机械制造技术基础刘英版答案教学教材

1、第二章答：主运动是由机床提供的刀具和工件之间最主要的相对运动，主运动是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工通常只有一个主运动。进给运动是使主运动能够依次地或连续地切除工件上多余的金属，以便形成全部已加工表面的运动。进给运动可以只有一个（如车削、钻削），也可以有几个（如滚齿、磨削）。进给运动速度一般很低，消耗的功率也较少。'表'2加工工类型£类型与运动类加 运动类型主运动进给运动车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动钻削钻头的旋转运动钻头的垂直运动端面铳削铳刀的旋转运动工件的水平运动龙门刨削刨刀的往复运动工件的间歇运动外圆磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动

2、1. 计算切削用量：asp=（dw-dm）/2 Vf=f*n Vc=n dw*n/10002. 常用硬质合金有：钨钴类硬质合金（wc+co）,钨钛钴类硬质合金（wc+tic+co ）,钨钛钽钴类，碳化钛基硬质合金，涂层硬质合金。钨钛钴类硬质合金适合加工钢料钨钴类硬质合金适用加工铸铁等脆性材料。同种牌号中，30适合粗加工，01适合精加工。因为30含钴量较多，其抗弯强度和冲击韧度较高，01含钴较少，耐磨性耐热性较高。3. 45钢锻件粗车选p03HT200铸铁件精车选kO1低速精车合金钢蜗杆选高速钢或p01高速精车调制钢长轴p01高速精密镗削铝合金精钢套k01或钛基类中速车削高强度淬火钢轴陶瓷（氮化

3、硼）加工65HRC冷硬铸铁或淬硬铁陶瓷（氮化硼）4背吃刀量a和进给量f。背吃刀量a和进给量f都会使切削层面积 A增大，从而使变形抗 力和摩擦力增大，故切削力增大。切削速度v。，切削速度是通过切削厚度压缩比来影响切削力的。机床动力不足时应选增大进给量f.5什么叫刀具的工件角度参考系？什么叫刀具的静态角度参考系？这二者有何区别？在什 么条件下工作角度参考系与静态角度参考系重合？答：刀具工作角度参考系，是以实际安装条件下的合成切削运动方向和进给运动方向为基准来建立的； 刀具静止参考系，是以“假定主运动方向”和“假定进给运动方向”为基准来建立的。主要区别：建立参考系的基准不一样。重合条件：通常的进给速

4、度远小于主运动速度（合成速度角V2 ）,所以在一般安装条件下，刀具的工作参考系与静止参考系差异甚小，可以用刀具的静态角度代替工作角度，也就是说在大多数场合下（如普通车削、镗削、端铳、周铳等），不必考虑工作角度，即可以认为这两个参考系是重合的。6主偏角对切削加工有何功用？ 一般选择原则是什么？Kr=90°的车刀适用什么场合？答：主偏角r对切削力的影响：随着r的增大，Fc先减小后增,在r=60o750时，Fc到达到最小 值，但Fc的变化范围约在10%以内。主偏角的功用：减小主偏角，参加切削的刀刃长度会增加，刀尖角r增大，从而使刀具寿命提高； 减小主偏角可使工件表面残留面积高度减小，从而可

5、减小表面粗糙度。然而，减小主偏角会使径向力 Fp增大，在工艺系统刚性不足的情况下，容易引起振动，这不仅会降低刀具寿命，也会使加工表面 粗糙度增大。主偏角的选择原则：由主偏角的功用可知，当工艺系统刚性较好时宜选较小的主偏角，反之则选较大的主偏角。r=90O的车刀适用于系统刚性较差、车端面、车外圆、多阶梯轴等的场合。7甲、乙二人每秒钟切下的金属体积完全相同（即生产率相同），只是甲的吃刀深度比大 1倍,而走刀量f比乙小1倍。试比较二人主切削力的大小，由此可得出什么有益的论？答：生产率：Q 1000vchDbD 1000vcfasp由于甲乙两人的asp与f的乘积相同,那么甲乙 两人的主切削速度vc也相

