机械制造技术基础习题课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械制造技术基础习题课,Chapter 3.1,（,1,）,Draw figures to demonstrate the following machining methods, indicate the motions needed, and point out which one is simple motion and which one is compound motion,(a) T,urning external taper surface with forming tool,(b) T,urning external taper,surface,with sharp tip tool moving,transversely and longitudinally in the same time.,(c) D,rilling hole with drilling tool,(d) B,roaching hole with,broaching,tool.,(e) S,haping gear with gear shaping tool,B2,A1,A1,：简单运动,B2,：简单运动,A1,B,B21,B22,A1,：简单运动,B,：,B=B21+B22,A1,A1,：简单运动,B2,：简单运动,B2,A1,A1,：简单运动,成形法,成形法,轨迹法,轨迹法,B12,B11,A2,建议思路：,1.,判断有几条发生线；,2.,确定每条发生线对应的成形运动,3.,分析每个成形运动是否独立！,展成法,外联系传动链：动力源,+,执行件，传动比不影响形状。,内联系传动链：复合成形运动的各个部分，传动比决定形状。,内：插齿刀,-8-9-ix-10-11-,工件,外：电动机,-1-2-iv-3-5-4-,插齿刀,外：电动机,-1-2-iv-3-5-6-uf-7-8-,插齿刀,注：传动原理图的空心点与实心点，标号顺序都有规范，不能乱标！,如：,CA6140,C:,车床,A:,结构特性，区别于,C6140,6,：组别号，落地及卧式车床,1,：系别号，卧式车床，折算系数,1/10,40:,主参数（床身最大回转直径为,401/10=400mm,）,why are most drilled holes oversize with respect to the,nominally specified diameter? what factors tend to cause,a drill to,“,drift,”,off the centerline of a hole?,客观因素：,机床振动,主轴的跳动,钻头制造误差,主观因素：,工艺参数，如转速，进给量选择不合理，导致产生大量切削热（积屑瘤），切削变形；,钻头选用不合理；,排屑困难；,工件表面不平整；,未采用工艺凸台打斜孔；,等等,上述因素，最本质在于受力不均，,1,由于切削刃实际不在轴心或钻芯上，整条切削刃的参数（切削速度，各种切削刃的角度都是沿着径向变化。因此两条主切削刃的受力情况与其几何相似情况息息相关，很容易导致受力不均匀，向一侧引偏）,最好结合改进的钻头总结,2,从钻床的夹持段到钻头的切削刃，可以看成是悬臂梁模型，因此机床主轴的误差，在切削刃处表现的非常明显，也容易导致引偏,注：有些同学在作业中，连工件进给方向和铣刀转动方向都没标，请问你是如何判断顺铣或逆铣？,参考思路：,从速度方向不同出发分析差异，优缺点,速度方向不同,受力方向不同,1.,反作用力对机床传动链的影响？,丝杠间隙,2.,有力就有振动，对加工精度和机床的影响？,（,夹紧力大小，铣削的平稳程度,）,3.,切削材料由多,-,少，与由少,-,多对加工表面质量的影响？,4.,切削力不同对铣刀刃口磨损情况的影响？,磨损的形式不同,5.,对铣刀寿命的影响？,等等,思考：,面对不同的工件材料（强度硬度不同），不同的工艺阶段（粗，精加工）应该用顺铣还是逆铣？,what is the man,characteristic,of boring?,H,ow many types of boring tools are normally used?,E,xplain their,characteristic,and structure.,分析孔加工刀具：,思路一：,粗加工,钻孔：,麻花钻：,IT11-IT12,Ra12.5-50,一般,30,以下的孔,中心钻,：钻中心孔,IT8-IT10,Ra0.8-3.2,锪钻：,沉头孔，孔端面的凸台,半精加工,扩孔钻：,IT10-IT11 Ra3.2-6.3,镗刀：,IT6-IT7 Ra0.8,铰刀：,IT6-IT8 Ra0.4-1.6,拉刀：,精加工,精磨；,铰刀；,拉刀：,分析孔加工刀具：,思路一：,拉刀拉孔,，在已有底孔的基础上，可以一次走刀，就达到很高的精度，是一种高效的孔加工方式！