第五章 机械加工质量

第五章机械加工质量

1．学习目的与要求

(1) 了解工艺规程的基本概念、设计内容和步骤；

(2) 掌握工艺路线的拟定；

(3) 掌握毛坯选择、基准选择；

(4) 掌握加工阶段划分、加工方法与加工顺序确定；

(5) 掌握加工余量、工序尺寸的概念；

(6) 了解加工余量、工序尺寸确定方法。

2．课程内容

(1) 工艺规程的概念；

(2) 工艺规程设计原则、工艺规程设计所需原始资料；

(3) 机械加工工艺规程设计内容及步骤；

(4) 设备选择、毛坯选择、定为基准选择、加工方法选择；

(5) 加工阶段划分、工序集中与分散、加工顺序的确定；

(6) 加工余量的概念、影响加工余量的因素；

(7) 工序尺寸及其公差的确定；

(8) 工艺文件编写。

第一节机械加工精度

4.1.1 概述

机械加工质量包括：机械加工精度和加工表面质量两方面。

1) 加工精度的概念

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数( 尺寸、形状和位置) 与理想几何参数的符合程度。它们之间的偏差即为加工误差。加工误差愈大，则加工精度就愈低；反之，愈高。

加工精度包括三个方面：

(1) 尺寸精度：指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸公差带中心的符合程度。就一批零件的加工而言，工件平均尺寸与公差带中心的符合程度由调整决定；而工件之间尺寸的分散程度，则取决于工序的加工能力，是决定尺寸精度的主要方面。在国标中尺寸公差分20级（IT01、IT0、IT1~IT18）。

(2) 形状精度：指加工后零件表面的实际几何形状与理想的几何形状( 如绝对平面、绝对圆柱面等) 的相符合程度。在国标中形状公差有六项：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。

(3) 位置精度：指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想位置( 如绝对平行、垂直、同轴和角度等) 的符合程度。在国标中位置公差有八项：平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动。

一般而言，零件的这三方面精度是相互关联的，没有一定的形状精度，尺寸精度和位置精度是难以保证的。对于一般的机械加工，形状误差约占尺寸公差的50％以下，而位置精度在大多数情况下也应高于尺寸精度。

2) 原始误差与加工误差

加工误差：是指零件加工后，其几何参数的实际数值与图纸规定的设计数值不符合的程度，即实际数值与设计数值之差。

在工艺系统( 由机床、夹具、刀具和工件所组成的统一体) 中，所有客观存在的误差因素，都统称为原始误差。这些既已存在的原始误差，在机械加工过程中，使刀具和工件之间正确的几何关系遭到破坏，因而造成了加工误差。原始误差对加工误差的影响表现为其在工序尺寸上的分量的大小。

误差敏感方向：原始误差对加工精度影响最大的方向。误差不敏感方向：原始误差对加工精度影响最小的方向。如图，车外圆时径向对加工影响是1：1的直接影响，垂直方向的影响则很小。

原始误差按其性质可归纳为以下几个方面：

(1) 工件定位与夹紧误差：定位误差、夹紧变形。

(2) 工艺系统静（几何）误差：机床、夹具、刀具的制造误差。

(3) 调整误差：工艺系统位置调整产生的误差。

(4) 工艺系统的动（过程）误差：工艺系统受力及内应力、热等产生的变形及磨损。

(5) 测量误差：测量方法及测量器具的误差。

(6) 加工原理误差：用近似的表面成形运动代替理论的表面成形运动，用近似的刀具刃形代替正确的刃形等产生的加工误差。（例齿轮加工、车模数蜗杆p= πm等）

各种原始误差的大小和方向各不相同，而加工误差则主要在加工尺寸方向上体现，所以原始误差与加工误差的因果关系在程度上有很大差异。

4.1.2 获得加工精度的方法

1) 获得尺寸精度的方法

机械加工中获得尺寸精度的方法有试切法、调整法、定尺寸刀具法和自动控制法。

(1) 试切法

试切法是使刀具逐渐逼近并准确达到加工尺寸的方法，即通过先试切工件一段表面——测量加工尺寸——调整刀具——再试切工件——再测量加工尺寸直至加工尺寸合格后，再切削整个加工表面的反复过程来获得尺寸精度的方法。这种方法的效率低。同时要求操作者有较高的技术水平。在单件小批生产中常用此法。

(2) 调整法

调整法是指按工件规定的尺才预先调整好刀具相对于机床或夹具的位置后，再连续加工一批工件，从而获得加工精度的方法。工件加工精度在很大程度上取决于调整精度。调整法生产效率高，适用于成批和大量生产。

(3) 定尺寸刀具法

此法采用具有一定尺寸和形状的刀具加工，从而获得规定尺寸和形状的加工表面。例如钻孔、拉孔、攻丝和铣槽等。加工精度与刀具的制造精度关系很大。

(4) 自动控制法

这种方法采用测量装置、进给装置和控制系统完成一个自动加工的循环过程，使加工中的测量、补偿调整和切削等一系列工作自动完成，例如自动机床加工。调整法有试切后定尺寸或不试切定尺寸，自动控制法

是调整法的自动进行，因此尺寸精度的获得存在着试切法和定尺寸法两种基本方法。

2) 获得形状精度的方法

零件形状精度主要由机床、刀具及相互成形运动来保证。

(1) 轨迹法

轨迹法是指依靠刀具与工件的相对运动轨迹获得加工表面形状的方法。如车削加工，在工件的旋转运动和刀具沿工件旋转轴线方向的直线移动中，刀尖在工件加工表面上产生的螺旋线轨迹就是外圆或内孔，用靠模板控制刀具横向进给可加工出靠模形状工件。

(2) 展成法

刀具的切削刃与工件加工表面连续保持一定的相互位置和相互运动关系时，利用刀具与工件相对运动使工件被刀具切削成一定形状的包络线，这种加工方法称为展成法，如滚齿加工等，轨迹法实质是某种运动轨迹下的刀具圆弧表面形成的一系列包络线所产生表面的方法。

(3) 成形法

用成形刀具相对工件加工表面运动，直接获得成形表面的方法，称成形法。如用曲面成形车刀、刨刀加工曲面；用花键拉刀拉花键槽等。

3) 获得相互位置精度的方法

零件的相互位置精度主要由机床和夹具精度以及工件的安装精度来保证。例如在车床—亡车削工件端面时，其端面和轴心线的垂直度决定于横向溜板进给方向与主轴回转轴线的垂直度，又如在平面上钻孔，孔中心线对平面的垂直度，决定于钻头进给方向与工作台或夹具定位面的垂直度。常用方法：

（1）一次装夹获得法：

工件一次装夹完成相关表面的加工，其精度决定于机床精度。

（2）多次装夹获得法，装夹的方式：直接找正装夹、划线找正装夹、夹具装夹。

实际上，在加工过程中，零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度都是同时获得的。

4.1.3 工艺系统的几何误差

1) 加工原理误差

凡采用近似的加工原理进行加工，由此产生的误差称为加工原理误差。它包括采用近似的成形运动和近似的切削刃轮廓两种情况。

生产中采用近似原理的场合很多，如用尖头车刀车外圆，按成形原理应该用与工件回转轴线平行的平直切削刃车削；在数控机床上刀具要相对于工件走一段曲线，它实际上走的是很多微小的折线；用滚齿或插齿加工渐开线齿形时，用包络线形成的齿面也是近似的；用挂轮配传动比时，如果其中含有圆周率π 这个因子，实际上不可能配出绝对精确的传动比；车圆弧的正前角成形车刀，其切削刃曲线大多数是用近似圆弧代替的等等。

采用近似的成形运动或切削刃轮廓，虽然有加工原理误差，但有时这种误差微不足道；有时可简化机床和刀具结构或加工过程，其结果反而可能得到高的加工精度。只要使加工原理误差限制在公差许可的范围内，合理采用近似原理进行加工，往往事半功倍。

2) 机床的误差

机床的误差主要包括主轴、导轨和传动链等几方面，机床的几何精度标准规定了机床出厂时这些误差的允许值。在使用过程中，由于磨损和间隙的加大，这些误差也会有所增加，并将引起一定的加工误差。车床主轴几何偏心造成的加工误差如图。

