机械制造基础第七章习题及答案

第七章习题及答案

7-1试述生产过程、工序、工步、走刀、安装、工位的概念。

答：制造机械产品时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。

工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点或一台机床，对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。

工步是指在一个工序中，当加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工艺过程。

在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行一次切削就是一次走刀。

安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程称为装夹。工件经过一次装夹完成的工序称为安装。

工件在机床上所占据的每一个待加工位置称为工位。

7-2什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺规程？

答：机械加工工艺规程（简称工艺规程）是将机械加工工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产、组织和管理生产的技术文件。

工艺过程是生产过程中的主要部分，是指在生产过程中直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为半成品或成品的过程。

7-3试指明下列工艺过程中的工序、安装、工位及工步。坯料为棒料，零件图如图题7-3所示。

1）卧式车床上车左端面，钻中心孔。答：车左端面、钻中心孔分别为工步。

2）在卧式车床上夹右端，顶左端中心孔，粗车左端台阶。答：夹右端，顶左端中心孔为装夹，粗车左端台阶为工步。3）调头，在卧式车床上车右端面，钻中心孔。答：车右端面、钻中心孔分别为工序。

4）在卧式车床上夹左端，顶右端中心孔，粗车右端台阶。答：夹左端，顶右端中心孔为装夹。车右端台阶为工步。5）在卧式车床上用两顶尖，精车各台阶。

答：两顶尖定位为装夹，精车左、右端台阶为工步。

图题7-3

7-4拟定机械加工工艺规程的原则与步骤有哪些？工艺规程的作用和制定原则各有哪

些？

答：制定工艺规程的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。

制定工艺规程的步骤：

1）分析研究部件或总成装配图样和零件图样；

2）选择毛坯；3）拟定工艺路线；

4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；5）确定各工序所采用的设备及工艺装备；6）确定各工序的切削用量和时间定额；7）确定各主要工序的技术要求及检验方法；8）填写工艺文件。

机械加工工艺规程的作用：

1）机械加工工艺规程是指导生产的主要技术文件。机械加工工艺规程是保证产品质量和提高经济效益的指导性文件，企业有关人员都必须严格执行。

2）机械加工工艺规程是组织生产和计划管理的重要依据。工艺规程是生产加工、检验验收、工时考核、生产调度的主要依据，它对产品的生产周期、质量和生产率都有着直接影响。

3）新建或扩建工厂（车间）的依据。 在具体制定时，还应遵循下列原则：

1）技术上的先进性；2）经济上的合理性；3）良好的劳动条件及避免环境污染。

7-5机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡片的主要区别是什么？各应用于什么场合？

答：工艺过程卡以工序为单位，列出零件加工所经过的工艺路线，是编制其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编制作业计划和组织生产的依据。在单件小批生产中，通常不编制其他较详细的工艺文件，可用它指导工人操作。

工序卡片是用来指导生产的一种详细的工艺文件。它详细地说明该工序中的每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求、所用设备和工艺装备等。一般都有工序简图，注明该工序的加工表面和应达到的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度值。它主要用于大批量生产。

7-6如何衡量零件结构工艺性的好坏？试举例说明。

答：零件的结构工艺性涉及面很广，在制定机械加工工艺规程时，主要分析工件的切削加工工艺性。

（1）便于装夹。如图（a ）所示零件的结构，拟选用顶尖和鸡心夹头装夹，不便于装夹。若改为图（b

）所示结构，则可以方便地装置夹头。

（a ）改正前 （b ）改正后

（2）便于加工。零件的结构应尽量采用标准系列值，同时需注意退刀和进刀，易于保证加工精度要求，减少加工面积等。

A结构工艺性差 B结构工艺性好

A结构孔离箱壁太近，且箱壁高度尺寸大，需加长钻头才能钻孔，加工过程中容易引偏。B结构的（a）中加长了箱耳，不需加长钻头；若结构上允许将箱耳设计在某一端，如B结构的（b）中，则不需加长箱耳便可方便地加工。

（3）便于测量。设计零件结构时，应考虑测量的可能性与方便性。如图所示，要求测量孔中心线与基准面A的平行度。图（a）所示的结构，底面凸台偏置一侧，导致平行度难以测量；图（b

