1、第 4 章 機械加工精度一、思考題1. 什么是加工精度和加工誤差？ 答：加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù) （ 尺寸、形狀和位置 ） 與理想 幾何參數(shù)的符合程度。實際值愈接近理想值，加工精度就愈高。零件的加 工精度包括尺寸精度、形狀精度、位置精度。實際加工不可能把零件做得與理想零件完全一致，總會有大小不同的 偏差，零件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工 誤差。2. 什么是加工經(jīng)濟精度？答：3. 獲得尺寸加工精度的方法有哪些？答： 1）試切法、 2）調(diào)整法、 3）定尺寸刀具法、 4）自動控制法4. 什么是加工原理誤差？ 答：原理誤差即在加工中采用了近似的加工運動、近似的刀具

2、輪廓和 近似的加工方法而產(chǎn)生的原始誤差。5. 什么是主軸回轉(zhuǎn)誤差？主軸回轉(zhuǎn)誤差有哪些基本形式？ 答：主軸回轉(zhuǎn)時實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的偏移量稱為主軸回轉(zhuǎn)誤差， 主軸回轉(zhuǎn)誤差三種基本形式：純徑向跳動、純角度擺動、軸向竄動。6. 什么是誤差復映？ 答：當工件毛坯有形狀誤差，如圓度、圓柱度、直線度等，或相互位置誤 差，如偏心、徑向圓跳動等時，加工后仍然會有同類的加工誤差出現(xiàn)；在 成批大量生產(chǎn)中用調(diào)整法加工一批工件時，如毛坯尺寸不一，那么加工后 這批工件仍有尺寸不一的誤差。這就是切削加工中的誤差復映現(xiàn)象。7.減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑答:(1) 減少發(fā)熱和隔熱(2) 改善散熱條件(3) 均衡溫度場(

3、4) 改進機床結(jié)構(gòu)(5) 加快溫度場的平衡(6) 控制環(huán)境溫度8. 提高加工精度的途徑答：消除或減小原始誤差轉(zhuǎn)移原始誤差誤差分組法誤差補償法就地加工(自干自)自動測量補償、恒溫控制等9. 車削細長軸時，容易出現(xiàn)什么樣的形狀誤差？答：車削細長軸時容易出現(xiàn)鼓形形狀誤差。計算題：1. 在兩臺相同的自動車床上加工一批小軸的外圓，要求保證直徑'11 0.02mm,第一臺加工1000件，其直徑尺寸按照正態(tài)分布，平均值人=11.005mm,均方差=0.004mm.第二臺加工 500件，其直徑尺寸也按照正態(tài)分布，平均值 x2 =11.015mm,均方差匚0.0025mm 。(1)在同一圖上畫出兩臺機床

4、加工的零件的尺寸分布圖，并指出哪臺機床精度高。(2)計算并比較哪臺機床的廢品率咼。 已知：x/ a0.30.51235A0.23590.38300.68260.95420.99731答案要點：尺寸分布圖如下圖所示:第一臺機床精度：=6 0.004 = 0.24mm第二臺機床精度：6cr2 =6X0.0025 =0015mm第二臺機床的精度高。故沒有廢第一臺機床的零件全部在公差帶內(nèi)，主公差上限之外第二臺機床加工的小軸：右側(cè)在10.9810.993品。，有廢品。X2a/11.0211.015、A/oxA( -)= A 110).1(5025 -x 11.090.II J1 '1；00511

5、 01 11.015 11.02查表得：.A(2) =0.9542A(一仏21.00750.5-0.9542“ 2 =2.28%第二臺機床的廢品率為2.28%。2. 在一臺自動車床上加工一批小軸的外圓，要求保證直徑*12J0.02mm，完工后經(jīng)測量得：直徑尺寸按照正態(tài)分布，平均值X =11.995mm，均方差c = 0.005mm。計算正品率和廢品率。(10分)已知:X/ a0.30.51235A0.23590.38300.68260.95420.99731.解:平均值右側(cè)：（12-11.995） / d =0.005/0.005=1 ，查表得 A=0.6826 ,平均值左側(cè)：（） / d =