(1) 主轴回转运动误差

在理想情况下，机床主轴在回转过程中，其轴线应该是确定不变的。但由于各种因素的影响，主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线( 实际回转轴线的对称中心) 在各瞬间都有一定的变动( 漂移) ，构成了主轴回转运动误差。它可以分解为三种基本的形式，如图所示。

①纯轴向运动：瞬时回转轴线沿平均回转轴线的轴向运动。对于车床加工，这种误差将影响工件的端面形状和轴向尺寸精度，以及车螺纹时的螺距精度；用面铣刀铣平面或盘铣刀铣槽时，影响工件的平面度或槽侧面的平面度。

②纯径向运动：瞬时回转轴线平行于平均回转轴线的运动。它主要影响工件在该方向的形状和尺寸精度。

③纯角度运动：瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度，但其交点位置固定不变的运动。这种误差影响工件的形状精度，如车外圆时，会产生锥度

实际回转轴线的回转误差是上述三种形式的综合。主轴支承轴径和轴承孔的圆度、轴承的间隙、滚动轴承滚动体的圆度及其尺寸差异等都是造成主轴回转误差的原因。而主轴轴向的定位面( 如推力轴承端面等) 与轴线的垂直度误差是造成主轴纯轴向运动的主要原因。

提高主轴回转精度的措施：

（1）提高主轴部件的制造精度，选用高精度滚动轴承或采用动压、静压轴承（刚度高、回转精度高）。（2）对滚动轴承进行预紧，以消除间隙或产生微量过盈，提高轴承刚度。

（3）采用合理的工艺方法来消除主轴回精度对加工精度的影响，主轴只起传递动力和运动的作用。

例：采用固定顶尖定位加工，工件轴线不变。采用电磁无心磨削加工，工件与主轴之间有偏心量产生传递扭矩，切削力与电磁力合力使工件紧贴在可调支承，主轴转动与工件定位无关。

(2) 机床导轨误差

机床导轨副是实现直线运动的主要部件，其制造、装配精度和使用中的磨损程度是影响直线运动精度的主要因素。现以水平设置的导轨结构为例，说明机床导轨误差的形式及其影响。

①导轨在水平面内的直线度误差。如图所示，导轨如果存在水平方向的直线度误差，则导轨上的移动部件沿导轨直线移动时，将在水平方向偏离理想位置。对于车床、外圆磨床加工外圆，这是加工误差的敏感方向，在工件的半径上造成等量的误差；对于铣、刨床加工垂直面，它也可能是敏感方向。

②导轨在垂直平面内的直线度误差。如图所示，床身的平导轨和三角导轨在磨损后都会出现这种情况。移动部件沿导轨移动时，在垂直方向上偏离理想位置。这对于车、磨床加工外圆时，为误差不敏感方向；而对于铣、刨、磨水平面的加工，却是误差的敏感方向。

③导轨面间的平行度误差。图示的是车床床身的两条平行导轨，其平行度误差( 扭曲) 是指导轨在水平方向的倾斜，且两导轨面不一致。在某一截面上就出现了图示的状况：床鞍产生后仰( 或前倾) ，使刀具偏离理想位置⊿y 。由几何关系可知，⊿y ＝H ⊿/ B 。

(3) 机床传动误差

在对传动比有严格要求的内联系传动链中，传动链的误差都是加工误差的敏感方向。传动链误差主要是由于传动链中各传动元件如齿轮、蜗轮、蜗杆、丝杠、螺母等的☆制造误差、装配误差和磨损等所致，一般可用传动链末端元件的转角误差来衡量。由于传动链常由数个传动副组成，传动链误差是各传动副传动误差累积的结果。而☆各传动元件在传动链中的位置不同，其影响程度也不一样。在一对齿轮的啮合过程中，假如主动轮z 1 存在⊿1 的转角误差，传到被动轮z 2 就变为⊿ 2 ，而⊿2 ＝⊿1 × (z 1 / z 2 ) 。由此可见，如果传动链是升速传动，则传动元件的转角误差被扩大；反之，则转角误差被缩小。机床的传动系统较多是降速的，因此其末端元件的误差影响最大，精度要求应最高。

3) 工艺系统的其他几何误差

(1) 刀具误差

一般刀具( 如普通车刀、单刃镗刀和铣平面的铣刀等) 的制造误差不直接影响加工精度，但在调整法加工时，其磨损过程将造成加工误差；定尺寸刀具和成形刀具的制造精度、磨损程度及其安装和使用不当，都会直接影响加工精度。

(2) 夹具误差

定位元件、刀具导向装置、对刀装置、分度机构以及夹具体等零件及组件的制造误差、组装位置误差，引起加工表面尺寸及位置误差。夹具磨损引起的定位误差。

第二节工艺系统变形

4.1.4 工艺系统的受力变形

在切削加工过程中，工艺系统受到切削力、重力、夹紧力、传动力和惯性力等的作用，因而产生相应的变形。这种变形将破坏刀具与工件之间已经调整好的位置关系，从而造成加工误差。

工艺系统的受力变形可分为弹性变形和塑性变形两种情况。由于塑性变形是永久变形，它产生后就相当于增加了一个工艺系统的几何误差。故以下主要讨论工艺系统在受力情况下所产生的弹性变形及其对加工精度的影响。

1) 工艺系统的刚度

根据虎克定理，作用力F( 静载) 与在作用力方向上产生的变形量y 的比值，称为物体的静刚度k( 简称刚度) 。

对于工艺系统而言，切削加工中，工艺系统在各种外力作用下，其各部分将在各个方向上产生相应的变形。而我们主要研究的是误差敏感方向，即通过刀尖的加工表面法向的位移。因此，工艺系统的刚度k 系统定义为：工件和刀具的法向切削分力( 即背向力或称切深抗力)Fp 与在总切削力的作用下，它们在该方向上的相对位移y 系统的比值，即k 系统＝Fp/y 系统。

在顶尖间加工棒料的变形

2）工艺系统受力对加工精度的影响

（1）切削力对加工精度的影响

误差复映：有形状误差（或相互位置误差）的工件毛坯，在加工后，因加工余量不均，切削力变化，使工艺系统产生了相应的变形，其形状误差（或位置误差）仍以与毛坯相似的形式、程度不同地反映在新的加工表面上。工件误差Δg对毛坯误差Δm的复映程度称为误差复映系数ε。即ε= Δg / Δm例：车削加工短圆柱毛坯，该毛坯有圆度误差（椭圆），这时系统刚度可即近似看成常数。因此切削过程中背吃刀量在不断变化，从而导致系统的变形量也随之而变，最终加工后的表面仍为椭圆。ε为小于1的正数，每次切削的复印系数为e 1 ，e 2 ， e 3… 最终误差复映系数为ε=e1·e2·e3 …?1，故切削次数越多误差越小。

车削细长工件：细长工件刚度低，切削时工件产生弯曲变形而让刀，且不同的部位变形程度不同，加工工件为腰鼓形。

车削短而粗的刚性轴：短轴刚度高，切削时工艺系统（主要是机床）的各部分刚度不等，不同的部位变形程度不同而让刀，加工工件为马鞍形，且最小直径出现在中间靠近刚度高的一侧。

