完整版機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第2版第二章課后習(xí)題答案

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)部分習(xí)題參考解答第二章金屬切削過程2-1什么是切削用量三要素？在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)有什么關(guān)系? 答：切削用量三要素是指切削速度V、進(jìn)給量f、背吃刀量ap （切削深度） 在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)的關(guān)系是：切削層公稱厚度：hD f sin r切削層公稱寬度：bD ap /sin r切削層公稱橫截面積：AD fap2-2確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要幾個(gè)基本角度？試畫圖標(biāo)出這些基本 角度。答：確定外圓車刀切削部分幾何形狀最少需要 7個(gè)基本角度：前角、后角、主偏角、 副偏角、副前角、副后角和刃傾角，這些基本角度如下圖所示（其中副前角、副后角不 做要求）。2-3試述

2、刀具標(biāo)注角度和工作角度的區(qū)別。為什么車刀作橫向切削時(shí)，進(jìn)給量取值 不能過大？答：刀具標(biāo)注角度是在靜態(tài)情況下在刀具標(biāo)注角度參考系中測(cè)得的角度；而刀具工 作角度是在刀具工作角度參考系中（考慮了刀具安裝誤差和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)影響等因素）確定 的刀具角度。車刀作橫向切削時(shí)，進(jìn)給量取值過大會(huì)使切削速度、基面變化過大，導(dǎo)致刀具實(shí)際 工作前角和工作后角變化過大，可能會(huì)使刀具工作后角變?yōu)樨?fù)值，不能正常切削加工 （P23）。2-4 刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能？答：（P24） （1）高的硬度和耐磨性；（2）足夠的強(qiáng)度和韌性；（3）高耐熱性；（4）良 好的導(dǎo)熱性和耐熱沖擊性能； （5）良好的工藝性。2-5 常用

3、的硬質(zhì)合金有哪幾類？如何選用？答：（P26）常用的硬質(zhì)合金有三類：P類（我國(guó)鎢鉆鈦類YT）,主要用于切削鋼等 長(zhǎng)屑材料；K類（我國(guó)鎢鉆類YG）,主要用于切削鑄鐵、有色金屬等材料；M類（我國(guó) 通用類 YW ），可以加工鑄鐵、有色金屬和鋼及難加工材料。2-6 怎樣劃分切削變形區(qū)？第一變形區(qū)有哪些變形特點(diǎn)？答： 切削形成過程分為三個(gè)變形區(qū)。第一變形區(qū)切削層金屬與工件分離的剪切滑移 區(qū)域，第二變形區(qū)前刀面與切屑底部的摩擦區(qū)域；第三變形區(qū)刀具后刀面與已加工表面 的摩擦區(qū)域。第一變形區(qū)的變形特點(diǎn)主要是：金屬的晶粒在刀具前刀面推擠作用下沿滑移線剪切 滑移，晶粒伸長(zhǎng)，晶格位錯(cuò)，剪切應(yīng)力達(dá)到了材料的屈服極限。2

4、-7 什么是積屑瘤？它對(duì)加工過程有什么影響？如何控制積屑瘤的產(chǎn)生？答：（P32-34切削塑性材料又能形成帶狀切屑時(shí)在前刀面刀尖處粘附的三角形金屬 硬塊是積屑瘤。它對(duì)加工過程的影響是：使刀具前角增大，切削厚度變化，加工表面粗糙度增大， 刀具壽命降低；粗加工時(shí)影響不大，精加工必須防止?？刂品e屑瘤的措施是正確選用切削速度 （避開易產(chǎn)出積屑瘤的切削速度范圍） 、使用 潤(rùn)滑性能好的切削液、增大刀具前角、適當(dāng)提高工件材料硬度。2-8 試述影響切削變形的主要因素及影響規(guī)律。答：（P34）影響切削變形的主要因素是： 工件材料：強(qiáng)度越高，切削變形系數(shù)越小； 刀具前角：增大刀具前角，切削變形系數(shù)減??； 切削速度：

