第4章-機械加工質量分析與控制(習題)

1、第4章練習題1.單項選擇1- 1外表粗糙度的波長與波高比值一般1。 小于50等于50200等于2001000大于10001- 2外表層加工硬化程度是指4。外表層的硬度 外表層的硬度與基體硬度之比外表層的硬度與基體硬度之差外表層的硬度與基體硬度之差與基體硬度之比1-3原始誤差是指產生加工誤差的機床誤差夾具誤差源誤差，即刀具誤差4。工藝系統(tǒng)誤差1- 4誤差的敏感方向是3。 主運動方向 進給運動方向過刀尖的加工外表的法向過刀尖的加工外表的切向1- 5試切n個工件，由于判斷不準而引起的刀具調整誤差為3。3636JnVn1- 6精加工夾具的有關尺寸公差常取工件相應尺寸公差的2。 1/101/51/51/

2、31/31/21/211- 7鏜床主軸采用滑動軸承時，影響主軸回轉精度的最主要因素是1丨。 軸承孔的圓度誤差 主軸軸徑的圓度誤差 軸徑與軸承孔的間隙 切削力的大小1- 8在普通車床上用三爪卡盤夾工件外圓車內孔，車后發(fā)現(xiàn)內孔與外圓不同軸，其最可能原因是2。車床主軸徑向跳動 卡爪裝夾面與主軸回轉軸線不同軸刀尖與主軸軸線不等高車床縱向導軌與主軸回轉軸線不平行1- 9在車床上就地車削或磨削三爪卡盤的卡爪是為了4。提高裝夾穩(wěn)定提高主軸回轉精度降低三爪卡盤卡爪面的外表粗糙度性2傳動。 保證三爪卡盤卡爪面與主軸回轉軸線同軸1- 10為減小傳動元件對傳動精度的影響，應采用 升速降速等速變速1-11 通常機床傳

3、動鏈的 2 元件誤差對加工誤差影響最大。 首端 末端 中間 兩端1-12 工藝系統(tǒng)剛度等于工藝系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)剛度 4 。 之和 倒數(shù)之和 之和的倒數(shù) 倒數(shù)之和的倒數(shù)1-13 機床部件的實際剛度4 按實體所估算的剛度。 大于 等于 小于 遠小于1-14 接觸變形與接觸外表名義壓強成 2 。 正比 反比 指數(shù)關系 對數(shù)關系1-15 誤差復映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度成 2 。 正比 反比 指數(shù)關系 對數(shù)關系1-16 車削加工中，大局部切削熱 4 。 傳給工件 傳給刀具 傳給機床 被切屑所帶走1-17 磨削加工中，大局部磨削熱 1 。 傳給工件 傳給刀具 傳給機床 被磨屑所帶走1-18 為了減小機床零部件的

4、熱變形，在零部件設計上應注意4 。 加大截面積 減小長徑比 采用開式結構 采用熱對稱結構1-19 工藝能力系數(shù)與零件公差 1 。 成正比 成反比 無關 關系不大1-20 外圓磨床上采用死頂尖是為了 3 。 消除頂尖孔不圓度對加工精度的影響 消除導軌不直度對加工精度的 消除工件主軸運動誤差對加工精度的影響 提高工藝系統(tǒng)剛度1-21 加工塑性材料時， 2 切削容易產生積屑瘤和鱗刺。 低速 中速 高速 超高速1-22 強迫振動的頻率與外界干擾力的頻率 4 。 無關 相近 相同 相同或成整倍數(shù)關系1-23 削扁鏜桿的減振原理是 4 。 鏜桿橫截面積加大 鏜桿截面矩加大 基于再生自激振動原理 基于振型偶

5、合自激振動原理1-24 自激振動的頻率 ( 4 )工藝系統(tǒng)的固有頻率。 大于 小于 等于 等于或接近于2.多項選擇2- 1尺寸精度的獲得方法有1234。試切法 調整法 定尺寸刀具法自動控制法2-2零件加工外表粗糙度對零件的1234有重要影響。耐磨性 耐蝕性 抗疲勞強度配合質量2- 3主軸回轉誤差可以分解為徑向跳動軸向竄動123丨等幾種根本形式。傾角擺動偏心運動2- 4影響零件接觸外表接觸變形的因素有123。零件材料 外表粗糙度 名義壓強 名義面積2- 5如習圖4-2-5所示，零件安裝在車床三爪卡盤上車孔內孔車刀安裝在刀架上。加工后發(fā)現(xiàn)被加工孔出現(xiàn)外大里小的錐度誤差。產生該誤差的可能原因有23。

