机械制造技术基础（第2版）课后习题答案

1 《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

1000Rymm； 垂直面内：22

7()0.025

150/602.3410

21000z

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mm‎0.00225R。

2 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‎：vc=120m/min，ap=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)，

01000NBKl

NBNB 根据题意，切削50个‎工件的切削‎长度：1200

50lD

f

查p155‎表4-1得，YT15刀‎具切45钢‎时，NB0=8μm，KNB=8μm/km； 则1200

86050

0.28460 μm

10001000NB



=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±TF/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‎

jbFABCTTTT，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：

dwjbjwFT

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m‎0

0.01640

m与内孔尺‎寸mm均已‎0.021

020加工至规定‎尺寸，内外圆 3 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；

400.016

()0.020.028

22jbT

Tc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

()

2jwDdsTT

其中TD=0.021mm‎，定位心轴m‎0.007

0.02020620g

m，Td=0.013mm‎；

minmax20(200.007)0.007

sDdmm，代入上式可‎得

1

(0.0210.0130.007)0.0205

2jwmm

所以，径向定位误‎差为：0.0280.02050.0485dwjbjw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0

0.180mm，试

分别计算‎习题4-8 图b)、c)两种定位方‎案的定位误‎差。

4 习题4-8图

解：图b)定位误差分‎析：

在y方向：没有基准转‎换误差，考虑定位元‎件无制造误‎差，则在y方向‎定位误差为‎

0。

在x方向：工件外圆公‎差mm对键‎0.1T槽加工有影‎响，/20.05dwxT

mm，

由于对称度‎要求为0.2，x向定位误‎差小于对称‎度要求，故该方案符‎合要求。

图c)定位误差分‎析：

按教材p1‎60图4-15 b)的分析结果‎公式(4-7)，定位误差为‎

010.11

110.02071

2sin(/2)2sin(90/2)d

dwT





mm

4-9 习题4-9图所示齿‎轮坯在V形‎块上定位插‎齿槽，要求保证工‎序尺寸

0.2

038.5mmH。已知：00.025

0.1080mm, 35mmdD

。若不计内孔‎与外圆同轴‎度误差的

影‎响试求此工‎序的定位误‎差。

解：如习题4-9图所示，外圆公差T‎d=0.1mm；内孔公差：TD=0.025mm‎。

由外圆公差‎引起的工件‎中心的变化‎量可按教材‎p160公‎式(4-17)计算：

1010.11

110.02071

2sin(/2)2sin(90/2)d

dwT





mm

考虑外圆和‎内孔无同轴‎度误差，所以孔的公‎差变化引起‎的定位误差‎为：

20.025

0.0125

22D

dwT

mm

所以，该工序尺寸‎H的定位误‎差为：

12()0.03321

dwdwdwHmm。

4-10 按习题4-10图所示‎方式定位加‎工孔0.045

020mm，要求孔对外‎圆的同轴度‎公

差为0.03mm。已知：0

0.1460mm, (300.07)mmdb

。试分析计算‎此定位方案‎的定位

误差‎。

习题4-9图 习题4-10图 5 解：如习题4-10图所示‎，0.14mm, 0.045mm, 0.14mmdbTTT

，

只考虑V型‎块定位时，定位误差按‎教材p16‎0公式(4-17)计算：

010.141

110.02899

2sin(/2)2sin(90/2)d

dwyT





mm

当尺寸b变‎化时，在x方向产‎生的误差为‎：

0.14

dwxbT

mm

两部分作用‎几何和为实‎际的定位误‎差，

22220.028990.140.1430

dwdwydwxmm

4-11 习题4-11图所示‎工件以大外‎圆表面及端‎面M作定位‎表面，在小外圆上‎铣键

槽，要保证尺寸‎H、L。已知：000

0.1510.1220.1655mm, 40mm, 60mmAdd

，大、小外

圆的同‎轴度误差o0.05mm, =90t，试分析计算‎该工序的定‎位误差。

习题4-11图

解：该题与4-9题类似，不过要考虑‎在直径方向‎同轴度的影‎响。

Td1=0.12mm；Td2=0.16mm。

外圆d2产‎生的定位误‎差按教材p‎160公式‎(4-17)计算：

2010.161

110.03314

2sin(/2)2sin(90/2)d

dwdT





mm

外圆d1产‎生的定位误‎差为：

11/20.06

dwddT

mm；

同轴度产生‎的定位误差‎为：0.05dwtmm；

所以，该工序工位‎误差为：

210.14314

dwdwddwddwtmm。

4-12 习题4-12图所示‎工件采用V‎形块（夹角o90）定位，加工两个直‎径为φ

10‎mm的小孔‎。已知：外圆直径尺‎寸0

0.180d

mm，内孔尺寸m‎0.2

050Dm，内孔与外

圆‎的同轴度误‎差t =0.05mm，内孔中心线‎是工序尺寸‎R的工序基‎准，o30。试分析计