機(jī)械制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料(答案)

第一章金屬切削的基本知識(shí)切削三要素概念與計(jì)算。切削用量：是指切削速度、進(jìn)給量和切削深度三者的總稱，這三者又稱切削用量三要素。切削速度V：在切削加工中，刀刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)v=ndn/1000 (m/min)式中d―-完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最大直徑(mm)n 主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給量f：工件或刀具的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)或每雙行程時(shí)，工件和刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)位移量。vf=n*f (mm/min)切削深度ap：等于工件已加工表面與待加工表面間的垂直距。⑴對(duì)于外圓車削 ap =(dw-dm)/2(mm)⑵對(duì)于鉆孔 ap =dm/2(mm)式中dw工件加工前直徑(mm)；dm 工件加工后直徑(mm)。刀具材料的基本性能要求有哪些？高硬度高耐熱性足夠的強(qiáng)度和韌性高耐磨性良好的工藝性五個(gè)基本性能相互聯(lián)系，又相互制約，應(yīng)根據(jù)具體加工條件，抓主要性能，兼顧其它。刀具的標(biāo)注角度定義，作用。刀具的標(biāo)注角度是指靜止?fàn)顟B(tài)下，在工程圖上標(biāo)注的刀具角度。(下面以車刀為例介紹刀具的標(biāo)注角度)⑴前角Y0在正交平面內(nèi)測(cè)量的，前刀面與基面的夾角。前角的作用：前角f切屑變形/切削力/刃口強(qiáng)度/前刀面磨損/導(dǎo)熱體積/⑵后角aO：在正交平面內(nèi)測(cè)量的，后刀面與切削面的夾角。后角的作用：后角f后刀面與加工表面間的摩擦/ 后刀面磨損/ 刃口強(qiáng)度/導(dǎo)熱體積/⑶主偏角Kr：在基面內(nèi)測(cè)量的，主切削刃與進(jìn)給方向的夾角。主偏角的作用：主偏角f切削刃工作長(zhǎng)度/刀尖強(qiáng)度/ 導(dǎo)熱體積/徑向分力/⑷副偏角Kr'：在基面內(nèi)測(cè)量的，副切削刃與進(jìn)給反方向的夾角。副偏角的作用：副偏角f副后面與工件已加工表面摩擦/刀尖強(qiáng)度/ 表面粗糙度f(wàn)⑸刃傾角入S：在切削平面內(nèi)測(cè)量的，主切削刃與基面的夾角刃傾角的作用：影響排屑方向：入S>0。排向待加工表面；入S=0°前刀面上卷曲入S<0。排向已加工表面；影響切入切出的穩(wěn)定性影響背向分力大小刀具角度的選擇原則：1） 粗加工塑性材料時(shí)，選擇大前角Y0,小后角a0,小主偏角Kr,較小或負(fù)的刃傾角入s；加工脆性材料時(shí)可適當(dāng)減小前角Y0;加工高硬度難加工材料時(shí)，采用負(fù)前角（丫0<0°）。2） 精加工時(shí)，一般選擇較大后角a0，較小的前角Y0，非負(fù)的刃傾角（入s±0°）,加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)選擇大主偏角Kr。4．下圖為車削工件的示意圖，在圖上標(biāo)注：（1） 主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和背吃刀量（切削深度）；（2） 刀具前角、后角、主偏角、副偏角和刃傾角；（3）已加工表面、加工（過(guò)渡）表面和待加工表面；（4）基面、正交平面和切削平面。

例題：下圖為外圓車削示意圖，在圖上標(biāo)注：主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和背吃刀量；已加工表面、加工(過(guò)渡)表面和待加工表面；基面、主剖面和切削平面；刀具角度0=15、 0=6、Kr=55、Kr=45、 s=—10待加工表面待加工表面1向

