机械设计制造基础-第六章-练习题与答案.doc

第六章 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 3 ó
② 6 ó

③
3ó

④
6ó

n
n

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

1-11


通常机床传动链的（


）元件误差对加工误差影响最大。

① 首端 ②
末端 ③ 中间
④ 两端

1-12


工艺系统刚度等于工艺系统各组成环节刚度（


）。

① 之和 ② 倒数之和 ③ 之和的倒数
④ 倒数之和的倒数

1-13


机床部件的实际刚度（
① 大于 ② 等于 ③ 小于


）按实体所估算的刚度。
④ 远小于

1-14


接触变形与接触表面名义压强成（


）。

① 正比 ② 反比 ③ 指数关系
④ 对数关系

1-15


误差复映系数与工艺系统刚度成（


）。

① 正比 ② 反比 ③ 指数关系
④ 对数关系

1-16


车削加工中，大部分切削热（


）。

① 传给工件 ② 传给刀具
③ 传给机床
④ 被切屑所带走

1-17


磨削加工中，大部分磨削热（


）。

① 传给工件 ② 传给刀具
③ 传给机床 ④ 被磨屑所带走

1-18


为了减小机床零部件的热变形，在零部件设计上应注意（


）。

① 加大截面积
② 减小长径比
③ 采用开式结构
④ 采用热对称结构

1-19


工艺能力系数与零件公差（


）。

① 成正比 ② 成反比 ③ 无关 ④ 关系不大

1-20


外圆磨床上采用死顶尖是为了（


）。

① 消除顶尖孔不圆度对加工精度的影响
② 消除导轨不直度对加工精度的

③ 消除工件主轴运动误差对加工精度的影响
④ 提高工艺系统刚度

1-21


加工塑性材料时，（


）切削容易产生积屑瘤和鳞刺。

① 低速 ② 中速 ③ 高速
④ 超高速

1-22


强迫振动的频率与外界干扰力的频率（


）。

① 无关 ② 相近 ③ 相同
④ 相同或成整倍数关系

1-23


削扁镗杆的减振原理是（


）。

① 镗杆横截面积加大
② 镗杆截面矩加大
③ 基于再生自激振动原理

④ 基于振型偶合自激振动原理

1-24


自激振动的频率( )工艺系统的固有频率。
① 大于 ② 小于 ③ 等于 ④ 等于或接近于

2. 多项选择

2-1

尺寸精度的获得方法有（

）。

① 试切法 ② 调整法 ③ 定尺寸刀具法 ④ 自动控制法

2-2


零件加工表面粗糙度对零件的（


）有重要影响。

① 耐磨性 ② 耐蚀性 ③ 抗疲劳强度 ④ 配合质量

2-3


主轴回转误差可以分解为（


）等几种基本形式。

① 径向跳动
② 轴向窜动
③ 倾角摆动 ④ 偏心运动

2-4


影响零件接触表面接触变形的因素有（


）。

① 零件材料
② 表面粗糙度 ③ 名义压强 ④ 名义面积

2-5 如习图 2-5 所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车
刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的

