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（ ）。
① 3σ ② 6σ ③
n
σ3 ④
n
σ6
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
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
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对流热习图4-2-7
习图4-2-5
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
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。
3-10 磨削机床床身导轨时，由于磨削热会使导轨产生中凸。
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
x-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o
α，交点A的连线与夹具体底面的
=
90
平行度误差为0.01/150，阶梯轴工件两端轴颈尺寸为mm
φ。试分析计算加工后键
20±
.0
05
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mm
φ外圆的同
35
轴度误差）。
习图4-4-1
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。
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。
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。
a ）
b ）
c ）
习图4-4-2
F P
100
50
300 习图4-4-3
A
B
C
D
H 11
h 11
H 12
h 12
H 21
H 21
H 22
H 22
H 32
H 32
H 31
H 31
习图4-4-4
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
）。
4-6 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。
4-7 在车床上加工一批小轴的外圆，尺寸要求为01.020-φmm 。若根据测量工序尺寸接近正
态分布，其标准差为025.0=σmm ，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。
4-8 在无心磨床上磨削圆柱销，直径要求为0040.08-φmm 。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 x -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 x -图进行分析。
表4-4-8
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。
第4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 n
3 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 答案：①机床几何误差③调整误差
2-11 答案：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 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 答案：②工艺过程是否稳定④是否存在变值系统误差
2-14 答案：②进给量③刀具主偏角
2-15 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： ∨ 提示：参考图4-31。
3-10 答案： × 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mm 35φ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mm 05.020±φ外圆中心在垂直方向上的变动量：
07.01.07.07.00=?=?=d T ?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： 300/21.0150/07.0150/01.0300/05.0=++=P ? 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：100300100
300=?=A F N D 点处的支反力：200300
200
300=?=
D F N 在磨削力的作用下，A 点处的位移量：
002.050000
100
==
A ?mm 在磨削力的作用下，D 点处的位移量：
005.040000
200
==
D ?mm 由几何关系，可求出B 点处的位移量：
0035.0300
150
)002.0005.0(002.0=?-+
=B ?mm
C 点处的位移量：
0045.0300
250
)002.0005.0(002.0=?-+
=c ?mm
加工后，零件成锥形，锥度误差为0.001 mm 。 4-4答案：
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：
32
3132311222122212121112111,,H H h h H H h
h H H h h --=--=--=
εεε
前、中、后3处的工艺系统刚度分别为：
3
32
21
1,,εεεC
k C
k C
k =
=
=
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：
dj
wj dj wj tj dj tj k k k k k k k k k k 1111
414111
11321+=+
+=+= 解上面的方程可得到：
dj
wj wj tj dj dj
tj k k k k k k k k k k 11141412121111321-=???
? ??+-=-= 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 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。中凹量可按式（4-24）计算：
0784.0400
85
22401018252=????=??≈
'-H L y θ?αmm
4-6 答案：
① 分布图
习图4-4-6ans
② 工艺能力系数C P =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。
4-7 答案：
习图4-4-7ans
画出分布曲线图，可计算出不合格品率为21.2%（参见思考题4-13，计算过程略）
4-8 答案：
1） 画出R x -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）： x 图： 中心线 m)(88.2820
1μ∑===i x x CL
上控制线 m)(825.3425.1058.088.282μ=?+=+=R A x UCL 下控制线 m)(935.2225.1058.088.282μ=?-=-=R A x LCL
R 图：中心线 m)(25.10μ==R CL
上控制线 m)(628.2125.1011.24μ=?==R D UCL 下控制线 0=LCL
③ 根据以上结果作出R x -图，如习图4-4-8ans 所示。
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
样组序号
5
10
15
20
x
x 习图4-4-8ans
样组序号
R 图
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。
4-9 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。