下载文档原格式
机械制造工艺学（上）思考题及参考答案1、什么叫生产过程，工艺过程，工艺规程答：生产过程：从原材料变成成品的劳动过程的总和。
工艺过程：在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、性能及相对位置关系的过程。
工艺规程：在具体生产条件下，将最合理的或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式写成的工艺文件。
2、某机床厂年产CA6140 卧式车床2000台，已知机床主轴的备品率为15%，机械加工废品率为5%。
试计算主轴的年生产纲领，并说明属于何种生产类型，工艺过程有何特点若一年工作日为280天，试计算每月(按22天计算)的生产批量。
解：生产纲领公式 N=Qn(1+α)(1+β)=（1＋15％）（1＋5％）=2415台/年查表属于成批生产,生产批量计算:定位各举例说明。
答：六点定位原理：在夹具中采用合理的六个定位支承点，与工件的定位基准相接触，来限制工件的六个自由度，称为六点定位原理。
完全定位：工件的六个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的位置。
不完全定位：没有全部限制在六个自由度，但也能满足加工要求的定位。
欠定位：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位。
过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承重复限制同一个或几个自由度。
（d）一面两销定位，X，两个圆柱销重复限制，导致工件孔无法同时与两销配合，属过定位情况。
7、“工件在定位后夹紧前,在止推定位支承点的反方向上仍有移动的可能性,因此其位置不定”,这种说法是否正确为什么答：不正确，保证正确的定位时，一定要理解为工件的定位表面一定要与定位元件的定位表面相接触，只要相接触就会限制相应的自由度，使工件的位置得到确定，至于工件在支承点上未经夹紧的缘故。
8、根据六点定位原理,分析图中各工件需要限制哪些的自由度,指出工序基准,选择定位基准并用定位符号在图中表示出来。
9、分析图所示的定位方案，指出各定位元件分别限制了哪些自由度，判断有无欠定位与过定位，并对不合理的定位方案提出改进意见。
【课后作业】2、填空题(1) 由刚体运动的规律可知，在空间一个自由刚体有且仅有六个自由度。
(2) 工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制同一个或几个自由度， 称为过定位。
(3) 要确定零件上点、线、面的位置，必须以一些指定的点、线、面作为依据, 这些作为依据的点、线、面称为基准。
(4) 工艺基准是指在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。
工艺基准又 分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。
(5) 在最初的每一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这 种定位基准称为粗基准。
经过加工的表面所组成的定位基准称为精基准。
根据定位误差分析计算的结果，便可看出影响定位误差的因素，从而找到 减小定位误差和提高夹具工作精度的途径。
(9)实际生产中，常用几个定位元件组合起来同时定位工件的几个定位面，以 达到定位要求，这就是组合面定位。
(10)定位基准的选择应尽可能遵循基准重合原则，并尽量选用精基准定位。
、选择题(1) 在机械制造中，工件的 6个自由度全部被限制而在夹具中占有完全确定的 唯一位置，称为【A 】定位。
A.完全B.不完全C.过定位D.欠定位(6) 工件以圆孔定位时，心轴用来定位回转体零件。
(7) 工件以外圆柱面定位有支承定位和定心定位两种。
(8)(2)加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为【B】基准，即确定被加工表面位置的基准。
A.工序B.定位C.测量D.装配(3)在机械加工中，支承板与支承钉的结构已经标准化，其对工件定位基面的形状通常是【A】。
A.平面B.外圆柱面C.内孔D.锥面(4)常见典型定位方式很多，当采用宽V形块或两个窄V形块对工件外圆柱面定位时，限制自由度的数目为【D】个。
A.1B.2C.3D.4(5)工件在夹具中定位时，由于定位误差由基准不重合误差也B和基准位移纠组成。
