机械制造技术基础课后习题答案第一章机械加工方法1- 1特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？答：1 加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约故可加工超硬脆材 料和精密微细的零件。2加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料 而不是靠机械能切除多余材料。3加工机理不同于一般金属切削加工 不产生宏观切削 不产生强烈的弹、塑性变形 故可获得很低的表面粗糙度 其残余应力、 冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。4加工能量易于控制和转换故加工范围光、适应性强。1- 2简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。答：1 电火花加工放电过程极为短促具有爆炸性。爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面 被液体介质迅速冷却凝固 继而从两极间被冲走。每次电火花放电后是 工件表面形成一个凹坑。在进给机构的控制下工具电极的不断进给脉冲放电将不断进 行下去 无数个点蚀小坑将重叠在工件上。最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工 件上。生产中可以通过控制极性和脉冲的长短 放点持续时间的长短 控制加工过程。 适应性强 任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料 只要能导电 都可以加工 如 淬火钢和硬质合金等 电火花加工中材料去出是靠放电时的电热作用实现的材料可加工行 主要取决于材料的导电性及热学特性 不受工件的材料硬度限制。2 电解加工 将电镀材料做阳极 接电源正极 工件作阴极 放入电解液并接通直流电源后 作为阳极 的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。并由电解液将其溶解物 迅速冲走 从而达到尺寸加工目的。应用范围管 可加工任何高硬度、高强度。高韧性的难加工金属材料并能意见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔如锻模、 叶片 3 激光加工通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑再次高温 下任何坚硬的材料都将瞬间几句熔化和蒸发并产生强烈的冲击波是融化的物质爆炸式 的喷射去处。 激光束的功率很高 几乎对任何难度加工的金属和非金属材料 如皋熔点 材料、内热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料 都可以加工 也可以加工异型孔。4 超声波加工工作中超声振动还是悬浮液产生空腔空腔不断的扩大直至破裂或不断压缩至闭合。质疑过程时间极端空腔闭合压力可达几百兆帕爆炸时可产生水压冲击 引起加工表面破碎 形成粉末。适宜加工各种脆硬材料 特别是电火花加工和电解加工难以加工的不导电材料和半导体材料如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石 等队遇到点的硬质合金、淬火钢等也能加工但工作效率低。1- 3车削加工能形成那些表面？答 各种回转面和平面1- 4 镗削与车削有什么不同？答（1）主运动不同（2）加工精度不同，一般车削高于镗削。1- 5 简述滚切斜齿轮时的四条传动链。第二章金属切削切学原理与刀具2 - 1 金属切削过程有何特征 用什么参数来表示答 金属切削是会产生很大的力和切削热量。一般以刀具为准，刀具的几个重要参数：主 倾角，刃倾角，前角，后角，副倾角，副后角2 - 2 切削过程的三个变形区各有什么特点 它们之间有什么关联 答 第一变形区 变形量最大。第二变形区 切屑形成后与前刀面之间存在压力 所以沿 前刀面流出时有很大摩擦 所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区 已加工表面与后 刀面的接触区域。这三个变形区汇集在切削刃附近 应力比较集中 而且复杂 金属的被 切削层在此处于工件基体分离变成切屑一小部分留在加工表面上。2 - 3 .分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响 生产中最有效地控制它的手段是什么 答 在中低速切削塑性金属材料时,刀一屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表 面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力，使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷 焊，并加工硬化，形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤且周期性地成长与脱落。积屑瘤粘 结在前刀面上 减少了刀具的磨损 积屑瘤使刀具的实际工作前角大 有利于减小切削力 积屑瘤伸出刀刃之外 使切削厚度增加 降低了工件的加工精度 积屑瘤使工件已加工 表面变得较为粗糙。由此可见积屑瘤对粗加工有利生产中应加以利用而对精加工不 利 应以避免。消除措施采用高速切削或低速切削 避免中低速切削 增大刀具前角 降低切削力采用切削液。2 - 4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别 若有区别 而这何 处不同答 切屑形成后与前刀面之间存在压力 所以流出时有很大的摩擦 因为使切屑底层又一 次产生塑性变形而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面化学性质很活跃。而刚体之 间的滑动摩擦只是接触衣面之间的摩擦 并没有塑性变形和化学反应2- 5车刀的角度是如何定义的标注角度与工作角度有何不同 答 分别是前角、后角、 主偏角、副偏角、刃倾角 P1 7工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。2- 6金属切削过程为什么会产生切削力O答因为刀具切入工具爱你 是被加工材料发生变形并成为切屑 所以1 要克服被加 工材料弹性变形的抗力 2 要克服被加工材料塑性变形的抗力 3 要克服切屑与 前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。