机械加工基础复习资料

机械加工根底复习资料金属的物理性能和化学性能主要包括哪些？答：物理性能主要包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性。化学性能主要包括耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。何谓金属的力学性能？金属的力学性能包括哪些指标？答：金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能，是机械设计及制造过程中选择材料的主要依据。包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等指标何谓强度？何谓塑性？它们的衡量指标有哪些？各用什么符号表示？答：金属材料在外力作用下抵抗永久变形〔塑性变形〕和断裂的能力称为强度。强度的衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用b、s表示。塑性是指材料在外力作用下，产生永久变形而不断裂的能力。塑性的衡量指标：⑴伸长率：试样拉断后的伸长量与试样原始长度的百分比。⑵断面收缩率：试样拉断后的缩颈处断面积缩减量与试样原始断面积的百分比。简述钢的拉伸过程中的几个变形阶段。答：见课本第4页图何谓硬度？常用的硬度有哪几种？硬度与强度和塑性有什么关系？答;材料外表抵抗硬物压入的能力称为材料的硬度。常用的硬度有布氏硬度HB和洛氏硬度HR。材料的硬度越高，其强度也越高，塑性变形抗力越大.何谓冲击韧性？何谓金属的疲劳?答：冲击韧性是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。疲劳强度是指材料经无数次交变载荷作用而不发生断裂的最大应力，通过疲劳试验可得到材料的疲劳强度指标。何谓金属的工艺性能？主要包括哪些内容？答：金属材料的工艺性能是指金属材料经过加工获得获得优质产品的难易程度，是金属材料力学性能、物理性能、化学性能的综合表达，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性等。何谓晶格？何谓晶胞？晶体材料的原子排列有何特点？答：表示原子在晶体中排列规律的空间格子称为晶格。把晶格中能代表原子排列规那么的最小几何单元成为晶胞。常见的金属晶体结构有哪三种？试绘出它们的晶胞示意图。答：⑴体心立方晶格：⑵面心立方晶格：⑶密排六方晶格：何谓金属的结晶？答：液态金属冷却凝固后转变为晶体状态的过程称为结晶。晶粒大小对金属的力学性能有何影响？答：金属结晶后形成的晶粒越细小，其力学性能越好，强度、硬度高，塑性、韧性好。何谓金属的同素异构转变？写出纯铁的同素异构转变过程。答:金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变。当液态纯铁冷却到1538℃时结晶为体心立方晶格的-Fe；继续冷却到1394℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的-Fe转变为面心立方晶格的-Fe；再继续冷却到912℃时再次发生同素异构转变，由面心立方晶格的-Fe转变为体心立方晶格的何谓合金的元和相？二元合金是什么意思？答：组成合金最根本的、最独立的元素，称为组元，简称元。合金中具有相同成分、同一聚集状态、同一结构和性质的均匀组成局部称为相。组元为二的合金称为二元合金。何谓固溶体？金属化合物有哪些性能特点？答：金属或非金属合金原子进入基体晶格间隙或代替基体晶格原子而形成的一种晶体称为固溶体。