因此，有以下【ABCD】种情况。
A.当人B =0卫丫工0时，产生定位误差的原因是基准位移，故B.当 A B H 0严丫 = 0时，产生定位误差的原因是基准不重合,C.当也B 工0,也丫=0时，如果工序基准不在定位基准面上，则D.当人B 工0严丫 = 0时，如果工序基准在定位基面上，则 A D = A 丫 -也B三、简答题1•简述六点定位原理、完全定位、不完全定位、欠定位及过定位的基本概念，并举例说明。
《机械加工技术》试题库项目一机械加工的基本概念知识要点:基本概念一、填空1、工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的、、和等，使之成为成品或半成品的过程。
2、一个或一组工人，在一个工作地或一台机床上对于一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为。
＊3、工件在机床上或夹具中完成定位并夹紧的过程称为 .车削轴类零件，调头一次, 次安装.4、工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置,称为 .5、加工余量大时，刀具对工件每一次切削称为一次。
6、企业在计划期内的产品产量，称为。
7、生产类型是企业生产专业化程度的分类。
根据生产的特点，企业的生产可分为三种基本类型：、和及。
二、判断（）1、原材料的组织、运输、保管等属于工艺过程的内容.（）2、工件调头加工时，因加工不连续，应算两道工序。
（）3、工件先找正位置再夹紧算作一次安装。
（）4、工件在工作台上每占据一个加工位置，就算作一个工位。
（ )*5、单件小批生产采用金属模机器造型，毛坯精度高，加工余量小。
（）*6、大批大量生产中，对操作工人的技术要求也提高。
（ )＊7、大批大量生产往往生产对象的生产成本较高。
三、解释名词＊1、工艺过程2、工序3、工步4、安装四、简答题1、什么是工序？划分工序的依据是什么?*＊2、大批大量生产可设计采用专用工夹量具，而中小批生产往往采用通用设备,说明理由。
知识要点；机械加工的生产率一、填空1、时间定额是在一定生产技术组织条件下，规定生产所需的时间。
2、目前，多数企业采用这一劳动定额形式。
3、单件时间包括、辅助时间、布置工作地时间、休息生理需要时间。
二、判断( )1、减小或重合行程长度可以缩减基本时间,提高生产率。
( ）2、采用平行或顺序多件加工可缩短加工时间，提高生产率。
项目二金属切削基础知识知识要点:切削运动与切削要素一、填空1、切削运动按在切削加工中所起作用不同分为: 和。
2、切削运动中切削速度最高、消耗功率最大的运动是。
第1章工件的定位●理解六点定位原理。
●常用定位元件限制的自由度。
●工件定位方式：完全定位、不完全定位、过定位和欠定位。
●常用定位元件的设计。
●定位误差的分析和计算。
●根据零件工序加工要求，确定定位方式。
●根据零件工序加工要求，确定定位方案。
●掌握定位元件的设计方法。
●掌握定位误差的分析和计算。
1.1工作场景导入【工作场景】如图1.1所示，钢套零件在本工序中需钻φ5mm孔，工件材料为Q235A钢，批量N=2000件。
钢套零件三维图如图1.2所示。
【加工要求】(1)φ5mm孔轴线到端面B的距离20±0.1mm。
(2)φ5mm孔对φ20H7孔的对称度为0.1mm。
本任务是设计钻φ5mm孔的钻床夹具定位方案。
图1.1钢套零件钻φ5mm工序图图1.2钢套零件三维图【引导问题】(1)仔细阅读图1.1，分析零件加工要求，各工序尺寸的工序基准是什么？(2)工件定位与夹紧的概念是什么？分析它们分别是由什么装置实现的？(3)六点定位原理是什么？(4)什么是完全定位、不完全定位、过定位和欠定位？(5)常用定位元件有哪些？定位元件限制的自由度？(6)定位方案设计的基本原则是什么？定位元件的要求是什么？(7)定位误差如何分析和计算？(8)企业生产参观实习。
①生产现场机床夹具的组成是什么？②生产现场机床夹具使用的定位元件有哪些？③生产现场机床夹具定位时限制几个自由度？1.2基础知识【学习目标】理解六点定位原理，分析常用定位元件限制的自由度，确定工件的定位方式，常用定位元件的设计，定位方案设计的基本原则，定位误差的分析和计算。
1.2.1工件定位的基本原理1.概述为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在加工过程中的正确位置。
夹具保证加工精度的原理是加工需要满足3个条件：①一批工件在夹具中占有正确的位置；②夹具在机床上的正确位置；③刀具相对夹具的正确位置。
