第4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（ ）。
3σ6σ
① 3σ ② 6σ ③ ④
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（ ）按实体所估算的刚度。
① 大于 ② 等于 ③ 小于 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4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔
刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的度误差。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
习图4-2-5
车锥
足
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4-2-7），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 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 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4-2-8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 钻头刃磨不对称 习图4-2-8
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（ ）。——（对应知识点4.6.2） 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 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。∨ 3-2 零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。×
3-3 零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。∨ 3-4 粗糙表面易被腐蚀。∨
3-5 在机械加工中不允许有加工原理误差。× 3-6 工件的内应力不影响加工精度。×
3-7 主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。∨
3-8 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。∨ 3-9 采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。∨ 提示：参考图4-31。 3-10 磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。×
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，导轨面将产生中凹。 3-11 只要工序能力系数大于1，就可以保证不出废品。×
3-12 在-R 中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。× 3-13 切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。∨ 3-14 在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0。× 3-15 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4-4-1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α=90o ，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φ20±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φ35mm 外圆的同轴度误差）。
习图4-4-1
键槽底面对φ35mm 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φ20±0. 05mm 外圆中心在垂直方向上的变动量：∆0=0. 7⨯T d =0. 7⨯0. 1=0. 07mm 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 试分析习图4-4-2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。
习图4-4-2
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 横磨一刚度很大的工件（习图4-4-3），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。
习图4-4-3
300⨯100
=100N 300300⨯200
D 点处的支反力：F D ==200N
300
在磨削力的作用下，A 点处的位移量：
100∆A ==0. 002mm
50000
在磨削力的作用下，D 点处的位移量：
200∆D ==0. 005mm
40000
由几何关系，可求出B 点处的位移量：
(0. 005-0. 002) ⨯150
∆B =0. 002+=0. 0035mm
300
C 点处的位移量：
(0. 005-0. 002) ⨯250
∆c =0. 002+=0. 0045mm
300
加工后，零件成锥形，锥度误差为0.001 mm。
A 点处的支反力：F A =
4-4 曾有人提出一种在工作状态下测量工艺系统静刚度的方法，其过程如下：如习图4-4-4所示，在车床顶尖间装夹一根刚度很大的轴，在轴靠近前、后顶尖及中间位置预先车出三个台阶，尺寸分别为H 11、H 12、H 21、H 22、H 31、H 32。经过一次走刀后，测量加工后的台阶尺寸分别为h 11、h 12、h 21、h 22、h 31、h 32。试：1）说明用此方法测量工艺系统静刚度的原理；2）如何由上面的数据确定工艺系统刚度？3）说明该方法的优缺点。
习图4-4-4
1）工艺系统刚度分别为依据误差复映原理。 2）前、中、后3处的误差复映系数分别为： ε1=
h -h 32h 11-h 12h -h 22
, ε2=21, ε1=31
H 11-H 12H 21-H 22H 31-H 32k 1=
C , k 2=
C , k 3=
C
前、中、后3处的工艺系统刚度分别为：
ε1
ε2
ε3
忽略工件的变形，工艺系统刚度主要取决于头架刚度k tj 、尾架刚度k wj 和刀架刚度k dj 。并且有：
111=+k 1k tj k dj 1111
=++
k 24k tj 4k wj k dj 111=+k 3k wj k dj
解上面的方程可得到：
111=-k tj k 1k dj
121⎛11=- +k dj k 22 ⎝4k tj 4k wj 111=-k wj k 3k dj
⎫⎪ ⎪⎭
3）优点：可反映工作状态下的系统刚度。
缺点：工艺系统存在许多影响加工误差的因素，实验中不可能将这些因素全部排除，会使实验结构存在较大误差。有时这种误差可能大到使实验结果不可信的程度。
4-5 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Δt = 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）。 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。中凹量可按式（4-24）计算：
y '≈
α⋅L 2⋅∆θ
8H 1⨯10-5⨯22402⨯5==0. 0784mm
8⨯400
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。 答案：
① 分布图
分布曲线
11.9912
（公差带）
习图4-4-6ans
② 工艺能力系数C P =0.02/（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
19.95。
② 工艺能力系数C P =0.1/（6×0.025）=0.67，工艺能力很差。
③ 求废品率 z =
x -X
σ
=
20-19. 98
=0. 8，查表得F(z)=0.2881
0. 025
废品率Q ＝0.5-0.288＝21.2%
4-8 在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为φ8-0. 040mm 。每隔一段时间测量一组数据，共测得200个数
据，列于表4X4-8，表中数据为7960+x （μm ）。试：
1） 画出-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-R 图进行分析。
表4-4-8
答案：
1） 画出-R 图：① 计算各组平均值和极差，见表4-4-8；
② 计算中心线和上下控制限（参考式（4-32）（4-33），表4-6）：
图： 中心线 CL ==∑i =28. 88(μm )
120
上控制线 UCL =+A 2=28. 88+0. 58⨯10. 25=34. 825(μm ) 下控制线 LCL =-A 2=28. 88-0. 58⨯10. 25=22. 935(μm ) R 图：中心线 CL ==10. 25(μm )
上控制线 UCL =D 4=2. 11⨯10. 25=21. 628(μm ) 下控制线 LCL =0 ③ 根据以上结果作出-R 图，如习图4-4-8ans 所示。
5
10
R 图
样组序号
15
20
样组序号
习图4-4-8ans
2）在图上，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（图），值得密切注意，应继续采样观察。