锥度误差。产生该误差的可能原因有（
）。

① 主轴径向跳动
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
④ 刀杆刚性不

足
习图2-5

2-6 在车床上以两顶尖定位车削光轴，车后发现工件中部直径偏大，两头直径偏小，其可

能的原因有（
）。

① 工件刚度不足
② 前后顶尖刚度不足
③ 车床纵向导轨直线度误差
④ 导轨

扭曲

2-7 在车床上车削光轴（习图 2-7），车后发现工件 A 处直径比 B 处直径大，其可能的原因

有（
）。

①刀架刚度不足
转轴线不平行
② 尾顶尖刚度不足
③ 导轨扭曲
④ 车床纵向导轨与主轴回

A
B

习图2-7

2-8

机械加工工艺系统的内部热源主要有（

）。

① 切削热
② 摩擦热
③ 辐射热
④ 对流热

2-9


如习图 2-8 所示，零件安装在车床三爪卡盘上钻孔（钻

头安装在尾座上）。加工后测量，发现孔径偏大。造成孔径偏

大的可能原因有（
）。

① 车床导轨与主轴回转轴线不平行
② 尾座套筒轴线

与主轴回转轴线不同轴
③ 刀具热变形
④ 钻头刃磨
习图2-8

不对称

2-10


下列误差因素中属于常值系统误差的因素有（


）。

① 机床几何误差
② 工件定位误差
③ 调整误差 ④ 刀具磨损

2-11


下列误差因素中属于随机误差的因素有（


）。

① 机床热变形
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

2-12 从分布图上可以（


）。

① 确定工序能力
② 估算不合格品率
③ 判别常值误差大小
④ 判别工艺过程

是否稳定

2-13


通常根据 X-R 图上点的分布情况可以判断 ( )。

① 有无不合格品
② 工艺过程是否稳定
③ 是否存常值系统误差
④ 是否存在

变值系统误差

2-14


影响切削残留面积高度的因素主要包括（


）等。

① 切削速度 ② 进给量 ③ 刀具主偏角 ④ 刀具刃倾角

2-15


影响切削加工表面粗糙度的主要因素有（


）等。

① 切削速度 ② 切削深度
③ 进给量 ④ 工件材料性质

2-16


影响外圆磨削表面粗糙度的磨削用量有（


）。

① 砂轮速度 ② 工件速度
③ 磨削深度 ④ 纵向进给量

2-17


消除或减小加工硬化的措施有 ( )等。

① 加大刀具前角
② 改善工件的切削加工性
③ 提高刀具刃磨质量
④ 降低切

削速度

2-18


避免磨削烧伤、磨削裂纹的措施有 ( )等。

① 选择较软的砂轮
② 选用较小的工件速度
③ 选用较小的磨削深度
④ 改善

冷却条件

2-19


消除或减弱铣削过程中自激振动的方法有 (


)。

① 提高工艺系统刚度
② 增大工艺系统阻尼
③ 加大切削宽度
④ 采用变速切

削

3. 判断题

3-1
3-2
3-3
3-4
3-5
3-6

零件表面的位置精度可以通过一次装夹或多次装夹加工得到。
零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。
零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。
粗糙表面易被腐蚀。
在机械加工中不允许有加工原理误差。
工件的内应力不影响加工精度

3-7
3-8
3-9
3-10
3-11
3-12

3-13
3-14
3-15


主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。
普通车床导轨在垂直面内的直线度误差对加工精度影响不大。
采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。
磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。
只要工序能力系数大于 1，就可以保证不出废品。
在 x − R 中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。

切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。
在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于 0。
冲击式减振器特别适于低频振动的减振。

4. 分析题

4-1

在铣床上加工一批轴件上的键槽，如习图 4-1 所示。已知铣床工作台面与导轨的平行

度误差为 0.05/300，夹具两定位 V 型块夹角 á = 90 o ，交点 A 的连线与夹具体底面的平行
度误差为 0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为 ö20 ± 0.05mm 。试分析计算加工后键槽底
面对工件轴线的平行度误差（只考虑上述因素影响，并忽略两轴颈与 ö35mm 外圆的同轴度
误差）。

习图 4-1

4-2
试分析习图 4-2 所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工
件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。

a）


b）
习图 4-2


c）

4-3

横磨一刚度很大的工件（习图 4-3），若径向磨削力为 100N，头、尾架刚度分别为 50000

N/mm 和 40000N/mm，试分析加工后工件的形状，并计算形状误差。

A


B


FP


C


D

100
300

习图4-3


50

4-4


磨削 CW6140 车床床身导轨，若床身长 L=2240mm，床身高 H=400mm，磨削后床身

上下面温差 ∆t = 5℃。试计算由于工件热变形所引起的加工误差（工件材料热胀系数
α=1×10-5）。

4-5


在无心磨床上磨削销轴，销轴外径尺寸要求为 φ12±0.01。现随机抽取 100 件进行测量，

结果发现其外径尺寸接近正态分布，平均值为 X = 11.99，均方根偏差为 S = 0.003。试：
① 画出销轴外径尺寸误差的分布曲线；
② 计算该工序的工艺能力系数；
③ 估计该工序的废品率；
④ 分析产生废品的原因，并提出解决办法。

4-6


在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为 ö 20 −00.1 mm。若根据测量工序尺寸接近正

