2012016学年第二学期机械制造技术基础作业已完最新整理

1、2014-2015学年第二学期机械制造技术基础作业 1、何谓切削用量三要素怎样定义?如何计算？ 答：切削用量三要素：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap； 切削速度Vc：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。回族体（刀具或工件）上 irdn VC 外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：1000 m/s或m/min式中 d工件或刀具上某一点的回转直径（nun）； n工件或刀具的转速（r/s或r/min）o 进给量f：进给速度Vf是单位时间的进给量，单位是mm/s （mm/min） 进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r。 对于刨削、插削等主运动为

2、往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歌进给量，其 单位为mm/d. st （毫米/双行程）。 对于铳刀、钱刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量 fz,季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z（毫米/齿）。 Vf = f .n = fz . Z . n mm/s 或mm/min 背吃刀量ap：对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距 离，单位mm。 3p = dwdm 2 mm 外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算： dm 对于钻孔工作 ap =2mm 上两式中“一一为已加工表面直径mm；

3、dw 为待加工表面直徑mm。 2、刀具标注角度参考系有哪几种?它们是由哪些参考平面构成?试给这些参考平面下定义。 答：刀具标注角度的参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。 构成：（1）即正交平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正 交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以, 该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。 （2）法平面参考系：由基面Pr.切削平面Ps和法平面Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参考系。 假定工作平面参考系：由基面Pr、假定工作平面Pf和背平面Pp构成的空间

4、三面投影体系称为 假定工作平面参考系。 定义：基面Pr：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具 上的安装面（或轴线）的平面。例如：普通车刀的基面Pr,可理解为平行于刀具的底面； （2）切削平面Ps：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。它也是切削刃与切削 速度方向构成的平面； 正交平面Po：过切削刃选定点，同时垂直于基面Pr与切削平面Ps的平面； 法平面Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面； 假定工作平面Pf:过切削刃选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面Pr的平面； 背平面Pp：过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平面Pf与基面Pr的平

5、面。 3、刀具切削部分材料应具备哪些性能？为什么？ 答：刀具切削材料应具备的性能：高的硬度和耐磨性；足够的强度和韧度；高的耐热性； 良好的工艺性；满足良好的经济性。 原因：在切削过程中，刀具直接切除工件上的余量并形成已加工表面。切削加工时，由于摩擦与变形， 刀具承受了很大的压力和很高的温度，因此在选择刀具材料时应该要考虑材料的硬度、耐磨性、强度、韧 度、耐热性、工艺性及经济性。刀具材料对金属切削的生产率、成本、质量有很大的影响，因此要重视 刀具材料的正确选择和合理使用。 4、刀具材料与被加工材料应如何匹配?怎样根据工件材料的性质和切削条件正确选择刀具材料？ 答：如何匹配：加工工件与刀具之间力学

6、性能的匹配：切削刀具与加工工件材质的力学性能匹配 主要是指刀具与工件材质材料的强度、韧性及硬度等力学性能参数应相互匹配。 加工工件材质与刀具材料的物理性能匹配:切削刀具与加工对象的物埋性能匹配主要是指刀具与 工件材料的熔点、弹性模量、导热系数、热膨胀系数相抗热冲击性能等物埋性能参数应相互匹配。 化学性能的匹配：刀具的磨损是机械磨损和化学磨损综合作用的结果。切削刀具与加工对象的化学 性能匹配主要是指刀具与工件材料的化学亲和性、化学反应、扩散、粘着和溶解等化学性能参数应 相互匹配。 选择刀具材料：不同力学性能的刀具（如髙速钢刀具、硬质合金刀具和超硬刀具等）所适合加工的 工件材质有所不同。通常，刀具

7、材料的硬度必须髙。通常，刀具材料的硬度，刀具硬度一般要求在60 HRC 以上。高硬度的工件材料必须用更髙硬度的刀具来加工。 具有不同物埋性能的刀具（如高导热和低熔点的高速钢刀具、高熔点和低热胀的陶瓷刀具、髙导 热和低热胀的金刚石刀具等）所适合加工的工件材料有所不同。加工导热性差的工件时，应采用导 热性较好的刀具，以使切削热可迅速传出而降低切削温度。金刚石的导热系数为硬质合金的1.5 9倍，为铜的26倍，由于导热系数及热扩散率髙，切削热容易散出，故刀具切削部分温度低。 金刚石的热膨胀系数比硬质合金小几倍，约为高速钢的1/10,因此金刚石刀具不会产生很大的热 变形，这对尺寸精度要求很高的精密加工刀