金属化合物具有熔点高、硬度高及脆性大等特点。以下符号的含义：b、s、、、HBS、HRC、-Fe、-Fe、-Fe。答：分别代表“抗拉强度”、“屈服强度”、“伸长率”、“断面收缩率”、“布氏硬度”、“洛氏硬度”、何谓金属材料的工艺性能？金属材料的工艺性能主要有哪些？答：工艺性能是指金属材料对各种加工工艺的适应能力，包括铸造、锻造、焊接、切削加工和热处理工艺性能等。相同成分的金属材料其性能会有很大的差异。其原因何在？答：不同的金属材料具有不同的力学性能和物理、化学性能。什么是合金相图或平衡状态图？答：合金相图是在相平衡的条件下，用来表征合金的成分、温度与组织之间关系的一种图形，又称为合金平衡状态图。铁碳合金的根本组织有哪几种？它们的力学性能如何答：铁碳合金中存在铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体五种根本组织。铁素体具有良好的塑性和韧性，而强度和硬度较低；奥氏体强度、硬度不高，但具有良好的塑性，是绝大多数钢在高温进行锻造和轧制时所要求的组织；渗碳体硬度高，塑性很差，伸长率和冲击韧度几乎为零，是一个硬而脆的组织；珠光体是渗碳体和铁素体组成的混合物，其力学性能在二者之间，综合性能良好；莱氏体硬度很高，塑性很差。铁碳合金分为哪七种？它们的含碳量各是多少？它们的室温平衡组织各是什么？答：⑴工业纯铁：〔含碳量Ｃ＜0.0218％〕室温组织是铁素体。⑵亚共析钢〔含碳量0.0218％＜Ｃ＜0.77％〕室温组织是铁素体和珠光体。⑶共析钢〔含碳量为0.77％〕室温组织是珠光体。⑷过共析钢〔含碳量0.77％＜Ｃ＜2.11％〕室温组织是珠光体和渗碳体。⑸亚共晶白口铸铁〔含碳量为2.11％＜Ｃ＜4.3％〕室温组织是珠光体渗碳体和低温莱氏体⑹共晶白口铸铁〔含碳量为4.3％〕室温组织是低温莱氏体⑺过共晶白口铸铁〔含碳量为4.3％＜Ｃ＜6.69％〕室温组织渗碳体和低温莱氏体。钢的含碳量与其力学性能有何关系？为什么？答：含碳量对钢力学性能的影响：在0.2~0.8%范围内，随着碳钢含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐升高，而塑性和韧性逐渐降低。碳钢中的低碳钢、中碳钢、高碳钢的含碳量分界是多少？答：低碳钢：Ｃ≤0.25％。中碳钢：Ｃ含量为0.25％～0.60％。高碳钢：Ｃ≥0.60％。碳钢按用途分成哪三类？各有什么用途？答：碳素结构钢和碳素工具钢。前者主要用于制造机械零件、工程构件等。后者主要用于制造工具、量具刃具和模具等。碳结钢、优碳钢、碳工钢的牌号是如何规定的？答：碳素结构钢：Q255-B•Z表示屈服强度为255Mpa，B级镇静钢优质碳素钢：40钢表示平均碳的质量分数为0.40%的优质碳素钢碳素工具钢：T11A钢：表示平均碳的质量分数为1.1%的高级优质工具钢合金钢按用途分成哪三类？各有什么用途？答：合金结构钢：用于制造各种性能要求较高的机械零件和工程构件。合金工具钢：用于制造各种性能要求更高的刃具、量具、和模具。特殊性能刚：具有特殊物理和化学性能的刚。合金钢的合金含量高、中、低是如何分界的？答：低合金钢：合金元素总含量低于5％的钢；中合金钢：合金元素总含量为5％～10％的钢；高合金钢：合金元素总含量超过10％的钢。合结钢和合工钢是如何确定牌号？答：合金结构钢：09MnNb低合金结构钢，平均碳的质量分数为0.09%，锰、铌含量小于1.5%合金工具钢：9SiCr合金工具钢，平均碳的质量分数为0.9%，硅、铬含量小于1.5%合金工具钢：W18Cr4V合金工具钢，平均碳的质量分数大于1%，钨18%，铬4%，V含量小于1.如何区分白口铸铁和灰口铸铁？