显然，工件的定位是极为重要的一个环节。
本章就要讨论工件的定位问题。
仅供内部学习，手打不易，请勿外泄2021级机械设计制造一、名词解释：定位元件：夹具中确定工件位置的元件夹紧装置：动力装置，中间传力机构，夹紧元件组成的装置通用夹具：指在各类机床上广泛应用的各种夹具专用夹具：指仅仅适用于某一工件的某一道或数道工序的加工而专门设计的夹具定位：使一批工件在机床上或夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的操作过程夹紧：工件在夹具中定位后，使工件在加工过程中，始终保持定位时所取得的正确加工位置装夹：将工件安放在机床上或夹具上进展定位和夹紧的操作过程。
六点定位原理：任一刚体在空间都有六个自由度，要使它在机床上〔或夹具中〕完全定位，就必须限制它在空间的六个自由度完全定位：工件在夹具中相对于刀具的六个自由度全部被限制的定位方法局部定位：限制了影响工件加工精度的自由度，且又少于六点的定位方法欠定位：工件在夹具中定位时，应该消除的自由度而没有被消除的定位重复定位：具有重复限制工件自由度的定位称为重复定位固定支承：夹具体上，支承点的位置固定不变的定位元件可调支承：夹具体上，支承点的位置可以调节的定位元件自位支承：支承点的位置在工件定位中，随工件定位基准面位置变化而自动适应的定位元件辅助支承：只起提高工件支承刚性或起辅助作用的定位元件定位误差：由于定位不准确而造成某一工序在工序尺寸或位置要求方面的加工误差基准位置〔位移〕误差：由于定位副存在误差引起的定位基准在加工方向上的最大位置变动范围基准不重合误差：由于工件的定位基准和设计基准〔或工序基准〕不重合而产生的误差称为基准不重合误差。
夹紧机构：承受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的局部夹具自锁性：指当工件被夹紧之后，在不再施加力的情况下工件依然被夹紧偏心圆的特性参数：偏心圆的直径d与偏心距e的比值d/e分度装置：工件在一次装夹中，每加工完一个外表，通过夹具上可动局部连同工件一起转过一定的角度或移动一定距离，以改变加工外表的位置的装置误差平均效应分度原理：指在分度盘精度一样的条件下,由于采用了两圆柱销, 同时均匀对定, 所产生的分度误差是分度盘上两相邻分度孔位置误差的平均值,从而使转角误差因均分而减少。
机械定位原理机械定位是指在机械系统中，通过控制和调整各种机械元件的位置，以实现对工件或工具的精确定位。
机械定位系统广泛应用于各种机械加工设备、自动化生产线以及精密仪器中，是确保加工精度和生产效率的重要技术手段之一。
机械定位系统的原理主要包括位置传感器、执行机构和控制系统三个部分。
位置传感器用于检测工件或工具的位置信息，常见的位置传感器包括光电传感器、接触式传感器和激光传感器等。
执行机构根据位置传感器反馈的信息，通过控制电机、气缸或液压装置等实现对机械元件的定位调整。
控制系统则负责接收位置传感器的信号，并根据预设的位置要求，对执行机构进行控制和调节，以实现精确的机械定位。
在机械定位系统中，精确的位置控制是实现高精度加工和自动化生产的关键。
为了实现精确的定位，需要考虑以下几个方面的因素：首先，位置传感器的选择和布置对机械定位精度至关重要。
合理选择和布置位置传感器，能够准确、稳定地获取工件或工具的位置信息，为后续的定位控制提供可靠的数据支持。
其次，执行机构的性能和响应速度直接影响机械定位的精度和稳定性。
优质的执行机构能够快速、精确地对机械元件进行定位调整，确保工件或工具的精确定位。
最后，控制系统的设计和调试对机械定位精度也有重要影响。
合理设计控制系统的算法和参数，以及精细调试控制系统的性能，能够有效提高机械定位系统的精度和稳定性。
总的来说，机械定位原理是基于位置传感器、执行机构和控制系统相互配合，实现对工件或工具精确定位的技术手段。
在实际应用中，需要综合考虑位置传感器、执行机构和控制系统的性能和特点，以及机械结构的刚度和稳定性等因素，才能设计出高精度、高稳定性的机械定位系统。
通过对机械定位原理的深入理解和应用，可以为各种机械加工设备、自动化生产线和精密仪器提供精确的定位控制，从而提高加工精度和生产效率，满足不同领域的精密加工和自动化生产需求。
