[工学]大--工机械制造技术基础1-5章课后题答案.doc

1. 车床有哪些主要类型？简述各种车床的工艺范围及组成？答：车窗的种类很多，按其结构和用途，可分为卧式车床、立式车床和转塔车床。卧式车床适用于中小型的轴类和盘套类零件的加工，可车削内外圆柱面、各种圆锥面成型面及端面。卧式车床和立式车床都是由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾座和床身等部件组成。立式车床主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸小、且形状比较复杂的大型或重型零件。转塔车床适用于加工形状比较复杂的小型棒料零件工料，它比卧式车床少了尾座和丝杠多一个可以纵向移动的多工位的刀架。2. 车床的主运动和两个主要参数是什么？答：主运动有工件的旋转和车刀的进给运动。主要参数是床身上最大回转直径和最大工件长度。3. 试写出CA6140卧式车床的主运动路线表达式。答：4. 在CA6140卧式车床的主运动、车螺纹运动、纵向和横向进给运动、快速运动等传动链中，哪条传动链的两端面之间具有严格的传动比？哪条传动链是内连链？答：车螺纹具有严格的传动比是内连链。5. 铣削、车削、镗削、钻削各有什么特点和不同？答：铣削主要用于加工平面、沟槽、复杂曲面，以及进行孔的加工的等。铣刀的刀具比较复杂，一般为多刃刀，效率比较高。车削使用范围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。6. 成批和大量生产中，目前多采用端铣还是周铣？为什么？答：目前多采用端铣，由于端铣的效率比周铣大，因此在成批生产中多用端铣。7. 实际生产中，目前多采用顺铣还是逆铣？为什么？答：实际生产中多用逆铣,因为顺铣情况下铣刀的切削力会使工件向前窜动,窜动是由于工作台的进给丝杠螺纹间有间隙,且间隙在运动的前方,顺铣时受前向突然增大的切削力,使工作台和工件向前跳动。 8.为什么扩孔钻扩孔比钻头扩孔的加工质量要好？答：主要由两者结构不同决定：1.扩孔钻比钻头刚度和强度更好。2.扩孔钻齿数一般较钻头多，故导向性好，对孔的形状误差修正能力较好。3.扩孔钻主切削刃较钻头短，故切屑较窄，分屑与排屑较好。9镗床镗孔和车床镗孔有何不同？各适用于什么场合？答：镗床镗孔是镗刀旋转，工件直行作进给运动；车床镗孔工件旋转做主运动，镗刀直行作进给运动。镗床镗孔主要用于加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要设备，能保证加工的孔的位置精度和尺寸精度；而车床镗孔只用来加工单个的要求较低的孔。10在镗床上镗孔有哪四种方法？各自的应用场合如何？答：镗孔分为一般镗孔和深孔镗孔，一般镗孔在普通车床就可以，把镗刀固定在车床尾座或者固定在小刀架上都可以。深孔镗孔需要专用的深孔钻镗孔，镗刀要加上镗秆，还要加上液压泵站利用冷却液把铁屑排除。11滚齿机和插齿机各有何工艺特点？简述他们各自的特点及主要应用范围。答：（1）滚齿属于展成法加工，是用滚刀在滚齿机上加工齿轮的轮齿它是按螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的，滚齿及滚齿时的主要运动有：主运动（滚刀的高速旋转）、分齿运动、垂直进给运动。其特点为：与铣齿相比，滚齿可获得87级精度的齿轮；滚齿可以用同一模数的滚刀加工出模数相同而齿数不同的齿轮，不但提高精度，还可降低刀具成本；滚齿加工范围广；滚齿精度和生产率较高；滚齿不能加工内齿轮和多联齿轮；滚齿适用于单件小批也适用于大量生产。其加工范围：圆柱直尺齿、圆柱斜齿、螺旋齿轮和蜗轮。 （2）插齿属于展成法加工，用插齿刀在插齿上加工齿轮齿形是按一对圆柱齿轮相啮合的原理加工的，插齿机插齿时的主要运动有：主运动（插齿刀的上下往复运动）、分齿运动、圆周进给运动、径向进给运动、让刀运动。其特点为：插齿刀刀具只要求模数和压力角与被切齿轮相同，与齿数无关，降低了刀具的成本；插齿的表面粗糙度略低于滚齿；分齿精度略低于滚齿；生产效率不如滚齿高；可用于单件小批或成批大量生产。其加工范围：内齿轮、多联齿轮、蜗轮和轴向尺寸较大的齿轮轴。12磨削加工有何特点？答：（1）加工精度高，表面粗糙度小。（2）可加工高硬度材料。（3）径向分力大。（4）磨削温度高。（5）砂轮有自锐性。（6）应用越来越广泛。13试简述在外圆磨床上磨外圆锥面的三种方法。答：（1）转动工作台磨外圆锥面（2）转动砂轮架磨外圆（3）用成形砂轮磨外圆锥面。14简述砂轮的自锐性。答：在磨削过程中，砂轮的磨粒由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大，当切削力超过粘合剂强度时，磨钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的自锐性。正是砂轮的自锐性使得砂轮可进行连续加工。15在无心外圆磨床上磨外圆与在万能外圆磨床上磨外圆相比有何优缺点？答：无心磨床适用于大批量生产中磨削细长轴及不带中心孔的轴、套、销等零件，用它磨外圆可保证较高的同轴度和精度。而万能磨床主要用于磨削内外圆柱圆锥面、阶梯轴轴肩、端面和简单的成形回转体表面，但精度不高且自动化程度不高，磨削效率低。