K正交平面刀具磨損過(guò)程(畫磨損曲線，解釋)。初期磨損階段：刀具表面粗糙度大、單位面積壓力高，磨損快。正常磨損階段急劇磨損階段：磨損后切削溫度升高，磨損量急劇增加。切削時(shí)聞T/min刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)與刀具壽命。刀具磨損形式后面磨損：切削脆性材料，切削塑性材料hDvO.lmm用后刀面平均磨損寬度VB表示。前面磨損(月牙磨損)：切削塑性材料hD>0.5mm用月牙洼最大深度KT表示。前后面同時(shí)磨損：切削塑性材料hD在0.1?0.5mm之間大多數(shù)情況下前、后刀具都有磨損，后刀面磨損對(duì)加工質(zhì)量影響最大，測(cè)量方便，通常以VB來(lái)表示刀具磨損程度。磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：通常指刀具后刀面允許的最大磨損量。刀具壽命T：刀具開始切削到達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)中切削時(shí)間。影響刀具壽命的因素：切削用量；工件材料；刀具材料及幾何角度；其它因素。切削量中影響最大的是切削速度c，其次是f，ap影響最小。機(jī)械摩擦磨損：磨粒磨損、粘結(jié)磨損熱效應(yīng)磨損：相變磨損-----高速鋼刀具氧化磨損、擴(kuò)散磨損------硬質(zhì)合金刀具切屑的基本類型有哪些？其產(chǎn)生的條件是什么？切屑的種類（不考慮刀具斷屑等因素的影響）帶狀切屑：上表面毛茸狀，下表面光滑的連續(xù)切屑，大Y0高vc,小ap,f加工塑性金屬時(shí)產(chǎn)生。節(jié)狀（擠裂）切屑：上表面鋸齒狀，下表面光滑的連續(xù)切屑，較低vc，較大ap，f加工中等硬度塑性金屬時(shí)產(chǎn)生粒狀（單元）切屑：菱形單元分離體，較低vc,較大ap，f加工硬度較高塑性較差金屬時(shí)產(chǎn)生。崩碎切屑：不規(guī)則屑片，較低vc,較大ap，f加工脆性金屬時(shí)產(chǎn)生。簡(jiǎn)述工件材料、刀具前角和切削用量對(duì)切屑變形影響的規(guī)律；（1） 工件材料：材料成分、組織和力削性能是影響切削力的主要因素。強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性越大切削力越大；（2） 切削用量：影響最大的是ap，其次是f,切削速度vc最小，F(xiàn)c與c是1：1，f影響70?80%,vc影響積屑瘤的存在，有積屑瘤時(shí)F明顯減小。（3） 刀具幾何角度：丫0增大，刃口鋒利、切削變形小，摩擦小，切削力減??；（W增大、摩擦減小，切削力減??；Kr增大Fp減小；正九s,Fp減小Ff增大。（4） 其它因素：切削液使用潤(rùn)滑條件好，切削力減小，刀具磨損后切削力劇增。切削力和切削熱的來(lái)源包括哪些方面？（1） 切削力的來(lái)源：變形抗力和摩擦阻。切削力是所有切削力的合力，為空間交變力。（2） 切削熱來(lái)源于：切削層材料彈、塑性變形一變形熱刀具前、后刀面的摩擦一摩擦熱。三個(gè)切削變形區(qū)是三個(gè)主要熱源區(qū)。10什么是積屑瘤？對(duì)加工過(guò)程有何影響？積屑瘤：在一定溫度、壓力條件下，滯流層與前刀面之間的摩擦力大于切屑底層內(nèi)部晶粒的間的親和力，滯流層部分金屬粘結(jié)在前刀面切屑刃附近，形成的一塊硬的金屬層（由于塑性變形，硬比度比工件材料高2~3倍）對(duì)切削過(guò)程的影響：保護(hù)刀刃；使工作前角增大，切削刀減?。磺邢髌椒€(wěn)性差；影響加工精度和表面粗糙度。11車削工件內(nèi)孔，毛坯內(nèi)孔直徑dw=100mm,加工后工件孔直徑dm=106mm，—次切削完成。已知機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速nw=320r/min,進(jìn)給速度vf=64mm/min,車刀幾何角度分別為丫0=15°,a0=8°，Kr=45°，Kr'=30，九s=0°，加工工件材料單位面積切削力kc=1962N/mm2。求主運(yùn)動(dòng)速度Vc、進(jìn)給量f、背吃刀量aP、切削層公稱厚度hD、公稱寬度bD、切削層公稱橫截面積AD。12切削液的四大作用是什么？常用切削液的種類有哪些？

