机械制造工艺学第3版王先奎习题解答4（精）

机械制造工艺学部分习题解答4

第四章：机械加工精度及其控制（第3版P226-228）

4-1车床床身导轨在垂直平面内及水平面内的直线度对车削圆轴类零件的加工误差有何影响？影响程度各有何不同？

答：导轨在垂直平面内的直线度引起的加工误差发生在被加工表面的切线方向上，是非敏感误差方向，对零件的加工精度影响小；导轨在水平面内的直线度引起的加工误差发生在加工表面的法线上是误差敏感方向，对加工精度影响大。 4-2试分析滚动轴承的外环内滚道及内环外滚道的形状误差（如图4-87题4-2图）所引起的主轴回

转轴线的运动误差，对被加工零件精度有什么影响？

答：轴承内外圈滚道的圆度误差和波度对回转精度影响，对工件回转类机床，滚动轴承内圈滚道圆度对回转精度的影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动两次。对刀具回转类机床，外圈滚道对主轴影响较大，主轴每回转一周，径向圆跳动一次。

4-3试分析在车床上加工时，产生下述误差的原因：1）在车床上镗孔，引起被加工孔圆度误差和圆柱度误差；2）在车床三爪自定心卡盘上镗孔，引起内孔与外圆同轴度误差；端面与外圆的垂直度误差。答：1）在车床上镗孔，引起加工孔的圆度误差是主轴圆跳动、刀杆刚度不足，圆柱度误差是车床导轨在水平面和垂直面的直线度误差。

2）在车床三爪卡盘上镗孔，工件同轴度误差原因可能是工件装夹误差、主轴圆跳动；端面垂直度误差原因是主轴轴向圆跳动（轴向窜动）。

4-4在车床两顶尖装夹工件车削细长轴时，出现4-88a，b，c，所示误差原因是什么？可以用什么方法来减少或消除？

答：a）是属于工件在切削力的做用下发生变形（工件刚度不足），可以通过改变刀具的角度来减少径向切削分力、或者加装中心架或者跟刀架来减少变形。 b）是机床受力变形所致（机床主轴和尾座的刚度不足），可以通过提高机床各部件的刚度来改变。c）由刀具磨损引起，可以采用耐磨刀具来切削，或较少单次切削深度来提高刀具耐磨性。

4-5试分析在转塔车床上将车刀垂直安装加工外圆（图4-89）时，影响直径误差的因素中，导轨在垂直面内和水平面内的弯曲，哪个影响大？与卧式车床比较有什么不同？为什么？

答：如图4-89所示转塔车床的刀具安装在垂直面内，由于垂直面为误差敏感方向，所以导轨垂直面内的弯曲对工件直径误差影响较大。

而对于普通卧式车床，刀具安装在水平面内，导轨在水平面内的弯曲对工件直径误差影响较大；因为水平面是误差敏感方向。

4-8设已知一工艺系统的误差复映系数为0.25，工件在本工序前有圆度误差

0.45mm，若本工序形状精度规定允许差0.01，问至少进给几次方能使形状精度合格？

答：根据教材（第3版，P184）式（4-22）△g=ε*△m，ε=C/k；式中△g为工件形状误差，ε为误差复映系数，△m为背吃刀量之差。

设ε为常数，需要进给n次能够达到形状精度要求；总误差复映系数为：；由式（4-22）可得到△m=△g/ε=0.45/0.25=1.8则：；可以解得n=3.745≈4.

4-9在车床加工丝杠，工件总长为2650mm，螺纹部分长L=2000mm，工件材料和母丝杠材料都是45钢，加工时室温为20℃，加工后工件温暖升至45℃，母丝杠温升至30℃，试求工件全长由于热变形引起的螺距累积误差。 解：加工时机床母丝杠螺纹部分的热伸长量为：

加工时工件丝杠部分的热伸长量为：

工件冷却后的螺距累积误差为：

（负号表示螺距因工作冷却收缩而变短）。

4-10横磨工件时（图4-91），设横向磨削力Fp=100N，主轴箱刚度ktj=5000N/mm，尾座刚度kwz=4000N/mm，

加工工件尺寸如图所示，求加工后工件的锥度。 答：根据第3版教材P182

公式，机床的总变形为假定刀具的刚度很大，刀具刚度的倒数为0；假定工件刚度足够大，工件变形忽略不计。当x=0时，

当x=L=300mm时，当时，所以，加工后工件的锥度为：

4-13在车床上加工一长度为800mm，直径为60mm的45钢光轴。现已知机床各部件的刚度分别为ktj=90000N/mm，kwz=50000N/mm，kdj=40000N/mm，加工时的切削力Fc=600N，Fp=0.4Fc。试分析计算一次进给后的工件轴向形状误差（工件装夹在两顶尖之间）。

解：方法1：先单独考虑机床和刀具的变形，不考虑工件的变形，工件加工后呈马鞍形。根据第3版教材P182公式，机床的总变形为 Fp=0.4Fc=0.4*600=240N；计算几个特殊点的变形量： 当x=0时，=0.00867mm；， 当x=L时，

当x=L/2时，当，

再单独考虑工件的变形，工件变形以后为腰鼓形，工件的变形为 当x=0或者x=L时，yg=0；当x=L/2