16磨内圆远不如磨wai圆应用广泛，为什么？答：因为与外圆磨削相比，内圆磨削有以下特点：（1）磨削精度较难控制。（2）磨削表面粗糙度大。（3）生产效率低。17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：电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲火花放电，在电火花通道中产生瞬间高温，使电极表面放电处金属迅速融化，甚至汽化。电火花加工适应性强，任何硬脆、软韧材料及难切削加工的材料只要能导电都可以加工。电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的化学原理对工件进行加工的方法。电解加工应用范围广，可加工任何高硬度、高强度、高韧性的难加工金属材料。激光加工是利用光学系统将光聚焦成一个极小的光斑，从而获得极高的能量密度和极高的温度，在此温度下，任何坚硬的材料都将急剧融化和蒸发，并产生强烈的击波，是融化的物质爆炸式地喷射出去来加工的。激光加工几乎对任何难加工的金属和非金属材料都可以加工。超声波加工是利用超声频震动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨粒，由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件加工的一种方法。超声波加工适宜加工各种硬脆材料，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；对于导电的硬质合金、淬火钢等也能加工，到效率不高。18特种加工在成形工艺方面和切削加工有什么不同？答：（1）加工时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零件。（2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。（3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，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，故加工范围广、适应性强。（5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。19机床运动有哪几类？实现这些运动的传动原理如何表示？试举例。答：点位控制；点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。 直线控制；点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。 轮廓控制；轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。 20车床、铣床、钻床和磨床的主要参数和设计序号如何表示？第二主参数分别是什么？答：卧式车床主参数：床上工件的最大回转直径；第二主参数：工件最大长度。立式车床主参数：最大车削直径；第二主参数：工件最大高度。龙门铣床主参数：工作台工作面宽度；第二主参数：工作台工作面长度。升降台铣床主参数：工作台工作面宽度；第二主参数：工作台工作面长度。摇臂钻床主参数：最大钻孔直径；第二主参数：最大跨距。外圆磨床主参数：最大磨削直径；第二主参数：最大磨削长度。矩台平面磨床主参数：工作台工作面宽度；第二主参数：工作台工作面长度。21机床按什么分类？我国机床型号编制法和中将机床分为哪几大类？这些机床类别代号分别是什么？答：机床主要是按照加工性质和所用刀具进行分类的。我国目前将机床分为12大类：车床（C）、钻床(Z)、镗床(T)、磨床(M,2M,3M)、齿轮加工机床(Y)、螺纹加工机床（S）、铣床(X)、刨插床（B）、拉床(L)、超声波电加工机床、却断机床(G)及其他机床(Q)。22机床上有哪些运动？它们的特点和作用是什么？答：有表面成形运动和辅助运动两大类。表面运动包括主运动和进给运动，它直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面。辅助运动包括为获得一定尺寸，使刀具切入工件的运动，为缩短辅助时间、提高效率的快速引进和退回运动，使刀具与工件处于正确相对位置的调为运动，实现工件周期换位的分度运动的那份等。23机床传动系统的基本组成部分有哪些？各部分的作用是什么？答：（1）动力源。为机床提供动力和运动的驱动部分。（2）传动系统。把动力源的运动和动力传递给执行机构或从一个执行机构传递给另一个执行机构的部分。（3）基础件。用于安装和支承其他固定的和运动的部件承受重力和削切力，亦称机床大件或支承件。（4）工作部件。最终实现切削加工的主运动和进给运动有关的执行部件；与工件和刀具安装及调整有关的部件或装置；与上述部件或装置有关的分度，转位，定位机构和操纵机构等。（5）控制系统。用于控制各工作部件的正常工作。（6）冷却系统。用于对加工工件、刀具及机床的某些发热部件进行冷却。（7）润滑系统。用于对机床的运动副进行润滑。（8）其他装置。如排屑装置、自动测量装置等。1.金属切削过程的实质是什么？