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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)部分習(xí)題參考解答第四章 機(jī)械加工質(zhì)量及其控制4-1 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(shí)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(dòng)、軸向圓跳動(dòng)和角度擺動(dòng)。車床主軸頂尖隨工件回轉(zhuǎn)是因?yàn)檐嚧布庸ぞ缺饶ゴ惨蟮?，隨工件回轉(zhuǎn)可減小摩擦力；外圓磨床頭夾中的頂尖不隨工件一起回轉(zhuǎn)是因?yàn)槟ゴ布庸ぞ纫蟾撸敿獠晦D(zhuǎn)可消除主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差。4-2 在鏜床上鏜孔時(shí)（刀具作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)），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

2、時(shí)，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(dòng)，軸承內(nèi)表面若為橢圓則鏜削的工件表面就會(huì)產(chǎn)生橢圓誤差。4-3 為什么臥式車床床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度要求高于垂直面內(nèi)的直線度要求？答：導(dǎo)軌在水平面方向是誤差敏感方向，導(dǎo)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。4-4 某車床導(dǎo)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(zhǎng)度為150mm的工件，試計(jì)算被加工工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱

3、度誤差。解：根據(jù)p152關(guān)于機(jī)床導(dǎo)軌誤差的分析，可知在機(jī)床導(dǎo)軌水平面是誤差敏感方向，導(dǎo)軌垂直面是誤差不敏感方向。水平面內(nèi)：mm；垂直面內(nèi)：mm，非常小可忽略不計(jì)。所以，該工件由導(dǎo)軌幾何誤差引起的圓柱度誤差mm。4-5 在車床上精車一批直徑為60mm、長(zhǎng)為1200mm的長(zhǎng)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(gè)工件后，試計(jì)算由刀具尺寸磨損引起的加工誤差值。解：根據(jù)p154公式(4-2)， 根據(jù)題意，切削50個(gè)工件的切削長(zhǎng)度：查p155表4-1得，YT15刀具切45鋼時(shí)

4、，NB0=8m，KNB=8m/km；則=0.46mm工件直徑增大至：60+20.46=60.92mm， 直徑誤差0.92mm。4-6 成批生產(chǎn)圖4-69圖所示零件，設(shè)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(zhǔn)不重合引起的定位誤差。習(xí)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，這是基準(zhǔn)不重合誤差，假定定位基準(zhǔn)制造誤差為0，則定位誤差為：4-7 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 mm。（2）槽距尺寸 mm。（3）槽底位置

5、尺寸為 mm。（4）槽兩側(cè)面對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度公差 mm。已知：外圓尺寸mm與內(nèi)孔尺寸mm均已加工至規(guī)定尺寸，內(nèi)外圓的徑向圓跳動(dòng)公差值為0.02mm。試分析計(jì)算該工序的定位誤差。習(xí)題4-7圖解：(1) 在工件軸向mm，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，無(wú)定位誤差。(2)在工件徑向：mm定位誤差分析：定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，并有內(nèi)外圓的徑向跳動(dòng)公差T(c)=0.02；mm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：其中TD=0.021mm，定位心軸mm，Td=0.013mm；mm，代入上式可得mm所以，徑向定位誤差為：mm(3) 鍵槽對(duì)稱度e=0.01mm的影響分析：

6、外圓軸線是鍵槽對(duì)稱度的基準(zhǔn)軸線，故對(duì)稱度對(duì)h方向尺寸定位誤差沒(méi)有影響。4-8 習(xí)題4-8 圖a)所示為銑鍵槽工序的加工要求，已知軸徑尺寸mm，試分別計(jì)算習(xí)題4-8 圖b)、c)兩種定位方案的定位誤差。習(xí)題4-8圖解：圖b)定位誤差分析：在y方向：沒(méi)有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差，考慮定位元件無(wú)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mm對(duì)鍵槽加工有影響，mm，由于對(duì)稱度要求為0.2，x向定位誤差小于對(duì)稱度要求，故該方案符合要求。圖c)定位誤差分析：按教材p160圖4-15 b)的分析結(jié)果公式(4-7)，定位誤差為mm4-9 習(xí)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。已知：。

