第4章机械加工质量分析与控制

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（）。①小于50②等于50～200③等于200～1000④大于10001-2表面层加工硬化程度是指（）。①表面层的硬度②表面层的硬度与基体硬度之比③表面层的硬度与基体硬度之差④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（）。①机床误差②夹具误差③刀具误差④工艺系统误差1-4误差的敏感方向是（）。①主运动方向②进给运动方向③过刀尖的加工表面的法向④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（）。①3②6③n3④n61-6精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（）。①1/10～1/5②1/5～1/3③1/3～1/2④1/2～11-7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（）。①轴承孔的圆度误差②主轴轴径的圆度误差③轴径与轴承孔的间隙④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（）。①车床主轴径向跳动②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③刀尖与主轴轴线不等高④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（）。①提高主轴回转精度②降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度③提高装夹稳定性④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。②升速②降速③等速④变速1-11通常机床传动链的（）元件误差对加工误差影响最大。①首端②末端③中间④两端1-12工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（）。①之和②倒数之和③之和的倒数④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。①大于②等于③小于④远小于1-14接触变形与接触表面名义压强成（）。①正比②反比③指数关系④对数关系1-15误差复映系数与工艺系统刚度成（）。①正比②反比③指数关系④对数关系1-16车削加工中，大部分切削热（）。①传给工件②传给刀具③传给机床④被切屑所带走1-17磨削加工中，大部分磨削热（）。①传给工件②传给刀具③传给机床④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（）。①加大截面积②减小长径比③采用开式结构④采用热对称结构1-19工艺能力系数与零件公差（）。①成正比②成反比③无关④关系不大1-20外圆磨床上采用死顶尖是为了（）。①消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响②消除导轨不直度对加工精度的③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响④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。①低速②中速③高速④超高速1-22强迫振动的频率与外界干扰力的频率（）。①无关②相近③相同④相同或成整倍数关系1-23削扁镗杆的减振原理是（）。①镗杆横截面积加大②镗杆截面矩加大③基于再生自激振动原理④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。①大于②小于③等于④等于或接近于2.多项选择2-1尺寸精度的获得方法有（）。①试切法②调整法③定尺寸刀具法④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。①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量2-3主轴回转误差可以分解为（）等几种基本形式。①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动④偏心运动2-4影响零件接触表面接触变形的因素有（）。①零件材料②表面粗糙度③名义压强④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（内孔车刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有（）。①主轴径向跳动②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行④刀杆刚性不足2-6在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其可能的原因有（）。①工件刚度不足②前后顶尖刚度不足③车床纵向导轨直线度误差④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（）。①刀架刚度不足②尾顶尖刚度不足③导轨扭曲④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（）。①切削热②摩擦热③辐射热④对流热BA习图4-2-7习图4-2-8习图4-2-52-9如习图4-2-8所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径偏大的可能原因有（）。①车床导轨与主轴回转轴线不平行②尾座套筒轴线与主轴回转轴线不同轴③刀具热变形④钻头刃磨不对称2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（）。①机床几何误差②工件定位误差③调整误差④刀具磨损2-11下列误差因素中属于随机误差的因素有（）。①机床热变形②工件定位误差③夹紧误差④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4.6.2）①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小④判别工艺过程是否稳定2-13通常根据X-R图上点的分布情况可以判断()。①有无不合格品②工艺过程是否稳定③是否存常值系统误差④是否存在变值系统误差2-14影响切削残留面积高度的因素主要包括（）等。①切削速度②进给量③刀具主偏角④刀具刃倾角2-15影响切削加工表面粗糙度的主要因素有（）等。①切削速度②切削深度③进给量④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（）。①砂轮速度②工件速度③磨削深度④纵向进给量2-17消除或减小加工硬化的措施有()等。①加大刀具前角②改善工件的切削加工性③提高刀具刃磨质量④降低切削速度2-18避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有()等。①选择较软的砂轮②选用较小的工件速度③选用较小的磨削深度④改善冷却条件2-19消除或减弱铣削过程中自激振动的方法有()。①提高工艺系统刚度②增大工艺系统阻尼③加大切削宽度④采用变速切削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。3-2零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。3-3零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。