答：金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属，使工件得到符合技术要求的几何精度和表面质量的过程，其力学本质是挤压、剪切、滑移。2. 切削运动可以分为哪两类，各有什么特点？答：切削运动可以分为主运动和进给运动两类。主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。3.切削用量的参数有哪些，各自含义是什么？答：切削用量的参数有切削速度、进给量、背吃刀量。切削速度是切削加工时，刀具切削刃上选定点相对工件的主运动速度；进给量是工件或刀具主运动每转一转或每一行程时，刀具和工件之间在进给运动方向上的相对移动量；背吃刀量是在垂直于主运动和进给运动方向的平面内测量的刀具切削刃与工件切削表面的接触长度。4.试述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用，并指出如何选择？答:前角对切削的难易程度有很大的影响；后角是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减小后刀面的磨损；主偏角其大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力大小等；副偏角的作用是为了减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生震动；刃倾角主要影响切削刃的强度和切屑的流出方向。前角的选择原则：粗加工、断续切削、刀材强度韧性低、材强度硬度高，选较小的前角；工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；成形刀具、自动线刀具取小前角；后角的选择原则：粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应增加0 ；精加工取较大后角，保证表面质量；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；工材塑性大取较大后角，脆材减小0；主偏角的选择原则：主要看系统刚性。若刚性好，不易变形和振动，r取较小值；若刚性差（细长轴），r取较大值；考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取90 ；镗盲孔90 ；r小切屑成长螺旋屑不易断较小r，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击；副偏角的选择原则：系统刚性好时，取较小值，系统刚性差时，取较大值；刃倾角的选择原则：粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，s取负值；精加工、系统刚性差（细长轴），s取正值；微量极薄切削，取大正刃倾角。5.车外圆时，车刀装得过高过低、偏左或偏右、刀具角度会发生哪些变化？什么情况下可以利用这些变化？答;车刀装得过高时工作前角增大，工作后角减小；过低时工作前角减小，工作后角增大；刀偏左时车刀的工作主偏角减小，副偏角增大；刀偏右时车刀的工作主偏角增大，副偏角减小。7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。答：在正交平面参考系中的主要标准角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。前角是在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角；后角是在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之际的夹角；主偏角是在基面内测量的主切削刃在基面内的投影与进给方向的夹角；副偏角是在基面内测量的副切削刃在基面内的投影与进给方向的反方向的夹角；刃倾角是在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。8偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响？当车削细长轴时，主偏角应选的较大还是较小？为什么？答：对耐用度影响：主遍角越小,刀具耐用度越高,相对容易引起振动,（主要用于硬度高的工件）。 主遍角越大,刀具耐用度略低,相对切削轻快（主要用于细长轴和台阶轴）。对切削力影响：主偏角增大，Fx，Fy减小，Fz增大。切削细长轴硬增大主偏角，轴向力增大，其他力较小，震动减小，相对切削轻快。9试述刀具的标注角度与工作角度的区别。为什么横向切削时，进给量不能过大？答：刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在标注角度参考系中的几何角度。它是制造和刃磨刀具必须的，并在刀具设计图上予以标注的角度；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所确定的刀具角度成为刀具的工作角度，又称实际角度。因为横向切削时若进给量过大，即刀具背吃刀量过大，使得在切削时工件受挤压严重，甚至是挤断工件，从而影响工件加工质量，同时也降低刀具使用寿命。