6、同.主切削力：Fc CFc as；c f Fc VcFc K Fc通常情况下：xFc yFc叫）y（acsp乙f乙 yFc)所以，Fc甲Fc乙即甲的主切削力较乙的主切削力大一些。有益的结论：在同等生产率下，应该采用较大的进给量来减小主切削力，延长刀具寿命。8温度T 常系数c切削速度v 进给量f背吃刀量asp 切削温度与切削用量之间的关系0.41 .0.140.04T=cv f asp9切削用量（asp、f、vj中，哪个因素对刀具寿命影响最大？哪一个因素对刀具寿命影响最小？为什么？答：切削用量与刀具寿命的关系为：T当用硬质合金车刀车削b=0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为:Ct

7、52.250.75v fasp由此可见，切削速度Vc对刀具寿命影响最大，其次是进给量f，背吃刀量asp影响最小。10. 甲、乙、丙三人高速车削b=750N/mm的碳钢。切削面积（asp f ）各为10 0.2 , 5 0.4 , 4 0.5，三人的经济耐用度 Tc=60min,比较三人的生产率，解 释生产率不同的原因。答：生产率：Q 1000vchDbD1000vcfasp切削速度（硬质合金车刀）CvT020.450.15 aspvcCvCv1T0.20.450.15 aspT0.2 (f知）0.15 f0.3因为，f甲f乙f 丙所以，v甲v乙v丙 因此，Q甲Q乙Q丙即甲的生产率最高，乙的生产

8、率次之，丙的生产率最低。11. 刀具寿命一定时，从提高生产率出发，选择切削用量的顺序如何？ 从降低切削功率出发，选择切削用量的顺序又如何？为什么？答：当用硬质合金车刀车削 b = 0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为:,52.250.75Vcfasp生产率：Q 1000vchDbD 1000vc fasp从上面的公式中可以看出：切削速度Vc对刀具寿命影响最大，其次是进给量f，背吃刀量asp的影响最小。而切削速度vc，进给量f，背吃刀量asp对生产率的影响是相同的。所以，从提高生产率出发，首先选择较大的背吃刀量 asp，其次选择合适的进给量f，最后确定切削速度vc。切削功率：巳F

9、c Vc6 104而切削力：FcxFCFc asp fyFc /cKvc刀具寿命：VcCv丁02 f 0.450.15 asp通常情况下:XFcyFc所以，从降低切削功率出发，首先选择较小的切削速度 vc其次，选择较大的进给量f，最后确定背吃刀量asp。12. 选择切削用量的原则是什么 ？从刀具寿命出发，按什么顺序选择切削用量？从机床动力出发，按什么顺序选择切削用量？为什么？答：选择切削用量时，要综合考虑切削过程的质量、生产率和成本等问题。所谓合理的切削用量是指在充分利用刀具的切削性能和机床性能（功率、扭矩）以及保证工件加工质量的前提下，能获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。从刀具寿命出发

10、：选择切削用量的原则是在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下，首先选择尽可能大的背吃刀量asp ，其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量f ,最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度vc。从机床动力和刚性的限制等条件出发：选取尽可能大的进给量 f ；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度vc 。13何谓砂轮硬度？它与磨粒的硬度是否是一回事？如何选择砂轮硬度？砂轮硬度选择不当 会出现什么弊病？答：砂轮硬度是指砂轮表面的磨料在磨削力的作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度软，表示磨粒容 易脱落；砂轮硬度硬，表示磨粒较难脱落。显然砂轮硬度是由结合剂的粘结强度和数量所决定的， 而与磨

11、料本身的硬度无关。选择砂轮硬度的一般原则：磨削软材料时，选用硬砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮。前者是因为 在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离下来；后者是因为在磨削硬材料时， 砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快地更新。砂轮硬度选择不当：砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件 易烧伤，磨削效率低，影响工件表面质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了 砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。第三章3-3 试列出CA6140车床主运动传动链的传动路线,并计算主轴最高、最低转速及转速级数。 答：传动链的传动路线如下：主电动机7.5kw1450r/

12、 min13023056M1（左）38 （正转）5143IIM1（右）50 Fl 34（反转）3430394130502258202080IV丽26VM2505158(右移)5050III63 M250 一(左移厂VI（主轴）主轴最高速度：n主轴 1450 I30 50 34 391637.11637r/min230 34 30 41 50130 51 22 20 20 26王轴最低速度：n主轴145010.310r/min230 43 58 80 80 58正转转速级数:2 X 3X (1+(2 X 2-1)=24级反转转速级数:1 X 3X (1+(2 X 2-1)=12级3-6 CA61

