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1、機械制造技術(shù)基礎部分習題參考解答機械制造技術(shù)基礎部分習題參考解答第四章第四章機械加工質(zhì)量及其控制機械加工質(zhì)量及其控制4-14-1什么是主軸回轉(zhuǎn)精度？為什么外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)，而車床主軸箱中的頂尖則是隨工件一起回轉(zhuǎn)的？解：主軸回轉(zhuǎn)精度主軸實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的差值表示主軸回轉(zhuǎn)精解：主軸回轉(zhuǎn)精度主軸實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的差值表示主軸回轉(zhuǎn)精度，它分為主軸徑向圓跳動、軸向圓跳動和角度擺動。度，它分為主軸徑向圓跳動、軸向圓跳動和角度擺動。車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因為車床加工精度比磨床要求低，車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因為車床加工精度比磨床要求低，隨工件回轉(zhuǎn)可減小摩隨工件回轉(zhuǎn)可

2、減小摩擦力；外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因為磨床加工精度要求高，頂尖不轉(zhuǎn)擦力；外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因為磨床加工精度要求高，頂尖不轉(zhuǎn)可消除主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差?？上鬏S回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差。4-2在鏜床上鏜孔時（刀具作旋轉(zhuǎn)主運動，工件作進給運動），試分析加工表面產(chǎn)生橢圓形誤差的原因。答：在鏜床上鏜孔時，由于切削力F 的作用方向隨主軸的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn)，在 F 作用下，主軸總是以支承軸頸某一部位與軸承內(nèi)表面接觸，軸承內(nèi)表面圓度誤差將反映為主軸徑向圓跳動，軸承內(nèi)表面若為橢圓則鏜削的工件表面就會產(chǎn)生橢圓誤差。4-34-3為什么臥式車床床身導軌在水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要

3、求？答：導軌在水平面方向是誤差敏感方向，導軌垂直面是誤差不敏感方向，故水平面答：導軌在水平面方向是誤差敏感方向，導軌垂直面是誤差不敏感方向，故水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求。內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求。4-44-4某車床導軌在水平面內(nèi)的直線度誤差為 0.015/1000mm，在垂直面內(nèi)的直線度誤差為0.025/1000mm，欲在此車床上車削直徑為60mm、長度為150mm的工件，試計算被加工工件由導軌幾何誤差引起的圓柱度誤差。解：根據(jù)p152關(guān)于機床導軌誤差的分析，可知在機床導軌水平面是誤差敏感方向，導軌垂直面是誤差不敏感方向。水平面內(nèi)：R y 0.015150 0.

4、00225mm；10002(z)20.025垂直面內(nèi)：R 150/60 2.34107mm，非常小可忽略不計。2R1000所以，該工件由導軌幾何誤差引起的圓柱度誤差R 0.00225mm。14-54-5在車床上精車一批直徑為60mm、長為 1200mm 的長軸外圓。已知：工件材料為 45 鋼；切削用量為：vc=120m/min，ap=0.4mm,f=0.2mm/r;刀具材料為YT15。在刀具位置不重新調(diào)整的情況下加工 50 個工件后，試計算由刀具尺寸磨損引起的加工誤差值。解：解：根據(jù) p154 公式(4-2)，NB NB0KNBl1200根據(jù)題意，切削50 個工件的切削長度：l D501000

5、f查 p155 表 4-1 得，YT15 刀具切 45 鋼時，NB0=8m，KNB=8m/km；8601200500.2 460 m=0.46mm10001000則NB 8工件直徑增大至：60+20.46=60.92mm，直徑誤差0.92mm。4-64-6成批生產(chǎn)圖4-69圖所示零件，設 A、B 兩尺寸已加工至規(guī)定尺寸，今以底面定位鏜 E 孔，試求此鏜孔工序由于基準不重合引起的定位誤差。習題 4-6 圖解：假定孔E 的中心至定位面距離為FTF/2，則 F 和 A、B、C 組成一直線尺寸鏈，F(xiàn) 為封閉環(huán)，A、C 為增環(huán)，B 為減環(huán)。F=A B+C封閉環(huán)公差jbTFTATBTC，這是基準不重合誤差

6、，假定定位基準制造誤差為0，則定位誤差為：dw jbjwTF4-74-7按圖 4-70所示方式定位在立式銑床上銑槽，其主要技術(shù)要求為：（1）槽寬b 1200.043mm。（2）槽距尺寸l 2000.21mm。（3）槽底位置尺寸為h 34.800.16mm。2（4）槽兩側(cè)面對外圓軸線的對稱度公差e 0.01mm。0.021已知：外圓尺寸400mm 均已加工至規(guī)定尺寸，內(nèi)外圓0.016mm 與內(nèi)孔尺寸200的徑向圓跳動公差值為0.02mm。試分析計算該工序的定位誤差。習題 4-7 圖解：解：(1)在工件軸向l 2000.21mm，定位基準與設計基準重合，無定位誤差。(2)在工件徑向：h 34.80