10试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其进给量、被吃刀量的关系。答：因为钻头有两对称切削刃，故有：切削层公称宽度b： b=ap/ 2sinKr 公称厚度h ：h=2fsinKr式中Kr为主偏角，f为进给量，ap为背吃刀量。11.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。1.高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。3.陶瓷刀具有很高的硬度和耐磨性，有很高的耐热性和化学稳定性，有较低的摩擦系数，可应用范围广。4.超硬材料刀具常用的有金刚石刀具和立方氮化硼。金刚石刀具不宜于切削铁及其合金工件。立方氮化硼是高速切削黑色金属的较理想刀具材料。12.刀具的工作条件对刀具材料提出哪些性能要求，何者为主？答：1，高的硬度和耐磨性，2足够的强度和韧性。3高的耐热性。4.更好的热物理性能和耐热冲击性能。在不同的工作条件下各有偏倚。13.试述各类硬质合金的性能和使用范围。举例说明选用不同牌号时要考虑的问题。答：切削用硬质合金分为三类：1.P类。此类硬质合金硬度高，耐热性好，在切削韧性材料时的耐磨性较好，但韧性较差。一般适用于加工钢件。2.K类。此类硬质合金的韧性较好，耐磨性较差。它适用于加工铸铁，有色金属及合金材料。也可用于加工高强度钢，耐热合金等难加工材料。3.M类。抗弯性能，疲劳强度，冲击韧性，高温硬度和强度，抗氧化能力和耐磨性等较好。既可用于加工铸铁，也可用于加工钢。选用不同牌号要考虑其加工精度。如：加工钢件时YT5用于粗加工，YT30用于精加工。14.试比较硬质合金和高速钢性能的主要区别。答：高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。耐用度较高速钢几十倍，耐用度相同时，切削速度可提高4至10倍。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。15.按一下工件材料及切削条件合理选择刀具材料（供选刀具材料：YG3，YG8，YT5，YT30，W18Cr4V）,并说明理由。粗铣铸铁箱体平面。精镗铸铁箱体孔。齿轮加工的剃齿工序。45钢棒料的粗加工。精车40Cr工件外圆。答：选用YG8。此牌号类刀具常用于粗加工铸铁类工件。选用YG3。此牌号类刀具常用于精加工铸铁类工件。选用W18Cr4V。齿轮加工工具常用高速钢刀具。选用YT5。此牌号类刀具常用于粗加工钢件。选用YT30。此牌号类刀具常用于精加工钢件。16金属切削过程有何特征？用什么参数来表示和比较？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，副倾角和副后角，用这几个参数比较。17.切削过程的三个变形区各有何特点? 它们之间有什么关联？答：第一变形区特征：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。第二变形区特征：使切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上；切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。第三变形区特征：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬化。这三个变形区相互关联、 相互影响、 相互渗透。18.有哪些指标可用来衡量切削层的变形程度？它能否真实反映出切削过程的全部变形实质？他们之间有什么样的关系？答：（1）、相对滑移；（2）、切削厚度压缩比h；（3）剪切角。它们间的关系不大。19.什么是积屑瘤？积屑瘤产生的条件是什么？如何抑制积屑瘤？答：积屑瘤是在加工材料时，而在前刀面处黏着一块剖面有事呈三角状的硬块。积屑瘤产生式由于冷焊产生，具体是切屑和前刀面在一定的温度与压力下产生黏结，这便是冷焊。防止积屑瘤产生的主要方法有：降低切削速度，使切削温度降低，黏结不易产生。增大切削速度，使切削温度提高，黏结不在产生。采用润滑性能好的切削液。增大刀具前角，以减小切屑与前角接触区的压力。适当改变工件材料的加工特性，减小加工硬化倾向。20.结合切削的形成分析切削力的来源？答：切削时，刀具使被加工材料发生变形并成为切、切削所需的力，即为切削力，而根据切削变形分析知切削力的来源有两方面：是切削层金属，切屑和工件表面金属的弹性变形，塑性变形所以产生的抗力；是刀具与切屑，工件表面间的摩擦阻力。21车削时切削力Fr为什么常分为三个相互垂直的分力？说明这三个分力的作用。答：由于切削力的来源有两方面：是切削层金属，切屑和工件表面金属的弹性变形，塑性变形所以产生的抗力；是刀具与切屑，工件表面间的摩擦阻力；而为了便于测量与应用，将其分解为三个相互垂直的分离。而三分力的作用：Fz主切削力或切向力，与过度面相切并与基面垂直，是用来计算车刀强度，设计机床零件，确定界定机床功率所必需；Fx进给力，在基面内与轴线方向平行，并与进给方向相反，用来计算车刀进给功率必需；Fy背向力，处于基面内与购并高见轴线垂直，它是用来确定与工件加工精度相关的工件挠度，以及机床零件和车刀强度。