7、若不計(jì)內(nèi)孔與外圓同軸度誤差的影響試求此工序的定位誤差。解：如習(xí)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(jì)算：mm考慮外圓和內(nèi)孔無(wú)同軸度誤差，所以孔的公差變化引起的定位誤差為：mm所以，該工序尺寸H的定位誤差為：mm。4-10 按習(xí)題4-10圖所示方式定位加工孔，要求孔對(duì)外圓的同軸度公差為。已知：。試分析計(jì)算此定位方案的定位誤差。習(xí)題4-9圖 習(xí)題4-10圖解：如習(xí)題4-10圖所示，只考慮V型塊定位時(shí)，定位誤差按教材p160公式(4-17)計(jì)算：mm當(dāng)尺寸b變化時(shí)，在x方向產(chǎn)生的誤差為：mm兩部分作

8、用幾何和為實(shí)際的定位誤差，mm4-11 習(xí)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，要保證尺寸H、L。已知：，大、小外圓的同軸度誤差，試分析計(jì)算該工序的定位誤差。習(xí)題4-11圖解：該題與4-9題類似，不過(guò)要考慮在直徑方向同軸度的影響。Td1=0.12mm；Td2=0.16mm。外圓d2產(chǎn)生的定位誤差按教材p160公式(4-17)計(jì)算：mm外圓d1產(chǎn)生的定位誤差為：mm；同軸度產(chǎn)生的定位誤差為：mm；所以，該工序工位誤差為：mm。4-12 習(xí)題4-12圖所示工件采用V形塊（夾角）定位，加工兩個(gè)直徑為10mm的小孔。已知：外圓直徑尺寸mm，內(nèi)孔尺寸mm，內(nèi)孔與外圓的同軸

9、度誤差t =0.05mm，內(nèi)孔中心線是工序尺寸R的工序基準(zhǔn)，。試分析計(jì)算加工O1孔的定位誤差。 習(xí)題4-12圖解：根據(jù)題意，Td=0.1mm，TD=0.2mm。定位誤差分為幾個(gè)部分。外圓引起的定位誤差按教材p160公式(4-17)計(jì)算：mm同軸度引起的定位誤差為：mm。考慮到R和沒(méi)有誤差，所以O(shè)1的定位誤差與O相同；定位誤差為mm。4-13 在三臺(tái)車床上分別加工三批工件的外圓表面，加工后經(jīng)測(cè)量，三批工件分別產(chǎn)生了如習(xí)題4-13圖所示的形狀誤差，試分析產(chǎn)生上述形狀誤差的主要原因。習(xí)題4-13圖解：產(chǎn)生圖a)的原因主要是：工件剛性差，而機(jī)床剛性很好；產(chǎn)生圖b)的原因主要是：工件剛性好，但機(jī)床主軸、

10、尾座剛性均較差；產(chǎn)生圖c)的原因主要是：工件和機(jī)床主軸剛性都很好，但機(jī)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(gè)工件才能反映出來(lái)。4-14 在外圓磨床上磨削習(xí)題4-14圖所示軸類工件的外圓，若機(jī)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(huà)出A-A截面的形狀，并提出減小上述誤差的措施。習(xí)題4-14圖解：若工件剛性差，機(jī)床剛度好，A-A截面尺寸會(huì)增大；若工件剛性好，機(jī)床主軸、尾座剛性差，則A-A截面尺寸也會(huì)變大；若上述兩種情況都發(fā)生，則A-A截面尺寸還是會(huì)直徑增大，形狀誤差不明顯。改進(jìn)措施是增大機(jī)床主軸、尾座的剛度，增加工件的剛度。4-15 知某車床的部

11、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mm的光軸，其徑向力Fp=3000N，假設(shè)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(zhǎng)度處工藝系統(tǒng)的變形量；3）車刀處在工件中點(diǎn)處工藝系統(tǒng)的變形量；4）車刀處在距主軸箱3/4工件長(zhǎng)度處工藝系統(tǒng)變形量；5）車刀處在尾架處工藝系統(tǒng)的變形量。完成計(jì)算后，再徒手畫(huà)出該軸加工后的縱向截面的狀。解：4-16 按習(xí)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(xí)題4-16b)圖所

