机械制造技术基础第二版（贾振元）答案

机械制造技术基础第二版（贾振元）答案第一章1、机床按什么分类？我国的机床型号编制法中将机床分为哪些大类？这些机床类别代号分别是什么？机床主要按加工性质和所用刀具进行分类。目前我国将通用机床（非数控机床）分为11类：车床C、钻床Z、镗床T、磨床M、齿轮加工机床Y、螺纹加工机床S、铣床X、刨插床B、拉床L、锯床G及其他机床Q。2、车床、铣床、钻床和磨床的主参数和第二主参数分别是什么？如何表示？机床名称主参数第二主参数车床最大车削直径工件最大长度或者高度铣床工作面宽度工作面长度钻床最大钻孔直径最大跨度磨床最大磨削直径最大磨削长度3、试述某个具体机床型号每个代号的含义。CA6140：卧式车床C类别代号A结构特性代号（结构不同）6组别代号（落地及卧式车床组）1系别代号（卧式车床系）40主参数（最大车削直径400mm）MG1432A：高精度万能外圆磨床M类别代号（磨床类）G通用特性（高精度）1组别代号（外圆磨床组）4系别代号（万能外圆磨床系）32主参数（最大磨削直径320mm）A重大改进顺序号（第一次重大改进）4、工件表面形成方法是什么？母线形成方法和导线形成方法的组合5、工件表面发生线的形成方法有哪些？成形法：是利用成形刀具对工件进行加工的方法展成法：是利用工件和刀具做展成切削运动的加工方法轨迹法：是利用刀具做一定规律的轨迹运动来对工件进行加工的方法相切法：是利用刀具边旋转边做轨迹运动来对工件进行加工的方法6、机床的运动有哪些？表面成形运动。直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动。表面运动是机床最基本的运动也称工作运动，包括主运动和进给运动。辅助运动。机床上除表面成形运动以外的所有运动。包括切入运动、退回运动、调位运动、分度运动等。7、表面成形运动按运动的复杂程度可分为哪几类？其特点分别是什么？8、表面成形运动按其在切削加工所起到的作用可以分为哪两类？主运动和进给运动9、机床的传动联系都有哪几个基本组成部分？包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统10、机床的传动链根据传动联系的性质可分为哪两类？其特点分别是什么？内传动链：有准确传动比要求的连接一个执行机构和另一执行机构之间的传动链外传动链：是动力源与执行机构之间或者两个执行机构之间没有准确传动比要求的传动链11、试述卧式车床和滚齿机的传动原理。12、机床的基本组成有哪些？动力源、传动系统、基础件、工作部件、控制系统、冷却系统、润滑系统、其他装置。13、车床的主运动和进给运动是什么？主运动是主轴的旋转运动进给运动是刀具相对工件实现不同的进给运动14、按照完成切削的铣刀刀刃区分，铣削方式有哪些？各适用于什么场合？端铣和周铣。端铣生产率高于周铣，可采用大的铣削量，端铣加工质量比周铣好，减小表面粗糙度。但只能加工平面周铣适应性好，可以铣削平面、沟槽、齿形和成形面。15、什么是顺铣和逆铣？各有什么特点？按照铣削时主切削运动速度方向与工件进给运动方向的相同或相反，可分为顺铣和逆铣。顺铣时切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动使进给量突然增大，容易引起打刀。为避免这一现象常采用逆铣。在顺铣铸件或者锻件等表面有硬皮的工件时，铣刀首先接触工件的硬皮，加剧刀具磨损，逆铣则无这一缺点。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而切削刃开始切削时将经历一段在切削硬化的已加工表面挤压滑行过程，加速刀具磨损，同时逆铣时，铣削力将工件上抬，容易引起震动。16、钻孔有哪些缺点？如何克服？容易产生“引偏”。减少措施：预钻锥形定心坑、用钻套为钻头导向、刃磨时，尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致。排屑困难。在钻头上常修磨出分屑槽切削热不易传散。使用切削液加工质量差。表面粗糙度大，先扩孔在铰孔。17、形成齿轮、齿面有哪些方法？原理是什么？成形法：是用被切齿轮的齿槽法线截面形状相符的成形刀具切出齿形的方法。展成法：是利用齿轮刀具与被切齿轮保持啮合运动关系而切出齿形的方法。18、数控加工工作原理是什么？数控机床由哪些部分组成？数控机床是将机械加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件的相对位移量等各种信息用数字化的代码表示，通过控制介质将其输入数控系统。经过该系统对这些代码进行运算处理发出各种指令来控制机床加工工作。数控机床的组成：机床本体、控制介质、数控装置、伺服驱动装置、测量反馈装置、辅助装置。