13、40车床主运动传动链中的双向多片摩擦离合器的作用是什么？答：当压紧离合器 M1左部的摩擦片时，轴1的运动经齿轮副 56/38或51/43传给轴2,从而使轴2获得两种转速。当压紧离合器M1的右部摩擦片时，轴1的运动经右部摩擦片及齿轮50传至轴7上的空套齿轮34,然后再传给轴2上的固定齿轮30,使轴2转动。这时由于 轴1至轴2的传动中多经过了一个中间齿轮34，因此，轴2的转动方向与经 M1左部传动时相反，反转转速只有一种。当离合器M1处于中间位置时，其左部和右部的摩擦片都没有被压紧，空套在轴一上的齿轮56,51和齿轮50都不转动，轴1的运动不能传至轴 2,因此主轴停止转动。3-7 CA6140车床

14、主轴的支承配置了什么轴承？如何调整其间隙？答：配置了双列圆柱滚子轴承，推动球轴承，角接触球轴承。前轴承径向间隙的调整方法如 下：首先松开主轴前端螺母 1，并松开前支承左端调整螺母 5上的锁紧螺母钉4.拧紧螺母5, 推动轴套3。调整妥当后，再将前端螺母 1和支承左端调整螺母 5上的锁紧螺钉4拧紧。后 支承中轴承11的径向间隙与轴承10的轴向间隙是用螺母 14同时调整的，其方法是：松开调 整螺母14上的锁紧螺钉13,拧紧螺母14,推动轴套12,轴承11的内环和滚珠，从而消除 轴承11的间隙；拧动螺母14的同时，向后拉主轴 15及轴套9,从而调整轴承10的轴向间 隙。主轴的径向圆跳动及轴跳窜动公差都

15、是0.01MM主轴的径向圆跳动影响加工便面的怨毒和同轴度；轴向跳动影响加工端面的平面度对中心线的垂直度以及螺纹的螺距精度。当主轴的跳动量超过公差值时，再前后轴承精度合格的前提下，只需适当地调整前支承的间隙即可，如跳动仍达不到要求，再调整后轴承。3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点(试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析)？并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因。答:1) 机床结构方面：磨床结构较车床简单、紧凑、传动链更优化;2) 刀具方面：砂轮加工效果较车刀精细、高效；3) 加工过程方面：磨床操作方便，易于控制，主轴旋转平稳。由上可以看出：对于外圆磨削，操作方便、传动链短、主轴旋转平稳，

16、刚度大、砂轮加 工精度高； 对于外圆车削， 传动链长、 主轴旋转平稳度不够， 刚度不大、 车刀加工精度不高。 因此，外圆磨削比外圆车削质量要高。3-11 为什么车床用丝杆和光杆分别担任车螺纹和车削进给的传动？如果只用其中的一个 既车螺纹又传动进给，会产生什么问题？答：车螺纹 时，要求主轴与刀架之间有严格的传动比，所以，只能用丝杆；车削进给 时，不要求主轴与刀架之间有严格的传动比，用光杆更经济高效； 若用丝杆既车螺纹又传动进给，对于车螺纹没有问题（影响），对于传动进给有时不能满足快速进给要求，影响加工效率，总体上还会影响丝杆使用寿命；若用光杆既车螺纹又传动进给，对于传动进给没有问题（影响） ，对

17、于车螺纹，由于不 能保证主轴与刀架之间的严格传动比，无法正确加工。3-13 无心外圆磨削与普通外圆磨削相比较，有什么优点？答:1） 生产率较高，这是由于省去了打中心孔的工序，省去了装夹工件的时间。此外，由于 有导轮和托板沿全长支承工件，刚度差的工件也可以用较大的切削用量进行磨削。2 磨削锁获得的外圆表面的尺寸精度和形状精度都比较高，表面质量也比较好，可获得较 细的表面粗糙度。3 如果配备适当的自动装卸工件的机构， 无心磨削法比普通外圆磨削法更容易实现加工过程 自动化。4 无心磨削的纵磨法主要用于大批量生产中磨削细长光滑轴及销钉，小套等零件的外圆；横 磨法主要用于磨削带台肩而又较短的外圆，锥面和

