机械制造技术基础(第2版)第四章课后习题答案

《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。

4-5 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。

解：根据p154公式(4-2)，

01000NB K l NB NB ≈+ 根据题意，切削50个工件的切削长度：120050l D f π=⨯⨯ 查p155表4-1得，YT15刀具切45钢时，NB 0=8μm ，K NB =8μm/km ；

则1200860500.28460 μm 10001000NB π⨯⨯⨯⨯≈+

=⨯=0.46mm 工件直径增大至：60+2×0.46=60.92mm ， 直径误差0.92mm 。

4-6 成批生产图4-69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

解：假定孔E 的中心至定位面距离为F ±T F /2，则F 和A 、B 、C 组成一直线尺寸链，F 为封闭环，A 、C 为增环，B 为减环。

F =A – B + C

封闭环公差jb F A B C T T T T ∆==++，这是基准不重合误差，假定定位基准制造误差为0，则定位误差为：dw jb jw F T ∆=∆+∆=

4-7 按图4-70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。

习题4-7图

解：(1) 在工件轴向0

0.2120l -=mm ，定位基准与设计基准重合，无定位误差。

(2)在工件径向：0

0.1634.8h -=mm 定位误差分析：

定位基准与设计基准不重合，并有内外圆的径向跳动公差T (c )=0.02；

40

0.016()0.020.02822

jb T T c φ∆=+=+=mm 工件用内孔和心轴定位，并处于水平心轴位置，按p158公式(4-4)则定位误差为：

1()2

jw D d s T T ∆=++∆ 其中T D =0.021mm ，定位心轴0.0070.02020620g -

-=mm ，T d =0.013mm ；

min max 20(200.007)0.007s D d ∆=-=--=mm ，代入上式可得

1(0.0210.0130.007)0.02052

jw ∆=++=mm 所以，径向定位误差为：0.0280.02050.0485dw jb jw ∆=∆+∆=+=mm

(3) 键槽对称度e =0.01mm 的影响分析：

外圆轴线是键槽对称度的基准轴线，故对称度对h 方向尺寸定位误差没有影响。

4-8 习题4-8 图a)所示为铣键槽工序的加工要求，已知轴径尺寸00.180φ-=mm ，

试分别计算习题4-8 图b)、c)两种定位方案的定位误差。