惯性力引起加工误差：单爪拨盘产生离心力而产生定位端面位置误差；传递力矩与切削力矩平衡，半径方向变形是切削力与传动力产生位移量代数和，相加后结果为：心脏线轮廓。

夹紧变形

重力变形：

3）减小工艺系统受力变形的措施

（1）提高工艺系统的刚度：包括结构刚度、连接刚度、接触刚度等。

（2）控制受力大小和方向：通过合理选择切削参数、刀具角度控制切削力或分力的大小，也可利用对称性抵消作用力；改变切削力的方向，避开误差敏感方向。

（3）采用合理的装夹和加工方式。

（4）缩短切削力作用点和支承点的距离，也可使用辅助支承提高零件刚度。

（5）合理使用机床：悬伸长度短、运动间隙小、不运动部件要锁紧。

（6）其它措施：补偿系统受力变形、转移误差敏感方向、转移误差等。

4）工艺系统热变形对加工精度的影响

（1）机床由于各部分受热不均匀，发生弯曲和扭曲变形，降低了、机床几何精度，影响加工精度；

（2）加工短小工件，加工可以忽略，但测量时要考虑热胀冷缩；

（3）车长轴时，温度逐渐升高，刀具和工件变形渐大，切除量逐渐增大，加工工件产生圆柱度误差；均匀热变形量计算：

4.1.5 工艺系统的热变形

1) 概述

在机械加工过程中，工艺系统在各种热源的作用下，都会产生一定的热变形。由于热变形及其不均匀性，使刀具和工件之间的准确位置和运动关系遭到破坏，产生加工误差。随着高效、高精度、自动化加工技术的发展，工艺系统热变形问题变得更为突出。在精密加工中，由于热变形引起的加工误差，已占到加工误差总量的40％~70％。

加工过程中，工艺系统的热源有内部热源和外部热源两大类。内部热源来自于切削过程，它包括：

①切削热：切削热以不同的比例传给工件、刀具、切屑及介质。

②摩擦热：机床中的各种运动副，如齿轮副、导轨副、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副、摩擦离合器等，在相对运动时因摩擦生热；机床的各种动力源如液压系统、电机等，工作时因能耗而发热。

③派生热源：部分切削热由切屑、切削液传给机床床身，摩擦热由热传导和润滑液传给机床各处，使机床产生热变形，这部分热源称为派生热源。此外，油池也是重要的派生热源。

工艺系统的外部热源主要是环境温度( 以20 ℃为标准室温) 变化和由阳光、灯光及取暖设备等直接作用于工艺系统的辐射热.。工艺系统受热源影响，温度逐渐升高，到一定温度时达到平衡，温度场处于稳定状态。因而热变形所造成的加工误差也有变值和定值两种，温度变化过程中加工的零件相互之间差异较大；热平衡后加工的零件几何精度相对较稳定。

2) 机床热变形及其对加工精度的影响

由于机床热源的不均匀性及其结构的复杂性，使机床的温度场不均匀，机床各部分的变形程度不等，破坏

了机床原有的几何精度，从而降低了机床的加工精度。

各类机床的结构和工作条件不同，其变形方式也不同。

☆车床类机床的主要热源是主轴箱轴承和齿轮的摩擦热，并通过主轴箱油池传热，使主轴箱和床身升温，产生的变形是主轴箱抬起、床身中凸弯曲，如图所示。根据车床的工作特点，在圆柱面车削时，这种热变形是误差不敏感方向，对加工精度影响不大，而对于端面和圆锥面车削会造成较大的形状误差。

磨床通常加工精度较高，因此热变形的影响也大。

☆磨床的主要热源是高速回转砂轮主轴的摩擦热及液压系统的发热。如导轨磨床的变形，这类机床的床身较长，如导轨面与底面稍有温差，就会产生较大的弯曲变形。故床身热变形是影响加工精度的主要因素。例如一台12m 长0. 8m 高的导轨磨床床身，导轨面与底面温差 1 ℃时，其弯曲变形量可达0. 22mm ，将严重影响工件的加工精度。

3) 工件热变形

切削热是工件热变形的主要热源，对于大型件或较精密件，外部热源也不可忽视。由于工件形状和受热程度的不同，工件的变形情况也不同。一些几何形状简单且对称的工件，在受热较均匀的情况下，热变形基本均匀，其变形量可按热膨胀原理直接计算：

长度热伸长量⊿L ＝α ⊿t L

直径热胀量⊿ D ＝α ⊿t D

式中，α ——工件材料的线膨胀系数

钢： 1.17 × 10 -5 ／℃；铸铁： 1 × 10 -5 ／℃；黄铜：1.7 × 10 -5 ／℃

⊿t ——工件温升；

L 、D ——室温下的工件长度和直径。

以加工一长度为l 500mm 的丝杠为例，若⊿t 为3 ℃，则⊿tL ＝l 500 × 1 . 17 × 10 -5 × 3 ＝0.05mm 。可见在仅 3 ℃的温升下便有0.05mm 的伸长量，而 6 级精度丝杠的螺距累积误差在此全长上仅允许0.02lmm 。

当工件受热不均匀，或工件结构较复杂时，其热变形会以弯曲或其他形式出现，可能造成更大的加工误差。因此，工件的加工精度要求愈高，加工时就愈要严格控制工件的热变形。最基本的方法是使用大量的切削液冷却。

4) 刀具热变形

刀具在切削时受切削热作用，因刀具实体一般较小，热容量小，所以温升很高。当刀具长时间切削大面积工件表面时，随刀具的升温会给工件带来较大的形状误差；而短时间间断切削时，刀具热变形对加工精度影响不大。

5) 减少工艺系统热变形的主要途径

(1) 直接减少热源的发热及其影响

为减少机床的热变形，应尽可能将机床中的电动机、变速箱、液压系统、切削液系统等热源从机床主体中☆分离出去。对于不能分离的热源，如主轴轴承、传动系统、高速运动导轨副等，可以从结构、润滑等方面采取一些措施，以☆减少摩擦热的产生。例如，采用静压轴承、静压导轨，改用低粘度的润滑油、锂基润滑脂等。也可用☆隔热材料将发热部件和机床基础件( 床身、立柱等) 隔离开来。对发热量大，又无法隔离的热源，可采取有效的☆冷却措施，如增加散热面积或使用强制式的风冷、水冷、循环润滑等。一些大型精密加工机床还采用冷冻机，将润滑液、切削液强制冷却。

(2) 热补偿

减热降温的直接措施有时效果不理想或难以实施。而热补偿则是反其道而行之，将机床上的某些部位加热，使机床温度场均匀，从而产生均匀的热变形。从前述例子中可见，对加工精度影响比较大的往往是机床形状的变化，如主轴箱上翘、床身弯曲等( 见图4 — 11) ，如将主轴箱的左部和床身的下部用带有余热的回油流过加热( 或用热风加热) ，则热变形成为平行的变形，对加工精度的影响要小得多。

热补偿法应用得当，将对提高机床的加工精度产生显著的效果。

（ 3 ）热平衡

当机床( 工艺系统) 达到热平衡时，热变形趋于稳定，有利于加工精度的保证。因此精加工一般都要求在热平衡下进行。为使工艺系统尽快达到热平衡，缩短预热期，一种方法是加工前让机床高速空转；另一种方法是在机床适当部位增设附加热源，在预热期内人为向机床供热，加速其热平衡。同时，精密加工机床应尽量避免中途停车。

(4) 控制环境温度

精密机床一般安装在恒温车间，其恒温精度一般控制在土 1 ℃以内，精密级为±0.5 ℃。恒温室平均温度一般为20 ℃，冬季可取17℃，夏季取23 ℃。机床的布置位置应注意避免日光直射及受周围其他热源影响。

4.1.6 工件内应力引起的变形

工件的内应力，是指当外载荷去掉后仍存在于工件内部的应力。存在内应力时，工件处于一种不稳定的相对平衡状态。随着内应力的自然释放或受其他因素影响而失去平衡状态，工件( 或使用中的零件) 将产生相应的变形，破坏其原有的精度。产生内应力的原因主要有以下几个方面。

1) 毛坯制造中产生的内应力

在铸造、锻造、焊接及热处理等热加工过程中，☆（原因）由于工件各部分热胀冷缩的不均以及金相组织转变时的体积变化，在毛坯内部就会产生内应力。毛坯的结构愈复杂，壁厚愈不均，散热条件的差别愈大，毛坯内部产生的内应力就愈大。

铸件在凝固时会产生内应力的。热加工产生内应力的一般☆规律是：先冷却的部分存在拉应力，后冷却的部分存在压应力。存在内应力的毛坯在表层被切除后，就会因内应力的重新分布而产生弯曲变形( 图4 —12 ，“十”表示拉应力；“一”表示压应力) 。