4-9 习图4-4-9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。 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。 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。
第4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（ ）。
3σ6σ
① 3σ ② 6σ ③ ④
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（ ）按实体所估算的刚度。
① 大于 ② 等于 ③ 小于 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4-2-5所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔
刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的度误差。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
习图4-2-5
车锥
足
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4-2-7），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 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 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4-2-8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 钻头刃磨不对称 习图4-2-8
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（ ）。——（对应知识点4.6.2） 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 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。∨ 3-2 零件表面粗糙度值越小，表面磨损越小。×
3-3 零件表面残余应力为压应力时，可提高零件的疲劳强度。∨ 3-4 粗糙表面易被腐蚀。∨
3-5 在机械加工中不允许有加工原理误差。× 3-6 工件的内应力不影响加工精度。×
3-7 主轴的径向跳动会引起工件的圆度误差。∨
3-8 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。∨ 3-9 采用预加载荷的方法可以提高接触刚度。∨ 提示：参考图4-31。 3-10 磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。×
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，导轨面将产生中凹。 3-11 只要工序能力系数大于1，就可以保证不出废品。×
3-12 在-R 中，只要没有点子越出控制限，就表明工艺过程稳定。× 3-13 切削过程中的热效应将使加工表面产生张应力。∨ 3-14 在车床上使用切断刀切断工件时的重叠系数等于0。× 3-15 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4-4-1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α=90o ，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φ20±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φ35mm 外圆的同轴度误差）。
习图4-4-1
键槽底面对φ35mm 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φ20±0. 05mm 外圆中心在垂直方向上的变动量：∆0=0. 7⨯T d =0. 7⨯0. 1=0. 07mm 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 试分析习图4-4-2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。
习图4-4-2
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 横磨一刚度很大的工件（习图4-4-3），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。
习图4-4-3
300⨯100
=100N 300300⨯200
D 点处的支反力：F D ==200N
300
在磨削力的作用下，A 点处的位移量：
100∆A ==0. 002mm
50000
在磨削力的作用下，D 点处的位移量：
200∆D ==0. 005mm
40000
由几何关系，可求出B 点处的位移量：
(0. 005-0. 002) ⨯150
∆B =0. 002+=0. 0035mm
300
C 点处的位移量：
(0. 005-0. 002) ⨯250
∆c =0. 002+=0. 0045mm
300
加工后，零件成锥形，锥度误差为0.001 mm。
A 点处的支反力：F A =
4-4 曾有人提出一种在工作状态下测量工艺系统静刚度的方法，其过程如下：如习图4-4-4所示，在车床顶尖间装夹一根刚度很大的轴，在轴靠近前、后顶尖及中间位置预先车出三个台阶，尺寸分别为H 11、H 12、H 21、H 22、H 31、H 32。经过一次走刀后，测量加工后的台阶尺寸分别为h 11、h 12、h 21、h 22、h 31、h 32。试：1）说明用此方法测量工艺系统静刚度的原理；2）如何由上面的数据确定工艺系统刚度？3）说明该方法的优缺点。
习图4-4-4
1）工艺系统刚度分别为依据误差复映原理。 2）前、中、后3处的误差复映系数分别为： ε1=
h -h 32h 11-h 12h -h 22
, ε2=21, ε1=31
H 11-H 12H 21-H 22H 31-H 32k 1=
C , k 2=
C , k 3=
C
前、中、后3处的工艺系统刚度分别为：
ε1
ε2
ε3
忽略工件的变形，工艺系统刚度主要取决于头架刚度k tj 、尾架刚度k wj 和刀架刚度k dj 。并且有：
111=+k 1k tj k dj 1111
=++
k 24k tj 4k wj k dj 111=+k 3k wj k dj
解上面的方程可得到：
111=-k tj k 1k dj
121⎛11=- +k dj k 22 ⎝4k tj 4k wj 111=-k wj k 3k dj
⎫⎪ ⎪⎭
3）优点：可反映工作状态下的系统刚度。
缺点：工艺系统存在许多影响加工误差的因素，实验中不可能将这些因素全部排除，会使实验结构存在较大误差。有时这种误差可能大到使实验结果不可信的程度。
4-5 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Δt = 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）。 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。中凹量可按式（4-24）计算：
y '≈
α⋅L 2⋅∆θ
8H 1⨯10-5⨯22402⨯5==0. 0784mm
8⨯400
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。 答案：
① 分布图
分布曲线
11.9912
（公差带）
习图4-4-6ans
② 工艺能力系数C P =0.02/（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
19.95。
② 工艺能力系数C P =0.1/（6×0.025）=0.67，工艺能力很差。
③ 求废品率 z =
x -X
σ
=
20-19. 98
=0. 8，查表得F(z)=0.2881
0. 025
废品率Q ＝0.5-0.288＝21.2%
4-8 在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为φ8-0. 040mm 。每隔一段时间测量一组数据，共测得200个数
据，列于表4X4-8，表中数据为7960+x （μm ）。试：
1） 画出-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-R 图进行分析。
表4-4-8
答案：
1） 画出-R 图：① 计算各组平均值和极差，见表4-4-8；
② 计算中心线和上下控制限（参考式（4-32）（4-33），表4-6）：
图： 中心线 CL ==∑i =28. 88(μm )
120
上控制线 UCL =+A 2=28. 88+0. 58⨯10. 25=34. 825(μm ) 下控制线 LCL =-A 2=28. 88-0. 58⨯10. 25=22. 935(μm ) R 图：中心线 CL ==10. 25(μm )
上控制线 UCL =D 4=2. 11⨯10. 25=21. 628(μm ) 下控制线 LCL =0 ③ 根据以上结果作出-R 图，如习图4-4-8ans 所示。
5
10
R 图
样组序号
15
20
样组序号
习图4-4-8ans
2）在图上，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（图），值得密切注意，应继续采样观察。
4-9 习图4-4-9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。 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。 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。