第4章-機(jī)械加工質(zhì)量分析與控制(習(xí)題)

1、第4章練習(xí)題1.單項(xiàng)選擇1- 1外表粗糙度的波長(zhǎng)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(chǎn)生加工誤差的機(jī)床誤差?yuàn)A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(yùn)動(dòng)方向 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向過(guò)刀尖的加工外表的法向過(guò)刀尖的加工外表的切向1- 5試切n個(gè)工件，由于判斷不準(zhǔn)而引起的刀具調(diào)整誤差為3。3636JnVn1- 6精加工夾具的有關(guān)尺寸公差常取工件相應(yīng)尺寸公差的2。 1/101/51/51/

2、31/31/21/211- 7鏜床主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí)，影響主軸回轉(zhuǎn)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(nèi)孔，車后發(fā)現(xiàn)內(nèi)孔與外圓不同軸，其最可能原因是2。車床主軸徑向跳動(dòng) 卡爪裝夾面與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸刀尖與主軸軸線不等高車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)精度降低三爪卡盤卡爪面的外表粗糙度性2傳動(dòng)。 保證三爪卡盤卡爪面與主軸回轉(zhuǎn)軸線同軸1- 10為減小傳動(dòng)元件對(duì)傳動(dòng)精度的影響，應(yīng)采用 升速降速等速變速1-11 通常機(jī)床傳

3、動(dòng)鏈的 2 元件誤差對(duì)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(jī)床部件的實(shí)際剛度4 按實(shí)體所估算的剛度。 大于 等于 小于 遠(yuǎn)小于1-14 接觸變形與接觸外表名義壓強(qiáng)成 2 。 正比 反比 指數(shù)關(guān)系 對(duì)數(shù)關(guān)系1-15 誤差復(fù)映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度成 2 。 正比 反比 指數(shù)關(guān)系 對(duì)數(shù)關(guān)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(jī)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(jī)床 被磨屑所帶走1-18 為了減小機(jī)床零部件的

4、熱變形，在零部件設(shè)計(jì)上應(yīng)注意4 。 加大截面積 減小長(zhǎng)徑比 采用開(kāi)式結(jié)構(gòu) 采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)1-19 工藝能力系數(shù)與零件公差 1 。 成正比 成反比 無(wú)關(guān) 關(guān)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(duì)加工精度的影響 消除導(dǎo)軌不直度對(duì)加工精度的 消除工件主軸運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)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(shí)， 2 切削容易產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。 低速 中速 高速 超高速1-22 強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率與外界干擾力的頻率 4 。 無(wú)關(guān) 相近 相同 相同或成整倍數(shù)關(guān)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(dòng)原理 基于振型偶

5、合自激振動(dòng)原理1-24 自激振動(dòng)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(xiàng)選擇2- 1尺寸精度的獲得方法有1234。試切法 調(diào)整法 定尺寸刀具法自動(dòng)控制法2-2零件加工外表粗糙度對(duì)零件的1234有重要影響。耐磨性 耐蝕性 抗疲勞強(qiáng)度配合質(zhì)量2- 3主軸回轉(zhuǎn)誤差可以分解為徑向跳動(dòng)軸向竄動(dòng)123丨等幾種根本形式。傾角擺動(dòng)偏心運(yùn)動(dòng)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(qiáng) 名義面積2- 5如習(xí)圖4-2-5所示，零件安裝在車床三爪卡盤上車孔內(nèi)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(chǎn)生該誤差的可能原因有23。

6、 主軸徑向跳動(dòng) 三爪裝夾面與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸車床縱向?qū)к壟c主軸回轉(zhuǎn)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?qū)к壷本€度誤差導(dǎo)軌扭曲2-7在車床上車削光軸習(xí)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(zhuǎn)軸線不平行尾頂尖剛度缺乏習(xí)圖4-2-82- 8機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的內(nèi)部熱源主要有12。切削熱 摩擦熱 輻射熱 對(duì)流熱2- 9 如習(xí)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(cè)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(dǎo)軌與主軸回轉(zhuǎn)軸線不平行尾座套筒軸線與主軸回轉(zhuǎn)軸線不同軸刀具熱變形鉆頭刃磨不對(duì)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(jī)床幾何誤差 工件定位誤差 調(diào)整誤差 刀具磨損2-11以下誤差因素中屬于隨機(jī)誤差的因素有234。映 機(jī)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(fù)12-12從分布圖上可以123 。對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn) 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(guò)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(jù) X-R 圖上點(diǎn)的分布情況可以判斷 有無(wú)不合格品 工藝過(guò)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(jìn)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(jìn)給量 工件材料性質(zhì)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(jìn)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(zhì)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(guò)程中自激振動(dòng)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(guò)一次裝夾或?qū)掖窝b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(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)，可提高零件的疲勞強(qiáng)度。3-4 粗糙外表易被腐蝕。3-5 在機(jī)械加工中不允許有加工原理誤差。3-6 工件的內(nèi)應(yīng)力不影響加工精度3- 7主軸的徑向跳動(dòng)會(huì)引起工件的圓度誤差。3- 8普通車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差對(duì)加工精度影響不大。3- 9采用預(yù)加載荷的方法可以提高接觸剛度。3- 10 磨削機(jī)床床身導(dǎo)軌時(shí)，由于磨削熱會(huì)使導(dǎo)軌產(chǎn)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(méi)有點(diǎn)子越出控制限，就說(shuō)明工藝過(guò)程穩(wěn)定。3- 13 切削過(guò)程中的熱效應(yīng)將使加工外表產(chǎn)生張應(yīng)力。3- 14在車床上使用切斷刀切斷工件時(shí)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(dòng)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(xí)圖 4-4-1所示。銃床工作臺(tái)面與導(dǎo)軌的平 行度誤差為0.05/300，夾具兩定位 V型塊夾角 90，交點(diǎn)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(jì)算加工后鍵槽底面對(duì)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(xí)圖4-4-14- 1答案：鍵槽底面對(duì)35mm下母線之間的平行度誤差由3項(xiàng)組成： 工件軸線與交點(diǎn)A的連線的平行度誤差：為此，首先計(jì)算 20 0.05mm外圓中心在垂直方向上的變動(dòng)量00.7 Td 0.7 0.10.07 mm可得到最后得到鍵槽底面認(rèn)為與銃床導(dǎo)軌平行對(duì)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(xí)圖4-4-2所示的三種加工情況，加工后工件外表會(huì)產(chǎn)生何種形狀誤差？假設(shè)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(huì)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻钠D(zhuǎn)。假設(shè)刀 具剛度很大，加工后端面會(huì)產(chǎn)生中凹。c由于切削力作用點(diǎn)位置變化，將使工件產(chǎn)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(jiàn)圖4-34。4- 3橫磨一剛度很大的工件習(xí)圖 4-4-3，假設(shè)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(jì)算形狀誤差。4-3答案：A點(diǎn)處的支反力:300 100300100N300 200D點(diǎn)處的支反力：Fd200N300在磨削力的作用下，A點(diǎn)處的位移量:100500000.002 mm