二者的力学性能有何区别？答：白口铸铁：碳主要以渗碳体形式存在，断口呈银白色。此类铸铁性能既硬又脆，很难进行切削加工。灰口铸铁：碳大局部或全部以自由状态的石墨形式存在，其断口呈暗灰色。它是目前工业生产中应用最广泛的一种铸铁灰铸铁有哪三种？如何区分的？它们的牌号是如何规定的？答：① 普通灰铸铁：牌号以“HT+最低抗拉强度值”表示。HT200/HT300：最低抗拉强度为200/300的普通灰铸铁② 可锻铸铁：牌号由“KT+H/Z+最低抗拉强度+最小伸长率”组成。KTH350-10黑心可锻铸铁，最低抗拉强度350Mpa，最小伸长率10%。KTZ550-04珠光体可锻铸铁，最低抗拉强度550Mpa，最小伸长率4%。③球墨铸铁：牌号“QT+最低抗拉强度+最小伸长率”QT500-7，QT800-2最低抗拉强度500/800Mpa，最小伸长率7/2%的球墨铸铁。什么是钢的热处理？钢为什么要进行热处理？答：钢的热处理就是将钢在固态下通过加热、保温和不同的冷却方式，以改变钢的内部组织，从而得到所需性能的工艺过程。热处理与压力加工、铸造、焊接等工艺过程不同处理过程不改变零件的尺寸和形状，仅改变零件材料的金相组织，从而改善和提高钢的性能，提高金属材料的利用率，充分发挥其潜力，也可使其满足一些特殊的要求。钢的“四火”热处理工艺曲线有什么不同？答：如图。何谓预备热处理和最终热处理？答：退火处理的目的是什么?答：退火处理的目的是：(1)细化晶粒，改善材料的力学性能或为淬火做好组织准备；(2)降低材料的硬度，以便切削加工；(3)消除铸件、锻件、焊件的内应力。退火处理的冷却过程一般有什么特点？答：通常是随炉冷却。退火处理的保温时间如何确定？答：为使工件均匀热透，保温时间按工件的最大厚度计算，一般为1.5—2.0min/mm。装炉量大时，可适当延长保温时间。正火与退火的冷却速度有何区别？其工件的力学性能有何区别？答：正火的冷却速度比退火高，正火件比退火件的强度和硬度稍高，塑性和韧性那么稍低。淬火处理的目的是什么?答：淬火的主要目的是：(1)获得高的硬度和强度以及高的耐磨性；(2)经淬火加回火后，可获得高强度、高韧性兼有的优良性能(综合力学性能)；(3)改善某些特殊钢的物理性能、化学性能及力学性能。淬火处理的加热过程包括哪几个阶段？加热时间与哪些因素有关？答：淬火加热是先将炉温升到指定温度，再放入工件，装炉过程中会使炉内温度下降，然后再升到指定温度。加热时间与加热系数，装炉修正系数k，零件有效厚度D有关。单液淬火法是如何进行的？单液淬火有何优缺点？答：将已加热到淬火温度的工件浸入一种淬火介质中，使其完全冷却。优点是操作简单，缺点是容易使工件产生较大应力，甚至产生变形和开裂。双液淬火法是如何进行的？双液淬火有何优缺点？答：将加热到淬火温度的工件，先放入一种冷却速度较大的淬火介质中进行冷却，待冷到300度左右时再迅速转移到另一种冷却速度较小的淬火介质中继续冷却到室温。优点是满足工件强度、硬度要求的同时，防止工件变形、开裂倾向的产生。缺点是不易掌握工件在水中的冷却时间。常用的淬火冷却介质有哪几种？各有什么特点？答：水、矿物油、盐浴和碱浴。淬火后的工件为什么不能直接使用？答：(1)淬火后工件脆性大，内应力大，容易产生变形和开裂；

