机械制造基础下重点

1、机械制造基础（下）1. 什么是 积屑瘤 ；积屑瘤是怎样形成的？积屑瘤对切削加工有什么样的影响？ 控制积屑瘤的主要措施有哪些？形成 ：在一定的切削速度范围（中速）内切削钢、铝合金与球墨铸铁等塑性金 属时，由于前刀面上挤压和摩擦的作用，使切削底层中的一部分材料停滞和堆 积在刃口附近，形成积屑瘤。 （经变形强化，积屑瘤的硬度很高，可达工件材料 硬度的 2到3.5 倍，可代替切削刃切削。影响：不利方面：当积屑瘤突出于切削刃之外时，会造成一定的过切量，从而使切削力增大，在工件表面划出沟纹并影响到零件加工的尺寸精度。 由 于积屑瘤局部不稳定，容易使切削力产生波动而引起振动。 积屑瘤形状不规 则，使切削刃形

2、状发生畸变，直接影响加工精度。积屑瘤被撕裂后，若被切削带走，会划伤刀面，加快刀具的磨损，若留在已加工表面上，会形成毛刺， 影响工件表面质量。有利方面：积屑瘤包覆在切削刃上，代替刀具进行切削，对切削刃起到一定的保护作用。形成积屑瘤时，增大了实际工作前角，可使切削力减小；其中形成积屑瘤时前角增大较多，形成鼻形积屑瘤 时使刀屑实际接触长度减小，也可使切削力减小。措施：对塑性金属材料来说，可采取适当的热处理，改变其金相组织。例如 低碳钢通过正火、调制处理后，能提高其硬度，降低其塑性，减小积屑瘤生长。 避开积屑瘤的生长速度范围。 采用润滑性能好的切削液可以抑制积屑瘤。增大前角也可以抑制积屑瘤，当0 35

3、时，一般不再产生积屑瘤。其他如减小切削厚度，采用人工加热切削区等措施，也可以减小甚至消除积屑瘤。2. 试述刀具的 前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角 对切削过程的影响以及如何合理选择。前角 影响： 增大前角能减小切削的变形，减少切削力，降低切削温度和 动力消耗 增大前角能改善切削对前刀面的摩擦，减少刀具磨损，提高刀具耐 用度增大前角能改善加工表面质量，抑制积屑瘤与鳞刺的产生，减少切削振 动前角过大，将削弱刃口强度，减少散热体积，影响刀片受力情况，容易造 成崩刀。选择：工件材料的塑性越大时，前角合理的数值越大，加工脆性材料时应取较小的前角 当工件材料的强度、硬度越大时，合理的前角 数值越小 抗弯

4、强度及抗冲击韧性比较好的刀具材料可以选较大前角 粗加工 选择较小前角，精加工选择较大前角。后角 影响：增大后角能减少后刀面与加工表面之间的摩擦，从而减少刀 具的磨损，提高加工表面质量和刀具耐用度。增大后角，在同样的磨钝标准VB 条件下，刀具由新刃磨用到磨钝，允许磨去的金属体积较大，因而有利于提 高刀具耐用度。 如后角 过大，楔角 减小，则将削弱刃口强度，减少散热体 积，磨损反而加剧，导致刀具耐用度下降，且易发生颤振。选择： 切削厚度越小，后角越大，切削厚度越大，后角越小 粗加工时选用较小后角， 精加工时选用较大后角 工件材料硬度、强度高，宜取较小后角，工件材料较 软，应取较大的后角 工艺系统刚

5、度较差时选用较小的后角。主偏角 影响： 主偏角 r 的变化影响各切削分力的大小比值与产生振动的可 能性。减小主偏角，则吃力抗力 Fy增大，走刀抗力Fx减小。当工艺系统刚度较 差时，如过于减小主偏角，就可能引起振动，造成损坏刀具，顶弯工件。主偏角的变化影响切削截面的形状。在切削深度和进给量一定的情况下，随着主 偏角的减小，切削厚度将减小，切削宽度增加，切削刃参与加工工件的长度增 加，切削刃单位长度的负荷减轻，刀尖角增大，这就会提高刀尖强度，改善散热条件，因而可提高刀具耐用度 主偏角影响工件表面形状，当车削阶梯轴时， 应选用 r 90o ，而当车削外圆端面及倒角时，则可选择r 45o 主偏角的大小

6、还影响断屑的效果。 r 越大时，切削厚度越大，切削宽度越小，越容易断屑。主偏角的大小还可能影响残留面积的高度，当主切削刃的直线部分参与形成 残留面积时，减小主偏角，可以提高加工表面粗糙度。选择： 一般在机床工艺系统刚度允许的情况下，选用较小的主偏角。加工高强度、高硬度材料时，为减轻单位切削刃上的负荷，增强刀尖强度，改善散热条件，以提 高刀具耐用度就要取较小的主偏角r 10： 30。在高速强力切削时，为防止振动应选择较大的主偏角，一般大于 15o。副偏角 影响：减小副偏角r，可以显着减少切削后的残留面积，提高表面 粗糙度。且可增强刀尖强度。 但是 r 太小就会增加副后刀面同已加工表面之 间的摩擦