5、切削速度越大，切削變形系數(shù)越小； 切削層公稱厚度：厚度越大，切削變形系數(shù)越小。2-9 常用的切屑形態(tài)有哪幾種？它們一般都在什么情況下生成？控制切屑形態(tài)有哪 幾種方法？答：（P34-36）常用的切屑形態(tài)有帶狀切屑、節(jié)狀切屑、粒狀切屑、崩碎切屑。帶狀切屑：加工塑性金屬時(shí)，在切削厚度較小、切速較高、刀具前角較大的工況條 件下常形成此類切屑。節(jié)狀切屑、粒狀切屑：在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時(shí)常產(chǎn)生此 類切屑。崩碎切屑：加工脆性材料，切削厚度越大越易得到這類切屑。 控制切屑形態(tài)的方法：采用斷屑槽、 改變刀具角度（主偏角、 前角和刃傾角）、調(diào)整 切削用量（主要是 f）。2-10 在 CA61

6、40 型車床上車削外圓，已知：工件材料為灰鑄鐵，其牌號(hào)為 HT200； 刀具材料為硬質(zhì)合金，其牌號(hào)為 YG6;刀具幾何參數(shù)為：y=10 a= a= 8 k=45 K=10 410 （ s對(duì)三向切削分力的修正系數(shù)分別為 丘1.0， sFp 1.5, ” 0.75）, r = 0.5mm；切削用量為：ap=3mm,f=0.4mm/r, vc=8m/min。試求切削力 Fc、Ff、Fp及切削功率。解：根據(jù)已知條件，查教材p39表2-3,得到CFc900,xFc1.0,yFc0.75,nFc0;CFp530,xFp0.9,yFp0.75,nFp0CFf450,xFf1.0,yFf0.40,nFf0代入

7、p39公式（2-20），可得 刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削力減??；主偏角變化，影響 Fp和Ff比例。 刀具磨損增加會(huì)使切削力增大。FcCFcapyFcnFcf Fc vc FcsFc900 31 0.40.75 800 1.0 1358NFpCFpaxpFp f yFp vcnFp K sFp0.90.750530 30.90.40.758001.5 1075NFfCFf apxFf f yFf vcnFf K sFf10.40450 31 0.40.4 800 0.75 702N再根據(jù)p38公式(2-17),可得切削功率33Pc Fcvc 10 3 1358 80/60 10 3 1.

8、81 KW2-11 影響切削力的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：（P41-42）影響切削力的主要因素有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)、刀具 磨損、切削液和刀具材料。工件材料的影響：工件材料強(qiáng)度、硬度越高,切削力越大；切削用量的影響：背吃刀量ap影響最大，幾乎成正比；f次之，v最小潤(rùn)滑性能好的切削液可減小切削力。2-12 影響切削溫度的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：（P44-46影響切削溫度的主要因素有切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料性能、 刀具磨損和切削液。切削用量的影響：v最大，f次之，ap最小； 刀具幾何參數(shù)的影響：前角增大，切削溫度減小；主偏角減小，會(huì)改善散熱條件； 工件

9、材料強(qiáng)度、硬度越高，產(chǎn)生的切削熱越多； 刀具磨損變鈍，摩擦加劇，切削溫度上升；切削液可以明顯減少切削熱的影響。2-13 試分析刀具磨損四種磨損機(jī)制的本質(zhì)與特征，它們各在什么條件下產(chǎn)生？答：（P47）刀具磨損四種磨損機(jī)制的本質(zhì)和特征： 硬質(zhì)點(diǎn)劃痕：工件材料有硬質(zhì)點(diǎn)，造成機(jī)械磨損，有劃痕、劃傷。 冷焊磨損：即粘接磨損，在高壓高溫作用下，刀具材料被粘接、撕裂，導(dǎo)致磨損。 擴(kuò)散磨損：在高溫下刀具材料中金屬原子擴(kuò)散，導(dǎo)致材料軟化磨損。化學(xué)磨損：由于化學(xué)腐蝕、氧化作用產(chǎn)生的磨損。2-14 什么是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)？制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮哪些因素？答：（P48）刀具磨損達(dá)到一定限度就不再使用，這個(gè)限度叫做刀具的