22影响切削力的因素有哪些，分别是如何影响的？答：（1）被加工材料的影响，被加工材料的强度越高，硬度越大，切削力越大，同时受材料加工硬化能力大小的影响。化学成分影响材料的物理力学性能，从而影响切削力的大小。（2）切削用量对切削力的影响。被吃刀力和进给量增大，切削力增大；切削速度V对切削力的影响可从F-V关系图上反应。（3）刀具几何参数对切削力的影响。前角增大切削力减小；车刀的负棱是通过其宽度与进给量的比来影响切削力，比越大切削力增大；主偏角对切削力影响。（4）刀具材料对切削力的影响。（5）切削液对切削力的影响（6）刀具磨损对切削力的影响。23为什么要研究切削热的产生与传出？仅从切削热的产生多少能否说明切屑区的温度？答：大量的切削热使得切削温度升高，这将直接影响刀具前刀面上的摩擦系数、积屑瘤的形成与消退、加工精度和以加工表面质量等，是分析工件加工质量和刀具寿命的重要内容。不能，因为各材料的传热不同。24背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一规律指导生产实践？答：是不一样，背吃刀量增大一倍，主切削力增大一倍，切削热也成倍增加，但对切削温度影响很小。进给量对切削力和切削温度的影响也是有差异的。吃刀深度对切削温度的影响最小，进给量次之，切削速度影响最大。因此，从控制切削温度和成本的角度出发，在机床允许的情况下，选用较大的吃刀深度和进给量比选用大的切削速度更有利。25解释切削用量三要素对切削力和切削温度的影响为什么正好相反。答：背吃刀量：背吃刀量直接决定切削宽度和切削刃的实际工作长度。切削变形主要在垂直切削宽度方向的平面内发生，与切削宽度方向尺寸关系不大。这样，背吃刀量增加，切削热增加，但同时切削宽度、切削刃参加工作长度增加，改善散热条件。进给量：进给量增大，切削力、切削热增加，时，切削厚度也增大，刀屑接触长度也增加，由切屑带走的切削热增加，散热面积也增加，这样对温度影响小。切削速度：切削速度增大，切削力、切削热增大，同时热量散失也快，温度变化不大。26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，因而切削热减少，但前角不能过大，否则刀头部分的楔角减小使散热体积减小，不利于切削温度的降低。27.刀具磨损的种类极其原因？答：刀具磨损分为正常磨损和非正常磨损；正常刀具磨损有三种形态：前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损。原因是：加工时，在刀刃附近的前、后到面上，形成很大的剪应力；加工硬化。非正常刀具磨损包含塑形破损和脆性破损。原因是：脆性大的刀具材料切削高硬度材料或断续切削；切削一定时间后，刀具材料因交变机械应力和热应力所致的疲劳损坏。28.切削加工常用的切削液有哪几种？他在切削中的主要作用是什么？答：常见的切削液有：水溶液；乳化液；切削油。在切削过程中，为了降低切削力和切削温度，减小刀具磨损，改善加工质量和提高生产率，常使用各种切削液。使用切削液不仅可以起到冷却作用，而且还可以起到润滑、清洗和除锈的作用。29.什么叫刀具磨钝标准？刀具磨钝标准和那些因素有关？答：刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。磨钝标准与工件的加工质量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。30.什么叫刀具使用寿命？刀具使用寿命于哪些因素有关？答：一把新刀从开始使用直支达到磨钝标准所经历的实际切削时间，曾为刀具寿命。影响的因素有：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具材料；其它因素。31. 何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？粗加工和精加工可选用的刀具耐用度是否相同？为什么？答：最高生产率耐用度是以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的生产时间最少来衡量的；最低成本耐用度是以每件产品（或工序）的加工费用最低为原则来指定的。 粗加工和精加工可选用的刀具耐度不同，因为粗加工主要考虑效率问题，所用刀具制造简单，而精加工主要注重表面粗糙度等问题，所用刀具也是要求较高，所以前者用最高生产率耐用度，后者用最低成本耐用度。32. 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，按什么顺序选择切削用量？为什么？答：选择切削用量的原则是要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。从刀具的寿命出发，首先选尽可能大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的切削速度。从机床的动力出发，首先选择尽可能大的切削速度，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的背吃刀量。33. 工件材料切削加工性的含义是什么？为什么说它是相对的？