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1 第 20 章 机械加工工艺规程设计 2014 年 6 月 第 1 次 作业： 20-1、 T 形螺杆如图 1 所示。其工艺过程如下，请列表分出工序、安装、工位、 工步及走刀。 在锯床上切断下料 35 125； 在车床上夹一头车端面，打顶尖孔； 用尾架后顶尖顶住工件后，车 30 外圆及 T20 外圆（第一刀车至 24， 第二刀车至 20），车螺纹，倒角； 在车床上车 18 外圆及端面； 在卧式铣床上用两把铣刀同时铣 18 圆柱上的宽 15 的两个平面，将工 件回转 90（利用转台），铣另两个面，这样作出四方头。 图 1 90 120 15 22 85 18 T20 30 245 15 2 【 参考答案 】 ： 序号 工序 安装（ 或 工位） 工步 走刀 1 锯 (下料 ) 2 车 安装 1 车端面， 打顶尖孔； 安装 2(尾架后顶尖顶住 ) 车 30 外圆 车 T20 外圆 走刀 1：至 24 走刀 2：至 20 车螺纹 倒角 掉头安装 车 18 外圆 车端面； 3 铣 工位 1 铣两个平面， 工位 2 铣另两个平面 答案 2： 序号 工序 安装或工位 工步 走刀 1 锯 (下料 ) 2 车 安装 1 车端面 打顶尖孔 车 30 外圆 车 T20 外圆 走刀 1：至 24 走刀 2：至 20 车螺纹 倒角 安装 2 车 18 外圆 车端面 3 铣 工位 1 铣两平面 工位 2 铣另两平面 20-2、如例图 1.4 所示 的毛坯，在铸造 时 内孔 2 和外圆 1 有偏心。如果要求获得： （ 1）与外圆有较高的同轴度的内孔（图（ a），应如何选择粗基准？（ 2）内孔 2 的加工余量均匀（图（ b），应如何选择粗基准？ （交叉线处表示待切除部分） 3 【参考答案】 （ 1）用不需加工的外圆 1 作粗基准（用三爪卡盘 夹 持外圆 1）加工内孔 2，此时 虽然加工余量不均匀，但内孔与外圆同轴度较高， 零件 壁厚均匀、与外形对称。 （ 2）如果要求内孔的加工余量均匀，可用四爪卡盘 夹住 外圆 1，然后按内孔 2 进行 找正 安装 。此时，内孔加工余量均匀，但 加工后的内孔与外圆不同轴， 零件 壁厚不均匀。 3. 如 习图 3-1 所示零件的 A、 B、 C 面， mm027.0010 及 mm033.0030 孔均已加工。试 分析加工 mm018.0012 孔时，选用哪些表面定位最合理？为什么？ 【参考答案】 加工孔 mm018.0012 时，需要限制 除 X 方向移动自由度外的五个自由度； X Y Z 4 选 A 面（定位元件为支承板，限制三个方向的自由度）、 30 H7 孔（定位元件为 圆柱销，限制两个方向的自由度）、 10 H7（定位元件为削边销，限制一个方向 的自由度）作为定位基准。选 A 面和 30 H7 孔作为定为基准符合基准重合原则。 第 2 次 作业： 1、如图 20-4 所示定位套零件，在大批量生产时制定该零件的工艺过程是：先以 工件的右端端面及外圆定位加工左端端面、外圆及凸肩，保持尺寸 5 0.05mm 及 将来车右端端面时的加工余量 1.5mm ，然后再以已加工好的左端端面及外圆定 位加工右端端面、外圆、凸肩及内孔，保持尺寸 60 0.25 mm 。试标注这两道工序 的工序尺寸。 图 20-4 【参考答案】 ： 用尺寸链求解工序尺寸时，首先应该 画出尺寸链，并 确定封闭环，即在该道 工序中只能间接得到的尺寸 工序 1： 如图 20-4 所示， 本题第一道工序，以工件右端面为定位基准加工左端面和 凸肩，则尺寸 60-0.25 是直接对刀得到的尺寸，而凸肩的设计基准是左端面，定位 基准为右端面，定位基准和设计基准不重合，所以需要进行工艺尺寸解算，其中 尺寸 50.05 则是间接得到的，是封闭环，封闭环一般用 A0 表示。 建立工艺尺寸链如下： 5 其中 ： A1 是增环， A2 是减环，待求。 由于是已知封闭环，求组成环，用极值法 求解，首先判断尺寸链的公差是否 满足要求。