机械制造工艺习题集

1、（一）基本概念1.为什么说加紧不等于定位？ 解：工件的定位就是使同一批工件逐次放置到夹具中，都能占据同一位置。为了保持工件在定位过程中获得既定的位置以及在加工过程中工件受到力的作用（如切利力、惯性力及重力等）而不发生移动，就必须把工件夹紧。因此定位和夹紧有不同的概念。工件被夹紧而不动了，并不能说它已定位了，还要看是否在夹具中都能占据同一位置 一般来说，定位是在夹紧之前实现的，但也有在夹紧过程中同时实现的，即边定位边夹紧，如三爪卡盘等定心夹紧机构。 2. 为什么说六点定位原理只能解决工件自由度的消除问题，即解决定与不定”的矛盾，不能解决定位精度问题即不能解决“准与不准”的矛盾？ 解：六点定位原理

2、是把工件作为统一的整体来分析它在夹具中位置的确定和不确定。而不针对工件上某一具体表面。因此六点定位原理只是解决了工件自由度的消除问题。由于一批工件中，每个工件彼此在尺寸、形状、表面状况及相互位置上均有差异（在公差范围内的差异）。而在加工过程中某一工序加工要求都是针对工件的某一具体表面而言的。因此工件即使六点定位后，就一批工件来说每个具体表面都有自己不同的位置变动量。即工件每个表面都有不同的位置精度。这就是说定位后，还存在准确与不准确问题，还要进行定位精度的分析与计算。3.试述基准不重合误差、基准位置误差和定位误差的概念及产生的原因。 解：基准不重合误差：设计基准相对定位基准在加工方向上的位置最

3、大变动量。基准位置误差；定位基准本身相对位置的最大变动量定位误差：由于工件定位所造成的加工面相对其设计（工序）基准的位置误差。定位误差产生的原因：一是基准位置误差（由于定位元件和定位基准本身有制造误差而引起）；另一个是基准不重合误差（是由于定位基准和设计基准不重合而引起的）。4.为什么计算定位误差就是计算设计基准（一批工件的）沿加工要求方向上的最大位置 解：由于采用调整法加工时，夹具相对刀具及切削成形运动的位置，经调定后不再变动。因此可以认为加工面的位置是固定的。（因只研究定位误美。实际上由于在加工一批工件过程中须多次重调以及工艺系统变形等因素的影响，加工面的位置会有变化。这在加工过程误差中予

4、以考虑）。在这种情况下，加工面对其设计（或工序）基准的位置误差必然是设计基准的位置变动所引起的。所以计算定位误差就是计算设计（或工序）基准（一批工件的）沿加工要求方向上的最大位置变动量。5.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点，就不会出现过定位。这种说法对吗？为什么？ 解：凡是有六个定位支承点即为完全定位。对于这句话是否正确要作具体分析。完全定 位是指消除了工件中的全部六个自由度。因此有了六个定位支承点。还心须分析每个定位支承点是否独立消除一个自由度，经分析，工件的六个自由度若没有全部被消除。就不能说完全定位。可能是欠定位

5、或是过定位。不超过六个定位支承点就不会出现过定位。这句话也要具体分析。经分析若不发生重复限制某一个自由度的现象。这句话就对了，否则就是错的。6.不完全定位和过定位是否均不存在？为什么？解：不完全定位和过定位并不是不允许存在，要具体问题具体分析 不完全定位：有些工序中，按照加工要求有时并不要求工件完全定位，而只要求部分定位（即消除部分自由度），这是允许的。如果定位点少于加工要求所应消除的自由度数。因而实际上某些应予消除的自由度没有消除，工件定位不足，这是不允许的称为欠定位。 过定位：定位点多于应消除的自由度数目。因而实际上有些定位点重复消除了同一个自由度。如果在定位基准的精度和定位件精度（包括位

6、置精度）都很高的情况下，重复消除自由度不影响工件的正确定位，这是允许的。否则过定位将造成下列不良后果：（1）使接触点（定位点）不稳定，增加了同批工件在夹具中位置的不同一性；（2）增加了工件和夹具的夹紧变形；（3）致了工件不能顺利地与定位件配合。因而，这种过定位是不允许的。7. 什么是辅助支承？使用时应注意什么问题？举例说明辅助支承的应用。 解：辅助支承用来提高支承零件刚度，不是用作定位支承点。辅助支承在定位支承对工件定位后才参与支承，因此不起任何消除自由度的作用。所以各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。8什么是自位支承（浮动支承）？它与辅助支承的作用有何不同？ 解：

7、自位支承是指支承本身在定位过程中所处的位置。是随工件定位基准面位置的变化而自动与之适应。由于自位支承是活动，因此它与辅助支承不同，尽管每一个自位支承与工件可能作三点或二点接触，但是一个自位支承一般来说实质上仍然只起一个定位支承点的作用。而辅助支承不起定位支承点的作用。9.在夹具中对一个工件进行试切法加工时，是否还有定位误差？为什么？ 解：定位误差共两项，基准位置误差和基准不重合误差。逐件试切法，一般来说，能消除定位误差，因为试切法可以设计（或工序）基准为测量基准来进行试切测量及调刀。消除了用调整法加工时所造成的定位误差。10.有一批工件，如图所示，采用钻模夹具钻削工件上5mm和8mm两孔，除保

