机械制造第八章课后答案

1、8.1 机械加工外表质量包括哪些内容？为什么机械零件的外表质量 与加工精度具有同等重要的意义？答： 1、外表质量是指机器零件加工后外表层的微观集合形状和物理 机械性能。机械加工外表质量的含义有两方面的内容： 1外表层的 几何形状特征，其包括外表粗糙度和外表波度； 2外表层的物理机 械性能， 其包括外表层冷作硬化、 外表层金相组织的变化和外表剩余 应力。2、之所以说机械零件的外表质量与加工精度具有同等重要的意义 是因为：一个零件的加工质量分为两局部，一是零件 加工精度 含尺 寸、形状、位置精度，二是外表质量含外表粗糙度和外表变质层 。 前者是从宏观上保证加工的零件满足设计要求， 后者是说微观上所

2、存 在加工缺陷。它主要影响零件的装配精度、疲劳强度等。所以就是从 不同的角度保证零件的 加工精度以 满足使用要求。8.2 零件加工外表质量对机器的使用性能有哪些影响？ 答：1外表质量对零件的耐磨性有影响，同样条件下，零件的耐磨 性取决于外表质量； 2外表质量对零件疲劳强度的影响； 3外表 质量对零件抗腐性能的影响； 4外表质量对零件的配合质量、密封 性能及摩擦系数有很大的影响。8.3 影响加工工件外表粗糙度的因素有哪些？车削一铸铁零件的外圆便面，假设进给量，车刀刀尖圆弧半径r e =3mm,是估算车削后外表粗糙度值。答：1、影响因素：1几何因素，几何因素是刀具相对于工件作进 给运动时在加工外表

3、上遗留下来的切削残留面积。2物理因素，切削加工后外表的实际粗糙度与理论 粗糙度有比拟大的差异这主要是因为与被加工材料的性能及切削机 理有关的物理因素的影响。3工艺系统的振动，如果工艺系统存在振动，会破 坏正常的切削过程。2、f20 42Rmax 石訂6.67um8.4磨削加工时，影响加工外表粗糙度的主要因素有哪些？答：影响磨削后的外表粗糙度的因素也可以归纳为与磨削过程和 砂轮结构有关的几何因素，与磨削过程和被加工材料塑性变形有关的 物理因素及工艺系统的振动因素三个方面。从几何因素看，砂轮上磨粒的微刃形状和分布对于磨削后的外表 粗糙度是有影响的。从物理因素看，大多数磨粒只有滑擦，耕犁作用。另外引

4、起磨削外表粗糙度值增大的主要原因还往往是工艺系统的 振动所致，增大工艺系统刚度和阻尼，做好砂轮的动平衡以及合理地 修正砂轮可显著减小粗糙度值。8.5 什么是冷作硬化现象？其产生的主要原因是什么？为什么切 削速度增大， 冷作硬化现象减小？而进给量增大， 冷作硬化现象却增 大？在相同的切削条件下， 切削钢件比切削工业纯铁冷作硬化现象小？ 而切削钢件比切削有色金属的冷作硬化现象大？答：冷作硬化：零件在机械加工中外表层金属产生强烈的冷态塑 性变形后，引起强度和硬度都有所提高的现象。产生原因：切削磨削加工时，外表层金属由于塑性变形使 晶粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，经理发生拉长、破碎、纤维化，从 而使外表

5、层材料强化，强度和硬度提高。外表层的冷作硬化的程度， 取决于产生塑性变形的力、 变形速 度及变形时的温度。速度越大，塑性变形越不充分，那么硬化程度越小； 力越大塑性变形大，那么硬化程度大。8.6 什么是磨削“烧伤？为什么磨削加工常产生“烧伤？为 什么磨削高合金钢较普通碳钢更容易产生“烧伤？磨削“烧伤对 零件的使用性能有何影响？试举例说明减少磨削烧伤及裂纹的方法 有哪些。答：1、磨削加工时，切削力大，切削速度也非常高，去除单位体 积的材料所消耗的功率， 是其他切削方法的数十倍。 这样大的能量消 耗绝大局部转换成了热量。 而磨削的体积小数量少， 砂轮的导热性有 相当的差， 磨削过程中有 70%以上

