《机械加工工艺与装备》练习题参考答案

图4-18 床身的加工

（3）选择余量最小的表面为粗基准

选择毛坯加工余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面都有足够加工余量，不至于造成废品。如图4-19所示，加工铸造或锻造的轴套，通常加工余量较小，并且孔的加工余量较大，而外圈表面的加工余量较小，这时就应该以外圈表面作为粗基准来加工孔。

（4）选择平整光洁的表面作为粗基准 应该选择毛坯上尺寸和位置可靠、平整光洁的表面作为粗基准，表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。

（5）不重复使用粗基准

在同一尺寸方向上粗基准只准使用一次。因为粗基准是毛坯表面，定位误差大，两次以上使用同一粗基准装夹，加工出的各表面之间会有较大的位置误差。图4-20所示零件加工中，如第一次用不加工表面?30 mm定位，分别车削?18H7 mm和端面；第二次仍用不加工表面?30 mm定位，钻4 × ?8 mm孔，则会使?18H7 mm孔的轴线与4 × 8 mm孔位置即?46mm的中心线之间产生较大的同轴度误差，有时可达2～3 mm。因此，这样的定位方案是错误的。正确的定位方法应以精基准?18 mm孔和端面定位，钻4 × ?8 mm孔。

图4-19 轴套内孔加工基准的选择 图4-20 重复使用粗基准

4答案 （1）基准重合原则

应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准，这一原则称为基准重合原则。用设计基准作为定位基准可以避免因基准不重合而产生的定位误差。如图4-13（a）、（b）、（c）所示，采用调整法铣削C面，则工序尺寸c的加工误差TC不仅包含本工序的加工误差?j，而且还包含基准不重合带来的误差Ta。如果采用图4-13（d）所示的方式安装，则可消除基准不重合误差。

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图4-13 基准重合原则示意图

（2）基准统一原则

尽可能采用同一个定位基准来加工工件上的各个加工表面，这称为基准统一原则。例如，一般轴类零件加工的多数工序以中心孔定位；在图4-12活塞加工的工艺过程中，多数工序以活塞的止口和端面定位；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。基准统一有利于保证工件各加工表面的位置精度，避免或减少因基准转换而带来的加工误差。同时可以简化夹具的设计和制造。

（3）自为基准原则

某些加工表面余量较小而均匀的精加工工序选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-14所示，磨削车床导轨面用可调支承定位床身，在导轨磨床上用百分表找正导轨本身表面作为定位基准，然后磨削导轨，可以满足精磨导轨面的余量小且均匀。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无心磨外圆等，也都是自为基准定位。

（4）互为基准原则

某个工件上有两个相互位置精度要求很高的表面，采用工件上的这两个表面互相作为定位基准，反复进行加工，称为互为基准。互为基准可使两个加工表面间获得高的相互位置精度，且加工余量小而均匀。如加工精密齿轮中的磨齿工序，先以齿面为基准定位磨孔，如图4-15所示；然后以内孔定位，磨齿面，使齿面加工余量均匀，能保证齿面与内孔之间的较高的相互位置精度。

图4-14 自为基准原则示意图 图4-15 互为基准定位的磨齿轮孔 1—推销 2—钢球 3—齿轮

（5）准确可靠，便于装夹的原则：所选精基准应保证工件定位准确，安装可靠，装夹方便，夹具结构简单适用、操作方便。

5答案 以?110 mm外圆表面A为粗基准，加工内孔。因无同轴度等公差要求，所以一次装夹完成全部内孔加工。最后进行端面加工。

6答案 如图4-45所示，零件毛坯为?35 mm棒料，批量生产时其机械加工过程如下所述：在锯床上切断下料，车一端面钻中心孔，调头，车另一端面钻中心孔，在另一台车床上将整批工

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件一端外圆都车至?30 mm及?20 mm，调头再用车刀车削整批工件的?18外圆，又换一台车床，倒角，车螺纹。最后在铣床上铣两平面，转90°后，铣另外两平面。制定工艺规程卡和工序卡参见教材表4-16。

习题

图4-44 端盖（题4-5图） 图4-45 轴类零件（题4-6图）

7答案 （1）划分加工阶段的原因：

①保证加工质量。粗加工时切除的余量大，切削力和夹紧力大，切削热多，产生的加工误差大。两个加工阶段之间的工件周转期间长，要有充分的时间使工件冷却和内应力重新分布，可以确保精加工阶段纠正粗加工的加工误差和精加工后质量的稳定。

