机加工质量分析与控制

1、第4章练习题1. 单项选择1- 1表面粗糙度的波长与波高比值一般（）。 小于50 等于50200 等于2001000 大于10001- 2表面层加工硬化程度是指（）。表面层的硬度与基体硬度之差 表面层的硬度 表面层的硬度与基体硬度之比表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比1-3原始误差是指产生加工误差的源误差”，即（机床误差夹具误差刀具误差工艺系统误差1-4误差的敏感方向是（）。主运动方向 进给运动方向 过刀尖的加工表面的法向过刀尖的加工表面的切向1-5试切n个工件，由于判断不准而引起的刀具调整误差为（）3636.n. n1-6精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（）。1/101/

2、51/51/31/31/21/211-7镗床主轴采用滑动轴承时，影响主轴回转精度的最主要因素是（）。 轴承孔的圆度误差 主轴轴径的圆度误差 轴径与轴承孔的间隙切削力的大小1-8在普通车床上用三爪卡盘夹工件外圆车内孔，车后发现内孔与外圆不同轴，其最可能原因是（）。车床主轴径向跳动卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴刀尖与主轴轴线不等高车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行1-9在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（）。提高主轴回转精度降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度提高装夹稳定性 保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴1-10为减小传动元件对传动精度的影响，应采用（）传动。升速降速等速变速1-11 通

3、常机床传动链的（）元件误差对加工误差影响最大。首端末端中间两端1-12工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（之和 倒数之和之和的倒数倒数之和的倒数1-13机床部件的实际刚度（）按实体所估算的刚度。大于 等于 小于 远小于1- 14 接触变形与接触表面名义压强成（）。正比 反比 指数关系对数关系1- 15误差复映系数与工艺系统刚度成（）。正比 反比 指数关系 对数关系1- 16车削加工中，大部分切削热（）。传给工件传给刀具传给机床被切屑所带走1- 17磨削加工中，大部分磨削热（）。传给工件传给刀具传给机床被磨屑所带走1- 18为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（加大截面积减小长径

4、比采用开式结构采用热对称结构1- 19工艺能力系数与零件公差（）。成正比 成反比 无关关系不大1- 20 外圆磨床上采用死顶尖是为了（）。消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响消除导轨不直度对加工精度的消除工件主轴运动误差对加工精度的影响提高工艺系统刚度1- 21加工塑性材料时，（）切削容易产生积屑瘤和鳞刺。低速中速高速超高速1-22 强迫振动的频率与外界干扰力的频率（）。无关相近相同相冋或成整倍数关系1-23削扁镗杆的减振原理是（）。镗杆横截面积加大镗杆截面矩加大基于再生自激振动原理 基于振型偶合自激振动原理1- 24自激振动的频率（）工艺系统的固有频率。大于小于 等于等于或接近于2. 多项选择2

5、- 1尺寸精度的获得方法有（）。试切法 调整法 定尺寸刀具法自动控制法2- 2零件加工表面粗糙度对零件的（）有重要影响。耐磨性 耐蚀性 抗疲劳强度配合质量2-3主轴回转误差可以分解为（）等几种基本形式。主轴径向跳动 三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行刀杆刚性不车锥足大, 径向跳动 轴向窜动 倾角摆动 偏心运动2- 4影响零件接触表面接触变形的因素有（）。零件材料表面粗糙度名义压强名义面积2- 5如习图4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔 刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的 度误差。产生该误差的可能原因有（）。2- 6在车床上以两顶尖定位

6、车削光轴，车后发现工件中部直径偏 两头直径偏小，其可能的原因有（）。工件刚度不足 前后顶尖刚度不足 车床纵向导轨直线度误差 导轨扭曲2- 7在车床上车削光轴（习图4-2-7），车后发现工件 A处直径比B处直径大，其可能的原因有（）。刀架刚度不足尾顶尖刚度不足导轨扭曲车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-8机械加工工艺系统的内部热源主要有切削热 摩擦热 辐射热 对流热2- 9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径偏大的可 有（）。车床导轨与主轴回转轴线不平行尾座套筒轴轴回转轴线不同轴刀具热变形钻头刃磨不习图4-2-8头安装能原因线与主对