6、的热量都瞬时传给了工件。 在很短 的时间内磨削区域内温度可上升到 4001000C,甚至超过钢的熔点。这样大的加热速度， 促使加工外表局部形成瞬时聚热现象， 温升超过 相变温度，并有很大的温度梯度，导致金相组织的变化，出现强度和 硬度下降，产生剩余应力甚至导致裂纹，这就是磨削烧伤现象。2、影响磨削加工时金相组织变化的因素有工件材料、 磨削温 度、温度梯度、及冷却速度等。工件材料为低碳钢时不会发生相变， 高合金钢如轴承钢、高速钢、镍铬钢等传热行特别差，在冷却不充分 时易出现磨削烧伤。8.7 机械加工时，为什么工件外表层金属会产生剩余应力？试述加工 外表产生剩余拉应力和压应力的原因。 磨削加工与切

7、削加工， 在工件 外表产生剩余应力的原因是否相同？ 答：1、在机械加工过程中，工件外表层金属相对于基体金属发生形 状、体积或金相组织变化时，外表层中将产生剩余应力。产生外表层 剩余应力的主要原因是： 1冷态塑性变形 2热态塑性变形 3 金相组织变化。2、机械加工时，外表层金属产生强烈的塑性变形。沿切削速度 方向上外表上产生拉伸变形，晶粒被拉长，金属密度会下降，既比容 增大，而里层材料那么阻碍这种变形，因而在外表层产生压应力，在里 层产生剩余拉压力。3、切削加工时，如果切削温度不高，那么以冷态塑性变形为主， 假设温度高， 那么以热态塑性变形为主。 磨削时外表层剩余应力随磨削 条件不同而不同， 轻

8、磨削条件产生浅而小的剩余应力； 中等磨削条件 产生浅而大的拉应力；重磨削下产生身而大的拉压力。8.8 磨削淬火钢时，加工外表的硬度有可能升高或降低，试分析其可 能得原因，并说明外表层的应力符号。 答：淬火钢在不同磨削条件下出现的外表层硬度不一样。 当磨削深度 小于 10um 时，由于温度的影响使外表层的回火马氏体产生弱化，并 与塑性变形产生的冷作硬化现象综合而产生了比基体硬度低的局部， 而外表的里层由于磨削加工中的冷作硬化作用起了主导作用而又产 生了比基体硬度高的局部。当磨削深度为 2030um 时，冷作硬化的 作用减少， 磨削温度起了主导作用。 由于磨削区温度高于马氏体转换 温度，低于相变温

9、度而使外表层马氏体回火烧伤。当磨削深度增至 50um 时，磨削区最高温度有超过了相变临界温度，极冷时产生淬火 烧伤，而再往里层那么硬度又逐渐升高直至未受热影响的基体组织。8.9 超精加工、珩磨、研磨等光整加工方法与细密磨削相比，其工作 原理有何不同？为什么把他们作为最终加工工序？它们都适合那种 场合。答： 1、光整加工使用细粒度磨料对工件外表进行微量切削和挤压的 过程。精密磨削是依靠砂轮工作面上修整出大量等高微刃进行精密加 工的，这些等高微刃能从尚具有微量缺陷和尺寸、 形状误差的工件外 表切除极微薄的余量，故可获得很高的加工精度。2、之所以把他们放在最终工序是因为它们的切削深度和进给量一般极小

10、，切削速度那么很高。其最后获得较高的外表质量3.用一般的加工方法难以到达很低的外表粗糙度值小于时， 多采用光整加工。8.10刨削一块钢板，在切削力的作用下被加工外表层产生塑性变形， 其密度从x 103kg/m3降至x 103kg/m3，试问外表层产生多大的剩余 应力？是压应力还是拉应力？V +3 7.75V 7.750.03V0.03答：亍=7781+7=7=1 - 778 寸五体膨胀系数空线膨胀系数的3倍，故，=空二x 10-2Vll 3V 7.780压=Ex yX 105 xx 10-2 =2709MPa 8.11在外圆磨床上磨削一根淬火钢时，工件外表温度高达950C,因 使用冷却液而产生回火。外表层金属由马氏体转变为珠光体， 其密度 从x 103kg/m3增至x 103kg/m3。试问外表层产生多大的剩余应力?是压应力还是拉应力?答:V- 弋 7.75V=7.78 V 7.75,0.03V =7.78 =7.78V 0.03V