金屬工藝學(xué)：第5章 切削加工復(fù)習(xí)思考答案

1、第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 1. 試說(shuō)明下列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。答：(1) 車(chē)端面 主運(yùn)動(dòng)：工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具垂直于工件軸線的直線運(yùn)動(dòng)。(2) 在鉆床上鉆孔；主運(yùn)動(dòng)：刀具（鉆頭）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具（鉆頭）沿軸線的直線運(yùn)動(dòng)。(3) 在銑床上銑平面； 主運(yùn)動(dòng)：銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)帶動(dòng)工件的直線運(yùn)動(dòng)。(4) 在牛頭刨床上刨平面； 主運(yùn)動(dòng)：刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工件垂直于刨刀運(yùn)動(dòng)方向的間歇的直線運(yùn)動(dòng)。(5) 在平面磨床上磨平面。主運(yùn)動(dòng)：砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：工作臺(tái)帶動(dòng)工件的直線運(yùn)動(dòng)。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 2.彎頭車(chē)刀刀頭的幾何形狀如習(xí)圖所示，

2、試分別說(shuō)明車(chē)外圓、車(chē)端面(由外向中心進(jìn)給)時(shí)的主切削刃、刀尖、前角、主后角o、主偏角k r 和副偏角。答：（1）車(chē)外圓：前角01、主后角02、主偏角k r 3、副偏角4；（2）車(chē)端面：前角1、主后角o2、主偏角k r 5、副偏角6第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 3. 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式車(chē)刀有哪些優(yōu)點(diǎn)？答： 避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削條件下刀具切削性能大為提高。 在一定條件下，卷屑、斷屑穩(wěn)定可靠。 刀片轉(zhuǎn)位后，仍可保證切削刃與零件的相對(duì)位置，減少了調(diào)刀停機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 刀片一般不需重磨，利于涂層刀片的推廣應(yīng)用。 刀體使用壽命長(zhǎng)，可節(jié)約刀體材料及其制造成本。4. 刀具切削部分材料應(yīng)具備哪

3、些基本性能？常用的刀具材料有哪些？答：（1）刀具切削部分材料應(yīng)具備的性能： 高的硬度； 高的耐磨性； 足夠的強(qiáng)度和韌性； 高的耐熱性； 良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能； 良好的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性。 （2）常用刀具材料：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 5. 切屑是如何形成的？常見(jiàn)的有哪幾種？答:（1）切屑的形成： 當(dāng)?shù)毒邉偱c零件接觸時(shí)，接觸處的壓力使零件產(chǎn)生彈性變形，由于刀具與零件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使零件材料與刀具切削刃逼近的過(guò)程中，材料的內(nèi)應(yīng)力逐漸增大，當(dāng)剪切應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)材料就開(kāi)始滑移而產(chǎn)生塑性變形，形成第變形區(qū)。 切屑沿前刀面流出時(shí)

4、受到前刀面的擠壓和摩擦，繼續(xù)產(chǎn)生塑性變形，切屑底面形成第II變形區(qū)。 零件已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、回彈與摩擦，產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致金屬表面的纖維化和加工硬化，形成第III變形區(qū)。 （2）切屑可以分為4種類(lèi)型: 帶狀切屑； 節(jié)狀切屑(擠裂切屑)； 粒狀切屑(單元切屑)； 崩碎切屑。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 6. 積屑瘤是如何形成的？它對(duì)切削加工有哪些影響？生產(chǎn)中最有效控制積屑瘤的手段是什么？答：（1）積屑瘤的形成：當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，在一定的溫度和壓力的作用下，切屑與前刀面接觸的表層產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦甚至粘接，使該表層變形層流速減慢，使切屑內(nèi)部靠近表層的各層間流速不同，形成滯流層

5、，導(dǎo)致切屑層內(nèi)層處產(chǎn)生平行于粘接表面的切應(yīng)力。當(dāng)該切應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，底面金屬被剪斷而粘接在前刀面上，形成積屑瘤。 （2）積屑瘤對(duì)切削加工的影響：積屑瘤由于經(jīng)過(guò)了強(qiáng)烈的塑性變形而強(qiáng)化，因而可代替切削刃進(jìn)行切削，它有保護(hù)切削刃和增大實(shí)際工作前角的作用，使切削輕快，可減少切削力和切屑變形，粗加工時(shí)產(chǎn)生積屑瘤有一定好處。但是積屑瘤的頂端伸出切削刃之外，它時(shí)現(xiàn)時(shí)消，時(shí)大時(shí)小，這就使切削層的公稱(chēng)厚度發(fā)生變化，導(dǎo)致切削力的變化，引起振動(dòng)，降低了加工精度。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 （3）控制積屑瘤的手段： 塑性材料，可將零件材料進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理，以提高其強(qiáng)度和硬度，避免形成積屑瘤。 精車(chē)和精銑一般