(2)淬火组织不稳定，在工作中会发生分解，导致零件尺寸变化。回火处理是如何进行的？答：回火就是把淬火后的工件再加热到某一温度，并在此温度下保持一段时间，然后在空气、水或油中冷却至室温的热处理工艺。高、中、低温回火的目的各是什么？答：经低温回火可以减少淬火应力，降低脆性，提高韧性，同时仍使工件保持较高硬度。经中温回火可以使工件的内应力进一步减少、韧性提高，具有高的弹性极限。经高温回火可以使工件的淬火应力大局部或全部消除，并具有良好的综合力学性能。什么是钢的调质处理？答：通常把淬火加高温回火称为调质处理。什么是钢的外表淬火？其目的是什么？答：外表淬火是仅将工件外表加热至淬火温度，然后迅速冷却，使工件外表层形成淬火组织的热处理工艺。外表淬火后，工件外表层获得高硬度和高耐磨性，而中心部仍为原来的组织状态，具有足够的塑性和韧性什么是钢的化学热处理？其目的是什么？答：化学热处理是将工件放在某些化学介质中，加热到一定温度并保温，使一种或几种元素渗入工件外表，以改变表层的化学成分和组织的热处理工艺。更大程度地提高了工件表层的硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，而中心部仍保持原有性能。一、什么是金属切削加工？机加工主要包括哪些加工方式？金属切削加工是〔用刀具切去被加工零件上的多余金属层〕，从而获得〔几何形状、尺寸精度和外表粗糙度〕都符合要求的零件的加工过程。什么是主运动？说明在车铣刨磨钻几种加工中主运动的形式。主运动是〔刀具直接切除工件上的切削层〕，以形成〔工件新外表〕的最根本运动。车削时，〔工件的旋转〕运动；钻削时，(钻头的旋转)运动；牛头刨床刨削时，(刨刀的往复直线)运动；龙门刨床刨削时，(工件的直线往复)运动；铣削时，(铣刀的旋转)运动；磨削时，(砂轮的旋转)运动。什么是进给运动？说明在车铣刨磨钻几种加工中进给运动的形式。进给运动是使(金属层不断投入切削)，从而加工出(完整外表)所需的运动。车削时，(车刀)的移动；钻削时，(钻头)的移动；牛头刨床刨削时，(工件)的间歇移动；铣削时，(工件)的移动；磨外圆时，(工件的旋转)运动和(沿轴向)移动。被切削工件有哪几个面？以刨削加工为例(图5-1)，画出各面。什么是切削用量三要素？在切削过程中，反映(主运动)和(进给运动)的大小、(刀具)切入工件深浅的三个量值合称为切削用量，分别用(切削速度)、(进给量)和(背吃刀量)来表示。机械零件的加工质量包括哪两个方面？零件的加工质量，包括(加工精度)和〔外表质量〕。什么是加工精度？加工精度包括哪些指标？加工精度是指零件经加工后，其〔尺寸、形状〕等实际参数与其理论参数相符合的程度。相符合的程度越高，偏差(加工误差)越小，加工精度越〔高〕。加工精度包括〔尺寸精度〕、〔形状精度〕和〔位置精度〕。机械零件加工后的外表质量主要指的是什么？外表质量是指零件经加工后的〔外表粗糙度〕、(外表层加工硬化的程度)和(剩余应力)的性质及其大小。什么是尺寸公差？尺寸精度如何表示？在零件设计中给出的〔零件尺寸的允许变化范围〕就叫做尺寸公差。在一定的尺寸下，公差越(小)那么精度越高，加工难度就越(大)。零件的尺寸精度用(“IT+数字”)表示。其中IT表示标准公差，其后数字表示公差等级，数字越大，精度越〔低〕。外表粗糙度的评定参数是什么？如何表示？零件的外表粗糙度是指零件外表的微观几何形状误差。外表粗糙度评定参数是轮廓算术平均偏差值(Ra)。Ra值越(大)零件越粗糙。精度高的外表必然外表粗糙度Ra值小。〔√〕外表粗糙度Ra值小的外表精度必然高。〔×〕切削加工对刀具材料有哪些根本要求？(1)足够高的硬度在常温下一般应到达60HRC以上；(2)足够的强度和韧性以承受切削力和切削中的冲击振动；(3)良好的耐磨性以抵抗切削过程中的磨损，保持正确的刀具角度；(4)良好的耐热性又称红硬性或热硬性指刀具材料在高温下仍然保持较高硬度、强度、韧性的性能；(5)良好的工艺性易加工，易得到所需的形状和性能。车刀的三面两刃一尖指的是什么？前刀面：切屑流经的外表。