8、证图纸尺寸要求，还要求保证两孔联心线通过600-0.10mm的轴线，其对称度允差为0.08mm。现采用如图（b）、（c）、（d）三种定位方案，若定位误差不得大于加工允差1/2。试问这三种定位方案是否都可行（=90）？ 11.有一批直径为d0-Td轴类铸坯零件，欲在两端面同时打中心孔，工件定位方案如图所示，试计算加工后这批毛坯上的中心孔与外圆可能出现的最大同轴度误差，并确定最佳定位方案。 12.一批 d的轴件，欲铣一键槽，工件定位如图所示，保证b、h55.5 0-0.05mm，槽宽对称于轴的中心线，其对称度公差为008m。试计算定位误差。 解：图示，h0（因为基准重合） 13.有一批不同直径和公

9、差的轴类工件，外径均已加工完毕，本道工序欲在轴端钻削一个小孔或铣削一个槽，试问图（a）（f）的定位误差是否相同，为什么？（方框为本道工序要保证的尺寸，V形夹角a90） 解:因为定位误差大小就是被加上尺寸的设计（工序）基准在加工尺寸方向上的最大变动量。而图中设计（工序）基准均为零件外圆最低点，而加工尺寸方向为垂直方向，因此设计（工序）基准的最大变动量计算公式为： Td:零件外圆公差；:V形块夹角（ = 90）。本例因角均为90度，若Td相同，则定位误差必相同。 因为图（a）、（b）、（d）、（e）Td均为01，所以定位误差均相同（0.071），而图（c）,Td为0.12；图（f）Td为0.2，因

10、此定位误差与图（a）、（b）、（d）、（e）就不相同，分别为:0.085，0.141 14.有一批直径为上的d 0-Td 的轴件欲铣一键槽，工件定位方案如图所示，保证m和n。试计算各种定位方案尺寸m和n的定位误差。 解:图（a） n0（因为基准重合）m=Td/2（因为基准不重合） 图（b）nTd/2（因为基准不重合，此为定心定位，定位基准为轴心线0）；m0（因为基准重合） 图（c）n0（因为基准重合）； mTd/2（因为基准不重合，设计基准为轴心线O）15.有一批圆柱形工件，直径为，欲在其一端铣槽，要求槽对外圆轴心线对称，定位方案如图所示，试计算三种定位方案的定位误差（V形块夹角a90）。解：

11、图（a）方案 图（b）方案 图（C）方案 0说明：铣刀位置按工件平均直径调刀。一霎果农定位误差是对称度误差。16. 有一批套筒类工件，以圆孔在圆柱心轴上定位车外圆，如图所示。要求保证内外圆同轴度公差为0.06mm。如果心轴圆柱表面与中心孔同轴度公差为0.01mm，车床主轴径向跳动量为0.01mm，试确定心轴的尺寸和公差（已知圆孔直径为mm）。 解：（如图所示）设工件内孔公差为TD；心轴公差为Td；配合最小间隙为min册则 TDTdmin0.06一0.01一0.01；已知TD0.021， 所以Td十min0019 若考虑工件与心轴装配方便起见，需要最小间隙，则心轴的尺寸和公差选30g6（）。17

12、. 有一批套类工件，定位如图所示欲在其上铣一键槽，试分析计算各种定位方案中，尺寸H1、H2、H3的定位误差。 （1）在可涨心轴上定位图（b）。 （2）在处于垂直位置的刚性心轴上具有间隙定位（定位心轴直径为) 。 （3）在处于水平位置的刚性心轴上具有间隙的定位（定位心轴直径为、图（c）。 （4）如果计及工件内外圆同轴度(同轴度为t),上述三种定位方案中，尺寸H1、H2、H3的定位误差又各为多少？ 解：（图示） （1）H1Td/2（因为基准不重合）；H2Td/2（因为基准不重合）；H30（因为基准不重合）（2）由于孔和心轴间隙配合 所以基准位置误差为TD十eiH1TDeiTd/2 (其中Td为基准

13、不重合误差)。H2TDeiTd/2 （其中Td为基准不重合误差）。H3TDei （因为基准重合，只有基准位置误差）。（3）分两种情况讨论 1）单边接(心轴固定在机床上，而工件因其自重而始终使圆孔壁与心轴上母线接触） H1H2（TDei）/2Td/2，（既有基准位置误差，又有基准不重合误差）。 H3(TDei)/2（只有基准位置误差） 对一批各种不同直径（由D到DTD)的圆孔和各种不同直径（由dei到des）的心 轴相配而言，最小间隙量es始终是不变的常量。这个数值，可以在调整刀具尺寸（即决定对刀元件到定位心轴中心的尺寸）时预先加以补偿，则es的影响便可消除。因此最后得出的定位误差为： H2H2

14、（TD（esei）/2+Td/2 H3=TD+ （esei)/2 2）任意边接触（若每次装卸工件时都得从机床上取下心轴，装上工件后连同心轴一起装夹到机床上人）。 H1H2TDeiTd/2；H3=TDei。任意边接触的基准位置误差为单边接触时的2倍。任意边接触时和固定单边接触不同，ei无法在调整刀具尺寸时预先予以补偿，故要考虑ei的影响。（4）将上面所得的定位误差值都加上t（除H3外）。18. 工件定位如图（a）所示。试分析计算由于定位引起的被加工平面A与两轴颈轴心连线O1O2的平行度误差。若定位方案不能满足平行度要求时，请提出合理的定位方案，并绘制简图表示。（90） 解：图示，当两轴颈中心距为