,复合钻，,包含多种切削刃，也可以一次走刀就完成孔加工！,拉刀与复合钻相关结构参数请参考机械制造工艺手册！,方法,机床,原理,工艺属性,加工精度,加工范围,滚齿,圆柱齿轮加工机床,展成,常做粗加工或半精加工,普通：,6,级,高精度滚,4,级,高精度插,5,级,直齿圆柱，斜齿圆柱，蜗轮,插齿,圆柱齿轮加工机床,展成,圆柱齿轮，内齿轮和多联齿轮，不能加工蜗轮,刨齿,锥齿轮加工机床,成形,粗，半精,具体机床，具体分析,锥齿轮,铣齿,锥齿轮加工机床,成形,粗，半精,直齿锥齿轮，弧齿锥齿轮,拉齿,锥齿轮加工机床,成形,展成,粗，半精,直齿锥齿轮，弧齿锥齿轮,剃齿,剃齿机,展成,精加工,6-7,级,直齿、斜齿圆柱,珩齿,珩齿机,展成,热处理后改善齿面质量的精准加工,Ra0.63,以下,外齿珩磨、内齿珩磨、蜗杆珩磨,磨齿,磨齿机,展成,精加工,最高达,2,级,具体情况，具体分析,成形砂轮磨齿,成形砂轮磨齿机,成形,精加工,该表仅用作大概念理解，具体细节随现代加工方法进步可能会有差别,注：很多同学题目都没有看清，上来就画了滚直齿圆柱齿轮的传动链！,斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮区别在于齿长方向不是直线，而是螺旋线。,螺旋发生线,：,A21+B22,称为差动链（内传动链）丝杠,-12-13-iy-14-15-6-7-ix-8-9-,工件,渐开线齿形发生线,：,B11+B12,内传动链：滚刀,-4-5-6-7-ix-8-9-,工件,两条外传动链：,电机,-1-2-iv-3-4-,滚刀,工件,-10-if-11-12-,丝杠,分析机床传动链思路：,找发生线，分析运动,-, 根据复合运动，先找内传动链，关键是找到内传动的起点（动力源）,-, 真正动力源（电动机）与内传动起点连接即为外传动链,方法,机床,精度,加工范围,车,螺纹车床,6-7,级,螺距变化大，螺纹长度和直径范围大,铣,螺纹铣床,Ra 5,m,螺距变化范围小，,螺纹长度和直径范围相对车螺纹较小,磨,螺纹磨床,小：,1-3,级,大：,6,级,螺距变化很大，,螺纹长度和直径范围很大,攻丝,攻丝机,6,级,螺距，螺纹长度、直径范围与螺纹车床相当,滚丝搓丝,滚丝机,搓丝机,加工螺纹螺距，螺纹长度、直径范围小,注：该表内容随着技术进步可能会有出入，只是用于大概念的建立，实际工作中具体机床具体对待！,外圆磨床, 磨外圆砂轮旋转运动,或者 磨内孔砂轮旋转运动, 工件旋转运动, 工件纵向往复运动, 砂轮横向进给,方法,效率,表面压力,变形,精度,分析,圆周磨削,较高,较大,较大,较高,砂轮与工件的接触面很小，磨削时的冷却和排屑条件好，产生的磨削力和磨削热也较小，适用于平面零件,端面磨削,较低,较小,较小,较低,用筒形砂轮磨削端面磨削时，砂轮与工件的接触面积大，同时参与磨削的磨粒多，所以生产效率高。但是磨削过程中发热量较大，切削液不易直接浇筑道磨削区域，排屑也较困难。因而工件容易产生热变形和烧伤。,无心外圆磨床, 结构：磨削砂轮，导轮，托班，工件不用顶尖定心和支撑,靠导轮提供摩擦力带动工件转动，实现圆周进给，砂轮提供很大的磨削相对转动速度，为避免磨削出棱圆形工件，工件的中心高于磨削砂轮和导轮中心连线。, 与外圆磨床对比：,a,生产效率高。工件省去打中心孔，装夹省事，导轮托板沿全长支撑工件，可磨削细长工件，可以用较大的切削用量。,b,磨削表面的尺寸精度，几何形状精度较高，表面粗糙度小,c,能配自动上料机构，实现自动化,Chapter 4,the mechanical technical process(,机械产品,生产过程,),原材料运输保管,生产技术准备,毛坯准备,机械加工,热处理,装配和调试,表面修饰,质量及检测,包装,mechanical process route,（机械加工,工艺过程,）,用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状，尺寸性能，使之变为合格零件的过程。