2) 冷校直引起的内应力

一些刚性较差、容易变形的细长工件( 如丝杠等) ，常采用冷校直的方法纠正其弯曲变形。如图 4 — 13 所示，在弯曲的反向加外力F( 见图 4 —13(a)) ，在F 力作用下，工件轴线以上产生压应力，轴线以下产生拉应力。在轴线和双点划线之间是弹性变形区域；在双点划线外是塑性变形区域( 见图 4 — l 3(b)) 。当外力 F 去除后，外层的塑性变形部分阻止内部弹性变形的恢复，使内应力重新分布( 见图 4 — 13(c)) 。此时，工件的弯曲被纠正了，但其内部却有内应力存在，处于不稳定状态，工件如再次被加工，就将产生新的变形。因此，要求精度高、稳定性好的工件不允许冷校直，而是用多次切削消除复映误差，其间穿插多次时效来消除内应力。

3) 切削加工中产生的残余应力

切削加工时，在切削力和切削热的作用下，工件表面产生塑性变形，由此也会产生一定的残余应力。由切削加工所产生的残余应力主要位于工件表面，有关内容在下节中详述。

4.1.7 加工误差的综合

1) 误差的性质

区分加工误差的性质是研究和解决加工精度问题的重要环节。各种单因素的加工误差，按它们在一批工件中出现的规律，可分为两大类，即系统误差和随机误差( 又称偶然误差) 。

(1) 系统误差

顺序加工一批工件时，其大小和方向保持不变的误差，或者是有规律变化的误差，都叫做系统误差。前者叫常值系统误差，后者叫变值系统误差。

例如，铰刀直径尺寸小于规定的加工孔直径0.02mm ，则所有铰出的孔直径都比规定的小0.02mm ，这时的常值系统误差为- 0.02mm 。

原理误差，机床、夹具、刀具和量具的制造误差都是常值系统误差。用调整法加工车削轴时，由于车刀的

尺寸磨损，车削的轴直径一个比一个大，且各轴直径的增大是有一定规律的，故车刀尺寸磨损误差是变值系统误差。工艺系统的热变形误差也是变值系统误差。

(2) 随机误差

在加工一批工件时，误差的大小和方向呈无规律变化，时大时小，时正时负。例如用一把铰刀加工一批孔时，始终得不到直径完全相同或按某一规律变化的直径。这可能是加工余量有差异、毛坯孔材质硬度不均匀，或者是内应力重新分布引起变形等因素造成的，这些误差因素都是变化不定的，故称为随机误差。

必须指出，系统误差与随机误差之间的分界线不是固定不变的。随着对机械加工工艺的深入研究，人们对误差规律的逐渐掌握，随机误差可以成为系统误差。对于某一具体的误差，它究竟是系统误差还是随机误差，也要根据具体实际情况决定。例如在机床一次调整中加工一批工件，机床的调整误差是常值系统误差。但当考虑一个月内或一年内该机床进行若干次调整时，则机床的调整误差就成为随机误差了。——相对性

2) 加工误差的综合

加工误差的综合是指根据加工具体情况分析影响加工精度的各种误差因素，舍去次要因素，分项计算各主要误差，判别主要误差是系统误差还是随机误差，并且分别按代数和法和概率法加以综合，以求得加工总误差。

3）加工误差的统计分析

分布曲线法：概率直方图与分布曲线，在正常加工条件下，用调整法加工一批工件所得的尺寸分布曲线符合正态分布曲线。

正态分布密度函数：

算数平均值（工件尺寸分布中心）：

标准偏差（均方根偏差）

分布概率（分布面积）：

其中：

例：一批活塞精镗后销孔检验尺寸如表，图样尺寸φ28-0.015mm。

分布中心：

标准差：σ=0.0022

公差带中点=28-0.015/2 =27.9925

不合格品率计算：

1.计算

2. 查表：φ(z)

3. 计算：合格品率= φ(z1) +φ(z2)

不合格品率：FA=0.5-φ(z1)，FB=0.5-φ(z2)

工艺能力系数：Cp=T/(6σ)

工艺能力系数工艺方案的工艺能力，通常分为五级。

例题：车削一批小轴，直径φ20-0.1mm，测量结果服从正态分布，公差带中心与分布中心差0.03mm，标准差σ=0.025mm，求合格品率和废品率，工艺能力系数Cp。

解：zA=xA/σ=(T/2+0.03)/σ=(0.1/2+0.03)/0.025=3.2

FA=φ(zA)=0.499

zB=xB/σ=(T/2-0.03)/σ=(0.1/2-0.03)/0.025=0.8

FB=φ(zB)=0.288

合格品率=FA+FB=0.787

废品率=1-0.787=0.213

工艺能力系数：Cp=T/(6σ)=0.1/(6*0.025)=0.6667

4.1.8 保证和提高加工精度的途径

如前所述，在机械加工过程中，由于工艺系统存在各种原始误差，这些误差不同程度地反映为工件的加工误差。因此，为保证和提高加工精度，就必须设法直接控制原始误差的产生或控制原始误差对工件加工精度的影响。其主要途径有：减少或消除原始误差；补偿或抵消原始误差；转移原始误差；误差分组法；误差平均法；就地加工法和加工过程的积极控制法等。

1) 减少或消除原始误差

提高工件加工时所使用的机床、夹具、量具及工具的精度，以及控制工艺系统受力、受热变形等均可以直接减少原始误差。

为有效地提高加工精度，应根据不同情况对主要的原始误差采取措施加以减少或消除。对精密零件的加工，应尽可能提高所使用机床的几何精度、刚度并控制加工过程中的热变形；对低刚度零件的加工，主要是尽量减少工件的受力变形；对型面零件的加工，主要是减少成形刀具的形状误差及刀具的安装误差。①采用跟刀架，消除(减小) 径向力Fp的影响。（同时可减小由于离心力甩弯工件并使之振动的情况）

②采用反向进给切削法，使轴向力Ff 的压缩作用变为拉伸作用，同时采用弹性尾座顶尖，消除了压弯误差。

③采用大进给量和较大的主偏角车刀，可增大轴向力Ff ，工件在强有力的拉伸作用下，还能消除径向颤动，使切削平稳。

（采取上述措施以后，矛盾将集中在坯料的质量——坯料本身弯曲、工件的装夹质量——卡盘的强制作用等方面，此时）

④在靠近卡盘端的工件上车出一个缩颈部分(d≈D／2)，以增加柔性，其自位作用可消除在卡盘强制夹持下工件轴线歪斜的影响，以消除(减小)工件弯曲。

2) 补偿或抵消原始误差

误差补偿法是指人为地造成一种误差去抵消加工过程中的原始误差。误差抵消法是指利用原有的一种误差去抵消另一种误差，尽量使两者大小相等，方向相反。这两种方法在方式上虽有区别，但在本质上却没有什么不同。所以在生产中往往把两者统称为误差补偿，这种方法应用较多。

例如，在精密丝杠车床上采用的螺距校正装置，在螺纹磨床上采用的温度校正尺以及齿轮机床上的传动链校正装置等都采用了误差补偿法。

又如数控机床采用的滚珠丝杠，为了消除热伸长影响，在精磨时有意将丝杆的螺距加工得小一些，装配时预加载荷拉伸，使螺距拉大到标准螺距，产生的拉伸应力用来吸收丝杠发热引起的热应力。——补偿

为了能补偿龙门铣床横梁导轨因受铣头重力所产生的弹性变形，以减少铣头在横梁导轨上移动时产生的不直度误差，可以采用预变形的办法，先通过近似计算，找出横梁的弹性变形曲线，据此确定横梁导轨几何形状及所需采用的预变形形状。将其下凹的弹性变形导轨制成上凸的横梁导轨(见图4—23)，即使横梁导轨的几何形状成为弹性位移曲线的倒影线，它具有和弹性位移曲线的数值相等而方向相反的形状。——补偿在加工过程中，对工件预加载荷，使工件在变形状态下进行加工，加工以后满足工件的技术要求，使加工时的条件与装配、使用时的条件一致，从而达到加工精度要求，例如M13lW床身导轨磨削时，预先将等重量的液压箱、横向进给机构及前罩部件安装在床身上再进行磨削，就能防止磨好后的床身导轨装上上述部件后产生变形。