7、，从而可能引起振动。选择：一般取r 5： 15 ;当加工中间切入的工件时，取 r 30: 45 ；而切断刀、槽铣刀等，为了保证刀头强度 和重磨后宽度变化较小，只能取很小的副偏角， r 1： 2。刃倾角 影响：刃倾角s正负值的变化，直接控制切屑的卷曲和流出方向。 直接决定着流屑角的大小和正负。当s为负值时，切屑流向已加工表面，容易将已加工表面划伤；当s为正值时，切屑朝着待加工表面流出。 刃倾角s的 正负影响刀尖强度。在非自由切削断续表面时，负的刃倾角使刀尖位于切削刃 的最低点，切入工件时，首先是切削刃上离刀尖较远的部分先接触工件，这样 就可以起到保护刀尖的作用，增强了刃口的强度，有利于承受冲击载

8、荷刃倾角s的大小影响切入和切出过程的平稳性。在断续切削的情况下，当刃倾角0。时，切0。时，整个切削刃上各点同时切入和切出，冲击大；当刃倾角削刃逐渐切入工件，冲击小，使切入切出平稳。且刃倾角越大，过程越平稳。刃倾角s的正负和大小，影响各切削分力的比值。负值s越大，吃刀抗力Fy越大，当工艺系统刚度较差时，容易引起振动。选择： 通常加工钢和铸铁，精车时为了避免切屑划伤已加工表面， 取 s 0。:4。；粗车时为了提高人口强度，取s 0。： 4。当切削断续表面承受冲击载荷时，为了保护刀尖，取较大的负刃倾角s5。： 15。车削淬硬钢时，取 s5。： 12。o3. 机床型号的含义类别代号、（特性代号）、组别

9、系别代号、主参数、 （X 第二主参数）、 重大改进顺序号、其他特性代号CM1107A车床、精密、1组1系（单轴纵切自动）、车削直径70mm第一次重大改进CA6140车床、A结构、6组1系、最大车削直径400mm Y 3150E齿轮加工机床、3组1系、最大加工直径500mm第五次重大改进MGB1432A磨床、高精度、半自动、1组4系、最大磨削直径320mm第一次重大改进 C6132A车床、6组1系、最大车削直径320mm第一次重大改进型 C1312车床、 1 组 3系、最大车削直径 1200mm(7) T4140镗床、 4 组 1 系、最大加工直径 400mmL6120拉床、 6 组 1 系、最

10、大加工距离 200mm X5032铣床、 5 组 0 系、工作台宽度 320mm DK7725特种加工机床、数控、最大加工厚度250mm4. 周铣法与端铣法的比较端铣的加工质量比周铣高。端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多，铣削过 程平稳；端铣的切削厚度虽小，但不像周铣时切削厚度最小时为零，改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，减小表面粗糙度Ra值，端铣刀的修光刃可修光已加工表面，使表面粗糙度Ra值减小。端铣的生产效率比周铣高。端铣时端铣刀一般直接安装在铣床的主轴端部， 刀具系列刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片，易于采用大的切削用量进行强 力切削和高速切削，使生产率得到提高，而且工

11、件已加工表面质量也得到提高。端铣适应性比周铣差，端铣一般只用于铣平面，而周铣可采用多种形式的铣 刀加工平面、沟槽和成形面等。5. 砂轮的特性主要由哪些因素来决定试简述磨削加工的过程以及工艺特点有哪些。砂轮特性 ：磨料、粒度、硬度、结合剂、组织以及形状和尺寸磨削过程 ： 第一阶段 ，磨粒从工件表面滑擦而过，只有弹性变形而无切屑。 第 二阶段 ，磨粒切入工件表面，刻划出沟痕并形成隆起。 第三阶段 ，切削厚度增 大到某一临界值，切下切屑。工艺特点：精度高、表面粗糙度小砂轮有自锐作用径向分布力Fy较大不宜加工较软的有色金属磨削温度高 自锐性 ：砂轮上圆钝的磨粒能够从其表面脱落，露出一层新鲜锋利的磨粒，

12、 从而保持自身锋锐的性能。6. 简述常用的齿轮加工方法有哪些？试比较插齿、滚齿和铣齿的工艺特点以及加工范围加工方法：成形法：铣齿、成形法磨齿展成法：插齿、滚齿、剃齿、展成法磨齿插齿、滚齿和铣齿的比较 ：插齿和滚齿的精度基本相同，且都比铣齿高。 一般情况下插齿和滚齿可以获得 8 到 7 级精度的齿轮，若采用精密插齿或滚齿 可以得到6级精度，而铣齿仅能达到 9级精度。插齿齿面的表面粗糙度 Ra值 较小。插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿插齿刀和滚齿刀加工齿轮数范围 较大适用范围：铣齿：单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条滚齿：各种 批量生产中加工直齿、斜齿和外啮合圆柱齿轮和蜗轮插齿：各种批量生产中