6、均采用高速切削，而在鉸削、拉削、寬刃精刨和精車(chē)絲杠、蝸桿等情況下，采用低速切削，以避免形成積屑瘤。 適當(dāng)?shù)那邢饕?，可有效地降低切削溫度，減少摩擦，也是減少或避免積屑瘤產(chǎn)生的重要措施之一。 刀具前角增大，可以減小切削變形和切削力，降低切削溫度，因此能抑制積屑瘤的產(chǎn)生 。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 7. 切削液的主要作用是什么？常根據(jù)哪些主要因素選用切削液？答：（1）切削液的主要作用： 冷卻作用； 潤(rùn)滑作用； 清洗和排屑作用； 防銹作用。 （2）切削液的選用 應(yīng)根據(jù)工件材料、刀具材料、工藝要求和切削方式，合理選用切削液，以有效地減小摩擦力，降低切削溫度，延長(zhǎng)刀具壽命，提高表面加工質(zhì)量。8. 刀具的磨

7、損形式有哪幾種？在刀具磨損過(guò)程中一般分為幾個(gè)磨損階段？刀具壽命的含義和作用是什么？答：（1）刀具磨損形式：按其發(fā)生的部位不同有前刀面磨損、后刀面磨損、前后刀面同時(shí)磨損3種形式。 （2）刀具的磨損階段：初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。 （3）刀具壽命：刀具從開(kāi)始切削到完全報(bào)廢，實(shí)際切削時(shí)間的總和。刀具壽命等于該刀具的耐用度乘以刃磨次數(shù)。刀具壽命越長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性越好。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 10. 高速鋼和硬質(zhì)合金在性能上的主要區(qū)別是什么？各適合做哪些刀具？答：（1）高速鋼的熱硬性和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但強(qiáng)度和韌度高于硬質(zhì)合金，工藝性較硬質(zhì)合金好，且價(jià)格也比硬質(zhì)合金低。高速鋼除以條狀刀坯直

8、接刃磨切削刀具外，還廣泛地用于制造形狀較為復(fù)雜的刀具，如麻花鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具等。 （2）硬質(zhì)合金硬度高達(dá)87HRA92HRA，熱硬性很高，在8501000高溫時(shí)，尚能保持良好的切削性能，能切削一般鋼刀具無(wú)法切削的材料，如淬火鋼之類(lèi)的材料。硬質(zhì)合金刀具的缺點(diǎn)是性脆、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度均比高速鋼刀具低，刃口不鋒利，工藝性較差，難加工成形，不易做成形狀較復(fù)雜的整體刀具，車(chē)刀和端銑刀大多使用硬質(zhì)合金制做。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 11. 按照不同的方法，機(jī)床可以分為哪些種類(lèi)？答：（1）按機(jī)床的加工性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)： 車(chē)床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床、拉床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、特種

9、加工機(jī)床、鋸床和其他機(jī)床。 （2）按機(jī)床的通用程度分類(lèi)： 通用機(jī)床（萬(wàn)能機(jī)床）、專(zhuān)用機(jī)床、專(zhuān)門(mén)化機(jī)床（專(zhuān)能機(jī)床）。 （3）按機(jī)床的精度分類(lèi)： 普通機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床。 （4）按重量不同分類(lèi)： 儀表機(jī)床、中型機(jī)床、大型機(jī)床、重型機(jī)床和超重型機(jī)床。 （5）按自動(dòng)化程度不同分類(lèi)： 手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)機(jī)床。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 12. 解釋下列機(jī)床型號(hào)的含義：答：（1）C6140 加工工件最大直徑為400mm的臥式車(chē)床。 （2）Z3040 最大鉆孔直徑為40mm的搖臂鉆床。 13. 根據(jù)習(xí)圖所示的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，試寫(xiě)出其傳動(dòng)路線表達(dá)式，并求：(a)主軸有幾級(jí)轉(zhuǎn)速？(b)主軸的最高轉(zhuǎn)速和最