答：工件材料切削加工性是指在一定的切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。因为切削加工的具体情况和要求不同，不同情况下的衡量指标也不相同，这就使得所谓的难易程度有不同的内容，所以说工件材料切削加工性是一个相对概念。34. 试述改善材料切削加工性的途径。答：影响工件材料切削加工性的因素包含有物理力学性能、化学成份、金相组织以及加工条件等方面，生产实际中常考虑以下两方面：（1）调整材料的化学成分（2）采用热处理改善材料的切削加工性。 第三章 机械加工与装配工艺规程制订1. 什么是机械加工工艺过程？答：机械加工工艺过程是指用机械加工的方法按规定的顺序把毛坯变成零件的全部过程。2. 工艺过程的基本单元是什么？如何划分？答：工艺过程的基本单元是工序。3. 什么是工序、安装、工步、工位和走刀？答：工序指的是一个工人在一个工作地点对一个工件所连续完成的那一部分工艺过程；在零件每装夹一次下所完成的那部分工作称为一次安装；工件在机床上所占有的一个位置上所完成的那部分工作称为一个工位；在加工表面、切削刀具和切削用量都不变的情况下所连续完成的那一部分工作；刀具在加工表面上对工件每一次切削所完成的那一部分工作称为一次走刀。4. 机械加工工艺规程制订的指导思想？答：原则：保证质量、提高效率、降低成本；在保证质量的前提下，最大限度地提高生产率，满足生产质量要求；尽可能节约耗费、减少投资、降低制造成本。 5. 不同生产类型的工艺过程的特点是什么？答：单件、小批生产：生产率低，成本高，操作工人技术水平高；中皮生产：生产率、成本、操作工人技术要求均中等；大量、大批生产:生产率高，成本低，操作工人技术要求低。6. 什么是机械加工工艺规程？它的作用是什么？工艺规程设计的原则和步骤有哪些？答：将合理的工艺过程和操作方法，按照一定的格式写成文件，用来指导生产，这个文件就叫做机械加工工艺规程；作用：指导生产；设计原则：保证效率、提高效率、降低成本；步骤：1）分析零件图和产品转配图；2）确定毛坯；3）拟定工艺路线；4）确定各工序所采用的机床、夹具、刀具和量具；5）确定加工余量，计算工序尺寸及公差；6)确定工序的切削用量和工时定额；7）确定各重要工序的检查方法；8）填写工艺文件。7. 何为零件的结构工艺性？答：零件的结构工艺性指零件所有加工的可能性。8. 毛坯的种类及其选择原则？答：毛坯的种类：铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件；选择原则：零件的生产纲领；零件的结构形状和外形尺寸；零件材料和材料的性能要求；现有生产条件。9. 获得加工尺寸的几种方法？答：试切法、调整法、定尺寸法、主动测量法、自动控制法。10. 何为设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准和装配基准？答：在设计时或在设计图纸上确定零件位置或零件上某一点、线、面位置的那些点、线、面称为设计基准；在加工时，确定零件位置或零件上某一点、线、面位置的那些点、线、面称为加工基准；在工序图上确定零件位置或零件上某一表面位置的点、线、面成为工序基准；在装配时，确定零件位置的点、线、面称为装配基准。用来定位工件的基准称为定位基准；用来测量工件的基准称为测量基准。11. 图3.81所示为箱体的零件图及工序图，试在图中指出：平面2的设计基准、定位基准及度量基准；镗孔4的设计基准、定位基准及度量基准。图3.81答：平面1是平面2设计基准，平面1和平面3是平面2 的定位基准，平面1是平面2的度量基准。镗孔4的设计基准是镗孔5的中心，平面1和平面3是镗孔4的定位基准，平面1是镗孔4的度量基准。12. 粗基准、精基准的定义及其选择原则？答：以毛坯表面作为基准者称为粗基准，以加工过的表面作为基准者称为精基准。粗基准选择原则：相互位置要求原则；余量均匀原则；须考虑定位准确、夹紧可靠，以及家具结构简单、操纵方便；如果已经使用精基准定位时，一般就不重复使用粗基准。精基准选择原则：基准重合原则；最短路线原则；统一基准原则 ；保证工件定位准确、夹紧可靠；自为基准原则。13. 什么是经济加工精度？答：经济加工精度是指在正常的机床、刀具、工人等工作条件下，以最有利的消耗成本所能达到的加工精度。14. 加工阶段是如何划分的？划分加工阶段的目的？答：一般划分为四个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。主要目的：保证加工质量，合理使用设备，粗加工阶段可及时发现毛坯缺陷，适应热处理的需要。15. 加工工序的安排应遵循哪些原则？热处理工序及辅助工序应如何安排？答：先粗后精，粗精分开；先加工平面，再加工孔；先主要面，后次要面；有些零件的加工工序必须在装配以后进行。 热处理工序的安排：正火调质等改善材料材料机械性能和加工性的热处理应放在粗加工以前或粗加工和半精加工之间进行；消除内应力的热时效工序一般放在粗加工前或粗加工和半精加工之间进行；淬硬工序一般放在半精加工和精加工之间进行。辅助工序检查工序：零件全部加工完毕后，从一个车间转到另一个车间前后；工时较长或关键工序的前后；粗加工之后，精加工之前。16. 分散工序和集中工序的特点及其使用场合？