12、示，試分析產(chǎn)生該形狀誤差的原因。習(xí)題4-16圖解：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(dāng)砂輪移動(dòng)到主軸或者尾座處時(shí)，出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，所以造成在工件兩端直徑增大。4-17 在臥式銑床上按習(xí)題4-17圖所示裝夾方式用銑刀A銑鍵槽，經(jīng)測(cè)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(xí)題4-17圖答：如習(xí)題4-17圖，產(chǎn)生誤差的主要原因是銑床主軸剛性不足，當(dāng)銑刀移向主軸時(shí)，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(kāi)始進(jìn)刀深度是夠得，當(dāng)銑刀移向主軸時(shí)，主軸讓刀，槽深變淺。改進(jìn)措施是增大銑床主軸的剛性。4-18 何謂誤差復(fù)映？誤差復(fù)映系數(shù)的大小與哪些因素有

13、關(guān)？解：在切削加工時(shí)，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(fù)映現(xiàn)象。由上述公式可以看出，誤差復(fù)映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度、和進(jìn)給量f切削速度vc等有關(guān)。4-19 在車床上車一短粗軸圓柱表面。已知：工藝系統(tǒng)剛度k系統(tǒng)=20000N/mm，毛坯待加工面相對(duì)頂尖孔中心偏心誤差為2mm，毛坯最小背吃刀量apmin=1mm，N/mm。問(wèn)第一次走刀后，加工表面相對(duì)頂尖孔中心的偏心誤差是多大？至少需要切幾次切削才能使加工表面相對(duì)頂尖孔中心的偏心誤差控制在0.01mm以內(nèi)？解：已知：C=1500N/mm，k系=20000N/mm，mm；根據(jù)p168公式(4-16)和公式(4-17)，可以

14、導(dǎo)出：mm；由于系統(tǒng)剛度不變，第2次加工：mm第3次加工：mm答：需要3次走刀才能將偏心誤差控制在0.01mm以內(nèi)。4-20 為什么提高工藝系統(tǒng)剛度首先要從提高薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手才有效？試舉一實(shí)例說(shuō)明。答：由于薄弱環(huán)節(jié)是影響機(jī)床剛度的主要因素之一，所以從提高薄弱環(huán)節(jié)的剛度入手才有較好的效果。機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié)如機(jī)床導(dǎo)軌中的楔鐵就是如此。4-21 如果臥式車床床身鑄件頂部和底部殘留有壓應(yīng)力，床身中間殘留有拉應(yīng)力，試用簡(jiǎn)圖畫(huà)出粗刨床身頂面后床身頂面的縱向截面形狀，并分析其原因。4-22 習(xí)題4-22圖所示板狀框架鑄件，壁3薄，壁1和壁2厚，用直徑為D的立銑刀銑斷壁3后，毛坯中的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，問(wèn)斷口

15、尺寸D將會(huì)變大還是變?。繛槭裁?？ 習(xí)題4-22圖解：未切口時(shí)，殘余內(nèi)應(yīng)力的分布是1、2受拉，3受壓；當(dāng)切口后，壓力取消，1、2拉力釋放，內(nèi)應(yīng)力重新平衡，故切口將會(huì)變寬。4-23 在轉(zhuǎn)塔車床上加工一批套筒的內(nèi)孔和外圓，問(wèn)內(nèi)外圓同軸度誤差服從什么分布？答：加工零件的批量較大時(shí)，內(nèi)外圓同軸度誤差一般服從正態(tài)分布。4-24 用調(diào)整法車削一批小軸的外圓，如果車刀的熱變形影響顯著，使畫(huà)出這批工件尺寸誤差分布曲線的形狀，并簡(jiǎn)述其理由。 習(xí)題4-24插圖答：調(diào)整法加工小軸外圓，當(dāng)加工工件批量較大時(shí)，尺寸分布應(yīng)為正態(tài)分布。如果車刀出現(xiàn)熱變形，屬于系統(tǒng)誤差，則發(fā)生變化，如上圖所示，但分布曲線的形狀不發(fā)生變化。4-25 車一批外圓尺寸要求為mm的軸。已知：外圓尺寸按正態(tài)分布，均方根偏差mm，分布曲線中心比公差帶中心大0.03mm。試計(jì)算加工這批軸的合格品率及不合格品率。 習(xí)題4-25插圖解：分析如上圖所示，參照