機械制造課后題答案

1、何謂切削用量三要素？怎樣定義？如何計算？答：切削用量三要素：切削速度 Vc、進給量 f 、背吃刀量 ap；切削速度 Vc ：主運動的速度，大多數(shù)切削加工的主運動采用回轉運動?；匦w（刀具或工件）上外圓或內(nèi) 孔某一點的切削速度計算公式如下：m/s或 m/minfz ，單位上兩式中為已加工表面直徑 mm；為待加工表面直徑 mm。式中 d 工件或刀具上某一點的回轉直徑（ mm） ;n 工件或刀具的轉速（ r/s 或 r/min ）。進給量 f ：進給速度 Vf 是單位時間的進給量，單位是 mm/s （mm/min） 。 進給量是工件或刀具每回轉一周時兩者沿進給運動方向的相對位移，單位是mm/r（毫米

2、 / 轉）。對于刨削、插削等主運動為往復直線運動的加工，雖然可以不規(guī)定進給速度卻需要規(guī)定間歇進給量，其單 位為 mm/（毫米 / 雙行程）。對于銑刀、 鉸刀、拉刀、 齒輪滾刀等多刃切削工具， 在它們進行工作時， 還應規(guī)定每一個刀齒的進給量 季后一個刀齒相對于前一個刀齒的進給量，單位是mm/z（毫米 / 齒） 。V f = f .n = fz. Z . n mm/s或 mm/min背吃刀量 ap:對于車削和刨削加工來說， 背吃刀量 ap 為工件上已加工表面和待加工表面的垂直距離，mm。外圓柱表面車削的切削深度可用下式計算：mm對于鉆孔工作ap =1.3 刀具切削部分有哪里結構要素？試給這些要素下

3、定義。（1）前刀面 : 前刀面 Ar 是切屑流過的表面。 根據(jù)前刀面與主、副切屑刃相毗鄰的情況分： 與主切屑刃毗 鄰的稱為主前刀面；與副切屑刃毗鄰的稱為副前刀面。（2）后刀面 : 后刀面分為主后刀面與副后刀面。主后刀面Aa 是指與工件加工表面相面對的刀具表面。副后刀面是與工件已加工表面相面對的刀具表面。（3）切屑刃：切削刃是前刀面上直接進行切削的邊鋒，有主切削刃和副切屑刃之分。主切削刃指前刀面與 主后刀面相交的鋒邊；副切削刃指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。（4）刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的實際交點，也可以是主副兩條切削刃連接起來的一小段切削刃，它 可以是圓弧，也可以是直線，通常都稱為過渡刃。1

4、.7 確定一把單刃刀具切削部分的幾何形狀最少需要哪幾個基本角度？答：1 前角 o 2 后角 o 3 主偏角 r 4 刃傾角 s.刀具切削部分材料應具備哪些性能？為什么？答：切削加工是，由于變形與摩擦，刀具承受了很大的壓力和很高的溫度。作為刀具材料應滿足一下基本性能要求： 高度硬度和耐磨性；足夠的強度和韌性；高的耐熱性；良好的工藝性；良好的經(jīng)濟性；1.13 普通高速鋼有哪幾種牌號，它們主要的物理，機械性能如何，適合于作 什么刀具？答：1 鎢鋼 典型牌號為 W18Cr4V（簡稱 W18） . 有良好的綜合性能在 600時其高溫硬度為，可以制造各 種刀具。淬火時過熱傾向小；含釩量少，磨加工性好；碳化

5、物含量高，塑性變形抗力大；但碳化物分布不 均勻，影響薄刃刀具或小截面刀具的耐用度；強度和韌性顯得不夠；熱塑性差，很難用作熱成形方法制造 的刀具（如熱軋鉆頭） 。2 鎢鉬鋼 典型牌號為 W6Mo5Cr4V2簡（ 稱 M2） 。碳化物分布細小均勻，具有良好的機械性能，抗彎強 度比 W18高 10%15%，韌性高 50%60%?？勺龀叽巛^小、承受沖擊力較大的刀具熱塑性能特別好，更適用 于制造熱軋鉆頭等；磨加工性好，目前各國廣為應用。常用的硬質合金有哪些牌號，它們的用途如何，如何選用？答：（ 1）YG（K）類，即 WC-Co類硬質合金；牌號有 YG6、YG3X、YG6X，此類合金韌性、磨削性、導熱性較