10、低轉(zhuǎn)速各為多少？ 答：（1） （2）主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù):4（1+2）=12 級(jí)（3）主軸的最高轉(zhuǎn)速：主軸的最高轉(zhuǎn)速：第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 14. 試述生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程、工序、工步、走刀、安裝、工位的概念。答： 生產(chǎn)過(guò)程：將原材料變?yōu)槌善返娜^(guò)程。 工藝過(guò)程：在生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置 及性質(zhì)，使之變?yōu)槌善返娜^(guò)程。 工序：由一個(gè)（或一組）工人，在一臺(tái)機(jī)床（工作地）上，對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。 工步：指在同一個(gè)工序中，當(dāng)加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進(jìn)給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過(guò)程。 走刀：在相同切削速度和進(jìn)給

11、量情況下，對(duì)同一加工表面多次切削，則每切削一次稱(chēng)為一次走刀。 安裝：指工件從定位到夾緊的整個(gè)過(guò)程，稱(chēng)為安裝。 工位：零件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)待加工位置。 第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 15. 試述生產(chǎn)類(lèi)型的分類(lèi)。答：根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可以劃分出不同的生產(chǎn)類(lèi)型：?jiǎn)渭a(chǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)地制造某一種零件，很少重復(fù)，甚至完全不重復(fù)的生產(chǎn)，稱(chēng)為單件生產(chǎn)。 成批生產(chǎn)：成批地制造相同的零件，每隔一定時(shí)間又重復(fù)進(jìn)行的生產(chǎn)，稱(chēng)為成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。 大量生產(chǎn)：當(dāng)同一產(chǎn)品的制造數(shù)量很多，在大多數(shù)工作地點(diǎn)，經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行一種零件某一工序的生產(chǎn)，稱(chēng)為大量生產(chǎn)。 小批生產(chǎn)的工藝特征接近單件生產(chǎn)

12、，常將兩者合稱(chēng)為單件小批生產(chǎn)。大批生產(chǎn)的工藝特征接近于大量生產(chǎn)常合稱(chēng)為大批大量生產(chǎn)。而成批生產(chǎn)僅指中批生產(chǎn)。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 16. 工件的裝夾方式有幾種？試述它們的應(yīng)用場(chǎng)合。答：（1）找正安裝法 主要應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中。有兩種方法： 直接找正：是用劃針、直尺、千分表等對(duì)工件被加工表面進(jìn)行找正，以保證這些表面與機(jī)床工作臺(tái)支撐面間有正確的相對(duì)位置關(guān)系的方法。 按劃線找正：是在工件定位之前先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對(duì)稱(chēng)線和各待加工表面的加上線，然后將工件裝在機(jī)床上，按照工件上劃出的線進(jìn)行找正的方法。 （2）夾具安裝法 夾具安裝法是通過(guò)夾具上的定位元件與工件上的定位基面相接觸或是相

13、配合，使工件能被方便迅速地定位，然后進(jìn)行夾緊的方法。廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 17. 試述夾具的組成部分及其功用。答： 定位元件：用來(lái)保證工件在夾具中處于正確位置的元件。 夾緊元件：保持工件在加工過(guò)程中不因受外力作用而改變其正確位置的元件。 導(dǎo)向元件：用于保證刀具進(jìn)入正確加工位置的夾具元件。 夾具體：用于連接夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，并通過(guò)它與機(jī)床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 18. 什么叫定位？不完全定位與欠定位有何異同處？ 答：（1）定位：在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，必須把工件放在機(jī)床上，使它在夾緊之前就占有一個(gè)正

14、確的位置，稱(chēng)為定位。 （2）不完全定位與欠定位的異同 相同處：都是六個(gè)自由度沒(méi)有被全部限制的定位。 不同處：不完全定位中沒(méi)有被限制的自由度不影響加工精度，因此也是合理的定位。欠定位中需要限制的自由度沒(méi)有得到完全限制。這種定位不能保證零件的加工精度要求，在零件加工中是絕對(duì)不允許的。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 19. 根據(jù)什么原則選擇粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)？答：（1）精基準(zhǔn)的選擇原則： 基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、自為基準(zhǔn)原則、互為基準(zhǔn)原則、可靠、方便原則。 （2）粗基準(zhǔn)的選擇原則 若零件上具有不加工的表面，為了保證不加工表面與加工表面之間的相對(duì)位置要求，則應(yīng)選擇不需要加工的表面作為粗基準(zhǔn)。若零件上有多個(gè)不