7、称2- 10 下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（ ）。 机床几何误差 工件定位误差调整误差刀具磨损2- 11下列误差因素中属于随机误差的因素有（）。机床热变形工件定位误差夹紧误差毛坯余量不均引起的误差复映2- 12从分布图上可以（）。（对应知识点462）判别工艺过程是否稳定确定工序能力 估算不合格品率判别常值误差大小2-13通常根据X-R图上点的分布情况可以判断有无不合格品 工艺过程是否稳定( )。是否存常值系统误差是否存在变值系统误差）等。刀具刃倾角2- 14影响切削残留面积高度的因素主要包括（切削速度 进给量 刀具主偏角2-15影响切削加工表面粗糙度的主要因素有（）等。切削速度切削深

8、度进给量 工件材料性质2-16影响外圆磨削表面粗糙度的磨削用量有（）。砂轮速度 工件速度磨削深度 纵向进给量2-17消除或减小加工硬化的措施有（）等。加大刀具前角改善工件的切削加工性提高刀具刃磨质量降低切削速度）等。选用较小的磨削深度改善冷却条件）。加大切削宽度采用变速切削2-18避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有（ 选择较软的砂轮 选用较小的工件速度2-19消除或减弱铳削过程中自激振动的方法有 （提高工艺系统刚度 增大工艺系统阻尼3. 判断题3- 1零件表面的位置精度可以通过一次装夹或多次装夹加工得到。V3- 2零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。X3- 3零件表面残余应力为压应力时，可提高零件

9、的疲劳强度。V3- 4粗糙表面易被腐蚀。V3- 5在机械加工中不允许有加工原理误差。X3- 6工件的内应力不影响加工精度。X3- 7主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。V3- 8普通车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响不大。V3- 9采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。V提示：参考图4-31。3- 10 磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。X提示：磨削时导轨面温度升高，床身底部温度偏低，床身会上弯。磨平后冷却，导轨面将产生中凹。3- 11只要工序能力系数大于1,就可以保证不出废品。X3-12 在x R中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。X3-13 切削过程中的热

10、效应将使加工表面产生张应力。V3-14在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0°X3- 15冲击式减振器特别适于低频振动的减振。X4. 分析题4- 1在铳床上加工一批轴件上的键槽，如习图 4-4-1所示。已知铳床工作台面与导轨的平行度误差为0.05/300，夹具两定位 V型块夹角90°，交点A的连线与夹具体底面的平行度误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为20 0.05mm。试分析计算加工后键槽底面对工件轴线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与35mm外圆的同轴度误差）。rtni 1Y习图4-4-1键槽底面对 35mm下母线之间的平行度误差由3项组

11、成： 铳床工作台面与导轨的平行度误差：0.05/300 夹具制造与安装误差（表现为交点A的连线与夹具体底面的平行度误差）：0.01/150 工件轴线与交点 A的连线的平行度误差：为此，首先计算20 0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：0 0.7 Td 0.7 0.1 0.07 mm可得到工件轴线与交点A的连线的平行度误差：0.07/150最后得到键槽底面（认为与铳床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：P 0.05/300 0.01/150 0.07/150 0.21/3004- 2试分析习图4-4-2所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工件的刚度很 大，且车床床头刚度

12、大于尾座刚度。习图4-4-2Mt上）a）在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件外圆表面成锥 形，右端止境大于左端直径。b）在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。若刀具刚度很大，加 工后端面会产生中凹。c）由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径，加工后零件 最终的形状参见图 4-34。4- 3横磨一刚度很大的工件（习图4-4-3）,若径向磨削力为100N，头、尾架刚度分别为 50000 N/mm和40000N/mm，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。A点处的支反力：Fa 300 100 100N 30