15、最小时，且轴颈O2为最大（或最小），而轴颈O1为最小（或最大）时，定位误差最大 若定位方案不能满足平行度要求时，定位方案改进如图（b）。19. 在V形块上定位，铣一批轴的键槽如图所示。工件定位部分为中00.05mm外圆。现已知铣床工作台面与纵导轨的平行度公差为0.05/300，夹具两V形块的轴线与夹具体底面的平行度公差为0.01/150。若只考虑机床、夹具及工件定位三项误差的影响时。试问键槽底面与工件两端2000.05mm轴心线的平行度误差为多少？ 解：图示，最大的平行度误差是三项误差因素的累积。20. 在阶梯轴上铣键槽，要求保证尺寸H、L。毛坯尺寸D160 00.14mm，d40 00.1m

16、m，D对子 d的同轴度公差为 0.04mm，定位方案如图所示。试求 H、L尺寸的定位误差（90）。解：图示，右边第一项为外圆D轴线的定位误差，第二项为D对d的同轴度引起的误差，第三项为外圆d轴线与H尺寸设计基准不重合误差：21. 一批工件以圆孔（20H7）用心轴（20g6）定位，在立式铣床上用顶尖顶住心轴铣槽。定位简图如图219所示。其40h6外圆、20H7内孔及两端面均已加工合格，而且40h6外圆对20H7内孔的径向跳动在0.02mm之内。今要保证铣槽的主要技术要求为： （1）槽宽b12h9（0-0.043）； （2）槽距一端面尺寸为 20h12（0-0.21）； （3）糟底位置尺寸为348

17、hll（0，-0.16）； （4）槽两侧面对外圆轴线的对称度公差为0.10mm。试分析其定位误差对保证各项技术要求的影响。 解：图示，现逐项分析如下： （1）槽宽尺寸，由铣刀的相应尺寸来保证。 （2）尺寸20h12（00.21），其设计基准和定位基准重合，且又是平面定位，故定位误差0。 （3）槽底位置尺寸348hll（0，-0.16），其设计基准是外圆最低点，而定位基准是圆心，设计基准和定位基准不重合，有基准不重合误差。由图可知，其值为40h6（00.016）公差之半，即0.016/20008。 由于心轴与定位孔是间隙配合，故有基准位置误差，其值为最大间隙量： 心轴；孔 配合最大间隙量为0.0

18、210.0200.041 又因为定位基准是内孔中心，设计基准是外圆最低点，故外圆对内孔的径向跳动，也会引起设计基准的位移而产生定位误差为0.02。 故000800410020069（4）槽两侧面的理论对称中心线，就是外圆的轴线，这是设计基准。定位基准是内孔的轴线，由于外圆对内孔有径向跳动，便是基准不重合误差，引起槽对称中心线的偏移为式（a）；由于心轴与孔为间隙配合，其最大间隙为基准位置误差，引起槽对称中心线的偏移为式（b）：22. 工件尺寸如图(a)所示，400-0.03与350-0.02同轴度公差为0.02mm。欲钻孔O，并保证尺寸300-0.1mm。试分析计算图示各种定位方案的定位误差。（

19、加工试工件轴线处于水平位置，V形块均为90）。解：如图示图（b）定位基准为35外圆最低点，而设计基准为40外圆的最低点，引起基准不重合误差：图（c）设计基准为40的最高点而40外圆与35外圆以轴线的同轴度相联系，而以35外圆在V形块上定位，引起定位误差为：40直径公差/2同轴度35轴线的定位误差0.03/20.02十0.02/（2*sin45）0.039图（d）同图（c）0.039图（e）设计基准为40外圆最低点，而定位基准为35轴线（定心定位），一起定位误差为：40直径公差/2同轴度0.03/20.020.035图（f）设计基准为40外圆最左母线而设计尺寸方向是水平线，定位基准为30外圆轴线

20、（水平方向定位元件为V形块），30轴线沿着水平方向的定位误差为0，所以定位误差为：40直径公差/2同轴度0.03/20.020.035图（g）（h）若工件因其自重而始终使外圆下母线与孔壁接触，属于单边接触，其定位误差为：40直径公差/2同轴35轴线定位误差0.03/20.02（0.020.05）/20.07若考虑到最小间隙量始终使不便的常量。这个数值，可以在调整刀具尺寸时预先加以补偿。其影响便课消除，则定位误差为：0.03/20.020.02*（0.05-0.01）/20.065图（j）属于定心定位，上述第三项误差为0，则定位误差为：0.03/20.020.035。23. 工件定位如图所示，若

21、定位误差控制在工件尺寸公差的1/3内，试分析该定位方案能否满足要求？若达不到要求，应如何改进？并绘制简图表示。 解：如左图所示，设计基准均为80轴线，其定位误差为：该定位方案达不到要求，改进方案： （1）应改为如右图所示方案。此时对尺寸8或4其定位误差均为： 24. 在轴上铣一平面，工件定位方案，如图所示。试求尺寸A的定位误差。25. 在转模上加工直径为200+0.045mm的孔，其定位方案如图所示，设与工件定位无关的加工误差为0.05mm（指加工时相对于外圆中心的同轴度误差），试求加工后孔与外圆的最大同轴度误差为多少？ 解：设计基准为60外圆的轴线，求加工后孔与外圆的最大同轴度误差，就是求设