主后面：与工件切削外表相对的面。副后面：与工件已加工外表相对的面。主切削刃：前刀面和主后面的交线，担负着主要的切削任务。副切削刃：前刀面和副后面的交线，担负少量的切削任务。刀尖：主切削刃与副切削刃的相交局部。画出车刀的组成图并标出三面两刃一尖。车刀的五个主要切削角是什么？前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(Kr)、副偏角(Kr’)、刃倾角(Гs)画出车刀的示意图并标出五个主要切削角度。粗车和精车各有什么目的？粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大局部加工余量，使工件接近于最后形状和尺寸。精车是把工件上经过粗车后留有的少量余量车去，使工件到达图纸的要求。精车的目的是(保证零件尺寸精度和外表粗糙度)。粗车的切削用量选取原那么是什么？粗车在生产中(加大)背吃刀量，对提高生产率最有利。精车的切削用量选取原那么是什么？(1)减小副偏角；

(2)加大前角；

(3)减小前、后刀面外表粗糙度值Ra；

(4)选用较小的背吃刀量和进给量。何谓车削加工?车削加工是在(车床)上利用工件的(旋转)运动和刀具的(直线)运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图样要求的零件的加工过程。识别车削加工各种实例：车床编号C6132有什么含义？C车床类；6普通车床组；1普通车床型；32最大加工直径为320mm。简述主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架的作用。①进给箱又称走刀箱，内装进给运动的变速机构，用以传递进给运动和改变进给速度。②主轴箱又称床头箱，用来支承主轴和主轴变速机构。③主轴及卡盘④溜板箱又称拖板箱，是车床进给运动的操纵箱，可将光杠传来的旋转运动变为车刀所需的纵向或横向的直线运动；也可操纵对开螺母，使刀架由丝杠直接带动车削螺纹。⑤刀架用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。⑥尾架用来安放顶尖、钻头，专用刀具。车床主运动的传动路线是什么？电动机输出动力，经皮带传动传给床头箱，变换箱外的手柄位置，可使床头箱内不同的齿轮啮合，从而使主轴获得各种不同的转速，主轴通过卡盘带开工件作旋转运动。车床进给运动的传动路线是什么？主轴的旋转通过挂轮箱、进给箱、丝杠(或光杠)、溜板箱的传动，使刀架带动车刀沿床身导轨作直线运动。分别简述车刀的五个主要切削角度的作用。前角的作用是使刀刃锋利，便于切削。但前角也不能太大，否那么会削弱刀刃的强度，容易磨损甚至崩坏。后角作用是减小车刀的主后面与工件的摩擦。后角一般为3-12度。粗加工时选小值，加工时选大值。主偏角的作用是：可改变主切削刃参加切削的长度；小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度，因而散热较好，对延长刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时，工件刚度缺乏，小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大，易产生弯曲和振动，因此，主偏角应选大一些。常采用75或90的车刀。副偏角主要作用是减小副切削刃与已加工外表之间的摩擦，以改善加工外表的外表粗糙度。副偏角可以改善加工外表的外表粗糙度。在同样背吃刀量和进给量的情况下，减小副偏角，可以减少车削后的残留面积，使外表粗糙度降低。