工艺路线、工艺过程,opration,工序,sub-operation operation step,工步,精基准,以已加工表面进行定位, 基准重合原则，工序基准与设计基准重合, 基准不变原则, 互为基准，反复加工原则, 自为基准原则, 装夹可靠，稳定，简单,粗基准,以未加工过得表面进行定位, 选择要求加工余量小且均匀的重要表面为基准，以保证该表面有足够均匀的余量, 某些表面不需要加工，应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面, 选择平整、光滑、足够大面积的表面，不允许有浇冒口，飞边, 粗基准只在第一次工序使用，避免重复使用、,4.5,工序集中，将若干个工步集中在一个工序内完成。,利：可以减少装夹次数，有利于保证各表面之间的相互位置精度，也可以减少机床的数量、工人数量、占地面积,弊：设备复杂，操作调整复杂困难。,工序分散，工序数目多，工艺路线长，每个工序包含工步少。,利：能最大限度使所需设备和工艺装备结构简单，调整容易，操作简单,弊：使得整条生产线专用性太强，柔性差,主要依据：,生产规模，零件结构特点，技术要求，设备条件,通常，小批量，简单零件在通用设备加工，尽量使用工序集中原则；,大批量，采用高效复杂的，组合机床及专用机床有利于提高效率保证质量。,然而，对于批量大，结构比较复杂，使用简单高效的专用设备加工，通常采用工序分散原则。,4.6,加工余量，从毛坯表面上切去全部多余的金属层的总厚度称为加工总余量。由工序余量组成。,影响加工余量的因素：,1.,上工序表面质量,Ra,Ta,2.,上工序尺寸公差,3.,上工序各表面相互位置空间偏差,4.,本工序装夹误差,工序,工步,安装,设备,下料,120,70,块料,检验,4.10,由于此题只有一个主视图，默认为块料,4.13,a.,螺纹孔打穿，耳朵下表面平整,b.,无退刀槽,c.,无退刀槽，并且中间粗、两边细要多次装夹,d.,能否直接变成通孔,e.,槽子尺寸不一，要换刀！,f.,凸台过渡部分为斜面，且与周围不等高！（最好能不能去掉）,g.,大孔在里面，小孔在外面。刀具怎么伸进去,h.,相对两螺纹孔直接打穿，同轴度更好,粗,精,4.14,粗,精,粗,精,精,有同学在作业里说,a,b,情况完全相同。但从零件毛坯的种类，对去除材料加工面的要求不同，也会导致基准不同,4.16,在加工图示零件时，要求保证尺寸（,6+-0.1mm,），因为,因为这一尺寸不易测量，只能通过度量尺寸,L,来间接保证,试求工序尺寸,L,及其公差。,4.17,A,ES,EI,T,A0+,0,0.02,-0.02,A1+,H,ES,EI,A2-,-14.25,0.05,0,A3+,14,0.012,0.004,A,4,0.15,0,A1+,A2-,A0+,均一化为,A3+, 5,5.2,此处为活动顶尖,拨盘或鸡心夹头不限制自由度,中心架和跟刀架只加强刚度，不限位,4.3,Z,X,首先抛开题目方案，自己设计，,需要：,另外，此题的题设是孔已经加工出来，并且没有沿,X,轴方向尺寸要求，在铣刀铣,b,尺寸槽子时，直接走刀一直把孔壁切穿就行。因此可以认为不需要限制沿,x,轴移动的自由度。当然，这只是一种方式，也完全可以认为需要加以限制。,方案,B,：,5,孔，,8,孔，,两孔连线通过轴心,方案,C,：,5,孔，,8,孔，,两孔连线通过轴心,方案,D,：,5,孔，,8,孔，,两孔连线与轴心偏移量误差为,0.05,5,方案,b,：,H1,H2,H3,方案,c,：心轴与孔配合的间隙,H1,H2,H3,6.27,（,a,）,为成形车刀，故变形与刀具位置无关（整体接触）,已知：,K,头架,K,尾架，工件刚度极大,故，,Y,头架,K,尾架，工件刚度极大,故，,Y,头架,Y,尾架,Y,头架,Y,尾架,f,6.28,由上述公式：,若工件刚度起主要作用，那么变形一般都是对称或近似的高次的变化过程。从公式中关于头架，尾架，工件变形的三项都含有 项，即与位置相关。当工件刚度,EI,极大，变形主要取决于 ；当工件刚度极小，主要取决于,因此，,b,c,应该是工件刚度占优。,a,d,应该是机床或刀架刚度（如头架与尾架刚度,K,差异大）而且。 的影响，即位置的影响较小时，呈现非对称，一次变化过程。,a. K,头架,K,尾架，并且工件刚度极大,情况,b,6.29,49.98,49.975,49.97,49.96,查表得,A=0.4524,故，废品率,=0.5-0.4524=0,。,04755=4.76%,合格率,=1-4.76%=95.24%,由于是圆柱销外圆，尺寸偏大可以修复，若是加工内孔，情况相反。,