6、 主軸徑向跳動 三爪裝夾面與主軸回轉軸線不同軸車床縱向導軌與主軸回轉軸線不平行刀桿剛性不足2- 6在車床上以兩頂尖定位車削光軸，車后發(fā)現(xiàn)工件中部直徑偏大，兩頭直徑偏小，其可能的原因有13。工件剛度缺乏 前后頂尖剛度缺乏車床縱向導軌直線度誤差導軌扭曲2-7在車床上車削光軸習圖因有2344-2-7，車后發(fā)現(xiàn)工件 A處直徑比B處直徑大，其可能的原 。刀架剛度缺乏 轉軸線不平行尾頂尖剛度缺乏習圖4-2-82- 8機械加工工藝系統(tǒng)的內部熱源主要有12。切削熱 摩擦熱 輻射熱 對流熱2- 9 如習圖4-2-8所示，零件安裝在車床三爪卡盤上鉆孔鉆頭安裝在尾座上。加工后測量，發(fā)現(xiàn)孔徑偏大。造成孔徑偏 大的可能

7、原因有234 。車床導軌與主軸回轉軸線不平行尾座套筒軸線與主軸回轉軸線不同軸刀具熱變形鉆頭刃磨不對稱2- 10 以下誤差因素中屬于常值系統(tǒng)誤差的因素有 13 。 機床幾何誤差 工件定位誤差 調整誤差 刀具磨損2-11以下誤差因素中屬于隨機誤差的因素有234。映 機床熱變形 工件定位誤差 夾緊誤差 毛坯余量不均引起的誤差復12-12從分布圖上可以123 。對應知識點 確定工序能力 估算不合格品率 判別常值誤差大小 判別工藝過程是否穩(wěn)定( 23) 。 是否存常值系統(tǒng)誤差 是否存在2- 13 通常根據 X-R 圖上點的分布情況可以判斷 有無不合格品 工藝過程是否穩(wěn)定 變值系統(tǒng)誤差2-14 影響切削殘

8、留面積高度的因素主要包括23 等。 切削速度 進給量 刀具主偏角 刀具刃傾角2-15 影響切削加工外表粗糙度的主要因素有 134等。 切削速度 切削深度 進給量 工件材料性質2-16 影響外圓磨削外表粗糙度的磨削用量有1234 。 砂輪速度 工件速度 磨削深度 縱向進給量2-17 消除或減小加工硬化的措施有 ( 123 加大刀具前角 改善工件的切削加工性)等。 提高刀具刃磨質量 降低切削速度2-18 防止磨削燒傷、磨削裂紋的措施有 ( 134 選擇較軟的砂輪 選用較小的工件速度)等。 選用較小的磨削深度 改善冷卻條件2-19 消除或減弱銑削過程中自激振動的方法有 ( 提高工藝系統(tǒng)剛度 增大工藝

9、系統(tǒng)阻尼124 )。 加大切削寬度 采用變速切3. 判斷題 YNYYN NYYYN NNYNN3-1 零件外表的位置精度可以通過一次裝夾或屢次裝夾加工得到。3-2 零件外表粗糙度值越小，外表磨損越小。3-3 零件外表剩余應力為壓應力時，可提高零件的疲勞強度。3-4 粗糙外表易被腐蝕。3-5 在機械加工中不允許有加工原理誤差。3-6 工件的內應力不影響加工精度3- 7主軸的徑向跳動會引起工件的圓度誤差。3- 8普通車床導軌在垂直面內的直線度誤差對加工精度影響不大。3- 9采用預加載荷的方法可以提高接觸剛度。3- 10 磨削機床床身導軌時，由于磨削熱會使導軌產生中凸。3- 11只要工序能力系數(shù)大于

10、1，就可以保證不出廢品。3- 12 在x R中，只要沒有點子越出控制限，就說明工藝過程穩(wěn)定。3- 13 切削過程中的熱效應將使加工外表產生張應力。3- 14在車床上使用切斷刀切斷工件時的重疊系數(shù)等于0。3- 15沖擊式減振器特別適于低頻振動的減振。4.分析題4- 1在銃床上加工一批軸件上的鍵槽，如習圖 4-4-1所示。銃床工作臺面與導軌的平 行度誤差為0.05/300，夾具兩定位 V型塊夾角 90，交點A的連線與夾具體底面的平 行度誤差為0.01/150，階梯軸工件兩端軸頸尺寸為20 0.05mm。試分析計算加工后鍵槽底面對工件軸線的平行度誤差只考慮上述因素影響，并忽略兩軸頸與35mm外圓的同

11、軸度誤差。習圖4-4-14- 1答案：鍵槽底面對35mm下母線之間的平行度誤差由3項組成： 工件軸線與交點A的連線的平行度誤差：為此，首先計算 20 0.05mm外圓中心在垂直方向上的變動量00.7 Td 0.7 0.10.07 mm可得到最后得到鍵槽底面認為與銃床導軌平行對工件軸線的平行度誤差：P 0.05/300 0.01/150 0.07/150 0.21/3004- 2試分析習圖4-4-2所示的三種加工情況，加工后工件外表會產生何種形狀誤差？假設工件的剛度很大，且車床床頭剛度大于尾座剛度。4- 2答案：a 在徑向切削力的作用下， 尾頂尖處的位移量大于前頂尖處的位移量，加工后工件 外圓外