22、计基准的最大变动量。借用第24题题解的图。求外国轴线E的定位误差。26. 加工工件内孔D，现以三个直径尺寸相同、且位置相隔120的短圆柱销定24所示。试计算加工后这批工件内孔D与外圆100的同轴度的定位误差。解：图示，从保证工件内孔D与外圆100的同轴度技术要求出发，可知设计基准为外圆100的轴线，求定位误差，就是求轴线的变动量。 外圆轴线极限状况判断： 轴线最低位置：工件V形槽尺寸最大（尺寸为20），而外圆100为最小（直径为1000.5） 轴线最高位置：工件V形槽宽度尺寸最小（尺寸为200.5），而外圆中100为最大（直径为100）。 因此轴线的偏移量为该批工件V形槽宽度尺寸变动在短圆柱中

23、10定位件上定位所引起轴线变动量1和该批工件中100外圆尺寸变动在定位元件V形块上定位（设60）所引起的轴线变动量2之和。 左图为工件V形槽在短圆柱10定位件上定位所引起轴线在短圆柱外圆法线上的变动OO，从图中几何关系上可看出OO=0520.25。 27. 工件定位如图所示的两种方案，要求加工面A对B面的平行度不大于0.2/100。已知L100mm，夹具hj100.02mm，工件hg100.05mm。试求：（1）两方案的定位误差。（2）指出减少图（b）方案的定位误差的途径。解：（1）图（a）0 图（2）（0.02+0.05）/1000.07/100 （2）增大L，减少夹具hj的公差。（必要时也

24、可减少工件hj的公差）；或者采用图（a）的方案。28. 工件定位如图所示，要保证加工面A与B面的距离尺寸伟1000.15mm，试计算其定位误差。在保持原有定位方案的前提下，试提出减少定位误差的措施。解：设计基准为B，定位基准也是B，无基准不重合误差。B250tg120.3520.15改进方案：支承钉高度应位于工件高度的中部，即支承钉高度改为30mm。则B230tg120.21（20.1）不能满足加工要求。改进措施：（1）采用基准重合，用工件顶面定位，从下往上加紧，但加紧机构复机，装夹不便；（2）减少基准不重合误差，即提高500.2尺寸的精度（如改为500.05）；（3）若加工数量不多，可改用试

25、切法，直接保证200.1。30. 工件定位如图所示，欲加工孔O，保证BTB/2和DTD/2，设M、P面互相垂直，试计算定位误差。解：如图所示B基准位置误差基准不重合误差0TAD基准位置误差基准不重合误差0TC31.工件定位如图所示，加工M面要保证A0TA，工件定位基准为底平面和孔O2，试计算其定位误差。（孔O2直径的公差为TD2，销边直径公差为Td2，孔2和销最小配合间隙为X2min）。解：如图，孔O2配合间隙引起在A尺寸方向的定位误差1（TD2Td2X2min）cosLL引起在A尺寸方向上的定位误差：22（TL/2）cosLL引起在A尺寸方向上的定位误差：32（Th/2）cos因此总的定位误

26、差（在A尺寸方向上）：123（TD2Td2X2min2TL/2）cos2（Th/2）cos。32. 加工如图所示零件，已加工好底面、侧面及大孔2000.023mm。本工序加工两空1000.03mm，保证尺寸300.05mm、250.05mm及两孔中心联线与A面平行度为0.1/100mm，若定位误差应控制在公差的1/3时，试分析计算图示三种定位方案的定位误差，并确定哪种方案可行。解：如图：图（b）对尺寸30及25来说，设计基准为20孔的轴线，设计基准和定位基准重合，但因销和孔为间隙配合，故有基准位置误差。对于两孔中心线与A面平行度方面的定位误差，只要按图（e）连接O1O2，并假想成一面二销定位，

27、求算角。当A面与20孔距离为最小时（40-0.05），而夹具上圆销与支承钉距离为最大时（40+0.02），间隙为2max，因为工件要接触支承钉，必然绕O1顺时针转，反之逆时针转。图（c）对于尺寸25来说设计基准和定位基准重合，因有配合间隙，故有基准位置误差。对于尺寸30来说，设计基准为20孔轴线，而定位基准为A面，设计基准和定位基准不重合，而定位基准为已加工过的平面。其基准位置，可认为0。因此对于平行度来说，基准重合。因此平行0。图（d）对于尺寸25来说，设计基准和定位基准重合，虽然有配合间隙存在，但因工件A面的定位元件始终时使工件20孔壁与圆柱心轴下母线接触，因此在尺寸25方向，设计基准变动

28、量为：250。对于尺寸30来说，也由于20孔壁始终与圆柱心轴下母线接触，因此在尺寸30方向的设计基准变动量为最大配合间隙的一半。对于一批各种不同直径的圆孔和各种不同直径的圆柱销相配而言，最小间隙（min0.008），始终是不变的常量。这个数值，可以在调整刀具尺寸时预先加以补偿，则最小间隙的影响便可消除。因此最后得出的定位误差为：对于平行度来说，设计基准与定位基准重合。因此平行0。即第三种方案可行。33. 加工如图（a）所示零件，在工件上欲铣一缺口，保证尺寸80-0.08mm。现采用图（b）、（c）所示两种定位方案。试分析哪种定位方案定位精度高。若不能满足图纸要求，定位方案应如何改进？并绘草图说