机械加工常用定位元件 机械加工常用定位元件 机械加工常用定位元件摘要: 为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置,必须选择合理的定位方法与设计相应的定位装置。 上节已介绍了工件定位原理及定位基准选择的原则。在实际应用时,一般不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触,而就是通过定位元件上的工作表面与工件定位基面的接触来实现、 为了保证同一批工件在夹具中占据一个正确的位置,必须选择合理的定位方法与设计相应的定位装置。 上节已介绍了工件定位原理及定位基准选择的原则。在实际应用时,一般不允许将工件的定位基面直接与夹具体接触,而就是通过定位元件上的工作表面与工件定位基面的接触来实现定位。
定位基面与定位元件的工作表面合称为定位副。 一、对定位元件的基本要求 1 .足够的精度 由于工件的定位就是通过定位副的接触(或配合)实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度,因此定位元件工作表面应有足够的精度,以保证加工精度要求。
2 .足够的强度与刚度 定位元件不仅限制工件的自由度,还有支承工件、承受夹紧力与切削力的作用。因此还应有足够的强度与刚度,以免使用中变形与损坏。
3 .有较高的耐磨性 工件的装卸会磨损定位元件工件表面,导致定位元件工件表面精度下降,引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期,提高夹具使用寿命,定位元件工作表面应有较高的耐磨性。
4、 良好的工艺性 定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配与更换。 对于工件不同的定位基面的形式,定位元件的结构、形状、尺寸与布置方式也不同。下面按不同的定位基准分别介绍所用的定位元件的结构形式。
二、工件以平面定位时的定位元件
工件以平面作为定位基准时常用的定位元件如下述:
(一)主要支承 主要支承用来限制工件自由度,起定位作用。
1 .固定支承 固定支承由支承钉与支承板两种型式,机械加工常用定位元件 如图 3-41 所示,在使用过程中它们都就是固定不动的。
当工件以粗糙不平的毛坯面定位时,采用球头支承钉图 3-41b ;齿纹头支承钉,如图 3 -41c ,用在工件侧面,以增大磨擦系数,防止工件滑动;当工件以加工过的平面定位时,可采用平头支承钉(如图 3 -41a )或支承板。图 3-41d 所示支承板结构简单,制造方便,但孔边切屑不易清除干净,故适用于侧面与顶面定位;图 3-41e 所示支承板便于清除切屑,适用于底面定位。
需要经常更换的支承钉应加衬套,如图 3-42 所示。支承钉、支承板均已标准化,其公差配合、材料、热处理等可查国家标准《机床夹具零件及部件》。
一般支承钉与夹具体孔的配合可取 H7/n6 或 H7/r6 。如用衬套则支承钉与衬套内孔的配合可取 H7/js6 。
当要求几个支承钉或支承板装配后等高时,可采用装配后一次磨削法,以保证它们的工作面在同一平面内。
工件以平面定位时,除了采用上面介绍的标准支承钉与支承板,也可根据工件定位平面的不同形状设计相应的支承板。
2 .可调支承 在工件定位过程中,支承钉的高度需调整时,应采用图 3-43 所示可调支承。 在图 3 -44a 中,工件为砂型铸件,先以 A 面定位铣 B 面,再以 B 面定位镗双孔。铣 B 面时若用固定支承,由于定位基面 A 的尺寸与形状误差较大,铣完后的 B 面与两毛坯孔( 3-44 中的点划线)的距离尺寸 H 1 、 H 2 变化也大,致使镗孔时余量很不均匀,甚至可能使余量不够。因此图 3-44 中可采用可调支承,定位时适当调整支承钉的高度,便可避免出现上述情况。对于中小型零件,一般每批调整一次,调整好后,用锁紧螺母拧紧固定,此时其作用与固定支承完全相同。若工件较大且毛坯精度较低时,也可能每件都要调整。 机械加工常用定位元件 在同一夹具上加工形状相同但尺寸不同的工件时,可用可调支承,如图 3-44b 所示,在轴上钻径向孔,对于孔至端面的距离不等的工件,只要调整支承钉的伸出长度,便可进行加工。
3 .自位支承(浮动支承) 在工件定位过程中,能自动调整位置的支承称为自位支承,或称浮动支承
图 3-45 所示的叉形零件,以加工过的孔 D 及端面定位,铣平面 C 与 E 。用心轴及端面限制 、 、 、 与 五个自由度,为了限制自由度 需设一防转支承。此支承如单独设在 A 处或 B 处,都因工件刚性差而无法加工,若在 A 、 B 两处均设防转支承则属过定位,夹紧后使工件产生较大的变形,将影响加工精度。此时应采用图 3-46 所示的自位支承。