根据工件已知设计尺寸可知，组成环 A1 的公差 T1=0.25 已经大于封 闭环公差 T0=0.1，所以需要重新分配公差，令 按照入体原则标注， 01 0.0561.5A ，列竖式求解 尺寸链 基本尺寸 ES0 EI0 1A 61.5 0 -0.05 2A -56.5 0.05 0 0A 5 0.05 -0.05 所以， 02 0.0556.5A ，可见为了保证尺寸 A0，提高了 A1 的尺寸精度。 同时 A2 的 调整尺寸精度也高于原尺寸 A0 的精度。 工序 2 ： 凸肩的右面的设计基准是工件的右端面，而本道工序中，定位基准为左端面， 所以存在定位基准和设计基准不重合，需要进行工艺尺寸换算。根据工艺路线建 立尺寸链如下： 其中 ： A1 是增环， A2 是减环，待求。 由于是已知封闭环，求组成环，用极值法求解，首先判断尺寸链的公差是否 满足要求。根据工件已知设计尺寸可知，组成环 A1 的公差 0.25 已经大于封闭环 公差 0.2，所以需要重新分配公差，令 A1=60-0.25 A0=450.1 A 2=? 1 2 0.050.05TT A1=60-0.25+1.5 A0=50.05 A2=? 6 按照入体原则标注， 01 0.160A ，列竖式求解 尺寸链 基本尺寸 ES0 EI0 1A 60 0 -0.1 2A -15 0.1 0 0A 45 0.1 -0.1 所以， 02 0.115A ，可见为了保证尺寸 A0，提高了 A1 的设计尺寸精度， 才 能够保 证要求。 2、 某零件的最终尺寸要求如图 20-5（ a）所示，加工顺序见图 20-5（ b），求钻 孔工序尺寸 F。 【参考答案】 （ 1） 分析工艺工程，建立尺寸链 分析 工序 2、 3、 4，画出如下封闭尺寸关系 10-0.1 150.2 50-0.34 图 20-5（ a） 50-0.4 工序 1 车孔及端面 50-0.34 10.4-0.2 工序 2 车外圆及端面 F 工序 3 钻孔 10-0.1 工序 4 磨外圆及台肩面 图 20-5（ b） 1 2 0.10.1TT 7 （ 2） 确定封闭环和组成环 已知： A0=150.2，为封闭环 A1=10-0.1是磨台阶面直接得到的 ，为减环 A2=10.4-0.2，是车外圆得到的 ，为增环 A3=F 为待求，为增环 （ 3）计算 3 10 iTT 因为封闭环已知，求组成环 A0=150.2 1.02.0-1.0-4.0- 2103 TTTT （ 4）竖式法求解 尺寸链 基本尺寸 ES0 EI0 A1 减环 -10 +0.1 0 A2 增环 10.4 0 -0.2 14.6 0.1 0 0A 15 0.2 -0.2 所以， F=14.6+0.1 课堂练习题： 如图 1 所示套筒零件，加工表面 A 时要求保证尺寸 10+0.10mm，若在铣床上采用静 调整法加工时以左端端面定位，试标注此工序的工序尺寸。 A1=10-0.1 5 A0=150.2 A2=10.4-0.2 F F 增环 8 图 1 【参考答案】 根据题意，明确工艺路线如下： （ 1） 以左端面定位加工 A 面，间接保证 A0=10+0.1。 （ 2） A1=600.05、 A2=30+0.05 为已知尺寸。 由工艺路线可知， A 面的设计基准是 B 面，但是定位基准是左端面，显然设计 基准和定位基准不重合，需要进行工艺尺寸换算，工序尺寸为 A3，待求，建立 尺寸链如下图所示，尺寸 A0=10+0.1 是间接得到的，是封闭环，而尺寸 A1、 A2、 A3 是组成环， A1 是减环， A2、 A3 是增 环。 由于是已知封闭环，求组成环，用极值法求解，首先判断尺寸链的公差是否满足 要求。根据工件已知设计尺寸可知，组成环 A1、 A2 的公差和已经大于封闭环公 差，所以需要重新分配公差，令 1 2 3 0.04 0.03 0.03 T T T 按照入体原则标注公差： 01 0.04 0.0320 6030AA 列竖式求解 尺寸链 基本尺寸 ES0 EI0 30+0.05 600.05 10+0.1 A A1=600.05 A B A2=30+0.05 A0=10+0.1 A3=？ 9 1A -60 0.04 0 2A 30 0.03 0 3A 40 0.03 0 0A 10 0.1 0 所以： 0.033040A 可见，为了保证封闭环的精度， 在加工中 将尺寸 A1、 A2 的精度都提高了。