第四章 机械加工质量及其控制

第四章 机械加工质量及其控制

4-1 什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？

4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。

4-3 为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？

4-4 某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm ，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm ，欲在此车床上车削直径为φ60mm 、长度为150mm 的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。

4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm 、长为1200mm 的长轴外圆。已知：工件材料为45钢；切削用量为：v c =120m/min ，a p =0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后，试计算由刀具尺寸磨损引起的加工误差值。

4-6 成批生产习题4-6图所示零件，设A 、B 两尺寸已加工至规定尺寸，今以底面定位镗E 孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。

习题4-6图

4-7 按习题4-7图所示方式定位在立式铣床上铣槽，其主要技术要求为：

（1）槽宽 0

0.04312b -=mm 。

（2）槽距尺寸 0

0.2120l -=mm 。

（3）槽底位置尺寸为 0

0.1634.8h -=mm 。

（4）槽两侧面对外圆轴线的对称度公差 0.01e =mm 。

已知：外圆尺寸00.01640φ-mm 与内孔尺寸0.0210

20φ+mm 均已加工至规定尺寸，内外圆的径向圆跳动公差值为0.02mm 。试分析计算该工序的定位误差。

习题4-7图

4-8习题4-8图所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸00.180φ-=mm ，试分别计算习题4-8图b 、c 两种定位方案的定位误差。

习题4-8图

4-9 习题4-9图所示齿轮坯在V 形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸

0.2038.5mm H +=。已知：00.0250.10

80mm, 35mm d D φφ+-==。若不计内孔与外圆同轴度误差的影响试求此工序的定位误差。

4-10 按习题4-10图所示方式定位加工孔0.045020mm φ+，

要求孔对外圆的同轴度公差为0.03mm φ。已知：0

0.1460mm, (300.07)mm d b φ-==±。试分析计算此定位

方案的定位误差。

习题4-9图 习题4-10图

4-11 习题4-11图所示工件以大外圆表面及端面M 作定位表面，在小外圆

上铣键槽，要保证尺寸H 、L 。已知：0

000.1510.1220.1655mm, 40mm, 60mm A d d φφ---===，

大、小外圆的同轴度误差o 0.05mm, =90t α=，试分析计算该工序的定位误差。

习题4-11图

4-12 习题4-12图所示工件采用V 形块（夹角o 90α=）定位，加工两个直径为φ10mm 的小孔。已知：外圆直径尺寸00.180d φ-=mm ，内孔尺寸0.2

050D φ=mm ，

内孔与外圆的同轴度误差t =0.05mm ，内孔中心线是工序尺寸R 的工序基准，o 30β=。试分析计算加工O 1孔的定位误差。

习题4-12图

4-13 在三台车床上分别加工三批工件的外圆表面，加工后经测量，三批工件分别产生了如习题4-13图所示的形状误差，试分析产生上述形状误差的主要原因。

习题4-13图 4-14 在外圆磨床上磨削习题4-14图所示轴类工件的外圆φ，若机床几何精

度良好，试分析磨外圆后A-A 截面的形状误差，要求画出A-A 截面的形状，并提出减小上述误差的措施。

习题4-14图

4-15 知某车床的部件刚度分别为：k 主轴=5000N/mm ；k 刀架=23330 N/mm ，k

尾座=34500N/mm 。今在该车床上采用前、后顶尖定位车一直径为00.250φ-mm 的光轴，其径向力F p =3000N ，假设刀具和工件的刚度都很大，试求：1）车刀位于主轴箱端处工艺系统的变形量；2）车刀处在距主轴箱1/4工件长度处工艺系统的变形量；3）车刀处在工件中点处工艺系统的变形量；4）车刀处在距主轴箱3/4工件长度处工艺系统变形量；5）车刀处在尾架处工艺系统的变形量。完成计算后，再徒手画出该轴加工后的纵向截面的状。

4-16 按习题4-16a)图的装夹方式在外圆磨床上磨削薄壁套筒A ，卸下工件后发现工件呈鞍形，如习题4-16b)图所示，试分析产生该形状误差的原因。

习题4-16图

4-17 在卧式铣床上按习题4-17图所示装夹方式用铣刀A 铣键槽，经测量发现，工件右端处的槽深大于中间的槽深，试分析产生这一现象的原因。

习题4-17图

4-18 何谓误差复映？误差复映系数的大小与哪些因素有关？

4-19 在车床上车一短粗轴圆柱表面。已知：工艺系统刚度k 系统=20000N/mm ，毛坯待加工面相对顶尖孔中心偏心误差为2mm ，毛坯最小背吃刀量a p min =1mm ，1500Fp Fp

y n Fp c Fp C f v K =N/mm 。问第一次走刀后，加工表面相对顶尖

孔中心的偏心误差是多大？至少需要切几次切削才能使加工表面相对顶尖孔中心的偏心误差控制在0.01mm 以内？

4-20 为什么提高工艺系统刚度首先要从提高薄弱环节的刚度入手才有效？试举一实例说明。

4-21 如果卧式车床床身铸件顶部和底部残留有压应力，床身中间残留有拉应力，试用简图画出粗刨床身顶面后床身顶面的纵向截面形状，并分析其原因。

4-22 习题4-22图所示板状框架铸件，壁3薄，壁1和壁2厚，用直径为D 的立铣刀铣断壁3后，毛坯中的内应力要重新分布，问断口尺寸D 将会变大还是变小？为什么？

习题4-22图

4-23 在转塔车床上加工一批套筒的内孔和外圆，问内外圆同轴度误差服从什么分布？

4-24 用调整法车削一批小轴的外圆，如果车刀的热变形影响显著，使画出这批工件尺寸误差分布曲线的形状，并简述其理由。

4-25 车一批外圆尺寸要求为00.120φ-mm 的轴。

已知：外圆尺寸按正态分布，均方根偏差0.025σ=mm ，分布曲线中心比公差带中心大0.03mm 。试计算加工这批轴的合格品率及不合格品率。

4-26 在自动车床上加工一批轴件，要求外径尺寸为)1.020(±φmm ，已知均方根偏差0.02mm σ=，试求此机床的工序能力等级？

4-27 为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏？

4-28 试以磨削为例，说明磨削用量对磨削表面粗糙度的影响。

4-29 加工后，零件表面层为什么会产生加工硬化和残余应力？

4-30 什么是回火烧伤？什么是淬火烧伤？什么是退火烧伤？为什么磨削加工容易产生烧伤？

4-31 在外圆磨床上磨削光轴外圆时，加工表面产生了明显的振痕，有人认为是因电动机转子不平衡引起的，有人认为是因砂轮不平衡引起的，怎样判别哪一种说法是正确的？

4-32 什么是再生型切削颤振？为什么说在金属切削过程中，除了极少数情况外，刀具总是部分地或完全地在带有振纹的表面上进行切削的？

4-33 从提高机床切削系统的稳定性和防振减振考虑，试分析比较习题4-33图所列两种不同车床尾座结构的优劣，为什么？图中x 1为小刚度主轴方位，x 2为大刚度主轴方位。