15、加工表面，要選擇其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 若必須保證零件某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)以該表面為粗基準(zhǔn)。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 若零件上每個(gè)表面都需要機(jī)械加工，為保證各表面都有足夠的余量，應(yīng)選加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整、光潔和有足夠大的尺寸，以及沒(méi)有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷。 粗基準(zhǔn)一般只能用一次。20. 機(jī)械加工為什么要?jiǎng)澐旨庸るA段？答： 可保證加工質(zhì)量； 可合理使用機(jī)床； 及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷； 可適應(yīng)熱處理的需要； 減少表面損害。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 21. 簡(jiǎn)述機(jī)械加工過(guò)程中安排熱處理工序的目的及安排順序。答： 預(yù)備熱處理：包括

16、退火、正火和調(diào)質(zhì)等，以改善材料的切削性能和消除毛坯制造時(shí)的內(nèi)應(yīng)力為目的，一般安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。 消除內(nèi)應(yīng)力熱處理：包括人工時(shí)效、退火等，以消除粗加工后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，安排在粗加工后進(jìn)行。預(yù)備熱處理還常與消除內(nèi)應(yīng)力熱處理合并進(jìn)行。 調(diào)質(zhì)處理：中碳鋼和低合金鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后其綜合力學(xué)性能有明顯提高?？紤]材料的淬透性，一般安排在粗加工之后進(jìn)行。 最終熱處理：包括淬火一回火、滲碳淬火和氮化處理等以提高零件的硬度和耐磨性，一般安排在半精加工之后、精加工之前，或安排在精加工之后、光整加工之前。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 22. 何謂“工序集中”、“工序分散”？什么情況下采用“工序集中”？什么情況下采用“工

17、序分散”？答： 工序集中是指零件的加工集中在少數(shù)幾個(gè)工序中完成，每個(gè)工序所包含的加工內(nèi)容較多。 工序分散是指整個(gè)工藝過(guò)程工序數(shù)目多，每個(gè)工序的加工內(nèi)容比較少。 在單件小批量生產(chǎn)中，一般采用工序集中的原則。在大批大量生產(chǎn)中，既可采用多刀、多軸高效率自動(dòng)化機(jī)床將工序集中，也可將工序分散后組織流水生產(chǎn)。23. 主軸的機(jī)械加工工藝路線大致過(guò)程是怎樣安排的？答：模鍛毛坯、預(yù)備熱處理（正火）、粗車(chē)、半精車(chē)、最終熱處理（淬火）、粗磨、精磨、檢驗(yàn)等。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 24. 什么叫零件的結(jié)構(gòu)工藝性，它在生產(chǎn)中有何意義？答： 零件的結(jié)構(gòu)工藝性：是指所設(shè)計(jì)的零件在滿(mǎn)足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性

18、。 設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)，在一定的生產(chǎn)條件下若能高效低耗地制造出來(lái)，并便于裝配和維修，則認(rèn)為該零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性涉及很多方面的內(nèi)容，如生產(chǎn)批量、生產(chǎn)設(shè)備、技術(shù)力量、精度要求、材料的切削加工性等。結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，都是相對(duì)于一定的生產(chǎn)條件而言的。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 25. 影響零件結(jié)構(gòu)工藝性的主要因素有哪些？答：影響零件結(jié)構(gòu)工藝性的主要因素有：生產(chǎn)類(lèi)型、制造條件、生產(chǎn)技術(shù)等。26. 衡量零件的結(jié)構(gòu)工藝性主要考慮哪些方面的內(nèi)容？答： 衡量零件結(jié)構(gòu)工藝性主要考慮以下方面的內(nèi)容： 零部件與機(jī)器的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與使用的關(guān)系、裝配與零件的關(guān)系、機(jī)械零件的加工要求、毛坯及所需材料的種類(lèi)、零件加工方法與所需設(shè)備、良好的人機(jī)關(guān)系等。第5章 復(fù)習(xí)思考題及答案 27. 設(shè)計(jì)零件時(shí)，考慮零件結(jié)構(gòu)工藝性的一般原則有哪幾項(xiàng)？答：（l）應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，以減少專(zhuān)用刀具和量具的設(shè)計(jì)和制造；