答：分散工序特点：机床、刀具、夹具等工艺设备比较简单，调整和维修方便，生产准备周期较短，生产工人便于掌握，适宜于产品经常变换；有利于选择最合理的切削用量，减少机动时间；工艺路线长，设备和工人数量较多；生产周期长，运输量较大；生产面积也较大。集中工序特点：采用高生产率的专用设备和工艺装备，减少工件的安装次数，而且每次安装后可加工许多表面，有利于保证这些表面的相互位置精度；工艺路线短，设备和工人数量减少，生产周期短，运输量较小，生产面积较小；专用设备和工艺装备的数量多又复杂，因此调整和维修较麻烦，生产准备周期较长，变换产品较困难。适用场合：一般大批量生产适用于工序分散原则，单件小批量生产适用于工序集中原则，产品经常变换适用于工序分散原则，零件加工质量技术要求高适用于工序分散原则，零件尺寸、重量大，适用于工序基准原则。17. 什么是加工余量、工序加工余量和总余量？加工余量和工序尺寸与公差之间有何关系？答：加工余量指加工表面为了达到所需要的精度和表面质量而应切除的金属层厚度。工序加工余量指某一表面在一道工序中所切除的金属层厚度。总余量指零件从毛坯变为成品的整个加工过程中某一表面所切除的金属层的总厚度。18. 影响加工余量的因素有那哪些？答：（1）前一工序的公差T a。（2）前一工序所遗留的表面粗糙度值。（）前一工序所形成的工件空间误差。（）本工序的安装误差。19. 什么是尺寸链？何谓尺寸链的封闭环和组成环?答：尺寸链指有相关联的按一定顺序首尾相接构成封闭形式的一组尺寸。封闭环指尺寸链中在加工过程最后间接获得的尺寸。组成环指尺寸链中直接获得的并对封闭环有影响的尺寸链。20. 尺寸链有哪些种类？尺寸链的计算方法有几种？又可分为几种计算情况？答：尺寸链分为工艺尺寸链和装配尺寸链。尺寸链的计算方法有1）极值法。2）统计法。可分为以下几种计算方法：1）工艺基准与设计基准重合时工艺尺寸及公差的计算。2）工艺基准与设计基准不重合时工艺尺寸及公差的计算。3）定位基准与设计基准不重合时的工艺尺寸换算。4）测量基准与设计基准不重合时的工艺尺寸换算。5）多尺寸保证时工序尺寸的换算。21. 图3.82所示为零件简图，其内、外圆均已加工完毕，外圆尺寸为；90-0.100mm，内孔尺寸为600+0.05mm。现铣键槽，其深度要求为50+0.30mm，该尺寸不便直接测量，为检测键槽深是否合格，可直接测量哪些尺寸？试求出它们的尺寸及其极限偏差。图3.82解：(一)测量的是A值（1）画出尺寸链图，并判断封闭环，如图所示。A3是间接获得尺寸，因此A3是封闭环，从封闭环任意一端出发，按连接封闭尺寸组，即工艺尺寸链 A3 A A1 A2（2）判断增减环：为增环，为、减环。（3）计算： 基本尺寸计算：A3=A1-(A+A2) A=A1-A2-A3=45-30-5=10（mm） 计算上偏差： ES3=ES1-EI2-EI 0.3=0-0-EI 所以，EI=-0.3mm。 计算下偏差： EI3=EI1-ES2-ES 0=-0.05-0.025-ES 所以，ES=0.075mm。 因此，A的工艺尺寸及公差为A= mm，按入体原则A= mm。（二）测量的是A0的值时（1）画出尺寸链图，并判断封闭环，如图所示。A0是间接获得尺寸，因此A0是封闭环，从封闭环任意一端出发，按A3A0A1连接封闭尺寸组，即工艺尺寸链。A3A1A0（2）判断增减环：为增环,为减环。（3）计算： 基本尺寸计算：A3=A1-A0 A0=A1-A3=92-5=85（mm） 计算上偏差：ES3=ES1-EI0 0.3=0-EI0 所以，EI=-0.3mm。 计算下偏差： EI3=EI1-ES0 0=-0.1-ES 所以，ES=-0.1mm 因此，A的工艺尺寸及公差为A= mm，按入体原则A= mm。22. 图3.83所示为加工轴套的车削工序图，由于设计尺寸0.66-0.10mm不便直接测量，工艺采用：钻、镗孔6.30+0.08mm镗孔70+0.1mm、深50.015mm调头车端面2，控制总长11.4-0.040mm镗孔70+0.1mm，控制测量深度A，画出尺寸链图，试求工序尺寸A及其极限偏差。图3.83解：（1）画出尺寸链图，并判断封闭环，如图（四）所示。A3是间接获得尺寸，因此A3是封闭环，从封闭环任意一端出发，按连接封闭尺寸组，即工艺尺寸链。图（四）（2）判断增减环：为增环，为、减环。（3）计算： 基本尺寸计算：A3=A1-(A+A2) A=A1-A2-A3=11.4-5-0.66=5.74（mm） 计算上偏差： ES3=ES1-EI2-EI 0=0-(-0.015)-EI 所以，EI=0.015mm。 计算下偏差： EI3=EI1-ES2-ES -0.1=-0.04-0.015-ES 所以，ES=0.045mm。 因此，A的工艺尺寸及公差为A=mm，按入体原则A=mm。23. 何谓时间定额、单件时间及其单件时间的组成？答：时间定额指完成某一工序所规定的工时。单件时间指完成零件某一工序所用的时间。单件时间的组成：1）基本时间T j。2）辅助时间T f。3）工作地点服务时间T fw。4）休息和自然需要时间T x。5）准备终结时间T z。24. 提高劳动生产率的工艺措施有哪些？答：1）缩短基本时间。2）缩短辅助时间。3）缩短准备终结时间。25. 什么是工艺成本、可变费用、不变费用？怎样比较不同工艺方案的经济性？