态分布，其标准差为 ó = 0.025 mm，公差带中心小于分布曲线中心，偏差值为 0.03 mm。试
计算不合格品率。

4-7


在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为 ö8 −00.040 mm。每隔一段时间测量一组数据，共

测得 200 个数据，列于表 4-8，表中数据为 7960+x（µm）。试：
1） 画出 x − R 图；
2） 判断工艺规程是否稳定；
3） 判断有无变值系统误差；
对 x − R 图进行分析。

表 4-7

组
号
测量值
平均值
极差
组
号
测量值
平均值
极差
x1
x2
x3
x4
x5
x
i
Ri
x1
x2
x3
x4
x5
x
i
Ri

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10


30
37
31
35
36
43
35
21
20
26


25
29
30
40
30
35
18
18
15
31


18
28
33
35
43
38
25
11
21
24


21
30
35
35
45
30
21
23
25
25


29
35
30
38
35
45
18
28
19
26


24.6
31.8
31.8
36.6
37.8
38.2
23.4
20.2
20.0
26.4


12
9
5
5
15
15
17
17
10
7


11
12
13
14
15
16
17
18
19
20


26
22
28
24
29
38
28
30
28
33


27
22
20
25
28
35
27
31
38
40


24
20
17
28
23
30
35
29
32
38


25
18
28
34
24
33
38
31
28
33


25
22
25
20
34
30
31
40
30
30


25.4
20.8
23.6
26.2
27.6
33.2
31.8
32.2
31.2
34.8


3
4
11
14
11
8
11
11
10
10

4-8


习图 4-8 为精镗活塞销孔工序的示意图，工件以止口面及半精镗过的活塞销孔定位，

试分析影响工件加工精度的工艺系统的各种原始误差因素。

热变形

对刀误差
F

夹紧误差

设计基准

定位误差

菱形销

定位基准

导轨误差

第六章 练习题答案

1. 单项选择
1-1 答案：① 小于 50
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

1-5 答案：③
3ó

n
1-6 答案： ② 1/5～1/2
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
2-11


答案： ① 机床几何误差
答案：② 工件定位误差


③ 调整误差
③ 夹紧误差 ④ 毛坯余量不均引起的误差复映

2-12
答案： ① 确定工序能力
② 估算不合格品率
③ 判别常值误差大小

2-13
2-14
2-15
答案：② 工艺过程是否稳定 ④ 是否存在变值系统误差
答案：② 进给量 ③ 刀具主偏角
答案： ① 切削速度 ③ 进给量 ④ 工件材料性质

2-16
答案：① 砂轮速度 ② 工件速度
③ 磨削深度
④ 纵向进给量

2-17
答案：① 加大刀具前角
② 改善工件的切削加工性 ③ 提高刀具刃磨质量

2-18
答案：① 选择较软的砂轮
③ 选用较小的磨削深度
④ 改善冷却条件

2-19
答案：① 提高工艺系统刚度 ② 增大工艺系统阻尼
④ 采用变速切削

3. 判断题

3-1 答案： ∨
3-2 答案： ×
3-3 答案： ∨
3-4 答案： ∨
3-5 答案： ×
3-6 答案： ×
3-7 答案： ∨
3-8 答案： ∨

3-9 答案： ∨
3-10 答案： ×
提示：参考图 4-31。
提示：磨削时导轨面温度升高，床身底部温度偏低，床身会上弯。磨平后

冷却，3-11 答案： × 导轨面将产生中凹。
3-12 答案： ×
3-13 答案： ∨
3-14 答案： ×
3-15 答案： ×

4. 分析题

4-1 答案：

键槽底面对 ö35mm 下母线之间的平行度误差由 3 项组成：
① 铣床工作台面与导轨的平行度误差：0.05/300
② 夹具制造与安装误差（表现为交点 A 的连线与夹具体底面的平行度误差）：0.01/150
③ 工件轴线与交点 A 的连线的平行度误差：
为 此 ， 首 先 计 算 ö20 ± 0.05mm 外 圆 中 心 在 垂 直 方 向 上 的 变 动 量 ：
∆0 = 0.7 × Td = 0.7 × 0.1 = 0.07 mm
可得到工件轴线与交点 A 的连线的平行度误差：0.07/150
最后得到键槽底面（认为与铣床导轨平行）对工件轴线的平行度误差：
∆P = 0.05 / 300 + 0.01 / 150 + 0.07 / 150 = 0.21 / 300