7、0.16mm 定位誤差分析：定位基準與設計基準不重合，并有內(nèi)外圓的徑向跳動公差T(c)=0.02；jbT402T(c)0.0160.02 0.028mm2工件用內(nèi)孔和心軸定位，并處于水平心軸位置，按p158公式(4-4)則定位誤差為：jw1(TDTds)20.007其中 TD=0.021mm，定位心軸20g6 200.020mm，Td=0.013mm；s Dmindmax 20(200.007)0.007mm，代入上式可得jw1(0.0210.0130.007)0.0205mm2所以，徑向定位誤差為：dw jbjw 0.0280.0205 0.0485mm(3)鍵槽對稱度e=0.01mm的影響

8、分析：外圓軸線是鍵槽對稱度的基準軸線，故對稱度對h 方向尺寸定位誤差沒有影響。4-84-8 習題 4-8 圖 a)所示為銑鍵槽工序的加工要求，已知軸徑尺寸800mm，試分0.1別計算習題4-8 圖 b)、c)兩種定位方案的定位誤差。3習題 4-8 圖解：圖解：圖 b)b)定位誤差分析：定位誤差分析：在 y 方向：沒有基準轉(zhuǎn)換誤差，考慮定位元件無制造誤差，則在y 方向定位誤差為0。在 x 方向：工件外圓公差T 0.1mm 對鍵槽加工有影響，dwxT/2 0.05mm，由于對稱度要求為0.2，x 向定位誤差小于對稱度要求，故該方案符合要求。圖圖 c)c)定位誤差分析：定位誤差分析：按教材 p160

9、圖 4-15 b)的分析結(jié)果公式(4-7)，定位誤差為dwTd20.1111 1sin(/2)2sin(900/2)0.02071mm4-94-9習題 4-9 圖所示齒輪坯在V 形塊上定位插齒槽，要求保證工序尺寸0.20.025H 38.50mm。已知：d 800mm。若不計內(nèi)孔與外圓同軸度誤差0.1mm,D 350的影響試求此工序的定位誤差。解：解：如習題 4-9 圖所示，外圓公差Td=0.1mm；內(nèi)孔公差：TD=0.025mm。由外圓公差引起的工件中心的變化量可按教材p160 公式(4-17)計算：dw1Td20.1111 1sin(/2)2sin(900/2)0.02071mm考慮外圓和

10、內(nèi)孔無同軸度誤差，所以孔的公差變化引起的定位誤差為：dw2TD0.025 0.0125mm22所以，該工序尺寸H 的定位誤差為：dw(H)dw1dw2 0.03321mm。0.0454-104-10按習題 4-10 圖所示方式定位加工孔200mm，要求孔對外圓的同軸度公差為 0.03mm。已知：d 600。試分析計算此定位方案的定位誤0.14mm,b (300.07)mm差。4習題 4-9 圖習題 4-10 圖解解：如習題 4-10 圖所示，Td 0.14mm,T0.045mm,Tb0.14mm，只考慮 V 型塊定位時，定位誤差按教材p160 公式(4-17)計算：dwyTd20.14 111

11、 1 0.02899mmsin(/2)02sin(90/2)當尺寸 b 變化時，在x 方向產(chǎn)生的誤差為：dwxTb 0.14mm兩部分作用幾何和為實際的定位誤差，2dw20.0289920.142 0.1430mmdwydwx4-114-11 習題4-11圖所示工件以大外圓表面及端面M作定位表面，在小外圓上銑鍵槽，00要保證尺寸 H、L。已知：A 550，大、小外圓0.15mm,d1400.12mm,d2600.16mm的同軸度誤差t 0.05mm,=90o，試分析計算該工序的定位誤差。習題 4-11圖解：解：該題與 4-9 題類似，不過要考慮在直徑方向同軸度的影響。Td1=0.12mm；Td

12、2=0.16mm。外圓 d2產(chǎn)生的定位誤差按教材p160公式(4-17)計算：5dwd2Td20.16 111 1 0.03314mmsin(/2)02sin(90/2)外圓 d1 產(chǎn)生的定位誤差為：dwd1Td1/2 0.06mm；同軸度產(chǎn)生的定位誤差為：dwt 0.05mm；所以，該工序工位誤差為：dw dwd2dwd1dwt 0.14314mm。4-124-12習題 4-12 圖所示工件采用 V 形塊（夾角 90o）定位，加工兩個直徑為0.210mm 的小孔。已知：外圓直徑尺寸d 800mm，內(nèi)孔尺寸D 500.10mm，內(nèi)孔與外圓的同軸度誤差t=0.05mm，內(nèi)孔中心線是工序尺寸R 的