3) 转移原始误差对工艺系统的原始误差，也可在一定条件下，使其转移到不影响加工精度的方向或误差的非敏感方向。这样就可在不减少原始误差的情况下，获得较高的加工精度。

第三节机械加工表面质量

4.2.1 表面质量的基本概念

1）表面质量的含义：指零件加工后的表面微观几何形状和表面的物理机械性能状态。表面质量包括：

表面微观几何形状：表面粗糙度（S/H<40）

表面波度（50

表面层物理机械性能：表面层冷作硬化

表面层残余应力

表面层相变

2）表面粗糙度对零件使用性能的影响

(1) 表面质量对零件耐磨性的影响：初期磨损快，跑合后进入正常磨损。表面粗糙时，高点干摩擦，磨损快；表面太光洁时润滑油无法进入，造成材料粘结磨损。硬度高，耐磨性好，但硬化程度过高，易出现疲劳裂纹、剥落现象。

(2) 表面质量对疲劳强度的影响：表面越粗糙，抗疲劳性越差。

(3) 表面质量对零件耐腐蚀性的影响：表面越粗糙，抗腐蚀能力越差。凹陷处易于杂质形成原电池，造成电化学腐蚀。

(4) 表面质量对接触刚度的影响：表面越粗糙，接触刚度越低，联接牢固性、接触位置准确性越差。

4.2.2 影响加工表面粗糙度主要因素及其控制

* 表面粗糙度产生的原因

1. 残留面积

2. 切削过程中塑性变形及其它物理因素引起的粗糙度

（ 1 ）积屑瘤

（ 2 ）鳞刺：较低速切削塑性较差的材料产生节状或粒状切屑，切屑在前刀面上周期性停留代替前刀面推挤切削层，造成塑性变形向切线以下延伸，造成已加工表面拉应力太大而导裂，形成鳞片状毛刺，这就是鳞刺。

（ 3 ）刃口挤压塑性变形

（ 4 ）材料脆性

3. 工艺系统的振动

1）自由振动：靠系统弹性恢复力维持的振动。

2）强迫振动：靠外界周期干扰力持续作用系统被迫产生振动。

3）自激振动：系统本身引起的交变力作用而产生的振动。切出时切削力做正功，获得能量；切入时做负功，消耗能量。当做正功大于负功时，系统产生振动。振动基本原理：

负摩擦理论（切屑与刀具摩擦力随相对速度增加而下降，做功产生能量）

再生效应（前后两次切削部分重叠相位滞后时，易产生振动）

振型耦合原理（振动系统刚度主轴，使振动过程中切削截面积变化而引起切削力的变化，支持振动。）

利用振型耦合原理，采用削扁镗杆可以消振。

* 降低表面粗糙度的措施

1.选择合适的切削条件

（ 1 ）切削速度

（ 2 ）减小进给量

（ 3 ）切削深度（背吃刀量）

（ 4 ）切削液

2.合理选用刀具几何参数和刀具材料

（ 1 ）采用合理的刀具几何参数

（ 2 ）采用与工件材料分子亲和力小的刀具材料

3.改善工件材料的性能和金相组织

4.使用特殊的加工方法

4.2.3 影响表面物理、力学性能的因素及其控制

1）表面层加工硬化

加工过程中工件表层金属产生塑性变形，金属晶体产生剪切滑移，晶格扭曲使表层金属强度、硬度提高，塑性下降。表面层加工硬化的衡量指标。

表层显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度：

2）加工表面金相组织变化和磨削烧伤

金相组织变化主要发生在磨削加工过程中，当磨削温度超过材料相变温度，金相组织将发生变化，表层显微硬度变化、产生表面残余应力、显微裂纹，表面出现彩色氧化膜，又称为磨削烧伤。磨削烧伤的主要形式（磨削淬硬钢）：

回火烧伤：磨削温度超过马氏体转变温度（300℃），表层淬火马氏体回火转变为回火索氏体或托氏体组织。退火烧伤：干磨削时，磨削温度超过相变温度，缓慢冷却，马氏体转变为奥氏体，表面硬度急剧下降。

淬火烧伤：磨削温度超过相变温度，切削液充分冷却，表面出现比原回火马氏体硬度更高的二次淬火马氏体，而里层由于冷却速度缓慢形成比原硬度低得多的回火索氏体。

影响因素：1）磨削用量2）砂轮的选择3）工件材料4）冷却条件

3）表层残余应力

冷态塑性变形引起残余应力：挤压摩擦晶格拉长后部分弹性恢复受阻时产生，一般为表层残余压应力。

热态塑性变形引起残余应力：切削表层热膨胀产生塑性变形，冷却时受阻表层残余拉应力。

金相组织变化引起残余应力：金相组织不同，密度不同而造成表层体积变化产生残余应力。

回火烧伤→表层拉应力马氏体γ=7.75→索氏体γ=7.78

退火烧伤→表层拉应力马氏体γ=7.75→奥氏体γ=7.96

淬火烧伤→表层压应力表层回火马氏体→淬火马氏体γ=7.75、内部回火马氏体→索氏体γ=7.78

第四章 机械加工质量及其控制

第四章 机械加工质量及其控制 4-1 什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？ 4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。 4-3 为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？ 4-4 某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm ，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm ，欲在此车床上车削直径为φ60mm 、长度为150mm 的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。 4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm 、长为1200mm 的长轴外圆。已知：工件材料为45钢；切削用量为：v c =120m/min ，a p =0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。在刀具位置不重新调整的情况下加工50个工件后，试计算由刀具尺寸磨损引起的加工误差值。 4-6 成批生产习题4-6图所示零件，设A 、B 两尺寸已加工至规定尺寸，今以底面定位镗E 孔，试求此镗孔工序由于基准不重合引起的定位误差。 习题4-6图 4-7 按习题4-7图所示方式定位在立式铣床上铣槽，其主要技术要求为： （1）槽宽 0 0.04312b -=mm 。 （2）槽距尺寸 0 0.2120l -=mm 。 （3）槽底位置尺寸为 0 0.1634.8h -=mm 。 （4）槽两侧面对外圆轴线的对称度公差 0.01e =mm 。 已知：外圆尺寸00.01640φ-mm 与内孔尺寸0.0210 20φ+mm 均已加工至规定尺寸，内外圆的径向圆跳动公差值为0.02mm 。试分析计算该工序的定位误差。

机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答word精品

机械制造工艺学习题解答 第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A.加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度; ⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B.表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2 为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）（1）由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。（2）加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3 车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r ，车刀刀尖圆弧半径re=3mm ，试估算车削后的表面粗糙度。

答上根据教材P2站舍式，表面粗桂度的估算直为 5-4高速精镯呆谓工件的内孔时，采用主値角K ,=75%副偏角输一1即前锋利尖刀，当加工表面粗糙度 要求R 尸3」—.3 Um.时.问： ⑴衽不考虑工祥材料塑性变形对表而粗糙度影哨的杀件下「进骼量f 应选择多大了 (2)分析室际加工表面粗糙度与计算值是否相同，为什么？ ⑶ 进给量f 越小’表面祖糙度值是胥越小？ 备 ⑴根据教材P2阳公式,H = ------- ---- 可以导出：/ = H(cctK r +cotKj cot + COtk r 耽 H=23.2nm.则 匸0,QQ32 (1 tan75+l.tanl53 =0,013mm (2)分析实际加工表面粗粒度与计算渲不同'其頰因是材料有塑性变形，还有弹性恢复锌匚 ⑶在主谍甬因健角前定的皤况下，建给量子越丿卜表面粗穗愛值就越小， 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件 速度却得到相反的结果？ 答：(P224)砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越 多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度 增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面 粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：(P240)机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变, 晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表 面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化(或称为强化)。 0.00667mm =听&jjm H 0.4:

第四章机械加工精度及其控制习题

一、名词解释 1．机械加工精度： 2．误差复映： 3．系统误差： 4．工艺系统刚度： 5．主轴回转误差： 二、选择题 1. 分析计算两定位误差的前提是采用夹具装夹加工一批工件，用（）法保证加工要求。 A、调整 B、试切 C、轨迹 2. 工艺系统的热变形影响加工精度和生产效率，为保证加工要求必须使机床（）。 A．冷却后再测量及精加工B．热伸长后再调刀 C．热平衡后再加工D．冷却后再安装工件 3. 工艺系统静误差主要指（）。 A、工艺系统受力误差 B、工艺系统受热误差 C、机床误差 D、刀具磨损 4. 工艺系统热变形不仅影响加工精度而且影响生产效率，为保证加工要求须使机床（）。 A．冷却后再测量及精加工B．热伸长后再调刀 C．热平衡后再加工D．冷却后再安装工件 5. 误差的敏感方向是指产生加工误差的工艺系统原始误差处于加工表面的（）。 A、法线方向 B、切线方向 C、轴线方向 6. 车床主轴的几何偏心（纯径向跳动）使加工阶梯轴时产生的误差是（）。 A、圆柱度误差 B、端面平面度误差 C、加工面与装夹面的同铀度误差 7. 在大量生产的精加工时，应采用（）方法以获得图纸要求的尺寸精度。 A、试切法加工 B、试切调整法加工 C、样件调整法加工 D、按样件初调刀后试切一组工件作精确微调 8. 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，如果只考虑机床变形，则

由于切削过程受力点位置的变化而引起工件产生（）形状误差。 A、圆锥形 B、腰鼓形 C、马鞍形（双曲线） D、圆柱形 9. 分布曲线的中心位置表示（）对一批工件加工尺寸的影响。 A、常值系统误差 B、变值系统误差 C、随机误差 D、随机误差和变值系统误差 10. 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，如果只考虑工件变形，则 由于切削过程受力点位置的变化而引起工件产生（）形状误差。 A、圆锥形 B、腰鼓形 C、马鞍形（双曲线） D、圆柱形 11. 工艺系统动误差主要包括（）。 A、调整误差 B、工艺系统受热误差 C、机床传动误差 D、定位误差 12. 分析计算两定位误差的前提是采用夹具装夹加工一批工件，用（）法保证加工要求。 A、调整 B、试切 C、轨迹 13. 工件在车床三爪卡盘上一次装夹车削外圆及端面，加工后检验发现端面与外圆不垂直， 其可能原因是（）。 A．车床主轴径向跳动B．车床主轴回转轴线与纵导轨不平行 C．车床主轴轴向窜动D．三爪卡盘装夹面与车削主轴回转轴线不同轴 14. 薄壁套筒零件安装在车床三爪卡盘上，以外圆定位车内孔，加工后发现孔有较大圆度误 差，其主要原因是（）。 A．刀具受力变形B．刀具热变形C．工件热变形D．工件夹紧变形15. 车削细长轴时，由于工件刚度不足造成在工件轴向截面上的形状是（）。 A．矩形B．鼓形C．梯形D．鞍形 16. 采用死顶尖磨削外圆时，下列哪个因素不会引起工件的圆度和锥度误差（）。 A．顶尖的形状误差B．主轴的回转误差C．工件受力变形D．导轨的导向误差 17. 车床主轴产生轴向窜动，其原因可能是（）。 A. 主轴承端面跳动量大 B. 主轴轴肩端面跳动量大 C. 主轴承和轴轴肩两者都有较大的端面跳动量 D. 主轴轴颈圆度误差 18. 在车床上用三爪卡盘夹持镗削工件短孔，产生了锥度误差，其原因可能是（）。 A. 机床导轨误差 B. 机床主轴的纯径向跳动 C. 工件热变形 D. 刀具磨损 19. 车床上加工大刚度轴外圆产生中凹的原因可能是（）。 A. 刀具磨损 B. 刀具热变形 C. 工件刚度差 D. 机床刚度差

第五章 机械加工表面质量及其控制练习题

一、名词解释 1．冷作硬化： 2．磨削烧伤： 二、选择题 1.磨削淬火钢时，磨削区温度末超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，可 能产生（）。 A、淬火烧伤 B、回火烧伤 C、退火烧伤 D、不烧伤。 2.磨削淬火钢时在重磨削(不用切削液）条件下可能产生（）形式的磨削烧伤。 A、淬火烧伤 B、回火烧伤 C、不烧伤 D、退火烧伤 3.加工过程中若表面层以冷塑性变形为主，则表面层产生（）应力。 A、拉应力 B、压应力 C、无应力层 4.机械加工中的振动，按其产生的原因可分为三种，试指出自激振动的能量特性（） A、在外界周期性干扰力持续作用下的持续振动； B、只有初始干扰力的作用、振动中再也没有能量输入，故为衰减振动； C、维持振动的交变力是振动系统在自身运动中激发出来的，从而引起系统的持续振动。 5.削扁镗杆的抗振性比圆镗杆好是由于（）。 A、系统刚度的组合特性合适 B、阻尼大、消耗振动能量大 C、刚度高 6.磨削淬火钢时，若工件表面出现淬火烧伤，工件表面将产生（）残余应力。 A、拉伸 B、压缩 C、无 7.零件配合性质的稳定性与（）的关系较大。 A．零件材料B．加工表面质量C．载荷大小D．接触刚度8.如果使扁形镗杆能够产生消振作用，需要（）。 A．选择合适的削扁值和刀头相对削扁方向的位置B．选择合适的镗杆长度C．选择合适的削扁值D．选择合适的刀头相对削扁方向的位置

9.冷态下塑性变形经常在表层产生（）。 A．拉应力B．不定C．压应力D．金相组织变化 10.金属的加工硬化现象将导致什么结果。 A、强度降低，塑性提高 B、强度提高，塑性提高 C、强度提高，塑性降低 D、强度降低，塑性降低 11.工件材料的塑性越大，冷作硬化倾向（），冷作硬化程度（） A．越小，越轻微B．越小，越严重C．越大，越轻微D．越大，越严重12.机械加工时，工件表面产生波纹的原因有（）。 A．塑性变形B．切削过程中的振动C．残余应力D．工件表面有裂纹13.在切削加工时，下列哪个因素对表面粗糙度没有影响？（） A．刀具几何形状B．切削用量C．工件材料D．检测方法 14.工件加工过程中若表面层以热态塑性变形为主，常在表层产生（）。 A．拉应力B．不定C．压应力D．金相组织变化 15.除非连续切削之外，振幅随切削用量的改变而改变者属于（）。 A. 自激振动 B. 强迫振动 C. 自由振动 D. 以上三种振动 16.磨削表层裂纹是由于表面层（）的结果。 A．残余应力作用B．氧化C．材料成分不匀D．产生回火 17.不同的表面纹理形状对零件的耐磨性有一定影响，下面哪一种表面纹理形状的零件，其 耐磨性最差（）。 A．冷作硬化B．圆弧状C．凹坑状D．尖峰状 18.下面哪一种加工方法使得加工后工件表面的残余应力为残余拉应力（）。 A．粗磨B．精磨C．车削D．铣削 19.振动的持续需要有支持振动的变动力才可以进行。对于自激振动，支持振动的变动力是 （）。 A．没有支持振动的变动力B．由外界产生，不受振动运动的控制 C．在振动过程中产生，并受振动运动的控制D．由外界周期性的干扰力所支持 三、填空 现在。 图1

第4章机械加工质量分析与控制练习题和答案_机械制造技术基础

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50 ② 等于50～200 ③ 等于200～1000 ④ 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（ ）。 ① 3σ ② 6σ ③ n σ3 ④ n σ6 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（ ）。 ① 1/10～1/5 ② 1/5～1/3 ③ 1/3～1/2 ④ 1/2～1 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

机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答

机械制造工艺学习题解答第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度；⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 (2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=r，车刀刀尖圆弧半径 re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？

答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。 5-11什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1)如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为720℃，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为300℃，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。2)如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏

【最新试题库含答案】机械制造工艺学第三版第五章答案

机械制造工艺学第三版第五章答案 ： 篇一：机械制造工艺学第三版王先逵第五章习题解答 机械制造工艺学习题解答 第五章：机械加工表面质量及其控制（第3版P267） 5-1机械加工表面质量包括哪些具体内容？ 答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A．加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度； ⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。 B．表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面层金属的残余应力。 5-2为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对机器使用性能有哪些影响？ 答：（P231）(1)由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引起的最大应力和外界介质的侵蚀，表面上有着引起应力集中而导致破坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 (2)加工表面质量对机器的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性、零件配合质量都有影响。 5-3车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量f=0.40mm/r，车刀刀尖圆弧半径re=3mm，试估算车削后的表面粗糙度。 5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件速度却得到相反的结果？ 答：（P224）砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越

多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面粗糙度值将增大。 5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？ 答：（P240）机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化（或称为强化）。 5-8为什么切削速度越大，硬化现象越小？而进给量增大，硬化现象增大？ 答：（P240-241）增大切削速度，(1)刀具与工件的作用时间减少，使塑性变形的扩展深度减小，因而冷硬层深度减小；(2)温度增高，弱化倾向增大，冷硬程度降低。而进给量增大时，硬化现象增大的原因是随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。 5-11什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？ 答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金属产生以下三种金相组织变化：1)如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度(碳钢的相变温度为720℃，但已超过马氏体的转变温度(中碳钢为300℃，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为回火烧伤。 2)如果磨削区温度超过了相变温度，再加上冷却液的急冷作用，表层金属会出现二次淬火马氏体织织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织(索氏体或托氏体)，这称为淬火烧伤。 3)如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷却液，组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。 5-12为什么磨削容易产生烧伤？如果工件材料和磨削用量无法改

第5章 机械加工质量与控制 学习指导

第5章机械加工质量与控制 一、本章知识要点及要求 5.1 机械加工质量概述基本知识 1．了解机械加工质量、加工精度与加工误差、机械加工表面质量的概念。理解加工经济精度的内涵。 2．了解机械加工表面质量的指标及其对耐磨性、疲劳强度、耐蚀性、配合质量等使用性能的影响。 5.2 机械加工精度基本知识 1．了解机械加工工艺系统原始误差的概念。了解工艺系统原始误差的划分及其对加工精度的影响。 2．了解工艺系统的几何误差对加工精度的影响。掌握机床的主轴回转误差、导轨的导向误差、传动链误差、成形运动间位置关系精度，刀具、夹具的几何误差对加工精度的影响，并了解其控制方法。 3．了解工艺系统受力变形对加工精度的影响。掌握工艺系统刚度的概念，掌握加工过程工艺系统刚度的变化、切削力的变化对加工精度的影响。了解夹紧力、重力、传动力、惯性力引起的加工误差。了解提高工艺系统刚度的途径。 4．掌握误差敏感方向的概念及其在机械加工精度分析中的应用。 5．了解工艺系统受热变形对加工精度的影响。理解工艺系统热变形的原因，掌握工艺系统热变形对加工精度的影响和减小途径。 6．了解工件内应力重新分布引起的误差。熟悉内应力、残余应力的概念，掌握内应力、残余应力的产生原因及其对加工的影响和减小途径。 例5.1 滚动轴承中滚动体的尺寸误差，对主轴回转精度有什么影响？ 答：若滚动轴承中滚动体大小不一致，将引起主轴径向跳动。当最大的滚动体通过承载区一次，会使主轴回转轴线跳动一次，其频率与保持架转速有关。通常保持架转速约为内环转速的二分之一，故这种径向跳动每当主轴转两周发生一次，常称为"双转跳动"。 例 5.2 在车床上加工工件端面时，若刀具直线运动方向与工件回转运动轴线不垂直，对零件加工精度有什么影响？ 答：加工后工件端面将产生内凹或外凸，如例题5.2解答图所示。 例题5.2解答图成形运动间位置误差对端面车削的影响 例5.3 工厂常用例题5.3图所示方法测量主轴回转精度。这种方法存在什么问题。

机械加工质量及其控制

第四章 机械加工质量及其控制 例1：在车床上用两顶尖定位车削刚性轴（y 工件≈0，y 夹具≈0，y 刀具≈0），k 床头＝ 300000N ／mm ，k 尾座＝56600 N ／mm ，k 刀架＝30000 N ／mm ，F ｐ＝4000 N ，计算由于切削力作用点位置变化引起的工件形状误差，并画出加工后工件纵向截面示意图。 解：y 系（0）＝F p （ 主轴 k 1＋ 1k 刀架 ）＝400（ 30000 1 3000001+ ）＝0.0147 y 系（2l ）＝F p （主轴k 41＋14k 尾座＋1k 刀架 ）＝0.0154 y 系（l ）＝F p （ 1k 尾座 ＋ 1k 刀架 ）＝0.0204 y 系（x 0）＝y 系min = F p （尾座 主轴＋k k 1 ＋1k 刀架） ＝0.0144 x 0＝ 尾座 主轴尾座＋k k k l ＝0.16 l 其圆柱度误差为： Δ＝y 系 max －y 系 min ＝0.0204－0.0144＝0.006 其直径误差为： Δd ＝2（y 系 max －y 系 min ）＝0.012 例2：在车床上车削短轴（k 系＝C ），已知：a p1＝2.5mm ，a p2＝1.8mm ，C ＝2000N ／mm ， k 系＝2×104 N ／mm 。求工件加工后的圆柱度误差。 解：Δ工件＝εΔ毛坯＝（a p1－a p2） C k 系 ＝0.07 mm 例3：在车床上镗一短套筒工件孔，毛坯孔的圆柱度误差Δ毛坯＝1.2mm ，系数C ＝2×103N/mm ， 且只考虑切削力大小变化之影响，试求： （1）若k 系＝2×104N/mm ，镗一次后，工件孔的圆柱度误差Δ工件； （2）若镗孔后使Δ工件≤0.05mm ，则需镗几次？ （3）若镗一次后使Δ工件≤0.1mm ，则k 系应为多高？ 解：（1）ε＝ 工件毛坯ΔΔ＝C k 系 Δ工＝C k ?毛坯系 ＝0.12（mm ）

第4章_部分习题解答

《机械制造技术基础》部分习题参考解答 第四章机械加工质量及其控制 4-1什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？ 解：主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。 车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。 4-2在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。 答：在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转，在F作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。 4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？ 答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。 4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。 解：根据p152关于机床导轨误差的分析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。 水平面内： 0.015 1500.00225 1000 R y ?=?=?=mm； 垂直面内： 2 2 7 ()0.025 150/60 2.3410 21000 z R R - ??? ?==?=? ? ?? mm，非常小可忽略不计。 所以，该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225 R ?=mm。

4单元综合复习(八)第四章-机械制造质量分析与控制

4单元综合复习（八） 第四章机械制造质量分析与控制 一、单向选择题： 1、原始误差是指产生加工误差的“源误差”，即（D）。 A、机床误差； B、夹具误差； C、刀具误差； D、工艺系统误差。 2、加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似刀刃轮廓进行加工而产生的误差，因此在生产中（C）。 A、不能采用； B、可以采用； C、误差允许，可广泛采用。 3、误差的敏感方向是（C）。 A、主运动方向； B、进给运动方向； C、过刀尖的加工表面的法向； D、过刀尖的加工表面的切向。 4、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（A）。 A、轴承孔的圆度误差； B、主轴轴颈的圆度误差； C、轴颈与轴承孔的间隙； D、切削力的大小。 5、在采用滚动轴承的主轴结构中，( B )不会影响主轴的回转精度。 A、滚动轴承外环滚道对其外圆的偏心； B、主轴轴颈的圆度； C、滚动轴承内环滚道对其内孔的偏心； D、轴承座孔的圆度。 6、机床主轴产生轴向窜动时，对( C )的加工精度影响最大。 A、外圆； B、内孔； C、端面。 7、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，其最可能的原因 是（B）。 A、车床主轴径向跳动； B、卡爪装夹面与主轴回转轴线不同轴； C、刀尖与主轴轴线不等高； D、车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行。 8、在车床上就地车削（或磨削）三爪卡盘的卡爪是为了（D）。 A、提高主轴回转精度； B、降低卡爪装夹面的表面粗糙度； C、提高装夹稳定性； D、保证卡爪装夹面与主轴回转轴线同轴。 9、外圆磨床上采用死顶尖是为了（Ｃ）。 Ａ、消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响；Ｂ、消除导轨不直度对加工精度的； Ｃ、消除工件主轴运动误差对加工精度的影响；Ｄ、提高工艺系统刚度。