29、明。解：如图图（b）设计基准为尺寸8的左端面，而定位基准为尺寸50的左端面，基准不重合，定位基准又为已加工的平面，基准位置误差可认为零，因此 820尺寸的公差+50尺寸的公差0.20.150.350.08图（c）设计基准为尺寸8的左端面，而定位基准为尺寸5O的右端面，基准不重合，位置误差可认为零，因此 820尺寸公差0.20.08由上述可见，图（c）方案定位精度高，但仍然超差改进定位参考方案：定位元件结构类似图（c），但不用尺寸20右端面而用其左端面来定位，则基准重合了，此时理论定位误差应为0，如图（d）。34工件定位如图所示。在钻模中加工连杆两孔，若只计及定位误差的影响。（1）试分别求出两端

30、孔的最大壁厚差各多少？（对一个零件而言）（2）若其它条件不变，仅将两端V形块都改为可移动式，实现自动定心定位，则两孔的最大壁厚差为多少？解：设两个钻套之间距离以及其中一个钻套与V形块的位置均按工件平均尺寸调定(1）孔1外圆毛坯轴线的偏移量为：孔2外圆毛坯轴线的偏移量为： 因求两端孔的最大壁厚差，故应为：孔1：， 孔2：（2）孔1和孔2外圆毛坯轴线的偏移量为： 其壁厚差为其偏移量的两倍。即 （二）影响加工精度的因素及其分析35. 在外圆磨床上加工（图 3l），当 n12n2或n1n2时，若只考虑主轴回转误差的影响，试分析在图中给定的两种情况下，磨削后工件的外圆应是什么形状？为什么？解:图（a），

31、由于主轴（砂轮轴）轴颈是圆的，加工后的工件形状必然也是圆的。磨外圆时，工件对砂轮的径向压力方向是一定的，总是把砂轮轴颈推向主轴轴承固定的承载区上。主轴运转中是轴颈圆周上的各点与轴承上的固定承载区连续接触。因此，主轴的径向跳动只取决于轴颈的圆度，与轴承的圆度无关。图（b），由于砂轮轴颈不圆，必然引起主轴的径向跳动，加工后的工件产生圆度误差，其形状与主轴相对于工件的转速有关。当n12n2时，由于砂轮主轴转速快，主轴径跳的频率高，且直接反映到被加工工件的外圆，加工后的工件形状为多角形（右图）。若n1n2时，加工后工件的形状类似主轴颈的椭圆形。36. 在卧式镗床上对箱体件螳孔，试分析采用（1）刚性主轴

32、控杆；（2）浮动省杆（指与主轴连接的方式）和螳模夹具时，影响胜杯回转精度的主要因素（静态）有哪些？解：（1）采用刚性主轴模杆螳孔时，影响镇杆回转精度的主要因素是：（i）螳杆主轴滚动轴承外圈内滚道的圆度及波度；（ii）铸杆主轴滚动轴承内圈的壁厚差；（iii）滚动体的圆度与尺寸差；（iv）模床主轴箱体孔的尺寸精度，几何形状精度及前后轴承孔的同轴度；（v）镗床主轴轴颈的尺寸精度，几何形状精度及前后轴颈的同轴度。此外，主轴部件的装配质量也是影响螳杆回转精度的重要因素。（2）采用浮动错杆和螳模夹具时，影响撞杆回转精度的主要因素是：1）铸模上撞杆导套孔的圆度误差；2）铸杆与导套孔的配合间隙；3）前后镗套的

33、同轴度；4）镗杆前后导向支承的同轴度。37. 在车床上加工圆盘件的端面时，有时会出现圆锥（中凸或中凹）或端面凸轮似的形状（如螺旋面），试从机床几何误差的影响分析造成图示的端面几何形状误差的原因是什么？解：产生图（a）所示端面中凹或中凸的主要原因是横进给刀驾导轨与主轴回转轴线不垂直，或横导轨在水平面的不直度引起的。 产生图（b）所示端面凸轮状的主要原因是主轴的轴向窜动，或横导轨在水平面的不直度。38. 为什么对车床床身导轨在水平面的直线度要求高于在垂直面的直线度要求？而对平面磨床的床身导轨其要求则相反呢？对镗床导轨的直线度为什么在水平面与垂直面都有较高的要求？ 解：普通车床的车刀是水平安装的，床

34、身导轨在水平面内的直线度误差直接反映为刀具在被加工表面的法线方向上的尺寸变化，对加工直径的影响大。磨削平面时，加工表面的法线方向在垂直面上，因此对平面磨床床身导轨在垂直面上的直线度有较高的要求。在镗床上镗孔时，加工表面的法线方向时不断变化的，镗床导轨在水平面与垂直面的直线度误差都对镗镗孔的径向尺寸右明显的影响，因而都已较高的要求。39. 在普通车床上加工一光轴，已知光轴长度L800mm，加工直径D800-0.05mm，当该车床导轨相对于前后顶尖连心线在水平面内平行度为0.015/1000，在垂直面内平行度为0.015/1000，如图所示，试求所加工的工件几何形状的误差值，并绘出加工后光轴的形状