冷卻作用；潤(rùn)滑作用；清洗作用；防銹作用13.試畫出在普通外圓磨床上采用縱磨法磨削軸類零件外圓的加工示意圖，并在圖中標(biāo)出主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。53///////.53///////.縱磨法 橫磨法⑴縱磨法：加工時(shí)徑向力小，加工質(zhì)量好，但效率低，且對(duì)前道工序要求較高（必須經(jīng)過(guò)半精車或精車）。用于加工細(xì)長(zhǎng)工件，但見小批量生產(chǎn)。⑵橫磨法：加工時(shí)徑向力大，加工質(zhì)量略差，效率高。用于批量生產(chǎn)短而粗剛性較好且加工面較短的工件。⑶深磨法：一次磨削量大，加工時(shí)徑向力大，加工質(zhì)量略差，效率高。用于批量生產(chǎn)短而粗剛性較好的工件。14.試作圖說(shuō)明用寬刃刨刀刨削平面的示意圖，標(biāo)注出三個(gè)變形區(qū)的位置，并說(shuō)明其變形特點(diǎn)。寬刃精刨：加工表面粗糙度Ra1.6~0.4um，直線度不大于0.02mm/lm,可代替刮研或磨削，以保證平面貼合度，常用于導(dǎo)軌面、結(jié)合面的精加工第二章金屬切削機(jī)床與各種加工方法nZDi=被=主=主機(jī)械傳動(dòng)傳動(dòng)比::云7D主被被所有主動(dòng)齒輪齒數(shù)連乘積I=總所有被動(dòng)齒輪齒數(shù)連乘積傳動(dòng)鏈：從輸入到輸出方向，由若干傳動(dòng)副依次組合起來(lái)的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)圖：用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)表示的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式：按傳動(dòng)鏈次序用傳動(dòng)軸號(hào)和傳動(dòng)副的結(jié)構(gòu)參數(shù)表示的傳動(dòng)關(guān)系式。傳動(dòng)平衡式：用數(shù)字表達(dá)式排列的方程式來(lái)表示傳動(dòng)鏈“末端件”（起始和終了傳動(dòng)件）之間的傳動(dòng)關(guān)系。傳動(dòng)級(jí)數(shù)：傳動(dòng)系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速不同個(gè)數(shù)。XIIXI5226XIIXI5226XI24304826XI24304826<>52212427XII「26、26J5239>—(XI)-<5252—XIII126:I26:I36下圖為某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，已知各齒輪齒數(shù)如圖所示，且已知電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1450r/min,帶傳動(dòng)效率n=0.98。求：寫出系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式；輸出軸II的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)；軸II的極限轉(zhuǎn)速。?300nr=1450rpm?300nr=1450rpm下圖為某車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，已知各齒輪齒數(shù)如圖所示，已知nl=1450rpm，求:（1）寫出系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式；（2）求主軸III的轉(zhuǎn)速；（3）進(jìn)給量f。