机械加工表面质量

机械加工表面质量Revised on November 25, 2020

第五章机械加工表面质量 零件的机械加工质量：指加工精度，加工表面质量。 加工后的零件表面不是理想光滑表面，存在不同程度的Ra、冷硬、裂纹等表面缺陷。 缺陷层只有极薄一层（几微米∽几十微米），但影响零件精度、耐磨性、配合精度、抗腐蚀性和疲劳强度等→影响产品的使用性能和寿命，因此必须加以足够的重视。 机械加工表面质量的概念 一、机械加工表面质量的含义： 1、Ra及波度（表面几何形状误差） 根据加工表面波距L与波高H的比值，可将不平度分为以下三种类型， L/H>1000：宏观几何形状误差。如圆度误差、圆柱度误差等，属加工精度，不在讨论之列。 L/H=50 ∽ 1000：称为波度。由加工中的振动引起的 L/H<50：微观几何形状误差，表面粗糙度。 2．表面层物理力学性能的变化 机加工中由于受切削力和热的综合作用，表面层金属的物理力学性能和基体金属大不相同，主要有以下三方面的内容： （1）表面层因塑性变形引起的冷作硬化； （2）表面层中的残余应力； （3）表面层因切削热引起的金相组织变化。 二、表面质量对零件使用性能的影响

1．表面质量对零件耐磨性的影响 （1） Ra对零件耐磨性的影响 Ra太大和太小都不耐磨。 Ra太大，接触表面的实际压强增大，粗糙不平的凸峰相互咬合、挤裂、切断，故磨损加剧； Ra太小：表面太光滑，存不住润滑油，接触面不易形成油膜，易发生分子粘结而加剧磨损。 Ra的最佳值与机器零件的工作情况有关，载荷↑时，磨损曲线向上、向右移，最佳表面粗糙度值也随之右移。 （2）表面层的冷作硬化对零件耐磨性的影响 表面的冷作硬化，使磨擦副表面层金属的显微硬度↑，塑性↓，摩擦副接触部分的弹性、塑性变形↓，故一般能使零件的耐磨性↑。但也不是冷作硬化程度越高，耐磨性就越高。这是因为过分的冷作硬化，将引起金属组织过度“疏松”，在相对运动中可能会产生金属剥落，在接触面间形成小颗粒，使零件加速磨损。 2．表面质量对零件疲劳强度的影响 （1） Ra对零件疲劳强度的影响 Ra对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大：在交变载荷作用下， Ra的凹谷部位易引起应力集中，产生疲劳裂纹。 Ra越小，表面缺陷越少，工件耐疲劳性越好；反之，加工表面越粗糙，表面的纹痕越深，纹底半径越小，其抗疲劳破坏的能力越差。 （2）表面层冷作硬化与残余应力对零件疲劳强度的影响

机械制造工艺学教案_第四章_机械加工表面质量

第四章机械加工表面质量 任何机械加工所得到的零件表面，实际上都不是完全的理想的表面，经对加工表面的测量和分析说明，零件表面加工后存在着表面粗糙度，表面波度等微观几何形状误差以及划痕裂纹等缺陷。此外，零件表面层在加工过程中也会产生物理机械性能的变化，有的还会产生化学性质的变化。实践表明，机械零件的破坏，一般总是从表面层开始的，这说明零件的表面层质量对产品的质量有很大的影响。 研究加工表面质量的目的，就是要掌握机械加工中各种工艺因素对加工表面质量影响的规律，以便应用这些规律控制加工过程，最终达到提高加工表面质量，提高产品性能的目的。 第一节加工表面质量及其对使用性能的影响一加工表面质量的概念 用4-1 (a)所示为零件加工表面层治深度方向的变化情况，在最外层生成氧化膜或其它化合物，并吸收渗进了某些气体，液体和固体的粒子，称为吸收层。厚度一般不超过8Xl(Turn，在加工过程中由切削力造成的表面塑性变形区称为压缩区，其厚度一般约为几十至几百微米，在此压缩区的纤维层，则是由被加工材料与刀具之间的摩擦力造成的。加工过程中的切削热也会使加工表面层产生各种变化，如同淬火，回火一样将使表面层的金属材料产生金相组织和晶粒大小的变化等。由上述种种因素综合作用的结果，最终使零件加工表面层的物理机械性能与零件基本有所差异，产生了图4-1 (b)的变化。所以加工表面质量 机械加工表面质量

包括两方面的内容： 加工表面的几何形状误差， 表面层金属的力学物理性能和化学性能（物理-机械性能） (一）加工表面的几何形状误差 加工表面的几何形状误差包括如下四部分， 1) 表面粗糙度， 2) 波度， 3) 纹理方向， 4) 伤痕。 加工后的表面几何形状总是“峰”“谷”交替出现的形式偏离理想的光滑表面，其偏差有宏观和微观之分。一般一波距（峰峰或谷谷之间的距离) 和波高H (峰与谷之间的高的比值）不同加以区分，如下图所示。 S/H>1000时，属宏观几何形状误差，如圆度误差，圆柱度误差等，属于加工精度范畴，不属于加工表面质量。 S/H<50属于微观几何形状误差，称为表面粗糙度。 S/H=50?1000则为表面波度。表面粗糙度和波度属于加工表面质量范畴。 纹理方向是指表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法，书上图4-2给出了各种纹理方向及其符号标准。（230页）其C-circle M -------- R~radiate |'reidieit| 伤痕是在加工表面上一些个别位置上出现的缺陷，例如砂眼气孔裂痕等。 (:二）表面层金属的力学物理性能和化学性质。 机械加工表面质量 2

第4章 机械加工质量分析与控制复习题答案

第4章机械加工质量分析与控制复习题答案 1. 单项选择 1-1答案：③检测方法 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 3 1-5 答案：③n 1-6 答案：② 1/5～1/3 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

第五章 机械加工表面质量

第五章机械加工表面质量 一、填空题 1．经过机械加工后的零件表面存在着_______________、_______________、_______________等缺陷。 2．切削加工中影响表面粗糙度的因素有_______________、_______________、_______________。 3．机械加工表面层的物理力学性能包括_______________、_______________和表面层的 _______________变化。 4．振动按其产生的原因分为三种_______________、_______________、_______________。 5．磨削常用的砂轮粒度号为_______________，一般不超过_______________。 二、判断题（正确的打√，错误的打×） 1．自激振动是一种不衰减的振动。………………………………………………………………………………（） 2．残余应力是有害的应力。………………………………………………………………………………………（） 3．砂轮的粒度越大，硬度越低，则自砺性越差，磨削温度越高。……………………………………………（） 4．减少进给量将减少表面粗糙度值。……………………………………………………………………………（） 5．表面波度与表面粗糙度产生的原因不同，所以区别标准有别。……………………………………………（） 三、选择题（将正确答案的序号填入括号内） 1．表面粗糙度是波距L小于（）的表面微小波纹。 A. 1mm B. 2mm C. 3mm D. 4mm 2．出现积屑瘤和鳞刺的切削速度为（）。 A. 10m/min B. 20～50m/min C.70～130m/min D. 140m/min 3．增大（）对降低表面粗糙度有利。 A.进给量 B.主偏角 C.副偏角 D.刃倾角

机械制造技术基础 第4章习题解答..

《机械制造技术基础》部分习题参考解答 .第四章机械加工质量及其控制 4-1什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？ 解：主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。 车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。 4-2在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。 答：在镗床上镗孔时，由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转，在F作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。 4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？ 答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。 4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm，欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件，试计 算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。 解：根据p152关于机床导轨误差的分析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。 水平面内： 0.015 1500.00225 1000 R y ?=?=?=mm； 垂直面内： 2 2 7 ()0.025 150/60 2.3410 21000 z R R - ??? ?==?=? ? ?? mm，非常小可忽略不计。 所以，该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225 R ?=mm。