35、？解：工件轴向形状误差值D应考虑水平面不平行度Y与垂直面不平行度面Z的综合影响。因此计算结果表明，床身导轨与前后顶尖在水平面的不平行度面Y对加工直径及轴向形状误差影响显著，而在垂直面的不平行度上Z对其影响很小（可略而不计），因此加工后工件的形状近似为圆锥形，产生圆柱度误差。40上题中若该车床因使用年限较久，前后导轨磨损不均，前棱形导轨磨损大，且中间最明显，形成导轨扭曲（图示），经测量前后导轨在垂直面内的平行度（扭曲值）为0.0151000。试求所加工的工件几何形状的误差值，并绘出加工后光轴的形状？解：从图示可知：加工后工件轴向直径误差值：计算结果表明，导轨扭曲对外圆尺寸和轴向形状精度影响较大，

36、加工后轴的几何形状大旋转双曲面（鼓形），产生圆柱度误差（右图示）。41外圆磨床导轨在水平面内的直线度误差经测量后作图，其结果如图所示，若只考虑导轨直线度误差时，试计算磨削长度为1200mm的光轴，加工后工件的几何形状误差为多少？为减少此误差，应如何调整机床较合适？解：由于导轨在水平面上的直线性误差（田向砂轮架），使磨削后一米长的光轴产生圆柱度误差，其误差的表现形式可能有以下两种：（1）利用床身导轨的中段进行磨削，加工后光轴的形状为鞍形（右图）。从右图可见，利用床身导轨的中段进行加工，磨削后工件的轴向直径误差，比利用床身导轨的其它位置磨削的误差小（R0.5）。（2）利用床身导轨的左半段（或右半段

37、）进行加工，磨削后光轴的形状为带有明显锥度的喇叭形，轴向直径误差最大（R0.012）。为减少此误差，可以采用调整尾架顶尖的位置，使前后顶尖与床身工作台纵向移动方向平行，使磨削后工件的轴向直径误差大为减小。这种调整方法的实质是误差补偿法。42. 在车床上镗孔时，若主轴回转运动与刀具的直线进给运动均很准确，只是它们在水平面内或垂直面上不平行（图示），试分别分析在只考虑机床主轴与导轨的相互位置误差的影响时，加工后工件内孔将产生什么样的形状误差？解：图（a）所示为两个成形运动在水平面内不平行，加工后工件内孔产生较大的圆柱度误差（锥形）。 图（b）所示为两个成形运动在垂直面内不平行，加工后工件内孔产生较

38、小的圆柱度误差（喇叭形）。43装在芯轴上（图示）车削齿轮坯A，B，C，D，E五个表面（内孔F面已加工好了），其加工顺序如下：先车削A，B，C，然后调头车削D，E（调头时不拆下工件，在调换芯轴位置，即把芯轴回转180），若前顶尖相对于主轴回转中心有偏心量e，且调头时前顶尖处于图示位置（即处于偏心量e的最上方）。试分析A、B、C、D、E各面之间将出现何种相互位置误差？ 解：（图示）调头前，由于芯轴的几何轴线（两顶尖连线）与回转轴线（车床主轴的回转轴线）不重合，使加工后的外圆B的轴线与基准孔F的轴线有倾角，产生同轴度误差。虽然B不平行F，但在同一次安装中加工的几个表面相对位置是准确的，即A垂直B、C

39、垂直B、A平行C。 凋头后，被加工的外圆D的轴线也与基准孔F的轴线有倾角，但方向相反。因此D不平行B，且D与B外圆轴线的交角为2，产生较大的同轴度误差。由于在第二次安装中加工的外圆D，垂直于大端面E，所以E与A、C均不平行，其倾角也为2。 44. 在平面磨床上用端面砂轮磨削平板工件。加工中为改善切削条件，减少砂轮与工件的接触面积，常将砂轮倾斜一个很小的角度（图示）。若2，试绘出磨削后平面的形状并计算其平面度误差？解：磨削后平面呈中凹状图示，平面的直线度误差为45. 在车床上加工芯轴时（图示），粗、精车外圆A及肩台面B后，再光刀人及B，经检测发现A有圆柱度误差，B对A有垂直度误差。试从机床几何误

40、差的影响，分析产生以上误差的主要原因有哪些？解：产生 A面圆度误差的主要原因是车床主轴回转轴线的径向跳动。产生 A面圆柱度误差的主要原因有：（1）床身导轨在水平面内的直线度误差；（2）床身导轨和主轴回转轴线在水平面内不平行；（3）床身导轨的扭曲；（4）主轴回转轴线的角向摆动。产生B面对A面不垂直的主要原因有：（1）主轴回转轴线的轴向窜动；（2）刀架横溜板导轨与主轴回转轴线不垂直。46. 工具车间加工夹具的钻模板时：其中两道工序的加工情况及技术要求如图所示。 工序（iii）（图a）在卧式铣床上铣 A面 工序（v）（图b）在立钻上钻两孔C 试从机床几何误差的影响，分析这两道工序产生相互位置误差的主

41、要原因是什么？解：图示工序（iii）在卧式铣床上铣A面，要求 A平行B，从纵向看 A平行B取决于铣床工作台面与工作台纵向移动的平行度。从横向看A平行B取决于：（i）工作台面与工作台横向进给导轨在垂直面上的平行度；（ii）工作台面与铣床主轴回转轴线的平行度，工序V在上钻上钻两孔C，高求C垂直B，主要取决于钻床主轴回转轴线与工作台面的垂直度。47. 机床上各部件都有误差，加工时如何判断哪些部件的误差对加工精度有直接影响？哪些部件的误差对加工精度没有影响？解：加工时，使机床运动部件的误差影响刀具与工件正确的相对位置和相对运动关系的因素，都会直接影响加工精度其中主要的是机床主轴的回转精度和导轨的直线运