6、 好，較適于加工產(chǎn)生崩卒切屑、在沖擊切削國作用在刃囗附近的脆性材料，如鑄鐵、有色金屬及其合金以 及導熱系數(shù)低的不銹鋼和對刃口韌性要求高的鋼料等。（ 2）YT（P）類，即 WC-TiC-Co類硬質合金；牌號有 YT5、YT14、YT30，此類合金有較高的硬度和耐磨性，抗粘結擴散能力和抗氧化能力好；但抗彎強度、磨削性能和導熱系數(shù)下降低溫脆性大、韌性差。適于高切削鋼料。(3)YW(M)類，即 WC-TiC-TaC-Co 類硬質合金；牌號有 YW1、YW2，既可用于加工鑄鐵，也可加工鋼， 因而又有通用硬質合金之稱。附加：請繪畫圖( Page 9, 重要，掌握)(1) 帶狀切屑 外形呈帶狀 ;(2) 擠

7、裂切屑 切屑上與前刀面接觸的一面較光滑 , 其背面局部開裂成節(jié)狀 ;(3) 單元切屑 切屑沿厚度斷裂成均勻的顆粒狀 ;(4) 崩碎切屑 切屑層幾乎不經(jīng)過塑性變形就產(chǎn)生脆性崩裂 , 切屑呈不規(guī)則的細粒狀 . 塑性高的材料不易斷裂 , 易形成帶狀切屑 . 當塑性變形尚未達到斷裂點就被切離時出現(xiàn)了帶狀切屑 , 變形 后達到斷裂就形成擠裂切屑或單元切屑 . 在切削脆性材料時 , 容易產(chǎn)生崩碎切屑 .切削合力分為 主切削力 Fz, 切深抗力 Fy, 進給抗力 Fx, 這樣能更好地研究切削力的計算和變化規(guī)律 它直接影響刀具 ,機床 ,夾具的設計和使用 ., 是造成振動主切削力 Fz: 它是最大的一個分力

8、, 它消耗了切削總功率的 95%左右, 是設計與使用刀具的主要依據(jù) 并用于驗算機床夾具主要零部件的強度和剛度以及機床電動機功率 .切深抗力 Fy: 它不消耗功率 , 但在機床工件夾具刀具所組成的工藝系統(tǒng)剛性不足時的主要因素進給抗力 Fx: 它消耗了總功率 5%左右 , 它是驗算機床進給系統(tǒng)主要零部件強度和剛性的依據(jù)答： 當切削用量 ap，f 和 vc增大時，變形和摩擦加劇，切削功增大，切削溫度提高。但背吃刀量ap 增大后，切削與刀具接觸面積以相同比例增大，散熱條件顯著改善，進給量 f 增大，切削與前刀面接觸長度增 加，散熱條件有所改善；切削速度增高，雖使切削力減少，但切削與前刀面接觸長度減短，

9、散熱較差。答： 刀具耐用度是指刃磨后的刀具從開始至磨損量達到磨鈍標準為止所用時間的切削時間，用 T 分鐘表 示。刀具耐用度還可以用達到磨鈍標準所經(jīng)過的切削路程Lm 或加工出的零件數(shù) N表示。（1）最高生產(chǎn)率耐用度 Tp，所確定的 Tp 能達到最高生產(chǎn)率。（2）最低生產(chǎn)成本耐用度 Tv，所確定的耐用度能保證加工成本最低， 亦即使加工每一個零件的成本最低。 什么叫工件材料的切削加工性？評定材料切削加工性有哪些指標？如何改善 材料的切削加工性？答： 1、工件材料的切削加工性是指工件材料被切削成合格零件的難易程度。2、主要指標： （1）刀具耐用度指標； （2）加工表面粗糙度指標；3、改善材料切削加工性

10、的措施：（ 1）調整化學成分； （ 2）材料加工前進行合適的熱處理；（ 3）選擇加工性好的材料狀態(tài)； （ 4）其它 切削液有什么作用？有哪些種類？如何選用？ 答：、作用：冷卻作用；潤滑作用；洗滌與防銹作用。2、種類：水溶液、切屑油、乳化液、極壓切屑油和極壓乳化液。3、選用：（1）、水溶液主要起冷卻作用，故水溶液就是以水為主要成分并加入防銹添加劑的切屑液。常用的有 電解水溶液和表面活性水溶液。前者主要用在磨屑、鉆孔和粗車的等情況；后者常用于精車、精銑和鉸孔 等。（2）、切屑油主要起潤滑作用，種類多種多樣，普通切屑、攻絲可用機油；在精加工有色金屬和鑄鐵 時常選用煤油或煤油與礦物油的混合物；普通孔或