6、0.015/0.005=3，查表得 A=0.9973正品率=（0.6826+0.9973） /2=0.83995 84%,廢品率=1-84%=16% ,答：正品率為84%，廢品率為16% 。第5章機械加工表面質(zhì)量1. 機械加工表面質(zhì)量的含義？答：機械加工表面質(zhì)量包含兩個方面的內(nèi)容。（1）表面的幾何形狀特征：表面粗糙度、表面波度、表面加工紋理和傷痕；（2）表面層的物理力學性能：表面層加工硬化、表面層金相組織的變化和表面層殘余應力。2. 自激振動有哪些特點？答：（1）機械加工中的自激振動是在沒有周期性外力（相對于切削過程而言）干擾下所產(chǎn)生的振動運動，這一點與強迫振動有原則區(qū)別。（2）自激振動的頻率

7、接近于系統(tǒng)的某一固有頻率，或者說，顫振頻率取決于振動系統(tǒng)的 固有特性。這一點與強迫振動根本不同，強迫振動的頻率取決于外界干擾 力的頻率。（3）自由振動受阻尼作用將迅速衰減，而自激振動卻不因有阻 尼存在而衰減為零。3. 在磨削工件時，提高砂輪轉(zhuǎn)速和提高工件速度分別對工件表面粗糙度有何影響？答：提高砂輪轉(zhuǎn)速可以提高表面粗糙度的精度，即降低粗糙度數(shù)值；提高工件速度可以降低表面粗糙度的精度，即增加粗糙度數(shù)值。4. 什么是冷作硬化？答：切削（含磨削）過程中，刀具前面迫使金屬受到擠壓而產(chǎn)生塑性變形， 使晶體間產(chǎn)生剪切滑移，晶格嚴重扭曲，并使晶粒拉長、破碎和纖維化， 引起材料強化、硬度提高，這就是冷作硬化現(xiàn)

8、象5. 機械加工中的振動對切削加工有哪些不利影響？答：（ 1）影響加工表面的粗糙度， （ 2）影響生產(chǎn)率， （ 3）影響刀具壽命， （4）對機床、夾具等不利。第 6 章 機械加工工藝規(guī)程的制定1. 生產(chǎn)過程和工藝系統(tǒng)？ 答：機械產(chǎn)品制造時，將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。生產(chǎn) 過程是包括產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)準備、制造和裝配等一系列相互關(guān)聯(lián)的勞動過 程的總和。一般把機械加工中由機床、刀具、夾具和工件組成的相互作用、相 互依賴，并具有特定功能的有機整體，稱為工藝系統(tǒng)。2. 什么是工序、工步、進給、安裝、工位？ 答：工序是指一個或一組工人，在一臺機床或一個工作地點對一個或同時 對幾個工件所連續(xù)完成

9、的那一部分工藝過程。工步是指在加工表面和加工 工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。進給是指加工工具在加 工表而上切削一次所完成的切削工作。安裝是指在加工前對工件進行的定 位、加緊和調(diào)整作業(yè)。一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固 定部分所占據(jù)的每一個位置稱為一個工位。3. 生產(chǎn)綱領(lǐng)？ 答：企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。4. 機械加工工藝規(guī)程？ 答：工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件的制造工藝過程和操作方法等的工藝文 件。零件機械加工工藝規(guī)程包括：工藝路線，各工序的具體加工內(nèi)容、要 求及說明，切削用量，時間定額及使用的機床設(shè)備與工藝裝備等。5.

10、 設(shè)計基準 工藝基準？ 答：在零件圖上，用以確定某一點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面 稱為設(shè)計基準。在機械加工、測量和裝配過程中所使用的基準稱為工藝基 準。工藝基準按用途不同又分為定位基準、測量基準、裝配基準。6. 工序基準定位基準？ 答：工序基準 在工序圖中用以確定被加工表面位置所依據(jù)的基準。定位基準 用以確定工件在機床上或夾具中正確位置所依據(jù)的基準。7. 粗基準、精基準？ 答：在起始工序中，工件只能選用未經(jīng)加工的毛坯表面來定位，這種定位 表面稱為粗基準；在中間工序和最終工序中，則選用已加工表面定位，這種定位表面稱為精基準。8. 工序的集中與分散？答：工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾

11、道工序內(nèi)完成，每道工序的 加工內(nèi)容較多。工序分散就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進行。每 道工序的加工內(nèi)容很少，最少時即每道工序僅一個簡單工步。9. 加工余量？答：毛坯經(jīng)機械加工而達到零件圖的設(shè)計尺寸，從被加工表面上切除金屬 層的總厚度，即毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量，也稱 為毛坯余量。而在某一工序所切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序尺寸之差 稱為工序余量，加工總余量是各個工序余量之和。10. 尺寸鏈？答：在機器設(shè)計和制造過程中，常涉及一些有密切聯(lián)系、相互依賴的若干 尺寸的組合。在分析這些尺寸間的影響關(guān)系時，可將這些尺寸從機器或零 件的具體結(jié)構(gòu)中抽象出來，依其內(nèi)在聯(lián)系繪成首尾相接

12、的具有封閉形式的 尺寸組。這一互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合稱為尺寸鏈。11. 封閉環(huán)？答：封閉環(huán)是在加工或裝配過程中最后自然形成(間接獲得)的那一個環(huán),一個尺寸鏈中只有一個圭寸閉環(huán)。計算題1.如下圖所示的偏心軸零件的 A表面需進行滲碳處理，滲碳層深度要求為0.5 0.8 mm。與A面有關(guān)的加工過程如下：(1)精車A面達到尺寸©38.6；mm ；(2 )滲碳處理，控制滲碳層深度為t;(3)精磨A面，保證尺寸*38.4 j).016mm，同時保證滲碳層深度達到規(guī)定要求。試確定t的數(shù)值。解：滲碳層深度為0.5 0-36AU0-4003 0尺寸鏈為:O23U+5 O30D39r（4

13、分）其中0.5警為封閉環(huán)，t、R19.2_0.oo8為增環(huán)，R19.3_0.o5為減環(huán)。由得:由得:由得:0.5= t+19.2 19.3t = 0.60.3= ESt+0 ( 0.05)ESt = 0.250= EIt 0.008 0Elt =0.008所以得：t =0.6 0需82.如圖所示的軸套零件，其外圓、內(nèi)孔及端面均已加工好，試求當以定位鉆直徑為0 10mm孔時的工序尺寸 L及公差。要求：畫出尺寸鏈圖, 并寫出計算過程。解：尺寸鏈為:15-0.1 L 50- 0.05其中15 ±0.1為封閉環(huán)，50 _0.05為增環(huán)，L為減環(huán)。由 15= 50 L得：L = 35由 0.1

14、= 0 EIl得：EIl = 0.1由一0.1 = 0.05 ESl得：ESl= 0.05所以得：L =35_0.；53. 如下圖所示的軸套類零件，設(shè)計尺寸0.66不便于直接測量，采取控制尺寸A來保證尺寸0.66 _0，試求工序尺寸 A及公差。要求：畫出尺寸鏈圖，并寫出計算過程。A5001511.4 - 0.04解：畫出尺寸鏈為:巒-&A5+0.01511.4 - 0.04其中0.66 為封閉環(huán)，11.4_0.04為增環(huán)，5 ±0.015 , A為減環(huán)。由 0.66 = 11.4 5 A得: A = 5.74由 0 = 0( 0.015) EIA得：EIa= 0.015由 0

15、.1 = 0.04 0.015 ESk得：ESa= 0.045所以得：A =5.74 0.0454. 如下圖所示零件，在鏜孔前平面 A、B、C已加工好，為便于工件裝夾,選擇A面作為定位基準，試計算鏈圖，并寫出計算過程。H的尺寸及公差。要求：畫出其尺寸解：尺寸鏈為:其中25 ±0.15為封閉環(huán)，15乩、H為增環(huán)，50 o1為減環(huán)。由 25= 15+H 50得: H=60由 0.15= 0+ESh 0得: ESh = 0.15由一0.15= 0.1+EIh 0.1得：EIh = 0.05所以得：H =60 oo55. 如圖所示小軸零件，毛坯為普通精度的熱軋圓鋼，裝夾在車床前、后頂 尖間加

16、工，主要工序；下料、車端面、鉆中心孔、粗車外圓、精車外圓、 磨削外圓。O 11Va o*LOhJ0120解：結(jié)果見下表。工序名稱工序余量工序經(jīng)濟加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3T7 0.02125.00 25.00-0.021精車0.8T10 0.08425+0.3=25.3 25.30-0.084粗車1.9T12 0.21025.3+0.8=26.1 26.10-0.210毛坯T141.026.1 + 1.9=28.0 28 ± 0.5第九次作業(yè)答案1.應用夾緊力的確是氐則”分析下圖所示夾緊方案，指出不旻之處并加以改止。(b)鉆孔2.根據(jù)六點定位脈理，分析下圖所示各定位