图 3 -46a 、 b 就是两点式自位支承。图 3 -46c 就是三点式自位支承。这类支承的工作特点就是:支承点的位置能随着工件定位基面位置的变动而自动调整,定位基面压下其中一点,其余点便上升,直至各点均与工件接触。接触点数的增加,提高了工件装夹刚度与稳定性,但其作用相当于一个固定支承,只限制了工件的一个自由度。
自位支承适用于工件以毛坯面定位或定位刚性较差的场合。 机械加工常用定位元件 (二)辅助支承 辅助支承用来提高装夹刚度与稳定性,不起定位作用。如图 3-47 所示,工件以内孔及端面定位钻右端小孔。若右端不设支承,工件装夹后,右臂为一悬臂,刚性差。若在 A 点设置固定支承则属过定位,有可能破坏左端定位。在这种情况下,宜在右端设置辅助支承。工件定位时,辅助支承就是浮动的(或可调的),待工件夹紧后再把辅助支承固定下来,以承受切削力。
1 .螺旋式辅助支承 如图 3 -48a 所示螺旋式辅助支承的结构与可调式支承相近,但操作过程不同,前者不起定位作用,而后者起定位作用。
2 .自位式辅助支承 如图 38b 所示,弹簧 2 推动滑柱 1 与工件接触,用顶柱 3 锁紧,弹簧力应能推动滑柱,但不可推动工件。
3 .推引式辅助支承 如图 3 -48c 所示,工件定位后,推动手轮 4 使滑键 5 与工件接触,然后转动手轮使斜楔 6 开槽部分涨开锁紧。
三、工件以圆孔定位时的定位元件 工件以内孔表面作为定位基面时常用的定位元件如下: (一)圆柱销(定位销) 图 3-49 为常用定位销结构。当定位销直径 D 小于 3~ 10mm 时,为避免使用中折断或热处理时淬裂,通常将根部制成圆角 R 。夹具体上应有沉孔,使定位销的圆角部分沉入孔内而不影响定位。大批大量生产时,为了便于定位销的更换,可采用图 3-49d 所示的带有衬套的结构型式。为了便于工件装入,定位销头部有 15 0 的倒角。此时衬套的外径与夹具体底孔采用 H7/h6 或 H7/r6 配合,而内径与定位销外径采用 H7/h6 或 H7/h5 配合。 机械加工常用定位元件 (二)圆柱心轴 圆柱心轴在很多工厂中有自己
的厂标。图 3-50 为常用心轴的结构型式。
图 3 -50a 为间隙配合心轴。心轴的圆柱配合面一般按 h6 、 g6 或 f7 制造,装卸工件方便,但定心精度不高。为 减少因配合间隙而造成的工件倾斜,工件常以孔与端面联合定位,因而要求工件定位孔与定位端面之间、心轴定位圆柱面与定位平面之间都有较高的垂直度要求,最好能在一次装夹中加工出来。
图 3-50b 为过盈配合心轴,由引导部分、工作部分、传动部分组成。引导部分 1 的作用就是使工件迅速而准确地套入心轴,其直径 d 3 按 g8 制造, d 3 的基本尺寸等于工件孔的最小极限尺寸,其长度约为工件孔长度的一半;工作部分 2 的基本尺寸为工件孔的最大极限尺寸,公差带为 r6 。当工件定位孔的长径比 L/d ＞ 1 时 , 工作部分应带有一定的锥度。此时, d 1 的基本尺寸为工件孔的最大极限尺寸、分差带按 r6 ; d 2 的基本尺寸为工件孔最小极限尺寸,公差带为 h6 。安装部分 3 由同轴度极高的二中心孔及与拨盘配套并传递转矩的扁方面组成。这种心轴结构简单、制造方便且定心误差等于零,但装卸工件需在压床上进行,故批量生产时需备很多根心轴。当孔已成形时,一般不宜采用这种心轴,若非用不可时,则应在心轴部分的两端按 R 3 ≈ 5mm 倒圆 , 否则会拉伤工件孔表面使工件报废。
图 3 -50c 就是花键心轴,用于加工以花键孔定位的工件。当工件定位孔的长径比 L/d ＞ 1 时,工作部分可稍带锥度。设计花键心轴时,应使心轴结构与花键孔的定心方式及工作要求相协调,其参数及有关技术要求可参考上述心轴确定。
心轴在机床上的安装如图 3-51 所示。机械加工常用定位元件 为保证工件同轴度要求,设计心轴时,夹具总图上应标注心轴各工作面、工作圆柱面与中心孔轴线或锥柄间的位置精度要求,其同轴度可取工件相应同轴度的 1/2~1/3 。
(三)圆锥销 图 3-52 为工件以圆孔在圆锥销上定位的示意图,它限制了工件的 、 、 三个自由度。图 3 -52a 用于粗定位基面,图 3-52b 用于精定位基面。工件在单个定位销上定位容易倾斜,为此圆锥销一般与其它元件组合定位。如图 3 -53a 所示为圆锥—圆柱组合心轴,锥度部分使工件准确定位,圆柱部分可减小工件的倾斜。图 3-53b 所示为工件以底面作主要定位基面,限制工件 、 、 三个自由度,而圆锥销在 Z 向就是可以活动的,限制工件 、 两个自由度,由于圆锥销在上下方向能自由活动,即使工件孔径变化较大也能正确定位。图 3 -53c 为工件在双圆锥销上定位,限制工件的五个自由度。
