机械设计制造基础 第六章 练习题与答案.docx
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机械设计制造基础第六章练习题与答案
第六章练习题
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（
）。
①3⎛
②6⎛
③
3⎛
④
6⎛
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（
①1/10～1/5②1/5～1/3③1/3～1/2
④1/2～1
）。
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（
①大于②等于③小于
）按实体所估算的刚度。
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
习图2-5
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
转轴线不平行
②尾顶尖刚度不足
③导轨扭曲
④车床纵向导轨与主轴回
A
B
习图2-7
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
习图2-8
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（
）。
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
3-2
3-3
3-4
3-5
3-6
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。
零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。
零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。
粗糙表面易被腐蚀。
在机械加工中不允许有加工原理误差。
工件的内应力不影响加工精度
3-7
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12
3-13
3-14
3-15
主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。
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。
采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。
磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。
只要工序能力系数大于1，就可以保证不出废品。
在x−R中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。
切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。
在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0。
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4-1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〈=90o，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⎫20±0.05mm。
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4-1
4-2
试分析习图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。
a）
b）
习图4-2
c）
4-3
横磨一刚度很大的工件（习图4-3），若径向磨削力为100N，头、尾架刚度分别为50000
N/mm和40000N/mm，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。
A
B
FP
C
D
100
300
习图4-3
50
4-4
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=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）。
4-5
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。
4-6
在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为⎫20−00.1mm。
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。
4-7
在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为⎫8−00.040mm。
每隔一段时间测量一组数据，共
测得200个数据，列于表4-8，表中数据为7960+x（µm）。
试：
1）画出x−R图；
2）判断工艺规程是否稳定；
3）判断有无变值系统误差；
对x−R图进行分析。
表4-7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
30
37
31
35
36
43
35
21
20
26
25
29
30
40
30
35
18
18
15
31
18
28
33
35
43
38
25
11
21
24
21
30
35
35
45
30
21
23
25
25
29
35
30
38
35
45
18
28
19
26
24.6
31.8
31.8
36.6
37.8
38.2
23.4
20.2
20.0
26.4
12
9
5
5
15
15
17
17
10
7
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
26
22
28
24
29
38
28
30
28
33
27
22
20
25
28
35
27
31
38
40
24
20
17
28
23
30
35
29
32
38
25
18
28
34
24
33
38
31
28
33
25
22
25
20
34
30
31
40
30
30
25.4
20.8
23.6
26.2
27.6
33.2
31.8
32.2
31.2
34.8
3
4
11
14
11
8
11
11
10
10
4-8
习图4-8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。
热变形
对刀误差
F
夹紧误差
设计基准
定位误差
菱形销
定位基准
导轨误差
第六章练习题答案
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
3⎛
n
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
2-11
答案：
①机床几何误差
答案：
②工件定位误差
③调整误差
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
2-14
2-15
答案：
②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差
答案：
②进给量③刀具主偏角
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：
∨
3-10答案：
×
提示：
参考图4-31。
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⎫35mm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⎫20±0.05mm外圆中心在垂直方向上的变动量：
∆0=0.7⋅Td=0.7⋅0.1=0.07mm
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：
∆P=0.05/300+0.01/150+0.07/150=0.21/300
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：
FA=
D点处的支反力：
FD=
300⋅100
300
300⋅200
300
=100N
=200N
在磨削力的作用下，A点处的位移量：
∆A=
100
50000
=0.002mm
在磨削力的作用下，D点处的位移量：
∆D=
200
40000
=0.005mm
由几何关系，可求出B点处的位移量：
∆B=0.002+
（0.005−0.002）⋅150
300
=0.0035mm
C点处的位移量：
∆c=0.002+
（0.005−0.002）⋅250
300
=0.0045mm
加工后，零件成锥形，锥度误差为0.001mm。
4-4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
按下式计算：
y′≈
〈⋅L2⋅∆⎝
8H
=
1⋅10−5⋅22402⋅5
8⋅400
=0.0784mm
4-5答案：
①分布图
分布曲线
11.99
12
（公差带）
习图4-5ans
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。
4-6答案：
分布曲线
19.98
不合格品率
19.9
19.95
20
（公差带）
习图4-6ans
画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.2%（计算过程略）
4-7答案：
1）画出x−R图：
①计算各组平均值和极差，见表4-7；
②计算中心线和上下控制限：
x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
20
CL=x=∑xi=28.88（∝m）
1
UCL=x+A2R=28.88+0.58⋅10.25=34.825（∝m）
LCL=x−A2R=28.88−0.58⋅10.25=22.935（∝m）
CL=R=10.25（∝m）
UCL=D4R=2.11⋅10.25=21.628（∝m）
LCL=0
③根据以上结果作出x−R图，如习图4-7ans所示。
x
UCL=34.825
CL=28.88
LCL=22.935
0
5
10
15
20
样组序号
R
x图
UCL=21.628
CL=10.25
LCL=0
0
5
10
15
20
样组序号
R图
习图4-7ans
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。
4-8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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