11、深孔精加工可用煤油或煤油與機油的混合物；在螺紋加 工時，多采用蓖麻油或豆油等。（ 3）、乳化液是在切屑加工中使用的比較廣的切屑液，生產(chǎn)中使用的乳化液是由乳化劑和水配制成的， 濃度低的乳化液含水比例多，主要起冷卻作用，適用于精加工和磨屑；濃度高的乳化液主要起潤滑作用， 適用于精加工。（4）、極壓切屑油和極壓乳化液是指在切屑油或乳化液中加入硫、氯、磷和極壓添加劑，能在高溫下 提高冷卻和潤滑的效果的特別液體。主要用在精加工、關鍵工序和難加工材料切屑中等。前角有什么功用？如何進行合理選擇？答： 1、功用：前角主要影響切削過程中的變形和摩擦，同時又影響刀具的鋒利程度和刃口強度。 2、前角的合理選擇應由以

12、下三方面要求決定：（ 1）工件材料：工件材料的強度、硬度低，塑性大，前角應取大值；反之應取較小的前角。（2）刀具材料：刀具材料強度韌性高，前角可取大值，反之則取小值。（3）加工工藝：粗加工時，前角應取較小的值，而精加工時，可取較大的值 什么叫合理的切削用量 ?它和刀具使用壽命、 生產(chǎn)率和加工成本有什么關系？ 答： 1、合理的切削用量是指合理選擇切削用量參數(shù)ap、f 、vc，使切削滿足設定要求。2 、關系：切削用量選低時，會延長使用壽命、降低生產(chǎn)效率、增加生產(chǎn)成本；切削用量選高時，會 加速刀具磨損， 縮短使用壽命、 降低加工質量， 增加磨刀時間和磨刀費用， 提高生產(chǎn)效率和增加生產(chǎn)成本。在 CA6

13、140型臥式車床上車削下列螺紋：米制螺紋 P=3mm； P=8mm，K=2英制螺紋 = 牙 /in模數(shù)螺紋 m=4mm， K=2米制螺紋 P=48mm 寫出其傳動路線表達式，并說明車削這些螺紋時，可開用的主軸轉速范圍及其 理由。解： 1. 米制螺紋 P=3mm; p=8mm,k=2.P=3mm時,由 L=7U基*U倍得,取 U基=12/7,U 倍=1/4.主軸轉速范圍可選 101400 r/min.傳動路線如下 : 主軸 VI5833631002536IXXIXIIXIII583310075362125362815XIVXIIIXVXVIXVII36253548M5P=8mm，K=2時,需擴大

14、機構 ,取U擴=4時,取U基=8/7,U 倍=1/2. 主軸轉速范圍可選 40125 r/min.傳動路線如下 : 主軸 VI588050442633VIVIIIVIIIIX26205044583363100253225XIXIIXIIIXIVXIII10075362836361835XVXVIXVIIM52545282. 英制螺紋 a=4*1/2 牙 /in當 a=4*1/2 牙/in 時,由 a=7/4*U 基/U 倍得,取 U基=9/7,U 倍=1. 主軸轉速范圍可選 101400 r/min.傳動路線如下 : 主軸 VI58336310028IXXIM 3 XIVXIII5833100

15、7536362835XVXVIXVIIM52535283. 模數(shù)螺紋 m=4mm,k=2.m=4mm,k=2時,m=7/(4*k)*U 基*U倍,取 U基=8/7,U 倍=1,U 擴=4. 主軸轉速范圍可選 40125 r/min.傳動路線如下 : 主軸 VI588050442633VIVIIIVIIIIX26205044583364100253225XIXIIXIIIXIVXIII10097362836362835XVXVIXVIIM52535284. 米制螺紋 P=48mm.P=48mm時,由 L=7U基*U 倍得,取 U基=12/7,U 倍=1,U 擴=4. 主軸轉速范圍可選 40125

16、 r/min.傳動路線如下 : 主軸 VIXI58266310050442633IVIIIVIIIIX50445833253625XIIXIIIXIVXIII362136802010075XVI 28 XVII M53625XV28351）證明 f 橫 0.5f 縱解:F 縱=1（主軸 ） ×58×33× 63×100 ×25 ×u 基×25× 36 × u 倍×58331007536362528 36 324403028××××××&