答：工艺成本是指生产成本中与工艺过程有关的那部分成本，而与工艺过程无关的那部分成本。可变费用指与年产量直接有关的费用。不变费用指与零件的年产量没有直接关系的费用。对于不同工艺方案进行经济比较时，分为两种情况。当需要比较两个工艺过程方案的基本投资相近，或在采用现有设备条件的情况下，工艺成本及可作为衡量各种方案经济性的依据。当需要比较两个工艺过程方案的基本投资差额较大时，必须同时考虑工艺成本和基本投资差额的回收期限。26. 什么是装配尺寸链？装配尺寸链的封闭环是什么？答：装配尺寸链通常是以某项装配精度指标或装配要求作为封闭环，所有与该项精度指标有关的零件尺寸作为组成环。封闭环是装配所要保证的装配精度或技术要求。27. 保证装配精度的装配方法有哪几种？它们各适用于什么场合？答：保证装配精度的方法有：互换装配法、选择装配法、修配装配法、调节装配法。互换装配法多用于组成环比较多并且对装配精度要求不是很高的情况下。选择装配法主要用于大批、大量生产，并且装配精度要求很高的场合。修配装配法主要用于成批或单件生产中，对于装配精度要求较高，组成环数目较多，当用互换法装配时对组成环的公差要求太严，难于制造的场合。调节装配法主要用于齿轮轴的装配。第4章 机床夹具设计原理1. 何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。机床夹具的功用：稳定保证工件的加工精度；减少辅助工时，提高劳动生产率； 扩大机床的使用范围，实现一机多能。夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具； 5）随行夹具。2. 工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。3. 夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置； 2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置； 3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件； 4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源； 5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件； 6）其他元件及其他装置。4. 机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。5. 何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。6. 什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。7. 工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。8. 定位、欠定位和过定位是否均不允许存在？为什么？根据加工要求应予以限制的自由度或工件六个自由度都被限制了就不会出现欠定位或过定位吗？试举例说明。答：1）加工要求限制自由度而没有限制，是欠定位，是不允许的；所限制的自由度小于六个时，不一定是欠定位；2）一个自由度由一个以上定位元件限制时，产生超定位，超定位一般是不允许的，它可能产生破坏；所限制自由度小于六个时，也可能产生过定位；3）如果工件定位而精度较高，夹具定位元件精度也很高时，过定位是可以允许的，它可以提高加工刚度；4）工件定位应根据加工要求而定，不必完全定位；5）过定位和欠定位也可能同时存在。9. 常见的定位元件有哪些，分别限制的自由度的情况如何？答：常见的定位元件：1）平面定位：支撑钉及支撑板、可调支撑与自位支撑、辅助支撑；2）孔定位：定位销、锥销、心轴；3）外圆面定位：三爪卡盘、V型铁定位10. 可调支承、自位支承和辅助支承的不同之处？答：可调支撑：当工件的定位基面形状复杂时或者各毛坯的尺寸、形状变化较大时，多采用这类支撑，它的顶端位置在一个范围内调整，并可用螺母锁紧；自位支撑：为了避免超定位，需要减少某个定位元件所限制的自由度数目时，常把支撑做成浮动或联动结构，使之自为；辅助支撑：当工件定位基面较小，致使其一部分悬伸较长时，为增加工件的刚性，减少切削时的变形，常采用辅助支撑。11根据六点定位原理，是分析图4.74中各零件的定位方案中各个定位元件所限制的自由度。 图4.74 零件的定位方案答：在（a）图中，三扎卡盘限制四个自由度：工件绕y轴、z轴的转动和延y、z轴的移动；挡块限制延x轴方向的移动。共限制五个自由度，属于不完全定位。在(b)图中，三扎卡盘限制两个自由度：延y、z轴的移动；若顶尖为死定尖，则顶尖配合三扎卡盘限制工件绕y、z轴的转动，同时，顶尖限制延x方向的移动。共限制五个自由度，属于不完全定位。若顶尖为活定尖，则顶尖只配合三扎卡盘限制工件绕y、z轴的转动。共限制四个自由度，属于不完全定位。在(c)图中，两顶尖限制工件绕y、z轴转动，x、y、z移动。共五个自由度，属于不完全定位。在（d）图中，小锥度心轴限制工件绕y、z轴的转动和y、z的移动；顶尖限制心轴延x方向的移动。共限制四个自由度，属于不完全定定位。 在（e）图中，若三