机械制造工艺第4章 习题与思考题+参考答案 中职 高三 工信版

第4章 习题与思考题参考答案 4-1主轴的结构特点和技术要求有哪些？为什么要对其进行分析？它对制定工艺规程起什么作用？ 答：车床主轴零件的支承轴颈A、B是装配基准。当支承轴颈不圆或轴颈之间不同轴时，将引起主轴的回转误差，直接影响零件加工的几何精度，故对A、B两段轴颈的加工提出很高要求。主轴前端锥孔中心线必须与支承轴颈的中心线严格同轴，否则会使工件加工后产生相对位置误差。主轴前端外圆锥面和端面是安装卡盘的定位表面，该圆锥表面必须与支承轴颈同轴，端面应与主轴的旋转中心线垂直。主轴上的螺纹用于固定与调节主轴滚动轴承，如螺纹中径与支承轴颈不同轴，螺母锁紧后会造成主轴弯曲、滚动轴承内圈中心线倾斜，引起主轴径向跳动，因此必须控制螺纹中径与支承轴颈的同轴度。主轴轴向定位面与主轴旋转中心线不垂直时，会使主轴产生周期性的轴向窜动，会造成加工工件端面对中心线的垂直度误差；加工螺纹时，将引起工件螺距周期性误差。 由上面的分析可知，主轴的支承轴颈、配合轴颈、前锥孔、前端外圆锥面及端面、锁紧螺纹等表面是主轴的主要加工表面。其中支承轴颈本身的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度和表面粗糙度尤为重要。 4-2主轴毛坯常用的材料有哪几种？对于不同的毛坯材料在各个加工阶段中所安排的热处理工序有什么不同？它们在改善材料性能方面起什么作用？ 答：一般轴类零件材料常用45钢，并根据不同的工作条件采用不同的热处理工艺，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。对于中等精度而转速较高的轴可选用40Cr等合金结构钢，经调质和表面淬火处理后，具有较高的综合机械性能。精度较高的轴可选用轴承钢材GCr15和弹簧钢65Mn以及低变形的CrMn或CrWMn等材料，通过调质和表面淬火及其他冷、热处理后，具有更高的耐磨性、耐疲劳或结构稳定性能。对于高转速、重载荷等条件下工作的轴可选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。低碳合金钢经渗碳淬火处理后，具有很高的表面硬度、冲击韧性和心部强度，但热处理变形较大。而氮化钢经调质和表面氮化后，具有很高的心部强度，优良的耐磨性能及耐疲劳强度，热处理变形却很小。 4-3轴类零件的安装方式和应用有哪些？顶尖孔起什么作用？试分析其特点。 答：轴类零件加工最常用的定位基准是两顶尖孔。因为轴类零件的设计基准是轴的中心线，采用顶尖孔定位能在一次安装中加工出较多的表面，符合基准重合原则和基准统一原则。在上述主轴工艺中，半精车、精车、粗磨及精磨各部外圆及端面、铣花键、车螺纹等工序，都以顶尖孔作为定位基准。但锥孔的车削及磨削只能选择外圆表面为定位基准，因此磨削锥孔时选择主轴的装配基准（前后支承轴颈）作为定位基准，可消除基准不重合造成的定位误差，使锥孔的径向跳动便于控制，亦符合互为基准，反复加工的原则。 对于空心主轴，顶尖孔因钻出通孔而消失。为在通孔加工后仍能以顶尖定位，需在主轴两端锥孔中插入带有顶尖孔的锥堵或锥套心轴，如图4-2所示。锥堵应有较高的精度，必须保证锥堵锥面与顶尖孔有较高的同轴度。在使用中应尽量减少锥堵安装次数，因为重新安装会引起安装误差。所以，对中小批生产来说，锥堵安装后一般不中途更换。 4-4试分析主轴加工工艺过程中，如何体现“基准统一”、“基准重合”、“互为基准”、“自为基准”的原则？ 答：工艺过程开始以支承轴颈作粗基准铣两端面、打中心孔，为粗车外圆准备定位基准；而粗车外圆又为深孔加工准备了定位基准；之后，先加工好前后锥孔以便安装锥堵，为半精和精加工外圆准备定位基准；终磨锥孔之前，必须磨好轴颈表面，然后用支承轴颈定位磨削锥孔，以便获得较高的锥孔位置精度。 4-5箱体类零件常用什么材料？箱体类零件加工工艺要点如何？ 答：铸铁的铸造工艺性好，易切削，价格低，且抗振性和耐磨性好，大多数箱体均采用铸铁铸造而成，一般为HT200或HT250灰铸铁。当载荷较大时可采用HT300、HT350高强度灰铸铁；对于承受冲击载荷的箱体，一般选用ZG25、ZG35铸钢件。对于批量小、尺寸大、形状复杂的箱体，采用木模砂型地坑铸造毛坯；尺寸中等以下，采用砂箱造型；批量较大，选用金属模造型：对于受力大或受冲击载荷的箱体，应尽量采用整体铸件作毛坯。单件小批情况下，为了缩短生产周期，箱体也可采用铸－焊、铸－锻－焊、锻－焊、型材焊接等结构，但需注意箱体铸件应具有良好的焊接性能 （1）箱体加工定位基准的选择 （2）箱体加工阶段的划分 （3）箱体加工顺序安排 4-6箱体的结构特点和主要的技术要求有哪些？为什么要规定这些要求？ 答：箱体零件结构一般都比较复杂，整体呈封闭或半封闭状，壁薄且不均匀，其上有许多精度高的孔和平面需要加工。箱体零件一般加工部位且有位置精度要求的表面较多，工艺路线长，有一定的加工难度。 箱体零件的技术要求主要如下：