13、加工内外圆柱齿轮、双联齿轮、扇形齿轮、短齿条等，但插削斜齿轮只适用于 大批量生产7. 对什么样的圆柱齿轮齿形采用精加工？其精加工方法有哪几种？对于精度高于7级、表面粗糙度 Ra值小于0.8 m或齿面需要淬火的齿轮，在铣 齿、插齿、滚齿后，还需要进行齿形的精加工。常用的精加工方法有剃齿、桁 齿和磨齿。8. 什么是定位工件定位的基本要求是什么？实现工件定位基本要求的装夹方法 有哪几种？各有何特点？定位：使工件在机床或夹具中占有某一正确位置 加紧：工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位不变的操作装夹方法：直接找正法，定位精度和找正效率取决于所要求的加工精度、找 正工具盒工人技术水平。其生产效率

14、较低，一般仅适用与单件小批生产或者精 度要求较高、形状简单的零件。划线找正法，能保证工件相关表面的位置精度，且可通过划线调整加工余量。但是需要有技术水平较高的划线工人，且定 位精度低，一般只能达到 0.2到0.5mm生产效率低，只适用于单件小批生产， 毛坯精度较低，以及大型工件等不宜使用夹具的加工情况夹具定位法，定位 效率高，也比较容易保证加工精度的要求，一般可达 0.01mm9. 工件的基准及选择工件的基准：设计基准：在设计零件图时，根据零件在装配结构中的装配关 系以及零件本身结构要素之间的互相位置关系，用以标注尺寸和各表面相互位 置关系时所依据的点、线、面。工艺基准：零件在加工、检测和装配

15、中，用 作依据的点、线、面。工艺基准：工序基准定位基准测量基准装配基准定位基准：粗基准和精基准附加基准工件定位基准的选择 ：粗基准的选择： 保证相互位置要求的原则当要求保证工件上加工表面与不加工表面的相互位置要求时，应选不加工表面作为粗基准。例如加工套杯 时以不加工的外圆表面作为粗基准，可保证各加工面与外圆表面有较高的同轴 度或垂直度，且可在一次安装中完成绝大部分要求加工表面的加工。当零件有 两个以上的不加工表面时，则应选择与加工表面位置精度要求较高的表面为粗 基准。 保证加工表面加工余量合理分配的原则当要求保证工件某重要表面余量均匀时，应选取该表面的毛坯面为粗基准。例如选择导轨面为粗基准加

16、工床腿底平面，然后以床腿底平面为精基准加工导轨面。便于装夹的原则为保证零件定位精度并可靠加紧，以及考虑到夹具结构简单、操作方便，应选 择无毛刺、浇口、冒口的光洁、平整、尺寸比较大、便于装夹的表面为粗基准。如活塞外圆加工时以内壁为粗基准，用自动定心装置来保证工件的壁厚均匀， 但因金属型芯装配缝隙而在内壁上产生飞刺，卡爪经常会压在飞刺上，造成工 件不能正确定位。 粗基准不重复使用原则 若有已加工表面可用来定位， 则不应再选用粗基准定位面。但是，当毛坯是精密铸件或者精密锻件时，毛坯 的质量很高，而加工精度要求不高，这时可以重复使用某一粗基准。精基准的选择： 基准重合原则 应尽量选择设计基准为精基准，

17、即定位 基准与设计基准重合。 基准统一原则 当以某精基准定位时能方便地加工零 件上大多数其它表面时，应尽早将次表面加工出来，然后以此表面为精基准加 工其它表面。如发动机缸体的加工。 互为基准原则 当两表面的相互位 置精度以及他们自身尺寸和形状精度要求很高时，则可采取互为基准原则。如 精密齿轮的精加工通常是在齿面经高频淬火淬硬后再磨削齿面及内孔，精加工 时以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面。 自为基准原则 某些精加工或 者光整加工工序要求加工余量小而均匀，在加工时就应尽量选择被加工表面自 身作为精基准。如磨削床身导轨面、浮动铰刀铰孔、拉刀自由拉削圆孔、无心 磨削外圆表面等。10. 工序的安排：

18、机械加工工序：“基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔”热处理工序：与被处理、时效处理、最终处理、表面镀层及发蓝11. 加工阶段的划分：粗加工阶段，IT12 下，Ra值为50: 12.5 m 半精加工阶段，IT10到IT12，Ra值为6.3: 3.2 m精加工阶段，IT7到IT10，Ra值为1.6: 0.4 m光整加工阶段，IT5以上，典型方法有珩磨、研磨、超精加工及无屑加工12. 零件的结构工艺性零件加工部位的结构应便于刀具正确地切入及切出 应采用标准化刀具 加工零件应便于安装 避免在箱体内或孔内加工 零件结构要有足够的刚 性 尽量减少加工面积 减少在机床上装夹的次数 减少机 床的调整次数同类参数尽量一致有利于保证位置精度（11）便于测量（12）应有利于装配和拆卸（13）不能对斜面进行钻孔13. 加工方法的 经济精度 是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工 艺装备和标准技术等级的工人且不延长加工时间）所能保证的加工精度。14. 机械产品的 生产过程 是指由原料到生产出成品的全部劳动过程的总和， 它包括原材料的运输、保管、生产准备、毛坯的制备、机械加工、装配、检验及 试车、