8、具来说尤为重要。立方氮化硼(CBN)的导热性虽不及金 刚石，但却大大高于高速钢和硬质合金。随切削温度的提高，CBN刀具的导热系数逐渐增加，可使刀 尖处切削温度降低，减少刀具的扩散磨损并有利于高速精加工时加工精度的提高。CBN的耐热性可 达到1 4001 500 C ,比金刚石的耐热性(700800 C)几乎高一倍。髙速加工钢和铸铁等黑色金属 时，最高切削速度只能达到加工铝合金时的1/31/5 ,其原因是切削热易使刀尖发生热破损。在高速 切削低导热性及髙硬度材料(如钛合金和耐热银基合金、高硬度合金钢等)时，易形成锯齿状切屑，而 高速铳削过程中则会产生令度变化的断续切屑，它们都会导致刀具內的热应力

9、发生髙频率的周期变化， 从而加速刀具的磨损。 5、阐明金属切削形成过程的实质?哪些指标用来衡量切削层金属的变形程度?它们之间的相互关 系如何？它们是否真实的反映了切屑形成过程的物理本质？为什么？ 答：金属切削过程形成过程的实质：是如果忽略了摩擦、温度和应变速度的影响，金属切割过程如 同压缩过程，切削层受刀具挤压后也会产生弹性变形、塑性变形、晶格剪切滑移直至破裂，最终完成 切削，完成切削过程。 切削层金属的变形程度指标：相对滑移、变形系数Ah。 切削变形程度主要受到前角、剪切角的影响。如果增大前角和剪切角，使和人11减小，则切削变 形减小。 只能近视地表示切削变形程度。因为Ah主要从塑形压缩方面

10、分析；而主要从剪切变形考虑。所 以和Ah都只能近似地表示剪切变形程度。 6、试描述积屑瘤现象及成因。积屑瘤对切削过程有哪些影响？ 答：在切削速度不高而又能形成连续切削，加工一般钢材或其他塑性材料，常在前刀面切削处粘着一 块剖面呈三角状的硬块，称为积屑瘤。其硬度很髙，为工件材料的23倍，处于稳定状态时可 代替刀尖进行切削。 成因：在中低速切削塑性金属材料时，刀一屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面，两 接触表面的金属原子产生强大的吸引力，使少量切屑金属粘结在前刀面上，产生了冷焊，并加工硬化， 形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。 影响：积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具

11、的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切 削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削令度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变 得较为粗糙。由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。 7、分别说明切削速度、进给量及背吃刀量的改变对切削温度的影响？ 答：（1）切削速度V的影响 随着切削速度的提高，切削温度将显著上升。这是因为：切屑沿前刀面流出时，切屑底层与前刀面 发生强烈摩擦从而产生大量切削热；由于切削速度很髙，在一个很短的时间内切屑底层的切削热来不 及向切屑内部传导，而大量积聚在切屑底层，从而使切屑温度显著升高。另外，随着切削速度的提髙， 单位时间

12、内的金属切除量成正比例地增加，消耗的功增大，切削热也会增大，故使切削温度上升。 （2）进给量f的影响 随着进给量的增大，单位时间内的金属切除量增多，切削热增多，使切削温度上升。但切削温度随进 给量增大而升高的幅度不如切削速度那么显著。这是因为：单位切削力和单位切削功率随增大而减 小，切除单位体积金属产生的热量减少了，同时增大后切屑变乞，切屑的热容量增大，由切屑带走的 热量增多，故切削区的温度上升不甚显著。 （3）背吃刀量ap的影响 背吃刀量对切削温度的影响很小。这是因为，增大以后，切削区产生的热量虽增加，但切削刃参 加工作的长度增加，散热条件改善，故切削温度升高并不明显。 切削温度对刀具磨损和

