第章机械加工质量作业.doc

第9章 机械加工质量作业 1．零件的加工质量包含哪些内容？ 答：零件包括机械加工精度和机械加工表面质量。机械加工精度是指零件的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。机械加工表面质量又包括表面粗糙度、表面波度、宏观几何形状偏差等表面几何形状误差和表面层冷作硬化、表面层金相组织变化及表层残余应力等物理力学性能。 2．简述机械加工表面质量对零件使用性能的影响。 答：(1)降低表面粗糙度值可以提高零件的耐磨性、抗疲劳强度、耐腐蚀性以及提高零件的过盈配合强度；(2)零件表层的冷作硬化在一定程度上可以提高零件的表面硬度，使耐磨性提高，有助于提高疲劳强度和耐腐蚀性，但会破坏过盈配合强度；冷作硬化程度过高时，可能会出现较大的脆性裂纹反而降低了疲劳强度。同时冷作硬化程度过高，在过盈配合中，有可能造成表面层金属与内部金属脱离的现象而破坏配合性质。(3) 表面层的残余压应力可部分地抵消工作载荷引起的拉应力，因而可提高零件的疲劳强度；而残余拉应力，则会降低零件的疲劳强度。残余应力将会使零件产生变形，从而影响配合精度和配合性质。 3．车削加工时，导轨误差对加工精度有何影响？ 答：在车削加工时，当导轨在水平面内存在直线度误差时，会使工件被加工表面产生鞍形、鼓形或锥形等圆柱度误差；在垂直面内存在直线度误差时，会使工件被加工表面形成双曲旋转面等圆柱度误差；两导轨在垂直方向上的平行度误差(扭曲度)，工件也会产生圆柱度误差。 4．在车床上加工圆盘端面时，有时会出现如图9-24a、b所示的形状，度分析是什么原因造成的？ 答：图a是由于中拖板导轨与车床主轴的中心线不垂直，造成横向进刀时，刀具不能垂直于主轴中心线进给；另外一个原因是用90°车刀加工端面时，刀刃不直引起。图b的误差是由于机床主轴轴向窜动引起。 5．三批工件在三台车床上加工外圆，加工后经测量分别有如图9-25的形状误差：a为鼓形，b为鞍形，c为锥形，分别分析可能产生上述形状误差的主要原因。 答：产生a的原因是：（1）车床导轨在水平面内存在直线度误差；（2）工件刚度过小，远远小于机床刚度；（3）误差复映现象。 产生b的原因是：（1）车床纵导轨在水平面内的直线度误差。（2）车床纵导轨与工件回转轴线在垂直面内不平行（3）工件刚度远远大于车床刚度。（4）误差复映现象。 产生c的原因是：（1）车床纵导轨在水平面内的直线度误差；（2）刀具线性磨损；（3）车床纵导轨与工件回转轴线在水平面内不平行；（4）误差复映。 6．如图9-26a，b的工件，在拉孔或铰孔后产生了圆柱度误差和圆度误差，试分析其原因。 答：由于在拉削或铰削时，开始时产生的热量少，工件变形不严重，随着后续的加工，工件上产生的热量会越大，热膨胀量也越大，加工后随着工件的冷缩会引起工件孔径缩小，由于在加工过程中工件热膨胀量不均匀使孔径形成如图a所示的圆柱度误差。 图a、b 均是由于工件的壁厚不均匀，在拉削或铰削时，由于加工中产生的热量作用使工件发生变形，而加工后，变形恢复，由于热量分布不均造成变形不均，从而使内孔产生圆度误差。 7．若工件为一长方形薄钢板（假设上、下面是平直的），当磨削平面A后，工件产生弯曲变形，如图9-27所示。试分析工件产生变形的原因？ 答：由于磨削时，由于表层温度下表面高，在上表面产生高温使上表面产生热膨胀较下表面大，当表面温度超过材料的弹性变形范围时，就会产生热塑性变形，磨削结束后，表层金属冷却收缩又会受到下层的阻碍，使表层产生残余拉应力，由于是薄板状工件，在表层拉应力的作用下，工件会发生变形，结果就出现象图9-27所示形状。 8．横磨工件时，设横向磨削力为100N，床头和尾座的刚度分别为K前=50000N/mm，K后=40000N/mm，加工工件尺寸如图9-28所示，求加工后工件的锥度是多大？ 解：由于磨床床头和床尾的刚度相差较大，在磨削力的作用下，磨削后会使工件锥形。 由图可得： 加工后工件的锥角为2a，则锥度为：1：150000 9．举例说明常值系统误差、变值系统误差及随机误差。 答：当顺次加工一批零件时，若产生的误差大小和方向都保持不变或按一定的规律变化，这种误差为系统误差。前者为常值系统误差，后者为变值系统误差。顺次加工一批零件时，产生的误差大小和方向均是无规律地变化，这种误差称为随机误差。如用比工件规定加工尺寸小0.02mm的铰刀铰孔，若不考虑其它因素，铰出的每一个孔在直径上都将小0.02mm，这一误差就是常值系统误差。又如，刀具的磨损使一批工件的尺寸依次有规律的变化，这一误差就是变值系统误差。如用一把铰刀加工一批工件，加工条件不变，但加工出的孔径尺寸仍在一定范围内分散。这可能是由于毛坯加工余量不均匀、 材料硬度不均匀、内应力重新分布和定位夹紧等引起的。 10．在自动车床上加工一批直