13、0D点处的支反力：Fd 300 200 200N300在磨削力的作用下，A点处的位移量：100A50000在磨削力的作用下,0.002 mmD点处的位移量:40000 °.°05mm由几何关系，可求出 B点处的位移量:(0.005 0.002) 150 b 0.002300C点处的位移量：cccc (0.005 0.002) 250 c 0.002-300加工后，零件成锥形，锥度误差为0.0035 mm0.0045 mm0.001 mm。4- 4曾有人提出一种在工作状态下测量工艺系统静刚度的方法，其过程如下：如习图4-4-4床顶尖间装夹一根刚度很大的轴，在轴靠近前、后顶尖及

14、中间位置预先车出三个台阶，尺寸分别为H12、H21、H22、H31、H32。经过一次走刀后，测量加工后的台阶尺寸分别为h11、h12、h21、h试：1 ）说明用此方法测量工艺系统静刚度的原理；2）如何由上面的数据确定工艺系统刚度？方法的优缺点。所示，在车H11、2、h31、h32。3）说明该习图4-4-41）工艺系统刚度分别为依据误差复映原理。2）前、中、后3处的误差复映系数分别为:hii hi2ih21 h22H11 HJ 2H 21 H 22h31h32H31 H 32前、中、后3处的工艺系统刚度分别为:k1k3忽略工件的变形，工艺系统刚度主要取决于头架刚度kj尾架刚度kwj和刀架刚度kd

15、j。并且有:111(k1ktjkdj1111k24ktj4 kwjkdj1111 k3kwjkdj解上面的方程可得到:1f11ktjk1kdj12111kdjk224ktj4kwj111kwjk3kdj3）优点：可反映工作状态下的系统刚度。缺点：工艺系统存在许多影响加工误差的因素，实验中不可能将这些因素全部排除，会使实验结 构存在较大误差。有时这种误差可能大到使实验结果不可信的程度。4- 5 磨削CW6140车床床身导轨，若床身长L=2240mm，床身高H=400mm，磨削后床身上下面温差 t =5C。试计算由于工件热变形所引起的加工误差（工件材料热胀系数a =1 X 10。工件单面受热会产生

16、翘曲变性，磨平后工件冷却下来，将使导轨产生中凹。中凹量可按式（4-24）计算：L28H521 10 5 22402 58 4000.0784 mm4- 6在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为$ 12 ± 0.01现随机抽取100件进行测量，结果发现其，平均值为X = 11.99，均方根偏差为 S = 0.003。试: 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线； 计算该工序的工艺能力系数； 估计该工序的废品率； 分析产生废品的原因，并提出解决办法。答案：分布图 工艺能力系数Cp=0.02/ (6X0.003) =1.1 废品率约为50% 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂

17、轮位置调整不当所致；改 进办法是重新调整砂轮位置4- 7在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为20 0.1 mm。若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为 0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03 mm。试计算不合格品率。答案：工艺能力系数Cp=0.1/ （6%.025） 1=?.67,工艺能力很差求废品率0.8，查表得 F(z)=0.2881x X 20 19.98 z0.025废品率 Q = = 21.2%4- 8在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为8 0.040 mm。每隔一段时间测量一组数据，共测得 200个数据，列于表4X4-8，表中数据为 7960+x （呵）。

18、试：1）画出X R图；2）判断工艺规程是否稳定；3）判断有无变值系统误差；对X R图进行分析。表 4-4-8组号测量值平均值极差组号测量值平均值极差XIX2X3X4X5XiRiXIX2X3X4X5XiR1302518212924.61211262724252525.432372928303531.8912222220182220.843313033353031.8513282017282523.6114354035353836.6514242528342026.2145363043453537.81515292823243427.6116433538304538.21516383530333033.287351825211823.41717282735383131.8118211811232820.21718303129314032.2119201521251920.01019283832283031.21010263124252626.4720334038333034.810答案：1）画出x R图： 计算各组平均值和极差，见表4-4-8; 计算中心线和上下控制限（参考式（ 4-32） （4-33）,表4-6）:20X图:中心线CLXXi128.88 (m)上控制线UC