42、动精度，以及成形运动之间的相对位置和运动配合关系。具体分析时主要应考虑影响被加工表面法线方向（误差敏感方向）的位置误差与运动误差。其它方向的误差对加工精度的影响较小。48. 加工外圆、内孔与平面时，机床传动链误差对加工精度是否有影响？在怎样的加工场合下，才须着重考虑机床传动链误差对加工精度的影响？传动元件的误差传递系数，其物理意义是什么？解：加工外圆内孔与平面是，机床传动链误差对加工精度没有影响。只有在加工时要求成型运动之间有一定的速比关系时（如加工螺纹、齿轮等成型表面）才须着重考虑机床传动链误差对加工精度的影响。 第j个传动元件的误差传递系数为Kj=1/ijnWn/Wj。它反映第j个传动元件

43、的转角误差对传动链误差的影响程度，其数值为该传动元件至未端元件之间的总传动比。49在车床上加工丝杠和在滚齿机上加工齿轮时，产生传动链误差最主要的环节是什么它们引起的温差对一批工件而言误差性质属于什么？通常才哟女冠哪些措施来提高传动链精度？ 解：在车床上加工丝杠，产生传动链误差最主要的环节时车床母丝扛的精度；在滚齿机上加工齿轮。产生传动链误差最主要的环节是滚齿机工作台分度涡轮的精度。它们引起的加工误差对一批工件而言是常值系统误差。为提高传动链精度通常采用的措施有：（1）尽量缩短传动链以减少传动付的数目；（2）合理安排传动比；（3）提高主要传动元件的制造及装配精度；（4）采用校正机构。50在滚齿机

44、上若被加工齿轮分度圆直径D100mml，滚切传动链中最后一个交换齿轮的分度圆直径d200mm，分度蜗轮付的降速比为1：96，若此交换齿轮的周节累积误差Fp0.12mm，试求由此引起的工件的周节偏差为多少？解：最后一个交换齿轮的误差传递系数：Kjij1/96；由此引起的工作台转角误差：；产生工作的周节偏差为： .51 图时为Y38滚齿机的传动系统图，当加工直齿圆柱齿轮时（m2，Z工48），已知i差l，i分eac/fbd24K刀/Z11/2若齿轮动的周节累积误差FpI0.08mm，齿轮Z。的周节累积误差Fpd0.10mm，蜗轮的周节累积误差Fpa0.13mm，试求：（1）分别计算由于它们引起的工件

45、的周节偏差或周节累积误差为多少？（2）分析它们如何影响被加工齿轮的传动质量并说明能否用校正机构来补偿？（3）估算整个传动链的转角误差（若传动链中其他元件均很准确）？解：图示（1）分别计算各自引起的工件的周节偏差或周节累积误差：周节偏差：周节累计误差：（2）Z1、Zd齿轮误差引起的工作台传动误差属于高频小幅值的使工件产生周节偏差，主要影响齿轮传动的工作平稳性。蜗轮误差引起的工作台传动误差较大，直接反映为被加工齿轮的周节累积的误差，主要影响齿轮传动的运动精度。后者引起的传动误差属于大周期的，可采用校正机构来补偿。（3）估算整个传动链的转角误差：52在卧式楼床上采用工件进给镗孔时，若镗刀回转直径d刀

46、80mm，工作直线进给运动与镗杆回转运动轴线有130的交角，试求加工后孔的圆度误差？解：当工作台直线进给运动与螳杆回转运动轴心线不平行时（图示）镗出的孔在垂直于镗杆轴心线的截面II内为圆形，而在垂直于进给方向的截面IIII内为椭圆。加工结果为一个椭圆柱面。椭圆的长轴为d刀，短轴为d刀cos，故圆度误差为：dd刀（1cos）80（1cos130）0.028（mm）53. 在车床上用三爪卡盘夹持轴承外环的外圆进行镗孔时，试问三爪卡盘的制造误差（如有偏心）对撞孔的尺寸，几何形状及相互位置精度（如孔对定位外圆的同轴度误差）有否直接影响？为什么？解：三爪卡盘的偏心对镗孔后的尺寸，集合形状并无直接的影响。

47、卡盘的偏心只会引起镗孔余量不均，通过误差复映规律对镗孔的尺寸及几何形状产生间接的、很小的影响。三爪卡盘的偏心会使所镗的孔与定位外圆产生同样的偏心（即同轴度误差）。54. 在钻床上用钻模扩孔时，试问钻套直径的误差（如尺寸变大了）对扩孔直径是否有直接影响？若改用单刃镗刀，仍用上述钻模来引导刀杆进行镗孔，则钻套直径的误差对镗孔尺寸精度有否直接影响？如果上述工作都改在车床上进行，其影响又如何？解：在钻床上：用扩孔钻，扩孔直径不受直接影响。用单刃镗刀，镗孔尺寸会变小。在车床上：用扩孔钻，扩孔直径会受影响（因为被加工孔的轴线是车床主轴的回转轴线），用单刃镗刀、镗孔尺寸不受直接影响。55. 用双轴镜头加工图

