习题二(5)

法调刀或用样件调刀影响尺寸精度的主要因素各有哪些？（若不考虑加工过程中其它因素的影响）

解：（图示）

（1）用试切法调整的误差包括：（i）试件的尺寸测量精度；（ii刀具的微调精度；（iii）试切件数；（iv）挡块的调整精度及重复定位精度；（v）转塔刀架的定位精度。

（2）用样件法调整的误差包括：（i）样件尺寸的设计，制造及安装误差；（ii）调整时目测对刀等主观误差；（iii）工艺系统的变形；（iv）弹簧夹头的制造及安装精度；（v）档块的调整精度及重复定位精度；（vi）转塔刀架的定位精度。

68．试比较试切调整法与样件调整法的优缺点及其适用场合？为什么试切调整法可以消减常值系统误差？

解：（1）试切调整法符合实际加工状况，调整准确，且无需其他专用的工装和技术准备。但需多次试切、调刀、度量，花费工时及材料并可能出废品，多用于成批生产。

（2）样件调整为调整工作简单、方便。数勇攀激妇，且需专门设计，制造样件（或样板，对刀块等）。多用于中一小雪性的十积分各一一

实际使用时，可结合两种方法的特点综合使用，既简单、方便、又准确。

（3）试切一批工件时，能方便地发现整批工件的常值系统误差。

并通过调刀等办法给予消除。但由于存在重新调整的误差，因此常值误差或多或少总还存在。

69．在数控和数显机床上，阿贝误差是怎样影响定位精度的？在这些机床上可采取哪些措施来减少阿贝误差？

解：在数控和数显机床上，工件加工时在机床上的定位精度不是依靠对工件加工表面的直接测量，而是根据数控和数显装置。这时在机床导轨误差相同的情况下，由于机床上感应同步器，光栅、激光干涉仪等检测元件的安装位置不同，则对测量误差亦就不同。要得到正确的测量结果，必须符合阿贝原则，此时测量误差和溜板移动时的转角误差的弧度值θ的平方成正比（测量误差极小，可以忽略不计）。若不符合阿贝原则，则测量误差不仅和溜板移动时的转角误差的弧度值θ成正比，而且还和检测元件的基准尺到测量中心线（工件的加工部位）之间的距离S成正比（阿贝误差较大）。 为减少阿贝误差一般可以采取：

（1）将光栅、感应同步器等检测元件的安装位置，尽量接近机床的主要加工位置，同时应减少机床导轨工作时的摇摆和颠摆。 （2）座标模床，三座标测量机等精密设备应在主要工作区检测机床精度，并对检测元件进行调整和修整。

（3）采用误差补偿机构、综合补偿检测元件本身的误差和阿贝误差以提高主要工作区的定位精度。

70．何谓工艺系统的静刚度？为什么会产生负刚度或刚度无穷大的概念？

解：工艺系统静刚度的概念为：Kxt＝Fy/y

式中：Fy：法向力；y：在FX、Fy、FZ综合作用下的法向变形。

静刚度表示系统抵抗外力使其变形的能力。它是指法向的，因为法向变形直接影响加工精度。

公式中规定当刀尖切人工件时y为“一”，刀尖离开工作时y为“＋”，因此Fx、Fy、Fz的综合作用使y为“一”时或y＝0时，就可能出现负刚度与刚度无穷大。这与材料力学的刚度概念是矛盾的。因为材料力学是研究各种受力状态下的变形，而工艺学是研究刚度对加工精度的影响，因此两者的刚度概念其定义有共同点且有不同之处。同时说明工艺学的刚度概念，具有方向性、综合性的优点，又有不完善之处。

71．为什么机床部件的加载和卸载过程的静刚度曲线既不重合，又不封闭，且机床部件的刚度值远比其按实体估计的要小得多？ 解:（1）图中的刚度特性是曲线而不是直线，说明变形不单纯是弹性变形，卸载曲线不回原点（不封闭）说明有剩余变形。 加载、卸载过程的变形都要消耗摩擦功，因此加载、卸载曲线不重合，两者所包围的面积为消耗的摩擦功和塑性变形所消耗的能量。 （2）机床部件（如刀架）的刚度若按实体外形尺寸来估计一般是很大的，实际上部件是由许多零件组成，部件受力后零件间首先要消除间隙，然后零件结合面间要产生接触变形，部件中间刚度最薄弱的零件本身也产生较大的变形。以上三种变形都叠加反映到部件变形上，部件变形显得较大，因而部件刚度就比我们想象的要小得多了。

72．用小钻头加工深孔时，在钻床上常发现孔轴线偏弯（图a），在车床上常发现钻孔孔径扩大（图b），试分析其原因？

解：图示，由于小钻头的两切削刃刃磨不对称或由于工件端面不平，使钻头的两刃切削力不等，细长钻头的刚性差在切削力作用下易变形。若在钻床上加工，刀具回转，工件不动，孔的轴线产生偏弯。若在车床上加工，工件回转，钻头不动，会产生孔径扩大（孔有锥度）。 73.．图所示工作钻孔时，若因钻孔部位壁薄，可能会产生怎样的加工误差？为什么?

解：（图示）钻孔时，由于工件呈悬臂状，且薄壁，刚度差，在切削力作用下易变形。加工后，工件产生弹性恢复，使上下孔产生不同轴度误差（见图）。

74. 拉削一批齿轮坯的内孔（图示），或拉削一批薄板零件的孔（图示），试推想加工表面可能会出现怎样的几何形状误差并提出相应的

改进措施？

解：（图示）

（1）由于工件的孔壁沿轴向不均匀（左端薄，右端厚），拉孔时径向受力变形，沿轴向也是不均匀的，左端变形大，右端变形小，所以加工后孔有锥度误差，左端孔径小，右端孔径大。因此必然影响齿轮孔装配时与轴的配合精度。

为减少孔的锥度误差，可把孔做成阶梯孔，即左端薄壁处孔略大，不拉削，使装配时不与轴配合（图示）。

（2）加工后孔近似于椭圆状，产生圆度误差。

由于孔沿圆周各点的壁厚不均匀，b处最薄，在拉削力作用下沿径向变形大，使实际切削量变少，且加工后弹性恢复较大，因此加工后，bb尺寸小了，孔成为扁圆状。（bb＜aa），（图示）

75. 精镗连杆大小头孔时，其安装情况如图所示。精镗后在机床

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