18、成形面等。3-14 试无心外圆磨削的工作原理。 答：进行无心外圆磨削时，工件放在磨削砂轮和导轮之间，由托板支承进行磨削。 此时是以 工件被磨削的外圆表面自身定位， 而不是用顶尖或卡盘来定位。 导轮时用树脂或橡胶为粘接 剂制成的刚玉砂轮， 它与工件之间的摩擦系数较大， 所以工件由导轮的摩擦力带动作圆周进 给，导轮的线速度通常在 10 50m/min 左右，工件的线速度基本上与导轮的线速度相等， 改变导轮的转速， 便可以调节工件的圆周进给速度。 磨削砂轮就是一般的砂轮， 线速度很高。 所以在磨削砂轮与工件之间有很高的相对速度，此即是切削速度。为了加快成圆过程和提高工件圆度， 工件的中心必须高于磨削

19、砂轮和导轮的中心线， 这样便 能使工件与磨削砂轮和导轮间的接触点不可能对称， 于是工件上的某些凸起表面再多次转动 中能逐渐被磨平。所以，工件中心必须高于砂轮和导轮的连心线，但高出的距离不能太大， 否则，导轮对工件的向上的垂直分力有可能引起工件跳动，影响加个质量。第四章逆铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方向相反 顺铣：铣刀主运动方向与工件进给运动方 向相同为什么刨削铣削只能得到中等精度和表面粗糙度？刨削为断续切削，铣削为半连续切 削，均引起工艺系统的振动，因而使得铣削加工精度和加工表面质量都较低 零件上平面的加工方案：1 .单件小批生产中，机座（铸铁）的底面：500mnX 300mm,Ra3.2

20、um 粗铳精铳2 .成批生产中，铳床工作台（铸铁）台面：1250mm< 300mm Ra1.6um粗刨精刨3 .大批量生产中，发动机连杆（45调质钢，217-255HBW侧面：25mnX 10mm,Ra3.2um粗拉 半精拉精拉第五章1 .在车床上钻孔和在钻床上钻孔产生的“引偏” ，对所加工的孔有何不同影响？在随后的精 加工中， 哪一种比较容易纠正？为什么？在车床上钻孔，钻头的引偏将引起工件孔径的 变化，并产生锥度，而孔的轴线仍然是直线，且与工件回转轴线一致。在钻床钻孔，钻头引 偏时，被加工孔的轴线将发生歪斜。 在车床上引偏的孔容易纠正一些， 因为其轴线没有改变， 因而经过精加工仍然是直

21、孔，而后者轴线倾斜，精加工后是斜孔2. 镗床上镗孔和车床上镗孔有何不同， 分别用于什么场合？在车床上镗孔只能镗中心线 与回转中心垂合的孔， 因而孔的位置受到限制而在镗床上可以加工任何位置大小的孔。 车床 上镗孔一般用于镗中心孔而镗床上镗孔广泛用于各种孔的粗精加工。3. 拉削速度并不高， 但拉削却是一种高生产率的加工方法， 原因何在？拉空为什么无需精确 地预加工？拉削能否保持孔与外圆的同轴度要求？拉削生产率高是因为在拉削长度内， 拉刀的同时工作齿数多，并且一把（或一组）拉刀可连续完成粗切，半精切，精切及挤压修 光和校准加工， 故生产率高。 拉孔时拉削表面的形状位置， 尺寸精度和表面质量主要依靠拉

22、 刀设计， 制造及正确使用保证， 因此如果选好了拉刀就无需精确的预加工， 且能保持孔与外 圆的同轴度。4. 加工方案：1. 单件小批生产中，铸铁齿轮上的孔，直径20H7,Ral.6um钻粗铰精铰2 大批量生产中，铸铁齿轮上的孔，直径5 0H7,Ra0.8um钻拉精拉3 .变速箱体（铸铁）上传动轴的轴承孔，直径6 2J7,RaO.8um粗镗半精 镗精镗活动蹚刀精镗4.高速钢三面刃铳刀上的孔，直径2 7H6,RaO. 2um 粗镗精镗五行磨1. 滚刀的实质：相互毗合的一对渐开线圆柱齿轮 滚到的基本蜗杆： 齿轮滚刀的全部切削 刃均处于这一蜗杆的渐开螺旋面上， 因此这种滚刀称为渐开线滚刀， 而这一蜗杆