2- 7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析 分力作用是什么 答 （1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进 给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解 成沿三个运动方向、相互垂直的分力。（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所 必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关28背吃刀量和进给量对切削力的影响有何不同答 背吃刀量和进给量都会影响切削力大小，当进给量增大的时候，切削力的增大不成比 例的增大，而背吃刀量增大的时候，切削力成比例的增大。这样就对切削刀的影响是磨损 就不同了2 - 9切削热是如何产生和传出的 仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低 答後切也的金属在刀具作用下会发生弹性和塑性变形而消耗功因此切削热的主要来 源就是切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。不能 因为产生切削热的同时 还通过切屑、刀具、工件将一部分热量散入到空气中 因此无法说明切削区温度的高低。2 - 1 0切削温度的含义是什么 他在刀具上是如何分布的 他的分布和三个变形区有何 联系答切削温度一般是指前刀面与切屑接触区域的平均温度。三个发热区与三个变形区是相 对应的。2 - 1 1背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否是一样为什么如何指导生 产实践答 不一样。切削速度影响最大 进给量次之 背吃刀量最小。从他们的指数可以看出 指数越大影响越大。为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命 在机床允许的条件下选用 较大的背吃刀量和进给量比选用打的切削速度更为有利。2- 12增大前角可以使切削温度降低的原因是什么 是不是前角越大切削温度越低 答因为前角增大变形和摩擦减小因而切削热减小但前脚不能郭达否则到头部分 散热体积减小 不利于切削温度的降低。2 - 1 3刀具的正常磨损过程可分为几个阶段 各阶段特点是什么 刀具的磨损应限制在 哪一阶段答 1初期磨损阶段新刃磨的道具后刀面存在粗糙不平之处以及显微裂纹、氧化或脱 碳层等而且切削刃较锋利后刀面与加工表面接触面积较小应力较大所以该阶段磨 损较快。2 正常磨损阶段刀具毛糙表面已经磨平这个阶段磨损比较缓慢均匀后刀面磨损量随着切削时间延长而近似地称正比例增加 这一阶段时间较长。3急剧磨损阶段刀具表面粗糙度值增大 切削力与切削温度均学苏升高 磨损速度增加很快 一直刀具损坏而吿去切削能力。2 -14刀具磨钝标准是什么意思 他与哪些因素有关答 刀具磨损到一定限度就不能继续使用 这个磨损限度称为磨钝标准2 - 1 5什么叫刀具寿命 刀具寿命和磨钝标准有什么关系 磨钝标准确定后 刀具寿命 是否就确定了为什么答 一把新刀或重新刃磨过的刀具从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间叫 做刀具寿命。2 - 1 6简述车刀、铳刀、钻头的特点。答书中找2 - 1 7切削用量对刀具磨损有何影响在VTm= C关系中指数m的物理意义是什么 不同刀具材料m值为什么不同 答 切削速度影响最大 进给量次之 背吃刀量最小 和对切削温度影响顺序完全一致。 m是刀具寿命线的斜率。因为不同的材料耐热性不同 因此有不同的m值 耐热性越低 斜率越小切削速度对刀具寿命影响越大也就是说切削速度改变一点刀具寿命变化 很大反之亦然。2 - 1 8选择切削用量的原则是什么 从刀具寿命出发时 按什么顺序选择切削用量 从 机床动力出发时按什么顺序选择为什么答:（1）指定切削用量时，要综合考虑生产率、加工质量和加工成本，选用原则为： 考虑因素：切削加工生产率；刀具寿命；加工表面粗糙度；生产节拍。粗加工时，应从 提高生产率为主，同时保证刀具寿命，使用最高生产率耐用度。精加工时，应保证零件 加工精度和表面质量，然后才是考虑高的生产率和刀具寿命，一般使用小的切削深度和进 给量，较高的切削速度。 （2）从刀具寿命出发，优先选用大的 ap ，其次大的 f ，最后 大的V，因为由Vffap对T的影响程度是递减的。（3）从机床动力出发时，优先选用 大的f，其次大的ap，最后大的V，因为由Vapff对F2的影响程度递2- 19粗加工时进给量选择受哪些因素限制 当进给量受到表面粗糙度限制时 有什么 办法能增加进给量而保证表面粗糙度要求答粗加工时以提高生产率为主同时要保证规定的刀具寿命因此一般选取较大的背吃 刀量和进给量切削速度不能很高。要保证零件加工精度和表面质量时则往往逐渐减小贝齿道理那个来逐步提高加工精度进给量的大小主要依据表面粗糙糙度的要求来选 取。2 - 2 0如果初定切削用量后 发现所需的功率尝过机床功率时 应如何解决 答 分两次或多次进给降雨量切完。2- 21提高切削用量可采取哪些措施答 采用切削性能好的新型刀具材料，改善工件材料加工性，改进刀具结构和选用合理刀 具几何参数，提高刀具的刃磨及制造质量，采用新型的性能优良的切削液和高效率的冷却 方法。2-2 3刀具材料应具备那些性能常用的材料有哪些各有什么优缺点 答 1 高硬度、高耐磨性、高耐热性、足够的强度和韧性、良好的工艺、良好的热舞理性和耐热 冲击性能。2碳素工具钢硬度高价格低廉但耐热性较差温度达到2 0 0 C时就会失去原 油硬度 淬火时易变形和裂纹。亠合金工具钢与碳素工具钢相比热处理变形减小耐热性有所提咼。咼速钢其耐热性比前两者有显着提高6 0 0。C时仍能正常切削 许用的切削速度较高 强度、韧性、 工艺性都较好。硬质合金 耐磨、耐热性好 许用切削速度高 但强度和韧性比高速钢滴工艺性差。2- 2 4试比较磨削和单刃刀具切削的异同答磨削的切削刃很多所以加工过程平稳、精度高、表面粗糙度值小。2 - 2 6高速切削有何优点 答加工效率高、加工精度高、加工表面质量高、加工能 耗低、节省制造资源2 - 2 7分析切削切削时切削力、切削热、与切削速度变化的关系 答 1切削开始 时随切削速度的增加摩擦因数增加剪切角减小切削力增加。但在高速切削范围内 则随切削速度提高 摩擦因数减小 剪切角增大 剪切力降低。2 随切削速度的提高 开始切削温度升高很快 但达到一定速度后 切削温度的升高逐渐缓慢 甚至很 少升高。第三章?金属切削机床3 1?机床常用的技术性能指标有哪些？?1机床的工艺范围。 ?2机床的技术参考数：尺寸、运动、动力参数。 ?3 2?试说明如何区