）中增加一对称的工艺凸台，测量就方便多了。

（a）改进前的结构（b）改进后的结构7-7机械零件毛坯的选择原则是什么？

答：1）保证使用要求。在确定毛坯类型时，必须首先考虑对其提出的使用要求，包括对零件形状、尺寸、精度和表面质量的要求，以及工作条件对零件性能的要求。

2）满足经济性。选择毛坯时，在保证使用要求的前提下，对几个可供选择的方案应从经济上进行分析，选择成本低廉的方案。

3）考虑实际生产条件。选择毛坯时，既要考虑现有的生产条件，如毛坯制造的实际工艺水平、设备状况，又要考虑毛坯是否可以专业化协作生产。

4）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能。

7-8试述设计基准、定位基准、工序基准的概念，并举例说明。

答：在零件设计过程中，确定某些点、线、面的位置时所依据的那些点、线、面称为设计基准。用于标注尺寸和表面间相互位置关系，是标注设计尺寸的起点。

在工序图上，为了标注本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准称为工序基准。工序基准应尽量与设计基准重合。

在加工中，用来确定工件在机床或夹具上的位置的基准称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。

7-9根据什么原则选择粗基准和精基准？

答：粗基准的选择原则：

1）应选不加工面为粗基准。

2）对于具有较多加工表面的工件，应合理分配各加工表面的加工量。

3）为了工件定位准确，夹紧可靠，作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口、冒口或飞边等表面缺陷。

4）粗基准要避免重复使用。精基准的选择原则：1）基准重合原则；2）基准统一原则；3）自为基准原则；

4）互为基准反复加工原则。

7-10何谓经济加工精度？选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些？

所谓经济加工精度是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准耗时和生产费用）所能达到的加工精度。

由于获得同一精度和表面粗糙度的加工方法往往有几种，选择时主要根据表面的形状、尺寸大小、精度和粗糙度、零件的材料性质、生产类型以及具体的生产条件等来确定。

7-11何谓工序集中？何谓工序分散？各有何特点？

答：在安排了零件的加工工步、顺序之后，要考虑每个工序完成多少加工内容。即要进一步考虑这些加工内容是分散在几道工序内、在不同的机床上进行，还是把某些加工内容集中在一道工序内、在一台设备上完成。前者称为工序分散，后者称为工序集中。

工序集中有如下一些特点：

1）减少装夹次数，工件在一次装夹中加工多个表面，其表面间的位置误差小，便于保证各表面之间的位置公差。

2）便于采用高生产率的机床和工艺设备。

3）减少了设备数量以及操作工人和占地面积，有利于生产组织和计划工作。

4）机床设备结构复杂，同时工作的刀具数目增多，降低了机床工作的可靠性，增加了机床停机、换刀的时间损失。

工序分散的特点与工序集中相反，其特点如下：

1）由于工序简单，所用的机床设备和工艺装备也比较简单，调整方便，调整时间短，对工人的技术水平要求较低。

2）有利于产品的更新换代，生产准备周期短。

3）所需机床设备数量多，操作工人多，占地面积也较大。4）可采用最有利的切削用量，减少机动时间。7-12机械加工工序的安排原则是什么？

答：1）先加工基准表面，后加工其他表面。用作精基准的表面，要先加工出来，然后以精基准定位加工其他表面。在精加工阶段之前，有时还需对精基准进行修复，确保定位精度。

2）先安排粗加工，后安排精加工。整个零件的加工工序应是粗加工在先，半精加工次之，最后安排精加工和光整加工。

3）先加工主要表面，后加工次要表面。先安排主要表面的加工（即零件的工作表面、装配基面），后进行次要表面的加工（即键槽、螺纹孔等）。因为主要表面加工工序较多，容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时浪费，次要表面的加工一般安排在主要表面的半精加工之后，也有放在精加工后进行的。

4）先加工表面，后加工孔。对于表面和孔都需要加工的工件，如箱体、支架等类零件，平面所占轮廓尺寸较大，应先加工与孔有位置精度要求的平面，再用它作为精基准，加工零件上的各种孔，有利于保证孔与平面的位置精度。

7-13在大批量生产条件下，加工一批直径为 mm 、长度为68mm 、表面粗糙

45

0005

.0—

度为0.16μm 的轴，材料为45钢，试安排其加工路线。

答：下料→车两端面，钻中心孔→粗车外圆→调质→修研中心孔→半精车外圆，倒角→磨削→检验。

7-14什么是时间定额？单件时间定额包括哪些方面？

答：所谓时间定额，是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。

单件时间定额包括以下几个部分：基本时间T j；辅助时间T f；布置工作地时间T b；休息与生理需要时间T x；准备和终结时间。

7-15提高机械加工生产率的工艺措施有哪些？

答：缩短基本时间；缩短辅助时间；缩短布置工作地时间；缩短准备和终结时间。