23、则称为滚到 的基本蜗杆。生产中标准齿轮滚刀采用的基本蜗杆： 常用轴线剖面截行为直线的阿基米德蜗杆， 成为法向 剖面截行为直线的法向直廊蜗杆2. 比较滚齿和插齿的特点及适用范围：滚齿： 加工过程是连续的，生产率高，加工的操作和调整十分简便，比插齿具有更好的通用 性；滚齿加工容易保证被加工齿轮有较精确地齿距，适用于绝大多数的齿轮的加工。插齿： 一把插齿刀可以加工出模数相同而齿数不同的齿轮， 另外它还有一些特殊的用途。 适用于内 齿，精密齿条等别的齿轮刀具难以加工的齿轮。3. 为什么插齿加工的齿形精度较高：插齿加工是一种利用平行轴线齿轮呲合原理进行齿轮加工的展成切齿方法， 并可以通过改变切削用量来增

24、加包络刃数， 故插齿加工加工的齿形精 度较高。4. 螺纹加工有那几种方法？各有什么特点？车削加工：加工生产率低，劳动强度大，对工人的技术要求较高用盘铣刀铣： 生产率较高，劳动强度不太大，常用于成批生产旋风铣削螺纹：切削速度高，走到齿数少，加工生产率高，适用范围广，而且其所用的刀 具为普通硬质合质切刀，成本低，易换易磨。攻内螺纹：加工精度高，稳定套切外螺纹：根牙套螺纹可用于各种批量的生产搓螺纹，滚螺纹：螺纹机械强度高，材料利用率高，加工过程自动化程度高，螺纹表面质 量好，在螺栓，螺钉，螺母等标准间的大量生产中得到广泛应用。螺纹磨削： 用于精度要求高的传动螺纹和测量螺纹的精加工研磨螺纹： 加工出来

25、的螺纹表面质量和精度要求都很高。第七章1 定位、夹紧的定义是什么？定位与夹紧有何区别？答：定位：就是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。夹紧：对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置并不发生变动的过程称为夹紧。一般夹紧面和定位面是重合的 ，否则会引起工件变形和定位不准 允许加一定的辅助支承供夹紧使用，但不能破坏定位基准2、机床夹具有那几个部分组成？各部分的作用是什么？ 连接元件：保证工件的尺寸和位置精度，将夹具与机床进行连接， 使工件相对于机床有准确的位置和方向 对刀装置：确定刀具的最终位置 引导元件：确定刀具与工件的位置3、什么叫六点定位原理？什么叫完全定位？六

26、点定位：任何一个装置尚未确定的工件，在空间直角坐标系中均有六个自由度，即沿三维空间坐标系X、Y Z的移动和转动，要使工件在机床或夹具上正确定位就必须限制或约束工 件的自由度，采用空间分布的六个定位支承点，分别与工件定位基面接触，每个支承点限制工件的一个自由度，便可将工件的六个自由完全限制，从而使工件的空间位置唯一确定完全定位：六个自由度被六个点完全限制的定位方式即为完全定位4、什么叫欠定位？为什么不能采用欠定位？试举例说明指必须加以限制的自由度没有被限制的不良结果，欠定位影响加工，难以保证加工精度5、辅助支承的作用是？为什么它与可调支承在功能和结构上的区别是什么？作用是：起支承作用，用于增加工

27、件的支承刚性和稳定性，防止在切削时因切削力的作用使工件发生变形，影响加工精度。可调支承可用作辅助支承，反之不行。6试分析题7-6图中的定位元件所限制的自由度，判断有无欠定位或过定位，并对方案中不 合理处提出改进意见。a) V型块1限制了工件X，Y自由度；工V型块2限制了工件自由度；xyV型块3限制了工件自由度；疋位方式属于兀全疋位。zzbV型块1支承平面：Z , X , Y自由度；V形块1, V形块2： x, y。不完全定位，无不合理处。c)平面限制了 Z，X，Y自由度；短定位销限制了 X，Y自由度；固定V型块限制了 Z，X。属于过定位。将固定 V型块改为活动V型块。8、试分析题7-7图所列加工零件所必须限制的自由度；选择定位基准和定位元件，并在图 中示意画出。题图 7-7a在小轴上铳槽，要求保证尺寸H和L;题7-7b图在支座零件上加工两孔，保证尺寸 A和H题7-7图答：a) 定位基准选外圆柱面和侧面。b) H的设计基准为底面，可限制工件 、罕、F； A的设计基准为大孔，可限制 X，Y。 第九章1、什么是机械制造工艺过程？主要包括哪些内容？凡是直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为