13、工序基準，30o。試分析計算加工O1孔的定位誤差。習題 4-12 圖解：解：根據(jù)題意，Td=0.1mm，TD=0.2mm。定位誤差分為幾個部分。外圓引起的定位誤差按教材p160公式(4-17)計算：dw1Td20.1111 1sin(/2)2sin(900/2)0.02071mm同軸度引起的定位誤差為：dw2t 0.05mm?？紤]到 R 和 沒有誤差，所以O1的定位誤差與O 相同；定位誤差為dw dw1dw2 0.020710.05 0.07071mm。4-134-13在三臺車床上分別加工三批工件的外圓表面，加工后經(jīng)測量，三批工件分別產(chǎn)生了如習題4-13圖所示的形狀誤差，試分析產(chǎn)生上述形狀誤差

14、的主要原因。習題 4-13圖解：解：產(chǎn)生圖 a)的原因主要是：工件剛性差，而機床剛性很好；6產(chǎn)生圖 b)的原因主要是：工件剛性好，但機床主軸、尾座剛性均較差；產(chǎn)生圖 c)的原因主要是：工件和機床主軸剛性都很好，但機床尾座剛性較差。刀具磨損有一定的影響，但磨不了這么快；磨損影響在切削多個工件才能反映出來。4-144-14在外圓磨床上磨削習題4-14圖所示軸類工件的外圓，若機床幾何精度良好，試分析磨外圓后 A-A 截面的形狀誤差，要求畫出A-A 截面的形狀，并提出減小上述誤差的措施。習題 4-14圖解解：若工件剛性差，機床剛度好，A-A 截面尺寸會增大；若工件剛性好，機床主軸、尾座剛性差，則 A-

15、A 截面尺寸也會變大；若上述兩種情況都發(fā)生，則A-A 截面尺寸還是會直徑增大，形狀誤差不明顯。改進措施是增大機床主軸、尾座的剛度，增加工件的剛度。4-15知某車床的部件剛度分別為：k主軸=5000N/mm；k刀架=23330 N/mm，k尾座=34500N/mm。今在該車床上采用前、后頂尖定位車一直徑為 500其徑向0.2mm 的光軸，力 Fp=3000N，假設刀具和工件的剛度都很大，試求：1）車刀位于主軸箱端處工藝系統(tǒng)的變形量；2）車刀處在距主軸箱 1/4 工件長度處工藝系統(tǒng)的變形量；3）車刀處在工件中點處工藝系統(tǒng)的變形量；4）車刀處在距主軸箱 3/4 工件長度處工藝系統(tǒng)變形量；5）車刀處在

16、尾架處工藝系統(tǒng)的變形量。完成計算后，再徒手畫出該軸加工后的縱向截面的狀。解解：4-164-16按習題 4-16a)圖的裝夾方式在外圓磨床上磨削薄壁套筒A，卸下工件后發(fā)現(xiàn)工件呈鞍形，如習題4-16b)圖所示，試分析產(chǎn)生該形狀誤差的原因。7習題 4-16圖解：解：產(chǎn)生上述圖b)形狀誤差的主要原因是：磨床主軸和尾座剛度不足，當砂輪移動到主軸或者尾座處時，出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，所以造成在工件兩端直徑增大。4-174-17在臥式銑床上按習題4-17圖所示裝夾方式用銑刀A 銑鍵槽，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，工件右端處的槽深大于中間的槽深，試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。習題 4-17圖答：答：如習題 4-17圖，產(chǎn)生誤差的主要原因是銑床主軸剛性不足，當銑刀移向主軸時，出現(xiàn)主軸讓刀現(xiàn)象，故造成工件中部槽變淺，而右邊一開始進刀深度是夠得，當銑刀移向主軸時，主軸讓刀，槽深變淺。改進措施是增大銑床主軸的剛性。4-184-18何謂誤差復映？誤差復映系數(shù)的大小與哪些因素有關(guān)？解：在切削加工時，待加工表面有什么樣的誤差已加工表面必然出現(xiàn)同樣性質(zhì)的誤解：在切削加工時，待加工表面有什么樣的誤差已加工表面必然出現(xiàn)同樣性質(zhì)的誤差就是誤差復映現(xiàn)象。