IIIIII主運(yùn)動(dòng)：電機(jī)一蹤卜45-11-45-111（主軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：（主軸）in3636243628108進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：（主軸）in363624362810824 24——-——-絲杠（P=12）120127進(jìn)給量計(jì)算：36362424 24f—1xxx x x x123628108120127絲杠螺母進(jìn)給：（S為絲杠導(dǎo)程） /—1x‘主.絲xs齒輪齒條進(jìn)給：（m為末級(jí)齒輪模數(shù)）/—1x[.末心mz末機(jī)床掛輪的要求：1） 備用齒輪中應(yīng)有選用齒輪齒數(shù)；2） 要防止掛輪互相干涉，要求滿足下列條件za+zb>zc+kzc+zd>zb+k其中k=15?22車、銑螺紋時(shí)要求進(jìn)給量應(yīng)與加工螺紋的螺距或?qū)С滔嗟?，齒輪加工時(shí)，滾刀轉(zhuǎn)過(guò)1/k轉(zhuǎn)，齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒或插齒刀轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，齒輪也轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。從而可計(jì)算出掛輪的傳動(dòng)比，根據(jù)傳動(dòng)比來(lái)選配掛輪齒數(shù)。銑削加工工藝特點(diǎn)是什么？常用的銑削方法有哪些？銑削工藝特點(diǎn)：（1）生產(chǎn)率較高（2） 刀齒散熱條件較好（3） 切削過(guò)程不平穩(wěn)（4）銑削加工精度IT9?8,Ra6.3~1.6gm；高速銑精度IT7?6,Ra1.6~0.4gm銑削方法周銑法（順銑逆銑）端銑法鉆孔的工藝方法有哪些?有何特點(diǎn)?（1）鉆孔特點(diǎn)①鉆頭剛性差，易引偏；鉆孔排屑困難，切屑擠壓、摩擦已加工表面，表面質(zhì)量差，鉆孔精度IT13?IT11,Ra為50?12.5um鉆孔加工生產(chǎn)效率低鉆孔方式：1）回轉(zhuǎn)并軸向進(jìn)給（如鉆床、銑床、鏜床等鉆孔），鉆孔時(shí)易出現(xiàn)孔的偏斜；2）工件回轉(zhuǎn)，鉆頭軸向進(jìn)給（如車床等鉆孔），鉆孔時(shí)孔徑會(huì)變化，形成錐度、鼓形等。（2） 擴(kuò)孔特點(diǎn)：①加工精度IT10?IT9,Ra6.3?3.2um；擴(kuò)孔鉆頭的切削刃短，無(wú)橫刃，切削條件好；擴(kuò)孔加工余量小，容屑槽較淺，鉆頭剛性好，可大進(jìn)給高速切削，效率高；鉆頭有多個(gè)切削刃，導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)，可校正毛坯孔軸線偏斜。（3） 鉸孔特點(diǎn)：①鉸孔余量小（粗鉸0.15?0.35mm）,切削速度低，切削力小，發(fā)熱少，鉸刀導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)，加工質(zhì)量好；加工精度IT8?7，Ra1.6?0.4um；鉸孔的適應(yīng)性較差，一把鉸刀只能加工一種尺寸精度的孔，不宜加工非標(biāo)孔、臺(tái)階孔、盲孔、非連續(xù)表面（如軸向有鍵槽等），不能加工硬材料工件；鉸孔可糾正孔的形狀誤差，不能糾正位置誤差。磨削的工藝特點(diǎn)是什么？（1）砂輪磨粒小而多，一次切削量小，精度高IT7?IT6、表面粗糙度小Ra0.2?0.82）磨削溫度高（3）砂輪有自銳作用（磨粒有自銳性、磨鈍磨粒的脫落（4）磨削加工的工件材料范圍廣，可以加工高硬度的材料，但不能加工塑性較大的軟材料，如有色金屬紫銅、鋁合金等。比較說(shuō)明周銑和端銑的優(yōu)缺點(diǎn)。端銑法刀桿剛性好，可大用量切削，效率較周銃高；端銑時(shí)有多個(gè)切削刃同時(shí)切削，切削平穩(wěn)性好，周銑只有一個(gè)到兩個(gè)齒切削，切削平穩(wěn)性較差，加工質(zhì)量比端銑低一個(gè)等級(jí)；端銑刀齒有修光過(guò)渡刃和副刀刃，加工質(zhì)量較好；端銃到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可鑲嵌硬質(zhì)合金刀片，周銃刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜；端銑適應(yīng)性較差，一般用于加工大平面，周銑適應(yīng)性較好，可以加工平面、各種溝槽等。