第二章 机械加工精度习题答案

第二章 机械加工精度习题

一、填空

1、零件的加工质量包含零件的 加工精度 和 表面质量 ，零件的加工精度包括 尺寸精度 、 形状精度 和 位置精度 。

2、机床主轴回转轴线的运动误差可分解为 径向圆跳动、端面圆跳动、倾角摆动。 3、在顺序加工一批工件中，其加工误差的大小和方向都保持不变，称为常值系统误差；或者加工误差按一定规律变化，称为 变值系统误差。

4、机床导轨导向误差可分为：水平直线度、 垂直直线度、扭曲（前后导轨平行度） 导轨与主轴轴线平行度。

5、误差的敏感方向是指产生加工误差的工艺系统的原始误差处于加工表面的 法向 ， 在车削加工时为 水平 方向，在刨削加工时为 垂直 方向。 6、分析影响机械加工因素的方法有 单因素法、统计分析法。

二、选择题

1、通常用（A）系数表示加工方法和加工设备，胜任零件所要求加工精度的程度。

A．工艺能力 B.误差复映 C.误差传递 2、下述刀具中, （C）的制造误差会直接影响加工精度。

A.内孔车刀 B.端面铣刀 C.铰刀 D.浮动镗刀块 3、在接触零件间施加预紧力，是提高工艺系统（C）的重要措施。

A．精度 B.强度 C.刚度 D.柔度 4、一个完整的工艺系统由（B）

A.机床、夹具、刀具和量具构成 B.机床、夹具、刀具和工件构成 C.机床、量具、刀具和工件构成 D.机床、夹具、量具和工件构成

5．传动比小，特别是传动链末端地传动副的传动比小，则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就（A ）

A.越小 B.越大 C.不变

6、加工齿轮、丝杠时，试指出下列各情况哪些属于加工原理误差（C、D、E )。 A.传动齿轮的制造与安装误差； B.母丝杠的螺距误差； C.用阿基米德滚刀切削渐开线齿轮； D.用模数铣刀加工渐开线齿轮； E.用近似传动比切削螺纹。

7、判别下列误差因素所引起的加工误差属于何种误差类型及误差性质： (1）夹具在机床上的安装误差（C, D); (2) 工件的安装误差（C, F );

(3) 刀具尺寸调整不准确引起的多次调整误差（ A, F ); (4) 车刀磨损发生在加工一批套筒的外圆（A, E ); (5) 工件残余应力引起的变形（ B, C, F )。

A.尺寸误差； B .几何形状误差； C. 相互位置误差； D.常值误差； E.变值规律性误差； F.随机误差。 8、测定机床部件静刚度的实验曲线说明（C ）

A.机床部件的静刚度是不变的； B.机床部件的静刚度是变化的，但与载荷无关； C.机床部件的静刚度是随载荷大小而变化的

9、研究工艺系统受力变形时，若以车床两顶尖间加工光轴为例，试分别指出下列三种条件下，由于切削过程受力点位置的变化引起工件何种形状误差：

（1）只考虑机床变(C)； (2)只考虑车刀变形（A）； (3)只考虑工件变形（B） A.圆锥形； B.腰鼓形； C.马鞍形（双曲线）； D.圆柱形。

10、工艺系统的热变形只有在系统热平衡后才能稳定，可采取适当的工艺措施予以消减，其中系统热平衡的含义是（B）。

A.机床热平衡后； B.机床与刀具热平衡后； C.机床刀具与工件都热平衡后。

三、简答与计算

1、在车床上加工细长轴，一端用三爪卡盘装夹，另一端用固定顶尖，工件出现弯曲变形的原因是什么?可采取什么措施克服?

答：原因是1、细长工件刚度较差，在切削力作用下产生弯曲；

2、由于采用死顶尖，工件在切削热作用下的热。

采取克服弯曲变形的措施是：卡盘通过开口钢丝全线接触夹紧工件外圆避免卡盘中心与尾架中心不同轴产生的弯曲变形；采用浮动顶尖避免热伸长受阻而产生的弯曲；采用跟刀架提高工件刚性；反向切削由浮动顶尖补偿变形避免已加工部分受力变形，合理选择刀具角度减小切削力和切削热。。

2、有一批轴类零件，车削完毕后测量，发现整批零件呈现下列几何形状误差，试分析产生 图示误差的各种原因。那种情况是机床刚度不足造成的?