3-4粗糙表面易被腐蚀。3-5在机械加工中不允许有加工原理误差。3-6工件的内应力不影响加工精度3-7主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。3-8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。3-9采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。3-10磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。3-11只要工序能力系数大于1，就可以保证不出废品。3-12在Rx中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。3-13切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。3-14在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0。3-15冲击式减振器特别适于低频振动的减振。4.分析题4-1在铣床上加工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1所示。已知铣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o90，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mm05.020。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mm35外圆的同轴度误差）。习图4-4-14-2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，且车床床头刚度大于尾座刚度。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50000N/mm和40000N/mm，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。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所示，在车床顶尖间装夹一根刚度很大的轴，在轴靠近前、后顶尖及中间位置预先车出三个台阶，尺寸分别为H11、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、h22、h31、h32。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？3）说明该方法的优缺点。a）b）c）习图4-4-2FP10050300习图4-4-3ABCDH11h11H12h12H21H21H22H22H32H32H31H31习图4-4-44-5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Δt=5℃。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α=1×10-5）。4-6在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为φ12±0.01。现随机抽取100件进行测量，结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为X=11.99，均方根偏差为S=0.003。试：①画出销轴外径尺寸误差的分布曲线；②计算该工序的工艺能力系数；③估计该工序的废品率；④分析产生废品的原因，并提出解决办法。4-7在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为01.020mm。若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为025.0mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为0.03mm。试计算不合格品率。4-8在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为0040.08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（μm）。试：1）画出Rx图；2）判断工艺规程是否稳定；3）判断有无变值系统误差；对Rx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x1x2x3x4x5ixRix1x2x3x4x5ixRi12345630373135364325293040303518283335433821303535453029353038354524.631.831.836.637.838.212955151511121314151626222824293827222025283524201728233025182834243325222520343025.420.823.626.227.633.234111411878910352120261818153125112124212325251828192623.420.220.026.4171710717181920283028332731384035293238383128333140303031.832.231.234.8111110104-9习图4-4-9为精镗活塞销孔工序的示意图，工件以止口面及半精镗过的活塞销孔定位，试分析影响工件加工精度的工艺系统的各种原始误差因素。第4章练习题答案1.单项选择1-1答案：①小于501-2答案：④表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比1-3答案：④工艺系统的精度1-4答案：③过刀尖的加工表面的法向1-5答案：③n31-6答案：②1/5～1/21-7答案：①轴承孔的圆度误差1-8答案：②卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴1-9答案：④保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴1-10答案：②降速1-11答案：②末端1-12答案：④倒数之和的倒数定位误差F设计基准定位基准热变形对刀误差夹紧误差菱形销导轨误差1-13答案：④远小于1-14答案：②反比1-15答案：②反比1-16答案：④被切屑所带走1-17答案：①传给工件1-18答案：④采用热对称结构1-19答案：①成正比1-20答案：③消除工件主轴运动误差对加工精度的影响1-21答案：②中速1-22答案：④相同或成整倍数关系1-23答案：④基于振型偶合自激振动原理1-24答案：④等于或接近于2.多项选择2-1答案：①试切法②调整法③定尺寸刀具法④自动控制法2-2答案：①耐磨性②耐蚀性③抗疲劳强度④配合质量2-3答案：①径向跳动②轴向窜动③倾角摆动2-4答案：①零件材料②表面粗糙度③名义压强2-5答案：②三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴③车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-6答案：①工件刚度不足③车床纵向导轨直线度误差2-7答案：②尾顶尖刚度不足③导轨扭曲④车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行2-8答案：①切削热②摩擦热2-9答案：②尾座轴