②合理使用机床设备。粗加工可使用功率大、精度较低的机床，以获得较大的生产率。精加工切削力小，可使用高精度的机床加工，既确保加工质量，又有利于长期保护机床精度。

③充分发挥热处理工序的效果。可以在机械加工工序中插入必要的热处理工序，使热处理发挥充分的效果。如材料预备热处理前安排粗加工，有利于消除粗加工产生的内应力，最终热处理后再安排精加工可以去除淬火后的工件变形。

④划分了加工阶段，带来了两个有利条件：第一是粗加工完各表面后，可及时发现毛坯的缺陷，及时报废或修补；第二是精加工表面的工序安排在最后，可保护已加工表面少受损伤。

（2）加工阶段的划分：

在加工较高精度的工件时，如工序数较多，可把整个工艺路线分成如下几个加工阶段。 ①粗加工阶段。高效率地去除各加工表面上的大部分余量。粗加工阶段所能达到的精度较低，表面粗糙度大，主要任务是如何获得高的生产率。

②半精加工阶段。目的是消除主要表面上经粗加工后留下的加工误差，使其达到一定的精度，为进一步精加工做准备（保证精加工余量），同时完成一些次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。

③精加工阶段。该阶段中的加工余量和切削用量都很小，其主要任务是保证工件的主要表面的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。

④光整加工阶段。对精度要求高、表面粗糙度要求小（公差等级≤6、表面粗糙度Ra≤0.32 ?m）的零件，还要有专门的光整加工阶段。包括珩磨、超精加工、镜面磨削等方法，其加工余量极小，目的是进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度，一般不能用于提高形状精度和位置精度。

8答案 （1）先粗后精。先安排粗加工工序，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工工序。

（2）先主后次。零件的主要表面是加工精度和表面质量要求高的表面，它的工序较多，其加工质量对零件质量影响大，因此先加工。一些次要表面如紧固用的螺孔、键槽等，可穿插在主要表面加工之间和加工之后进行。

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（3）先基准，后其他。先用粗基准定位加工精基准表面，为其他表面的加工提供可靠的定位基准，然后再用精基准定位加工其他表面。如轴类零件一般以中心孔为精基准，所以先以外圆为粗基准加工中心孔，然后再以中心孔定位加工外圆柱面。

（4）先面后孔。这是上一条原则的特例，因为对于箱体类零件，它的平面的轮廓尺寸大，用平面为精基准加工孔定位可靠，也容易实现，而先加工孔、再以内孔定位加工平面则比较困难。所以箱体零件一般先以主要孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。

9答案 （1）前工序的表面粗糙度高度Ｈa和表面缺陷层厚度Da。为使加工后的表面没有前工序留下的加工痕迹，应将前工序形成的Ｈa和Ｄa层切除。Ｈa和Ｄa应包括在加工余量内。

（2）前工序的尺寸公差Ta。由于工序尺寸的公差是按“入体原则”标注，因此Ta值在工序尺寸的入体方向，如图4-23所示，所以公差值Ｔa应包括在加工余量内。

（3）前工序的位置误差?a。是指不由尺寸公差Ta所控制的形位公差，如采用独立原则或最大实体原则时，本工序通过切削加工修正前工序形成的这种误差，所以?a值应包括在加工余量内。

（4）工序的装夹误差?b。用来补偿装夹误差对加工的影响。

10答案 （1）定位基准选择 （2）工序的划分 （3）工步的划分 （4）工序顺序的安排 （5）选择合理的走刀路线

11答案 时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。它包括下列组成部分：

（1）基本时间Ｔj

基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相互位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对切削加工而言，就是直接用于切除余量所消耗的时间（包括刀具的切出、切入时间），可以由计算确定。

（2）辅助时间Tf

辅助时间是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。它包括在机床上装卸工件，开、停机床，进刀、退刀操作，测量工件等所用的时间，基本时间和辅助时间之和称为作业时间Tz。显然作业时间是直接用于制造零件所消耗的时间。

（3）布置工作地点时间Tb

布置工作地点时间是指为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。一般可按作业时间的2%～7%计算。

（4）休息与生理需要时间Tx

休息与生理需要时间是指工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。一般可按作业时间的2%～4%计算。

综上所述，单件时间Ｔd用公式表示为：

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