图a）：车刀的刚度不够 图b）：车床的刚度不够 图c）：工件的刚度不够 图d）：车床的刚度不够

3、主轴回转运动误差分为哪三种基本形式？对车削加工精度的影响如何？ 答：可分解为：纯径向跳动、纯轴向窜动，纯角度摆动等三种基本形式。

1）纯径向跳动是指轴线绕平均轴线作平行的公转运动，在Z方向和Y方向都有变动。对于车床上车削外因时影响很小，其车削的工件截面接近于真圆。

2）纯轴向窜动是指回转轴线沿平均回转轴线在轴向位置的变化。纯轴向窜动对内外圆加工没有影响，但加工端面时会与内、外圆表面不垂直，且端面与轴线的垂直度误差随切削直径的减小而增大。加工螺纹时，轴向窜动会产生螺距周期误差。

3）纯角度摆动指主轴瞬时回转轴线对平均轴线作呈一倾斜角度的公转运动，但其交点位置固定不变。角度摆动误差△a，主要影响工件的形状精度。

4、车削一批轴的外圆，其尺寸要求为Φ200-0.1 mm，若此工序尺寸按正态分布，均方差σ=0.025mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏移值Δ0=0.03mm，试计算该批工件的合格率和废品率。

解：该批工件的大致的理想与实际曲线分布图如下：

1）工件的尺寸在19.90 ~ 20.00范围内是合理的，（设计给定） 2）工件实际的最小尺寸是19.915，最大极限尺寸是20.055。

(通过均方差σ=0.025mm计算而得到的，计算如下)。 由已知条件可知：尺寸分散中心 = 19.98 因: σ=0.025mm, 即: 3σ=0.075mm

所以: 工件实际的最小尺寸 = 19.98 – 0.075 = 19.915

工件实际的最大尺寸 = 19.98 + 0.075 = 20.055

3）按1、2结果画该批工件的大致的理想与实际曲线分布图如下，图中阴影部分的面积就是产品的废品率。（阴影部分的面积计算就是高斯曲线与X轴包围面积的计算。）

尺寸过大或过小的废品率均由下式计算： Q废品率 ＝ 0.5 — φ（Z）

Z = = （20 – 19.98）/ 0.025 = 0.8

?最大极限尺寸?尺寸分散中心由Z=0.8查教材P61表2-2获得φ（Z）= 0.2881

Q废品率 ＝ 0.5 — φ（Z）= 0.2119 = 21.19 %

5、检查一批在卧式镗床上精镗后的活塞销孔直径。图纸规定尺寸与公差为 ， ?28?0.015抽查件数n＝100，分组数k＝6。测量尺寸、分组间隔、频数和频率见下表。求实际分布曲线图、工艺能力及合格率，分析原因并提出改进意见。

活塞销孔直径测且结果

组 1 2 3 4 5 尺寸范围 27.992～27.994 27.994～27.996 27.996～27.998 27.998～28.000 28.000～28.002 组中值Xj 27.993 27.995 27.997 27.999 28.001 频数mi 4 16 32 30 16 频率mi/n 4/100 16/100 32/100 30/100 16/100 06 28.002～28.004 28.003 2 2/100 解：以组中值Xj代替组内零件实际值，绘制实际分布曲线。

实际尺寸分散范围 = 最大孔径一最小孔径＝28.04－27.992＝0.012mm； 样本平均值（又称尺寸分散范围中心即平均孔径）：

1kX??Ximi?27.9979mmni?1

0.015LM?28－?27.9925公差范围中心

2

最大=27.9925+0.0075=28 最小=27.9925-0.0075=27.985 常值系统误差

k1样本标准差 S?(Xi?X)2mi?0.002244?n?1i?1?系统?LM?X?0.0054mm

工艺能力系数 Cp?

??1.116?0.002244?0.9358X??28?27.9979废品率：由

??查表7.3可得A＝0.3253

Q废品率?0.5－A?0.5?0.3253?0.1747?17.47%Q合格率?0.5?A?0.5?0.3253?0.8253?82.53%实测结果分析：部分工件的尺寸超出了公差范围，有17．47％的废品（实际分布曲线图中阴影部分；这批工件的分散范围0.012mm比公差带0．015mm小，也就是说实际加工能力比图纸要求的要高：Cp＝1.11，即δ＞6σ。

只是由于有△系统＝0.0054的存在而产生废品。如果能设法将分散中心调整到公差范围中心，工件就完全合格。具体的调整方法是将镗刀的伸出量调短些，以减少镗刀受力变形产生的加工误差。

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