7.比較說(shuō)明順銑和逆銑的優(yōu)缺點(diǎn)。逆銃順銃切削運(yùn)動(dòng)切削方向與進(jìn)給方向相反切削方向與進(jìn)給方向相冋切削厚度由0—最大由最大f0刀具磨損初期有滑擦，磨損快刀齒易切入，壽命長(zhǎng)作用力垂直分力使工件上抬，不利于夾緊工件；水平分力與進(jìn)給反向，消除了絲杠間隙，進(jìn)給平穩(wěn)垂直分力使工件下壓，有利于夾緊工件；水平分力與進(jìn)給同向，由于絲杠間隙，工作臺(tái)會(huì)前竄，造成啃刀或打刀。表面質(zhì)量表面粗糙表面光潔使用情況常用無(wú)間隙進(jìn)給機(jī)床采用8.外圓磨削的工藝方法有哪些？有何特點(diǎn)？使用什么場(chǎng)合？⑴縱磨法：加工時(shí)徑向力小，加工質(zhì)量好，但效率低，且對(duì)前道工序要求較高（必須經(jīng)過(guò)半精車或精車）。用于加工細(xì)長(zhǎng)工件，但見小批量生產(chǎn)。⑵橫磨法：加工時(shí)徑向力大，加工質(zhì)量略差，效率高。用于批量生產(chǎn)短而粗剛性較好且加工面較短的工件。⑶深磨法：一次磨削量大，加工時(shí)徑向力大，加工質(zhì)量略差，效率高。用于批量生產(chǎn)短而粗剛性較好的工件。9.下圖為某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，已知各齒輪齒數(shù)如圖所示，且已知電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min,帶傳動(dòng)效率n=0.98o求：（1）寫出系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式；

輸出軸V的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù);軸V的極限轉(zhuǎn)速。10.如圖所示齒輪零件簡(jiǎn)圖。已知齒輪參數(shù)為：m=3,z=60,7GM；內(nèi)孔尺寸及精度為?30H7mm，表面粗糙度為1.6“m齒輪材料為45#鋼，如齒輪數(shù)量分別為10件、1000件、100000件，齒面需淬火處理。試分別確定齒形和齒輪內(nèi)孔的加工方案及所用的機(jī)床和刀具。

11.如圖所示雙聯(lián)齒輪，已知材料為45鋼，齒部高頻淬火48HRC，精度等級(jí)766HL,單件小批生產(chǎn)。試確定內(nèi)孔?38H7及小齒的加工方法。其余筍m13r^-]X|A01RA/0.018AA33I12如圖為某機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，問(wèn):①試寫出傳動(dòng)路線表達(dá)式，并計(jì)算III軸（主軸）共有幾級(jí)轉(zhuǎn)速？（4分）②主軸的最高轉(zhuǎn)速、最低轉(zhuǎn)速是多少？（4分）r_f二XLr_f二XL_°-010-01^0-X113試根據(jù)下列條件，選擇加工表面的加工方案1）加工45鋼（調(diào)質(zhì)）某小軸外圓?30,10件，尺寸精度h7,表面粗糙度Ral.6。2）加工45鋼（調(diào)質(zhì)）某小軸外圓?30，10件，尺寸精度h7,表面粗糙度Ral.6。3）加工某箱體零件內(nèi)孔?100,鑄鐵，5000件，尺寸精度H8,表面粗糙度Ral.6。4）加工某零件內(nèi)孔?10,45鋼，5000件，尺寸精度H8,表面粗糙度Ra1.6。第三章機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂1機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的組成包括哪些？2指出下圖中零件結(jié)構(gòu)工藝性不合理之處，并在圖上加以改正