刃倾角作用主要是控制切屑的流动方向，切削刃与基面平行时，s=0；刀尖处于切削刃最低点时，s为负值，刀尖强度增大，切屑流向已加工外表，用于粗加工；刀尖处于切削刃的最高点时，s为正值，刀尖强度削弱，切屑流向待加工外表，用于精加工，一般选取s=-5～+5。课后思考题及作业三爪卡盘和四爪卡盘各有什么特点？三爪自定心卡盘：能自动定心，夹持精度低，适合于夹持圆形、三角形，六边形的工件。四爪单动卡盘：夹紧力大，不能自动定心，可夹持非圆形不规那么形状的工件。简述用45°弯头车刀和右偏刀车端面(图7-31)的特点。参考上题，分析用尖刀、45°弯头车刀和右偏刀车外圆(图7-30)各有什么特点？切断刀在切断过程中为什么需要降低切削用量？切断刀与切槽刀根本相同，只是切断刀的头部更细长。在切断过程中，散热条件差，刀具刚性低，因此须降低切削用量，以防止机床和工件的振动。什么是镗孔？镗孔与钻孔有什么区别？镗孔是对已锻出、铸出或钻出孔的进一步加工。镗孔可扩大孔径、提高精度、降低外表粗糙度，还可以较好地纠正原来孔轴线的偏斜。在车床上钻孔，工件用卡盘装夹，钻头装在尾架上。工件旋转为主运动，摇动尾架手柄使钻头纵向移动为进给运动。车螺纹时如何保证螺距符合标准？车螺纹时，为了获得准确的螺距，必须用丝杠带动刀架进给，工件每转一周，刀具移动的距离等于工件螺距。车刀的刀尖角等于螺纹轴向剖面的牙形角。简述钻削的切削运动和切削用量。简述台钻、立钻和摇臂钻的用途区别。台钻钻孔直径1~13mm，主要加工小件小孔。立钻钻孔直径25~50mm，主要加工中小型工件。摇臂钻适用于加工大型工件。识别麻花钻头的主副切削刃和前后刀面(图8-6)。分析比拟钻孔、扩孔、铰孔、镗孔的尺寸精度和外表粗糙度的区别。车床镗孔与镗床镗孔有什么区别？镗削分为镗床镗孔和车床镗孔两种工作方式。镗床镗孔：工件固定于工作台上不动，镗刀镗杆随主轴旋转。特点：尺寸和形状精度高，位置精度低。车床镗孔：镗刀固定于刀架上不动，工件与卡盘随主轴旋转。特点：位置精度高，尺寸和形状精度低。简述铣削的切削运动和切削用量。铣削加工是铣刀旋转做主运动，工件移动做进给运动的加工方法。主要用于加工平面、成形面和沟槽。卧铣与立铣的主要区别是什么？铣床按主轴和铣刀旋转轴的方向分为卧式和立式。顺铣与逆铣各有什么优缺点？顺铣：铣刀旋转方向和工件进给方向相同；逆铣：铣刀旋转方向和工件进给方向相反。思考题及作业简述刨削的加工范围和加工特点。在刨床上用刨刀加工工件叫做刨削。刨床主要用来加工平面(水平面、垂直面、斜面)、槽(直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽)及一些成形面。刨削加工时，牛头刨床刀具的往复直线运动为主运动，工件的间歇移动为进给运动。刨削时，由于返程要克服惯性力，切削过程中又有冲击现象，故限制了刨削速度的提高；又因返程时刨刀不进行切削，故生产率较低。刨削的尺寸公差等级可达IT9～IT8级，外表粗糙度值可达Ra12.5～1.6m。被切削工件有哪几个面？画出图中各种外表。①待加工外表②加工外表

③已加工外表什么是切削用量三要素？在切削过程中，反映主运动和进给运动的大小、刀具切入工件深浅的三个量值合称为切削用量，分别用切削速度、进给量和背吃刀量来表示。说明车削加工的切削用量三要素如何确定？说明铣削加工的切削用量三要素如何确定？课后思考题及作业简述刨削的加工范围和加工特点。刨削加工时，牛头刨床刀具的往复直线运动为主运动，工件的间歇移动为进给运动。刨削时，由于返程要克服惯性力，切削过程中又有冲击现象，故限制了刨削速度的提高；又因返程时刨刀不进行切削，故生产率较低。刨床主要用来加工平面(水平面、垂直面、斜面)、槽