17、#215;××1256 32 5629304880F 縱× u 基× u 倍58F橫=1（主軸 ）× 58× 33× 63× 100× 25×u基× 25× 36×u 倍× 2858331007536362556363244030484859××××××××× 53256293048484818F 橫 =× u 基× u 倍 所以 f 橫 0.5f

18、 縱2) 計算主軸高速轉動時能擴大的螺紋倍數(shù) , 并進行分析3) 分析車削徑節(jié)螺紋時的傳動路線 ,列出運動平衡式 , 說明為什么此時能車削 出標準的徑節(jié)螺紋解：徑節(jié)螺紋的導程排列的規(guī)律與英制螺紋相同，只是含有特殊因子。車削徑節(jié)螺紋時，可采用英制螺紋的傳動路線，但掛輪需換為64 100 ×，其運動平衡式為 LDP=(1 主軸) × 5858× 3333× 6410010097× 100×1× 36×u 倍× 1297u基25641003625 .4由于式中××100972584所以只需變

19、換 u 基和 u 倍可車削出常用的螺紋徑節(jié)。4) 當主軸轉速分別為 40、160及400r/min 時，能否實現(xiàn)螺距擴大 4及 16倍？ 為什么？解: 由擴大導程可知 :當主軸轉速為 10-32r/min 時,u 擴 =16當主軸轉速為 40-125r/min 時 ,u 擴=4則當轉速為 40r/min 時 , 可實現(xiàn)螺距擴大 4 倍 , 當轉速為 160r/min 和 400r/min 時都不能實現(xiàn) .5) 為什么用絲杠和光杠分別擔任切削螺紋和車削進給的傳動？如果只用其中 一個，既切削螺紋又傳動進 給，將會有什么問題？解 : 絲杠：絲杠能帶動大拖板作縱向移動，用來車削螺紋。光杠 : 機動進給

20、時傳遞運動。通過光杠可把進給箱的運動傳遞給溜板箱，使刀架作縱向或橫向進給運動。 絲杠是車床中主要精密件之一，一般不用絲杠自動進給，以便長期保持絲杠的精度。如果只用其中一個就 會影響它的精度 .6) 為什么在主軸箱中有兩個換向機構？能否取消其中一個？溜板箱內(nèi)的換向機構有什么用處？解: 主軸箱的兩個換向機構分別是為主軸的正反轉與刀架的橫縱向進給. 為完成各種加工工序 , 工件的旋轉運動和刀具的進給是必須的 , 所以其中任何一個都不能少 . 溜板箱中的換向機構是用來變換縱橫走刀方向 的.7）說明 M3，M4和 M5的功用？是否可取消其中之一？解：離合器 M3可使 XII 和 XIV 接合或脫離 ,M

21、4 可使 XIV 和 XVII 軸接合或脫離 , 兩離合器接合或脫離情況不 同時可用于車削不同螺紋 . 車削米制螺紋時 ,M3、M4都要脫離；車制英制螺紋時， M3接合， M4脫離。 M5可 控制 XVII 和 XVIII 接合或脫離。每個離合器都有自己特有的功用，不可減少。8）溜板箱中為什么要設置互鎖機構？ 解：為了避免損壞機床，在接通機動進給或快速移動時，開合螺母不應該閉合。反之，合上開合螺母時， 就不允許接通機動進給和快速移動。所以，溜板箱要設互鎖機構。什么叫工序、工位和工步？（ 1）工序： 一個（或一組）工人，在一個固定的地點（一臺機床或一個鉗工臺），對一個在（或同時對幾個）工件所連續(xù)

22、完成的那部分工藝過程，稱為工序。它是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計劃和成本 核算的基本單元。（ 2）工位：為了減少工序中裝夾次數(shù)，常采用回轉工作臺或回轉夾具，是工件在一次安裝中，可先后 在機床上占有不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱為一個工位。（3） 工步：工步是工序的組成單位。在被加工表面、切削用量（指切削速度。背吃刀量） 、切削刀具均 保持不變的情況下所完成的那部工序，稱工步。什么叫基準？粗基準和精基準選擇原則有哪些？ 答：零件圖上或實際的零件上，用來確定一些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準。 粗基準選擇原則：（1）選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為基