13、在磨削力的作用下，D點(diǎn)處的位移量:0.005mm40000由幾何關(guān)系，可求出 B點(diǎn)處的位移量:0.002(0.005 0.002) 1503000.0035 mmC點(diǎn)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(cè)量工藝系統(tǒng)靜剛度的方法，其過(guò)程如下：女口習(xí)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(yù)先車出三 個(gè)臺(tái)階，尺寸分別為Hl1、H12、H21、H22、H31、H32。經(jīng)過(guò)一次走刀后，測(cè)量加工后的臺(tái)階尺寸分別為 h11、h12、h21、h22、

14、h31、h32。試：1說(shuō)明用此方法測(cè)量工藝系統(tǒng)靜剛度的 原理；2如何由上面的數(shù)據(jù)確定工藝系統(tǒng)剛度？3說(shuō)明該方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 上一 _#I. 習(xí)圖4-4-44- 4答案：1工藝系統(tǒng)剛度分別為依據(jù)誤差復(fù)映原理。2前、中、后3處的誤差復(fù)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(diǎn)：可反映工作狀態(tài)下的系統(tǒng)剛度。缺點(diǎn)：工藝系統(tǒng)存在許多影響加工誤差的因素，實(shí)驗(yàn)中不可能將這些因素全部排除,會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)存在較大誤差。有時(shí)這種誤差可能大到使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可信的程度。4- 5答案：工件單面受熱會(huì)產(chǎn)生翹曲變性，磨平后工件冷卻下來(lái)，將使導(dǎo)軌產(chǎn)生中凹。中凹量可按式4-24計(jì)算：L2 y8H521 10224050.0784mm8 4004- 5 磨削CW6140車床床身導(dǎo)軌，假設(shè)床身長(zhǎng)L=2240mm，床身高H=400mm，磨削后床身上下面溫差 t = 5C。試計(jì)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(wú)心磨床上磨削銷軸，銷軸外徑尺寸要求為 $ 12 0.01現(xiàn)隨機(jī)抽取100件進(jìn)行測(cè)量,結(jié)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(huà)出銷軸外徑尺寸誤差的分布曲線； 計(jì)算該工序的工藝能力系數(shù)； 估計(jì)該工序的廢品率； 分析產(chǎn)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(chǎn)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(diào)整不當(dāng)所畫(huà)出分布曲線副 可計(jì)算出不合格品率*21.2% 參見(jiàn)思考題4J3,計(jì)算過(guò)程略4-8答案：1畫(huà)出氏圖

17、：計(jì)算各組平均值和槻差，見(jiàn)表44豹 計(jì)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(shè)根據(jù)測(cè)量工序尺寸接近正態(tài)分布，其標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算不合格品率。4-8在無(wú)心磨床上磨削圓柱銷，直徑要求為8 0.040 mm。每隔一段時(shí)間測(cè)量一組數(shù)據(jù)，共測(cè)得200個(gè)數(shù)據(jù)，列于表4X4-8，表中數(shù)據(jù)為7960+x 口。試：1畫(huà)出X R圖；2判斷工藝規(guī)程是否穩(wěn)定；3判斷有無(wú)變值系統(tǒng)誤差；對(duì)X R圖進(jìn)行分析。表 4-4-8組號(hào)測(cè)量值平均值極差組

18、號(hào)測(cè)量值平均值極差X1X2X3X4X5XiRiX1X2X3X4X5XiRi1302518212912112627242525323729283035912222220182243313033353051328201728251143540353538514242528342014536304345351515292823243411643353830451516383530333087351825211817172827353831118211811232817183031293140119201521251910192838322830101026312425267203340383330104-9習(xí)圖