10、磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。 制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)要考慮的因素有：磨損量便于測(cè)量檢驗(yàn)，生產(chǎn)的具體情況（如加 工精度要求、刀具調(diào)整的方便性、刀具的復(fù)雜程度、刀具材料和工件材料等） 。2-15 什么是刀具壽命和刀具總壽命？試分析切削用量三要素對(duì)刀具壽命的影響規(guī) 律。答：（P49-52）刀具壽命一一刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止 的總切削時(shí)間。刀具總壽命刀具壽命乘以刃磨次數(shù)。 切削用量三要素對(duì)刀具壽命的影響規(guī)律是：切削用量三要素任意參數(shù)增大，都會(huì)導(dǎo) 致刀具壽命降低，其中v的影響最大，f次之，ap最小。2-16 什么是最高生產(chǎn)率刀具壽命和最小成本刀具壽命？怎樣合理選擇刀具壽命？答：（P50）最高生產(chǎn)率刀具

11、壽命一一按單件時(shí)間最短的原則確定的刀具壽命；最小成本刀具壽命按單件工藝成本最低的原則確定的刀具壽命。 一般情況下，應(yīng)采用最小成本刀具壽命，再生產(chǎn)任務(wù)緊迫或生產(chǎn)中出現(xiàn)節(jié)拍不平衡 時(shí)可選用最高生產(chǎn)率刀具壽命。2-17 試述刀具破損的形式及防止破損的措施。答：（P51）刀具破損的形式有脆性破損（崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損）、塑性破 損。防止破損的措施有：合理選擇刀具材料、合理選擇刀具幾何參數(shù)、保證刀具的刃磨 質(zhì)量、合理選擇切削用量、提高工藝系統(tǒng)的剛度、對(duì)刀具狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。2-18 試述前角的功用及選擇原則。答：（P57）前角的功用：前角增大可減小切削變形、降低切削力和切削溫度，但前 角過大會(huì)削弱

12、刀刃的強(qiáng)度。選擇原則：工件材料強(qiáng)度、硬度較低時(shí)選擇較大前角，否則較小前角；加工塑性材 料，選擇較大的前角；刀具材料韌性好時(shí)選擇較大的前角；粗加工選擇較小的前角。2-19 試述后角的功用及選擇原則。答：（P57-58）后角的功用：減小刀具后刀面與工件之間的摩擦，提高已加工表面質(zhì) 量。選擇原則：切削厚度較小時(shí)，選取較大的后角；粗加工選取較小的后角；工件材料 塑性較大時(shí)取較大的后角；工件材料強(qiáng)度硬度高時(shí)，取較小的后角。2-20在CA6140型車床上車削外圓。已知：工件毛坯直徑為70mm,加工長(zhǎng)度為400mm；加工后工件尺寸為 60；! mm,表面粗糙度為 Ra3.2g;工件材料為40Cr （e =7

13、00MPa）； 采用焊接 式硬質(zhì)合金外圓車刀 （牌號(hào)為 YT15）， 刀桿截面尺寸為 16mm 25mm,刀具切削部分幾何參數(shù)為：y=10 a=6 k=45 k=10 20 , r = 0.5mm, yi=-10 bY=0.2mm。試為該工序確定切削用量（CA6140型車床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 允許的最大作用力為 3500N）。解答：（參照P52-57例題2-2）2-21 試論述切削用量的選擇原則。答：（P52）首先選取盡可能大的背吃刀量ap；其次根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀桿剛 度等限制條件 (粗加工時(shí)域已加工表面粗糙度要求 (精加工時(shí))，選取盡可能大的進(jìn)給量f;最后根據(jù)切削用量手冊(cè)”查取或根據(jù)公式(2-29)計(jì)算確定切削速度vc。2-22 什么是砂輪硬度？如何正確選擇砂輪硬度？答：(P60)砂輪硬度一一磨粒在磨削力的作用下，從砂輪表面上脫離的難易程度。 砂輪硬度越高，磨粒越不容易脫離。正確選擇砂輪硬度：(1) 磨削硬材，選軟砂輪;磨削軟材，選硬砂輪;(2) 磨導(dǎo)熱性差的材料，不易散熱，選軟砂輪以免工件燒傷;(3) 砂輪與工件接觸面積大時(shí)，選較軟的砂輪;(4) 成形磨精磨時(shí)，選硬砂輪;粗磨時(shí)選較軟的砂輪。2-23為什么磨削外圓時(shí)磨削力的三個(gè)分力中以 Fp值最大，而車外圓時(shí)切削力的三個(gè) 分力中Fc值為最大？答：因?yàn)樯拜喩系哪チ樽匀恍纬傻呢?fù)前角， 磨粒較鈍，同