法）：ε==0.019mm，再次运用等公差法可得：X1-2=181.9±0.095mm,Y1-2=105±0.095mm,X1-3=91±0.095mm,Y1-3=157±0.095mm。9、试编制如图所示的中型外圆磨床尾座机械加工工艺规程。生产类型为中批生产，村料为HT200。答：工艺路线如下表所示：序号工序内容定位基准10铸造20时效30油漆40粗、精铣基准面AI孔与Ⅱ孔50粗、精铣孔两端面，4与20的平面底面A及外形60粗镗两孔底面A及外形70半精镗两孔底面A及外形80钻Ø15孔，锪Ø28孔底面A及两孔90时效100铣底部斜面，割3与6槽两孔110磨底面两孔120精镗两孔底面A及外形130底面刮削140清洗、去毛刺、倒角150检验项目7叉架类零件的工艺工装制订1、叉架类零件的技术要求主要有哪些？其有哪些结构特点？答：叉架类零件的主要孔的加工精度要求都较高，孔与孔、孔与其他表面之间的相互位置精度也有较高的要求，工作表面的粗糙度Ra值一般都小于1.6μm。叉架类零件常是一些外形不很规则的中小型零件，例如机床拨叉、发动机边杆、铰链杠杆等。其结构的共同特点是：外形复杂，不易定位；大、小头是由细长的杆身连接，所以弯曲刚性差，易变形；尺寸精度、形状精度和位置精度及表面粗糙度要求很高。2、叉架类零件在选择定位基准时有什么特点？答：叉架类零件常是一些外形不很规则的中小型零件，确定叉架类零件的工艺过程中应注意定位基准的选择，一方面为装夹方便，另一方面为减少定位误差。夹紧力方向和夹紧点的选择要尽量减少夹紧变形对零件加工精度的影响。有时为了方便定位装夹，某些叉架类零件在结构设计中增加了工艺凸台、工艺搭子及中心孔等作为装夹的辅助基准。对于多数叉架类零件可选择端面作为定位基准，或选择端面与孔组合定位。3、铣削用量的选择原则是什么？答：铣削用量的选择原则是在保证加工质量的前提下，充分发挥机床工作效能和刀具切削性能。在工艺系统刚性所允许的条件下，首先尽可能选择较大的铣削深度和铣削宽度，其次选择较大的每齿进给量，最后根据所选定的刀具耐用度计算确定铣削速度。4、如何确定铣夹具与机床间的安装？答：铣床夹具在铣床工作台上的安装位置，直接影响被加工表面的位置精度，为保证安装精度，一般选用矩形定向键与铣床T形槽相配合，其基本尺寸按工作台上T形槽尺寸相同，公差带一般选用h6或h8，分别与夹具体和T形槽进行小间隙配合；在设计时两个定向键间的距离尽可能大些，安装夹具时，让键紧靠T形槽一侧，减小间隙的影响，对于精度要求较高的夹具，常在夹具体的侧面加工出一窄长平面作为夹具安装时的找正基面，通过找正获得较高的定向精度。5、铣削方式有哪几种？各有什么特点？答：根据铣削时切削层参数的变化规律不同，可分为周铣和端铣。周铣又分为逆铣和顺铣。而端铣根据铣刀与工件相对位置的不同，可分为对称铣削、不对称逆铣和不对称顺铣。铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给方向相反为逆铣，刀齿的切削厚度从零逐渐增大。由于刀齿在开始切入时，切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压与磨擦，使这段表面产生严重的冷硬层，使刀齿容易磨损，同时使工件表面粗糙度增大。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同称为顺铣。此时刀齿的切削厚度从最大逐渐减至零，避免了逆铣时的刀齿挤压、滑行现象，已加工表面的加工硬化程度大为减轻，表面质量也较高，刀具的耐用度也比逆铣时高，同时垂直方向的切削分力始终压向工作台，避免了工件的振动。但顺铣时由于丝杆与螺母传动副中存在间隙，有时会使工作台振动，使进给不均匀，严重时会出现打刀现象。端铣时若铣刀轴线位于铣削弧长的对称中心位置，铣刀每个刀齿切入和切离工件时切削厚度相等，称为对称铣削，否则为不对称铣削。若切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度为不对称逆铣，这种方式切入冲击较小，适用于端铣普碳钢和高强度低合金钢。而不对称顺铣用于铣削不锈钢和耐热合金。6、标注如图所示铣夹具简图中影响加工精度的尺寸及公差。答：如图7、如图(a)所示为一批工件，孔Ф12mm及其两端面均已加工，现采用如图(b)所示铣夹具铣平面A，试分析指出该夹具存在的主要错误。答：由于该零件的大、小头是由细长的杆身连接，所以弯曲刚性差，易变形；而该夹具设计没有考虑到这一点，其主要的错误有两点：一是没有考虑到铣削力对工件变形的影响，应增加辅助支承来消除铣削力造成的弯曲变形；另一方面没有考虑到铣削力造成的工件在加工中的位置移动，应增加工防转销以防止工件的变位。项目8机械装配工艺制订1、何为装配精度？机床的装配精度要求主要包括哪几个方面？为什么在装配中要保证一定的装配精度要求？答：装配精度是指产品装配后几何参数实际达到的精度，它一般包括：1）尺寸精度：是指零部件的距离精度和配合精度。配合精度是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。2）位置精度：是指有相对运动的零部件在运动位置上的精度。包括相关零件的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。3）相对运动精度：是指产品中有相对运动的零、部件间在运动方向上的精度。运动方向上的精度包括相关零件的平行度、直线度和垂直度等。4）接触精度：是指两配合表面，接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点分布情况。它影响接触刚度和配合质量的稳定性。机器的质量是以机器的工作性能、使用效果、可行性和寿命等综合指标来评定的。这些指标，除与产品结构设计有关外，还取决于零件的制造质量和机器的装配工艺及装配精度。2、机械的装配精度与其组成零件的加工精度有何关系？答：机器和部件是由零件装配而成的，相关零件的精度特别是关键零件的加工精度对装配精度有很大的影响。另一方面，装配精度又取决于装配方法，在单件小批生产