13、耐用度影响很大。由以上规律，可知，为有效控制切削温度以提髙刀具耐用 度，选用大的背吃刀量或进给量，比选用大的切削速度有利。 X fXMIN 所以 存在尺寸偏大的废品。 分布曲线 废品率, 49.98-49.975, “ =1 .oo ，查表得 A = 0.4495 ； 0.003 所以 0,= 0.5 - A = 0.5-0.4495 = 0.0505 = 5.05% Q，八=0.5 + A = 0.5 + 0.4495 = 0.9495 = 94.9% 结果分析：部分工件的尺寸超出了公差的范围，有5-05%的废品（分布曲线图中阴影部分）。由于 有A=0005的存在，而产生废品。如图，只要将分

14、散中心调整到公差范围中心，工件就完全合格。 调整方法：调整车刀的径向补偿；或者，如果是长轴，可采用跟刀架减少受力变形。 30、什么叫装配?装配的基本内容有哪些?装配的组织形式有几种?有何特点? 答：1将有关的零件接合成部件或将有关的零件和部件接合成机械设备或产品称为装配。 2. 装配的基本内容：清洗一刮削一平衡一过盈连接一螺纹连接一校正。 3. 组织形式一般分固定式和移动式两种。固定式装配可直接在地面上进行和在装配台架上分工进行。移动式装配又可以分为连续移动式和问歇移动式，可以在小车上或装配线上进行，使其顺次经 过各装配工作地以完成全部装配工作。装配形式的选择主要取决于产品结构特点和生产批量。

15、31、 保证装配精度的工艺方法有哪些？各有何特点？ 答：1.保证装配精度的工艺方法可归纳为：互换法、选配法、修配法和调整法四大类。 2特点：（1）.互换法：零件按一定公差加工后，装配时不经过任何修配和调整就可以达到装配 的精度要求；（2）.选配法：将相互配合的零件按经济精度加工，即把尺寸钱中组成环的公差放大到 经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证封闭环的精度达到规定的技术要求； （3）.修配法：将零件按经济精度加工，而在装配时通过修配方法改变尺寸链某一项预先固定的组成 环尺寸，使之满足装配精度要求；（4）.调整法：用一个可调整的零件来调整它在装备中的位置以 达到装配精度或者增加一

16、个定尺寸零件以达到装配精度。 32、装配工艺规程的制订大致有哪几个步骤？有何要求? 答：步骤：产品分析一一装配组织形式确定一一装配工艺过程确定。 要求：1.产品分析要求：（1）.研究产品图样和装配手应满足的技术要求；（2）.对产品结构 进行分析；（3 ）.装配单元划分。 2. 装配组织形式的确定的要求：组织形式一般分固定式和移动式两种。装配形式的选择主要取 决于产品结构特点和生产批量。 3. 装配工艺过程的确定的要求：（1）.装配顺序的确定；（2）.装配工作基本内容的确定 （清洗一刮削一平衡一过盈连接一螺纹连接一校正）；（3 ）.装配工艺设备的确定。 33、下图所示，溜板与床身装配前有关组成零

17、件的尺寸分别为：內=46九呦，A2=33mm , A尸16弩爲试计算装配后,溜板压板与床身下平面之间的间隙A沪？试分析当间隙在使用过程中 因导轨磨损而增大后如何解决。 答：（1）确定封闭环，画岀装配尺寸链圏，如上图：恋是封闭环；4.比是増环；儿是减环。 已知：A =46=45.980.02 ； A2 = 3003 =30.0150.015 ； A3 = 16+06 = 16.0450.015 0 1-0.040+0.03 计算封闭环基本尺寸，得 A0 = Al + A2-A,= 30.015+16.045 - 45.98 = 0.08 ； 公差：= y(T+T22+Tf) = J(0.042

18、+ 0.032 + 0.032) = 0.058 AA = A 0.08 8 = O-109 o o2+0.051 (2 )修配尺寸川和血，可减小间隙. 砌（A,山编酗大掘一收兀，亲曲位修说垃，“辱含席26人，鬼罪韦育祐血人”。歹務敦血人*、权9 习抑鬼桓6沁理仆含強文灵缺就我見加怪僂T-斯席习Q吨要枚“人用仏，工密何好，必务工 曲席习;4融）OcU魏jtJ乙，各0各強从強人灵询7-断6尊习，冬捉叔Hfcj栩兴加汶，才純厲上企jL发思6u 步代，才駡许2Z钊牝卫应*戲6丁寫貳4文他乜电巾我工仆空老出人肚编场文席中可如奇询渓 陆無卅止，不卅感讹！ At the end, Xiao Bian gives you a passage. Minand once saidpeople who learn to learn are very happy