17、方案中各定位元件所消除的門山度.(d)()(D(a) 雙頂尖部分定位，消除5個口由度，即：x、Y、z、£、Z(b) 部分定位，消除5個口由度，即： f i(c) 部分定位，消除4個口由度，即：V、P、$、Z(d) 長銷小平面組合，部分定位，消除5個口由度，即：X. ¥ . z. Y. 2(e) 完全定位，消除6個口由度，即：x . Y . z . x . y . z(f) 部分定位，消除5個口由度，即：X . Y . Z. Y3.根據(jù)六點定位脈理，分析下圖所示備定位方案中各定位元件所消除的白山度如果帕丁過定位或欠定位，請旅出可能出現(xiàn)什么不良后果，并提出改進方案.解答:（a）

18、 Y、分兩個口由度過定位，改進：（1）改為雙頂尖定位，或（2）三爪R 盤夬持部分縮短.（b）短圓銷大平而限制攵、Y . Z、X、Y 5個口由度，V型塊限制Z > Z兩個口由度過定位，但彈性支撐的Y型塊，釋放了 0方向白由度。所以，屬完全 定位。（c）部分定位，消除5個口由度。4.如下圖所示，T件以A、B面定位加T孔010H7 ,試計算尺寸（12 土0 A）mm和（30 ± 0.1 的定位俁芒解答:對于尺寸（30 土 0.1）mm :對于尺寸(12 ±0A)mm :u = A# + A s = 0.055. 一批工件如下圖所示，以圓孔20H7(f2,)mm用芯釉02Og

19、6C：=)mm定位，在立式銃床上用頂尖頂住芯軸銃槽.英中外圈040力6("“、02OH7內(nèi)孔及兩端而均已加T合格，外圓對內(nèi)孔的徑向跳動在0.02mm之內(nèi)。耍保證銃槽的上耍技術(shù)耍求為：槽寬b為12h9(M3):槽距端面尺寸為20 A12 (*,)：槽底位置尺寸為34 .8/111 (.“)：(4)槽兩側(cè)對外圓軸線的對稱度公墾為0.1枷”試分析其定位謀差對保證各項技術(shù)耍求的影響。解答：(1) 槽寬b：由刀只決定槽寬的尺寸粘度，定位謀差對此項粘度沒有影響。(2) 槽距端面尺寸：基準巫合。=01 1Ao = Ay + = -(0.021 + 0.013 + 0 02) + -X 0.016(

20、3) 槽底位置尺寸：221-0.035 < - x 0.163（4）槽兩側(cè)對外圓軸線的對稱度公差：5 - 1x0.02 - 0.01 < ixO.l23第十次作業(yè)答案1、有一批工件，如下圖（a）所示。采用鉆模夾貝鉆削丄件上3） 和林咖（Q）兩扎，除保證圖紙耍求外，還耍求保證兩孔連心線通過4.6（）.；.mm 的軸線，其對稱度公差為0.08mm現(xiàn)采用圖（b）、（C）、（d）所示三種定位方案, 若定位謀差不得大于丄序公差的1/2。試問這三種定位方案是否都可行？(c)解答:(b)圖：對于Q孔，A«2 =TdTd0.10.1V.=0.121<1-X 0.2522 sin&#

21、171; 222 sin 45 *T2對于a孔，=TdTd0.1(Li® 0.021-xO.l2 sina 22 sin 45222(c)圖：對于q孔,A” =TdTd0.10.1=0.0211-x 0.25<a22 sin 45222對于a孔， di =TdTd0.1(Ll1=4« 0.121 > x 0.12 sin 45 *22a2 sin 2十2(d)圖： ad1 = ad2 =0.1=0.052 2通過中心的偏移屋：A,=0.171 >丄xO.08r ”2 sin 45 J22 sin 2綜上：只有b方案可行。2.如下圖所示，在工件上銃一鍵槽，其耍求見圖示，試計算各方案在尺寸45_：.2mm及槽寬對稱度方面的定位課差，并分析哪種定位方案正確？(b)圖,對尺寸45：Anj< = Af + Aa =i(0.021 + 0.013 + 0.1) +丄x 0425 = 0.0795 >-x0.25223對稱度：。桶=0(c) 圖，對尺寸 45: AD