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机械制造技术基础习题及答案4

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1000

1-2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（）。

②6

③

④

1-6精加工夹具的有关尺寸公差常取工件相应尺寸公差的（）。

①1/10～1/5②1/5～1/3③1/3～1/2④1/2～1

1-7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

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

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

，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

。

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

外圆的同轴度误差）。

习图4-4-1

4-2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。

习图4-4-4

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

mm。

若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标准差为

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

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

图；

2）判断工艺规程是否稳定；

3）判断有无变值系统误差；

对

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

24.6

31.8

36.6

37.8

38.2

23.4

20.2

20.0

26.4

25.4

20.8

23.6

26.2

27.6

33.2

31.8

32.2

31.2

34.8

4-9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50

1-2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：

③

1-6答案：

②1/5～1/2

1-7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

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答案：

①机床几何误差③调整误差

2-11答案：

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答案：

①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小

2-13答案：

②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差

2-14答案：

②进给量③刀具主偏角

2-15答案：

①切削速度③进给量④工件材料性质

2-16答案：

①砂轮速度②工件速度③磨削深度④纵向进给量

2-17答案：

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

2-18答案：

①选择较软的砂轮③选用较小的磨削深度④改善冷却条件

2-19答案：

①提高工艺系统刚度②增大工艺系统阻尼④采用变速切削

3.判断题

3-1答案：

∨

3-2答案：

3-3答案：

∨

3-4答案：

∨

3-5答案：

3-6答案：

3-7答案：

∨

3-8答案：

∨

3-9答案：

∨提示：

参考图4-31。

3-10答案：

×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，3-11答案：

×导轨面将产生中凹。

3-12答案：

3-13答案：

∨

3-14答案：

3-15答案：

4.分析题

4-1答案：

键槽底面对

下母线之间的平行度误差由3项组成：

1铣床工作台面与导轨的平行度误差：

0.05/300

2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

3工件轴线与交点A的连线的平行度误差：

为此，首先计算

外圆中心在垂直方向上的变动量：

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（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：

4-2答案：

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答案：

A点处的支反力：

D点处的支反力：

在磨削力的作用下，A点处的位移量：

在磨削力的作用下，D点处的位移量：

由几何关系，可求出B点处的位移量：

C点处的位移量：

加工后，零件成锥形，锥度误差为0.001mm。

4-4答案：

1）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：

前、中、后3处的工艺系统刚度分别为：

忽略工件的变形，工艺系统刚度主要取决于头架刚度ktj、尾架刚度kwj和刀架刚度kdj。

并且有：

解上面的方程可得到：

3）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答案：

工件单面受热会产生翘曲变性，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：

4-6答案：

①分布图

习图4-4-6ans

②工艺能力系数CP=0.2/（6×0.003）=1.1

③废品率约为50%

④产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所致；改进办法是重新调整砂轮位置。

4-7答案：

习图4-4-7ans

画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.2%（参见思考题4-13，计算过程略）

4-8答案：

1）画出

图：

①计算各组平均值和极差，见表4-4-8；

②计算中心线和上下控制限（参考式（4-32）（4-33），表4-6）：

图：

中心线

上控制线

下控制线

R图：

中心线

上控制线

下控制线

③根据以上结果作出

图，如习图4-4-8ans所示。

2）在

图上，有多个点子越出控制限，可以判定工艺过程不稳定。

3）在

图上，点子没有明显得变化趋势，无法判定有无变值系统误差。

4）在

图上，第4点到第9点之间，点子出现较大波动（R图亦如此），表明工艺系统在此期间出现异常。

从第12点以后，点子有上升趋势（

图），值得密切注意，应继续采样观察。

4-9答案：

1）影响孔径尺寸精度的因素：

①刀具调整（调整镗刀刀刃的伸出长度）；②刀具磨损；③刀具热变形。

2）影响销孔形状精度的因素：

①主轴回转误差；②导轨导向误差；③工作台运动方向与主轴回转轴线不平行；④机床热变形。

3）影响销孔位置精度的因素：

①定位误差（设计基准（顶面）与定位基准（止口端面）不重合，定位止口与夹具定位凸台、菱形销与销孔的配合间隙等引起）；②夹紧误差；③调整误差（夹具在工作台上的位置调整，菱形销与主轴同轴度的调整等）；④夹具制造误差；⑤机床热变形；⑥工作台运动方向与主轴回转轴线不平行。

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