48、所示工作的四孔50H8，加工时工件分两次安装（第一次安装工件以A端靠在夹具定位销1的左侧，第二次安装则靠在定位销2的左侧，如图（b）所示。若已知与安装无关的其它因素引起的孔距加工误差为0.01mm。试分析计算任意两孔的中心距允差为0.05mm的技术要求能否保证？解：图示，孔距误差定位加工。（1）同一次安装加工的两孔之孔距误差：O1O2O3O4（0.015）（0.01）0.025（mm）（2）两次安装加工的两孔之孔距误差应考虑：（i）定位销的直径公差0.01（可化成0.005的形式）；（ii）两定位销销距公差0.01；（iii）两镗头主轴轴距公差0.015；（iv）与安装无关的其它因素引起的孔距

49、加工误差0.01。由于两次安装的定位基准都是A面，基准误差为常值误差，可相互抵消，因此不必计入。56. 在内圆磨床上磨削主轴锥孔时，若工件回转轴线与砂轮回转轴线不等高，锥孔会产生怎样的加工误差？当用标准检验棒做着色检验接触情况时会发现什么现象？它对机床主轴的使用性能有何影响？解：磨削后，锥孔呈旋转双曲面。因此在用标准检验棒做着色检验时，发现主轴锥孔的接触面积减小。当主轴锥孔与工具锥柄结合时，因锥面接触面积小，接触刚度低，使顶尖的定位精度降低，使锥孔的磨损加剧。57. 用成形车刀在车床上加工手柄件的曲面时（图示），若成形刀刃安装略高（或略低）于工件的回转轴线，或成形刀具在水平面上安装倾斜，试分析

50、加工后工件将产生怎样的几何形状误差？解：图示，成形刀具安装不正确，加工时就会使工件产生相应的几何形状误差。题中成形刀具安装略高（或略低）于工件的回转轴线，或成形刀具在水平面上安装倾斜，手柄件曲面上个点的曲率半径都产生变化，可在刀刃上等距截取几点，以作图法求出工作轴各段的加工直径连成工件的轮廓曲线。成形刀具在水平面上安装倾斜影响更直接，加工直径变化更大。因此成形刀具的正确安装尤为重要，一般可用样板、样件或其它方式对刀。58. 在车床上车削圆锥面（图示），若小刀架的倾斜角度已调整好，且工件的回转运动与刀具的直线运动均很精确。当车刀刀尖安装位置低于机床主轴轴线2.5mm，且工人按锥体大端直径100试

51、切调刀，试分析计算在只考虑刀具安装位置不准确，加工后工件的实际形状及小端直径的实际尺寸？解：如图所示，若车刀刀尖安装位置通过机床主轴轴线的水平面内。已知大端半径：R0100/250（mm）；小端半径：r080/240（mm）。锥度：tg（5040）/2001/20。当车刀刀尖位置比机床主轴轴线低2.5毫米时，按题意可知，由于在车削锥体大端时调刀，大端实际刀尖与理论刀尖在水平面上的投影相差一个距离，而且在任意垂直截面上，其实际刀尖与理论刀尖在水平面的投影均相差一个同样的距离（图示）。 (1）求在任意截面上的实际半径rx上式中rx与x恰为一双曲方程，加工表面必然为旋转双曲面。（2）求小端半径的实际

52、尺寸59在单轴自动车床上加工一批直径20mm的小轴，轴长l30mm（工作材料为45钢），刀具材料用YT15，切削速度 v 100mmin，走刀量 f0.3mm/r，试求加工500件后由于刀具磨损引起的工件直径误差是多少？解：查表可得：车刀的初始磨损00.008mm，单位磨损K0.008mm，先求车刀的切削路程L；再求车刀的尺寸磨损；工件的直径误差上d; 60加工一合金钢管，其外径为1000-0.054mm，工件长度l=2100mm，锥度允差在全长范围内为0.02mm。原选用刀具材料YT15，走刀量f1= 0.32mm/r，试计算由于刀具磨损所产生的锥度值是否超差？若改用YT30宽刀，采用大进给

53、（f21.98mm/r）加工，试计算由于刀具磨损是否会使加工外圆的锥度超差？解：（1）采用YT15车刀，且 f10.32mm/r查表可得00.004（mm），K0.0085（mm）切削路程L（3.141002100）/（10000.32）2061.67（m）法向磨损u0.004十（2061.67/1000）0.00850.022（mm）全长的锥度为D=2u20.0220.044（mm）0.02所以加工的外圆锥度超差。（2）采用YT30车刀，且f21.98mm/r查表可得00.002（mm），K0.0035（mm）切削路程L（3.141002100）/（10001.98）333.20（m）法向磨

54、损u0.002十（333.20/1000）0.00350.003（mm）全长的锥度为D=2u20.0030.006（mm）0.02所以加工的外圆锥度合格。61. 在无心磨床上采用切人法（径向进给）磨削一批小轴，图纸要求尺寸400-0.045mm，小轴的余量为0.3mm，砂轮外径D=500mm。若已知砂轮磨耗量与工件的金属切削量之比为1：25，试计算只考虑砂轮磨耗影响的条件下，磨削加工多少工件之后就须重新调整机床？（已知工件的调整尺寸为中 39955mm）。解：工件的金属去除量为3.14dlt式中d：工件直径；l：工件长度；t：切深，为工件直径余量的一半。砂轮的磨耗量为3.14DluD：砂轮直径，u：砂轮的尺寸磨损值按题意的已知条件列式3.14dly/3.14Dlu25求磨削一个工件的砂轮尺寸磨损值： 故，磨削93件后需重调机床。62. 何谓加工原理误差？由于近似加工方法都将产生加工原理误差，因而都不是完善的加工方法，这种说法对吗？解：