12、表成錐形，右端止境大于左端直徑。b 在軸向切削力的作用下， 工件受到扭矩的作用會產生順時針方向的偏轉。假設刀 具剛度很大，加工后端面會產生中凹。c由于切削力作用點位置變化，將使工件產生鞍形誤差，且右端直徑大于左端直徑,加工后零件最終的形狀參見圖4-34。4- 3橫磨一剛度很大的工件習圖 4-4-3，假設徑向磨削力為 100N，頭、尾架剛度分別 為50000 N/mm和40000N/mm，試分析加工后工件的形狀，并計算形狀誤差。4-3答案：A點處的支反力:300 100300100N300 200D點處的支反力：Fd200N300在磨削力的作用下，A點處的位移量:100500000.002 mm

13、在磨削力的作用下，D點處的位移量:0.005mm40000由幾何關系，可求出 B點處的位移量:0.002(0.005 0.002) 1503000.0035 mmC點處的位移量:0.002(0.005 0.002) 2500.0045 mm加工后，零件成錐形，錐度誤差為0.001 mm。4- 4曾有人提出一種在工作狀態(tài)下測量工藝系統(tǒng)靜剛度的方法，其過程如下：女口習圖4-4-4所示，在車床頂尖間裝夾一根剛度很大的軸，在軸靠近前、后頂尖及中間位置預先車出三 個臺階，尺寸分別為Hl1、H12、H21、H22、H31、H32。經過一次走刀后，測量加工后的臺階尺寸分別為 h11、h12、h21、h22、

14、h31、h32。試：1說明用此方法測量工藝系統(tǒng)靜剛度的 原理；2如何由上面的數(shù)據確定工藝系統(tǒng)剛度？3說明該方法的優(yōu)缺點。 上一 _#I. 習圖4-4-44- 4答案：1工藝系統(tǒng)剛度分別為依據誤差復映原理。2前、中、后3處的誤差復映系數(shù)分別為：h11 h121H11 H12h21h222H 21 H 22h31321H 31 H 32前、中、后3處的工藝系統(tǒng)剛度分別為：. Ck1, k2, k3123忽略工件的變形，工藝系統(tǒng)剛度主要取決于頭架剛度ktj、尾架剛度kwj和刀架剛度kdj。并且有：111k1ktjkdj111 1k24ktj4 kwjk dj111k3kwjkdj解上面的方程可得到:

15、111ktjk1kdj12111kdjk224ktj4kwj111kwjk3kdj3優(yōu)點：可反映工作狀態(tài)下的系統(tǒng)剛度。缺點：工藝系統(tǒng)存在許多影響加工誤差的因素，實驗中不可能將這些因素全部排除,會使實驗結構存在較大誤差。有時這種誤差可能大到使實驗結果不可信的程度。4- 5答案：工件單面受熱會產生翹曲變性，磨平后工件冷卻下來，將使導軌產生中凹。中凹量可按式4-24計算：L2 y8H521 10224050.0784mm8 4004- 5 磨削CW6140車床床身導軌，假設床身長L=2240mm，床身高H=400mm，磨削后床身上下面溫差 t = 5C。試計算由于工件熱變形所引起的加工誤差工件材料熱

16、脹系數(shù)a =1 X -10。4-6在無心磨床上磨削銷軸，銷軸外徑尺寸要求為 $ 12 0.01現(xiàn)隨機抽取100件進行測量,結果發(fā)現(xiàn)其外徑尺寸接近正態(tài)分布，平均值為X = 11.99，均方根偏差為 S = 0.003。試： 畫出銷軸外徑尺寸誤差的分布曲線； 計算該工序的工藝能力系數(shù)； 估計該工序的廢品率； 分析產生廢品的原因，并提出解決方法。4-6答案:分布圖公差帯 工藝8功系數(shù)5=02 3勿003 =1.1廢!5薛約為S0? o產生廢品的主要原因是存在卡鈦的常值系統(tǒng)誤差，很可能是砂輪位羞調整不當所畫出分布曲線副 可計算出不合格品率*21.2% 參見思考題4J3,計算過程略4-8答案：1畫出氏圖

17、：計算各組平均值和槻差，見表44豹 計鼻中心線和上下控制眼4-32 4-33,表斗:_ 10xg:中心線 CL = j=X=pm4-7在車床上加工一批小軸的外圓，尺寸要求為20 0.i mm。假設根據測量工序尺寸接近正態(tài)分布，其標準差為0.025mm，公差帶中心小于分布曲線中心，偏差值為0.03 mm。試計算不合格品率。4-8在無心磨床上磨削圓柱銷，直徑要求為8 0.040 mm。每隔一段時間測量一組數(shù)據，共測得200個數(shù)據，列于表4X4-8，表中數(shù)據為7960+x 口。試：1畫出X R圖；2判斷工藝規(guī)程是否穩(wěn)定；3判斷有無變值系統(tǒng)誤差；對X R圖進行分析。表 4-4-8組號測量值平均值極差組

18、號測量值平均值極差X1X2X3X4X5XiRiX1X2X3X4X5XiRi1302518212912112627242525323729283035912222220182243313033353051328201728251143540353538514242528342014536304345351515292823243411643353830451516383530333087351825211817172827353831118211811232817183031293140119201521251910192838322830101026312425267203340383330104-9習圖