23、準，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。（2）某些表面不需加工，則應選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準。（3）選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準，不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保 安全、可靠、誤差小。（4）粗基準在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復使用。精基準選擇原則：（1） 基準重合的原則。盡量選擇工序基準（或設計基準）為定位基準。（2） 基準不變原則。盡可能使各個工序的定位基準相同。（ 3）互為基準， 反復加工的原則。 當兩個表面互為位置精度要求較高時， 則兩個表面互為基準反復加 工，可以不斷提高定位基準的精度，保證兩個表面之間互為位置精度

24、。（ 4）自為基準的原則。 當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時， 可選擇加工表面本身為精基準， 以保證加工質量和提高生產(chǎn)率。（5）應能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、 夾具簡單。 一般常采用面積大、 精度較高和粗糙度較低的表面為精基 準。零件加工表面加工方法的選擇應遵循哪些原則？答： 1）首先根據(jù)被加工表面的質量要求，確定其最終精加工方法；然后再根據(jù)加工經(jīng)濟精度，依次確定 前面工序或工步的加工方法。2）確定加工方法時要考慮工件材料的性質。3）選擇加工方法時要考慮到生產(chǎn)類型。4）選擇加工方法時要考慮工件的結構特點和表面特點。5）選擇加工方法時要考慮工廠現(xiàn)有設備情況和技術條件。什么叫工序集中？什么叫工序

25、分散？什么情況下采用工序集中？什么情況下采用工序分散？答：（1）工序集中是指在每道工序中安排有較多的加工內(nèi)容，而多刀同時加工的集中稱為工藝集中，多 刀或多面依次加工的集中稱為組織集中；而工序分散則相反。（ 2 ）在單件小批量生產(chǎn)中，一般采用通用設備和工藝裝備，盡可能在一臺機床上完成較多的表面加 工，尤其是對重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運的次數(shù)，多采用工序集中的原則。要大批、大量生 產(chǎn)中，常采用高效率的設備和工藝裝備，如多刀自動機床、組合機床及專用機床等，采用工序集中加工。（ 3）有的工件因結構關系，各個表面不便于集中加工，如活塞、連桿等可采用效率高，結構簡單的 專用機床和工藝裝備，按工序

26、分散的原則進行生產(chǎn)。毛坯為 35mm棒料，批量生產(chǎn)時其機械加工過程如下所述，試分析其工藝過 程的組成。在鋸床上切斷下料，車一端面鉆中心孔，調頭，車另一端面鉆中心孔，在另一臺車床上將整批工件螺 紋一這都車至 30mm，調頭再調車刀車削整批工件的 18mm外圓，又換一臺車床車 20mm的外圓，在銑 床上銑兩平面，轉 90 度后，銑另外兩平面。最后，車螺紋，倒角。工序號工序名稱工作地點1車端面、鉆中心孔鋸床2車外圓車床3車外圓車床4銑平面銑床5倒角、車螺紋車床在加工所示零件時，圖樣要求保證尺寸 ，因這一尺寸不便于測量， 只能通過度量尺寸 L 來間接保證，試求工序尺寸 L及其公差。解（ 1）尺寸6=L

27、+26-36 L=16mm（2）公差+ESx=0=+ EI x-0所求工序尺寸為mm，公差試判別圖中各尺寸鏈哪些是增環(huán)？哪些是減環(huán)？（a）增環(huán)：A1 、A3、A5；減環(huán)：A2、 A4 .（b）增環(huán)：B2 、B4 、B6；減環(huán)：B1 、 B3、 B5.（c）增環(huán)：C1 、C2 、 C4、 C7、C9 、 C10 、 C11 ；減環(huán)：C3 、 C5、C6、C8.什么是定位？簡述工件定位的基本原理答： 工件在機床上加工時，為保證加工精度和提高生產(chǎn)率，必須使工件在機床上相對刀具占有正確的位置，這個過程稱為定位。用正確分布的六個支撐點來限制工件的六個自由度，使工件在夾具中得到正確位置的規(guī)律，稱為六 點定位原理。根據(jù)六點定位原理，分析中所示各定位方案中各定位元件所消除的自由度。答：a)擋塊消除了 x 的移動，三爪卡盤消除了y、 z 的移動。b)三爪卡盤消除了y、z 的移動，頂尖消除了x 的移動和y、 z 的轉動。c)頂尖消除了 x 的移動和 y、 z 的轉動，另外一個定位元件消除了y、 z 的移動。d)頂尖消除了 x 的移動，另外一個定位元件消除了 y、 z的移動和y、 z 的轉動。e)中心架消除了 y、z 的移動和 y、 z 的轉動。f)該定