机械制造工艺学参考答案(1)

3－1 在车床上用两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现图3－80a、b、c所示误差是什么原因，分别可采用什么办法来减少或消除？

答：

a) 误差原因：

1）由于细长轴工件的刚性差，在加工过程中因受力变形而使加工出的工件呈两端细中间粗的鼓形。随着切削力作用点位置变化，在两端，工件刚度最大，变形最小，切去的金属层厚；中间工件刚度最小，变形最大，切去的金属层薄。

2）误差复映

减小误差的措施：

使用中心架或跟刀架，提高工件的刚度，比如改为反向进给，使工件由轴向受压变为轴向受拉。

b) 误差原因：

1）机床的刚性较差。随着切削力作用点位置变化，在两端，机床变形较大，切去的金属层薄；中间机床变形较小，切去的金属层厚。因此因工件受力变形而使加工出的工件呈两端粗、中间细的鞍形。

2）误差复映

减小误差的措施：

1）提高机床部件的刚度，减小载荷及其变化

2）减小误差复映系数或减小毛坯形状误差

c) 误差原因：

1）机床导轨与主轴不平行

2）主轴回转误差中的倾角摆动

3）尾座偏移（前后顶尖连线与导轨扭曲）

减小误差的措施：

合理选择切削用量和刀具几何参数，并给以充分冷却和润滑，以减少切削热。提高导轨副的导向精度。

3－2 试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆时，影响直径误差的因素中，导轨在垂直面内和水平面内的弯曲，哪个影响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？

解：

D:工件直径；ΔDy,ΔDz工件直径误差；Δy:导轨在水平面内的弯曲；Δz：导轨在垂直面内的弯曲；

车刀垂直安装时误差的敏感方向在垂直方向。因此导轨在垂直面内的弯曲对工件直径误差的影响较大

车刀垂直安装：

z方向为误差敏感方向

在卧式车床中：

y方向为误差敏感方向

3-1机械加工表面质量包括哪些内容？

机械加工表面质量包含表面层的几何形状特征和表面层的物理力学性能两方面的内容。其中，表面层的几何形状特征主要由表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理、伤痕组成；表面层的物理力学性能包括表面层的加工冷作硬化、表面层的金相组织变化、表面层的残余应力。

3-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后表面粗糙度的数值。

Rz？=Ra？=H=f2/8 rε*1000

H：切削残留面积的高度

f：进给量

rε：刀尖圆弧半径

所以Ra=（0.402/8*3）*1000=6.7

3-4高速精镗45 钢工件的内孔时，采用主偏角kr=75°、副偏角k'r=15°的锋利尖刀，当加工表面粗糙度要求Rz=3.2～6.3mm 时，问：

1）在不考虑工件材料塑性变形对表面粗糙度影响的条件下，进给量应选择多大合适？

2）分析实际加工表面粗糙度与计算值是否相同，为什么？

3）进给量f 越小，表面粗糙度值是否越小？

1、切削加工时，选择较小的进给量f（和较大的刀尖圆弧半径rε）将会使表面粗

糙度得到改善。

2、不相同，因为切削加工中有塑性变形发生的缘故。？？？

3、不是，进给量太小，切削刃不锋利时，切削刃不能切削而形成挤压，表面粗

糙度增大

3-5采用粒度为36号的砂轮磨削钢件外圆，其表面粗糙度要求为Ra1.6µm;在相同磨削用量下，采用粒度为60号的砂轮可是Ra减小为0.2µm，这是为什么？

砂轮粒度愈细，则砂轮单位面积上磨粒数愈多，工件表面上刻痕密而细，则表面粗糙度值愈小。显然60号的粒度比36号细。

★3-6 为什么提高砂轮高速能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反结果。

砂轮的速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，因而工件表面的粗糙度值就越小。砂轮速度越高，工件材料来不及形变，表层金属的属性变形减小，磨削表面的粗糙度值将明显减小。

工件速度表面粗糙度的影响刚好与砂轮速度的影响相反，增大工件速度时，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减小，表面粗糙度值将增大。工件速度增加，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。

2-19 在自动机上加工一批尺寸为09.08±Φmm 的工件，机床调整完后试车50件，试绘制分布曲线图、直方图，计算工序能力系数和废品率，并分析误差产生原因。 解：已知175.01

7028

.708.81min max =--=--=

n x x d mm ，取d=0.18mm

∑===50

1

97.7i i x x mm ，146.0)(49150

1

2=-=

∑=i i x x S mm 2.0)146.06/(18.06/=⨯==σT C p

根据直方图可知，工件尺寸主要集中在7.838～8.018mm 之间，只是由于出现了一例7.028mm 的工件，导致正态分布曲线均值偏离基本尺寸较大，标准差很大，从而导致工序能力变差。可以通过再次试车实验，确定7.028mm 的工件是否为偶然误差，再进一步确定工件的均值和标准差。