机加工质量分析与控制.docx
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机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
④表面层的硬度与基体硬度之差与基体硬度之比
③表面层的硬度与基体硬度之差
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（）。
①3②6③3④6
.n...n
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（）。
2-
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（）。
1-18为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（
1-19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相冋或成整倍数关系
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
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（内孔刀安装在刀架上）。
加工后发现被加工孔出现外大里小的度误差。
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
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两头直径偏小，其可能的原因有（）。
车
锥
足
大,
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
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
在尾座上）。
加工后测量，发现孔径偏大。
造成孔径偏大的可有（）。
①车床导轨与主轴回转轴线不平行
②尾座套筒轴
轴回转轴线不同轴
③刀具热变形
④钻头刃磨不
习图4-2-8
线与主
对称
2-10下列误差因素中属于常值系统误差的因素有
3-11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462）
④判别工艺过程是否稳定
①确定工序能力②估算不合格品率③判别常值误差大小
2-15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
）等。
③选用较小的磨削深度④改善冷却条件
2-18避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有（
①选择较软的砂轮②选用较小的工件速度
2-19消除或减弱铳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
4-1零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。
V
3-2零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。
X
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。
V
3-4粗糙表面易被腐蚀。
V
3-5在机械加工中不允许有加工原理误差。
X
3-6工件的内应力不影响加工精度。
X
3-7主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。
V
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。
V
3-9采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。
V提示：
参考图4-31。
3-10磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。
X
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，导轨面将产生中凹。
3-11只要工序能力系数大于1,就可以保证不出废品。
X
3-12在xR中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。
X
3-13切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。
V
3-14在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0°X
3-15冲击式减振器特别适于低频振动的减振。
X
4.分析题
4-1在铳床上加工一批轴件上的键槽，如习图4-4-1所示。
已知铳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90°，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200.05mm。
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35mm外圆的同轴度误差）。
习图4-4-1
*20±0.05
键槽底面对35mm下母线之间的平行度误差由3项组成：
1铳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：
00.7Td0.70.10.07mm
为此，首先计算200.05mm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（认为与铳床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：
P0.05/3000.01/1500.07/1500.21/300
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。
IF
习图4-4-2
CT
V
"Tn
LL
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
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。
A点处的支反力：
Fa300100100N300
D点处的支反力：
Fd300200200N
300
在磨削力的作用下，A点处的位移量：
0.0035mm
0.0045mm
0.001mm。
习图4-4-4
40000°.°05mm
由几何关系，可求出B点处的位移量:
（0.0050.002）150b0.002
300
C点处的位移量：
cccc（0.0050.002）250c0.002-
300
加工后，零件成锥形，锥度误差为
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。
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△t=
5C。
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a=1X10。
4-24）
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（计算：
52
1105224025
0.0784mm8400
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。
答案:
①分布图
（公差带）
2工艺能力系数Cp=0.02/（6X0.003）=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在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为200.1mm。
若根据测量工序尺寸接近正态分布，其标
准差为0.025mm，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。
答案：
②工艺能力系数Cp=0.1/（6%.025）1=?
.67,工艺能力很差
xX2019.98z
0.025
废品率Q=0.5-0.288=21.2%
4-8在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为80.040mm。
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（呵）。
试：
1）画出XR图；
2）判断工艺规程是否稳定；
3）判断有无变值系统误差；
对XR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
XI
X2
X3
X4
X5
Xi
Ri
XI
X2
X3
X4
X5
Xi
R
1
30
25
18
21
29
24.6
12
11
26
27
24
25
25
25.4
3
2
37
29
28
30
35
31.8
9
12
22
22
20
18
22
20.8
4
3
31
30
33
35
30
31.8
5
13
28
20
17
28
25
23.6
11
4
35
40
35
35
38
36.6
5
14
24
25
28
34
20
26.2
14
5
36
30
43
45
35
37.8
15
15
29
28
23
24
34
27.6
11
6
43
35
38
30
45
38.2
15
16
38
35
30
33
30
33.2
8
7
35
18
25
21
18
23.4
17
17
28
27
35
38
31
31.8
11
8
21
18
11
23
28
20.2
17
18
30
31
29
31
40
32.2
11
9
20
15
21
25
19
20.0
10
19
28
38
32
28
30
31.2
10
10
26
31
24
25
26
26.4
7
20
33
40
38
33
30
34.8
10
答案：
1）画出xR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）:
20
X图
:
中心线
CL
X
Xi
1
28.88（
m）
上控制线
UCL
X
A2R
28.88
0.5810.2534.825（m）
下控制线
LCL
X
A2R
28.88
0.5810.2522.935（m）
R图
:
中心线
CL
R
10.25（
m）
上控制线
UCL
D
4R2.1110.2521.628（m）
下控制线
LCL
0
③根据以上结果作出
X
R图，
如习图
4-4-8ans所示。
习图4-4-8ans
2）在X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X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X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（X图），值得密切注意，应继续采样观察。
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。
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。
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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