4-2 答案：

a） 在径向切削力的作用下，尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的位移量，加工后工件
外圆表面成锥形，右端止境大于左端直径。
b）在轴向切削力的作用下，工件受到扭矩的作用会产生顺时针方向的偏转。若刀具
刚度很大，加工后端面会产生中凹。
c）由于切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差，且右端直径大于左端直径，
加工后零件最终的形状参见图 4-34。

4-3 答案：

A 点处的支反力： FA =

D 点处的支反力： FD =

300 ×100
300
300 × 200
300

= 100 N

= 200 N

在磨削力的作用下，A 点处的位移量：

∆ A =
100
50000

= 0.002 mm

在磨削力的作用下，D 点处的位移量：

∆D =
200
40000

= 0.005 mm

由几何关系，可求出 B 点处的位移量：

∆B = 0.002 +
( 0. 005 − 0. 002) ×150
300

= 0.0035 mm

C 点处的位移量：

∆c = 0.002 +
( 0. 005 − 0. 002) × 250
300

= 0.0045 mm

加工后，零件成锥形，锥度误差为 0.001 mm。

4-4 答案：

工件单面受热会产生翘曲变性，磨平后工件冷却下来，将使导轨产生中凹。中凹量可
按下式计算：

y ′ ≈
á ⋅ L2 ⋅ ∆è
8H

=
1×10 −5 × 2240 2 × 5
8 × 400

= 0.0784 mm

4-5 答案：

① 分布图
分布曲线

11.99


12

（公差带）
习图 4-5ans
② 工艺能力系数 CP=0.2/（6×0.003）=1.1
③ 废品率约为 50%

④ 产生废品的主要原因是存在较大的常值系统误差，很可能是砂轮位置调整不当所
致；改进办法是重新调整砂轮位置。

4-6 答案：

分布曲线


19.98
不合格品率

19.9

19.95
20
（公差带）

习图 4-6ans
画出分布曲线图，可计算出不合格品率为 21.2%（计算过程略）

4-7 答案：

1） 画出 x − R 图：① 计算各组平均值和极差，见表 4-7；
② 计算中心线和上下控制限：

x 图： 中心线

上控制线
下控制线
R 图：中心线
上控制线
下控制线
20
CL = x = ∑ xi =28.88 (µ m)
1
UCL = x + A2 R = 28.88 + 0.58 ×10.25 = 34.825 (µ m)
LCL = x − A2 R = 28.88 − 0.58 × 10.25 = 22.935 (µ m)
CL = R = 10.25 (µ m)
UCL = D4 R = 2.11×10.25 = 21.628 (µ m)
LCL = 0

③ 根据以上结果作出 x − R 图，如习图 4-7ans 所示。

x

UCL=34.825

CL=28.88

LCL=22.935

0

5

10

15

20

样组序号

R
x 图

UCL=21.628

CL=10.25

LCL=0

0
5
10
15
20
样组序号

R 图
习图 4-7ans

2）在 x 图上，有多个点子越出控制限，可以判定工艺过程不稳定。
3）在 x 图上，点子没有明显得变化趋势，无法判定有无变值系统误差。
4）在 x 图上，第 4 点到第 9 点之间，点子出现较大波动（R 图亦如此），表明工艺系统在
此期间出现异常。从第 12 点以后，点子有上升趋势（ x 图），值得密切注意，应继续采样
观察。

4-8 答案：

1） 影响孔径尺寸精度的因素：① 刀具调整（调整镗刀刀刃的伸出长度）；② 刀具磨损；
③ 刀具热变形。
2） 影响销孔形状精度的因素：① 主轴回转误差；② 导轨导向误差；③ 工作台运动方
向与主轴回转轴线不平行；④ 机床热变形。
3） 影响销孔位置精度的因素：① 定位误差（设计基准（顶面）与定位基准（止口端面）
不重合，定位止口与夹具定位凸台、菱形销与销孔的配合间隙等引起）；② 夹紧误差；
③ 调整误差（夹具在工作台上的位置调整，菱形销与主轴同轴度的调整等）；④ 夹
具制造误差；⑤ 机床热变形；⑥ 工作台运动方向与主轴回转轴线不平行。

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