19、加工中心有什么特点？工序集中、备有刀库，能自动换刀、有自动转位工作台、加工精度高、生产效率高。第二章1、分析用麻花钻在钻床上钻孔时的主运动、进给运动、工件上的加工表面和麻花钻切削部分的基本组成。主运动：钻头的旋转运动为主切削运动。进给运动：钻头的轴向运动是进给运动基本组成：主切削刃、副切削刃、横刃、钻尖、螺旋槽。2、试述刀具的标注角度和工作角度的区别。为什么横向切削时，进给量不能太大？标注角度：是指刀具图纸上需要标出的角度，它用于刀具的制造、刃磨和测量。这些角度将保证刀具在使用时必需的切削角度。工作角度：刀具在工作状态下的切削角度横向进给量过大，背吃刀量过大，使得工件在切削时受挤压严重，甚至是挤断工件，从而影响工件加工质量，同时也降低了刀具的使用寿命。3、试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其与进给量、背吃刀量的关系。切削厚度是每次进给量的总和，切削宽度等于背吃刀量。4、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点？适用于何处？高速钢：具有高的强度和韧性，具有一定的硬度和耐磨性，适用于各类切削刀具的要求，也可以用于刚性较差的机床加工，具有较高的耐热性，可以加工有色金属和高温合金。高速钢刀具制造工艺简单，能锻造可用于复杂刀具的制造。因为高速钢材料性能较硬质合金和陶瓷稳定，在自动化机床上使用较可靠。W18Cr4v硬质合金：因为含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好、热稳定性好的金属碳化物，其硬度、耐磨性、耐热性都很高。耐用度是高速钢的十几倍。但是抗弯强度低，韧性差切削时不能承受较大振动。其工艺性较差，一般不用于制造形状复杂的刀具。陶瓷：Al2O3基陶瓷刀具有很高的的硬度和耐磨性、有很高的耐热性、有很高的化学稳定性、有较低的摩擦系数，但是抗弯强度很低冲击韧性很差。主要用于高速精车和半精车铸件及调质结构钢工件。Si3N4基陶瓷具有高的强度和韧性，有较高的热稳定性。陶瓷刀具可以用于加工钢也可以用于加工铸铁，尤其是淬硬的大件及高精度零件加工特别有效，不仅可用于车削也可用于铣削。金刚石：最硬的物质具有极高的硬度和耐磨性。高速下可以对有色金属和非金属进行车削和镗孔，但是金刚石刀具不适合加工钢铁材料，因为金刚石和铁有很强的化学亲和力。立方氮化硼：有很高的硬度和耐磨性，具有很高的热稳定性。用于淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等的半精加工和精加工。5、试分析加工不锈钢、奥氏体钢、淬硬钢、高锰钢、钛合金时刀具材料的选择。不锈钢：高性能高速钢刀具M42（适合奥氏体不锈钢）YG类硬质合金细晶粒YG3X、YG6X（适合奥氏体不锈钢）YG6A、YG8N（适合加工硬铸铁和不锈钢）YW类硬质合金（加工耐热钢、高锰钢、不锈钢）奥氏体钢：韧性较好的YG类合金淬硬钢：陶瓷刀具（淬硬钢精加工）、立方氮化硼刀具高锰钢：YW类硬质合金刀具钛合金：YG类硬质合金刀具6、按下列条件选择刀具材料类型或者牌号。45钢锻件粗车：YT5HT200铸件精车：YG3HT200铸件粗车：YG8低速精车合金钢蜗杆：YG3/YG3X高速精车调质钢长轴：立方氮化硼/陶瓷刀具高速精密镗削铝合金缸套：金刚石刀具中速车削淬硬钢轴：YG6加工65HRC冷硬铸铁：立方氮化硼/陶瓷刀具7、切削过程的三个变形区各有何特点？第一变形区的变形大小可用什么参数衡量？第一变形区：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化；第二变形区：使切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上，切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。第三变形区：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬化。剪切角ψ、相对滑移ε、变形系数ξ可以用来作为衡量切削过程变形的参数。8、切屑与前刀面的摩擦对第一变形区的剪切变形有何影响？9、分析积屑瘤产生的原因及其对切削过程的影响。在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢料或其他塑性材料时，常在前刀面切削处黏着一块剖面有时呈三角状的硬块。它的硬度很高，通常是工件材料的2-3倍，在处于比较稳定的状态时，能够代替切削刃进行切削。这块冷焊在前刀面上的金属块称为积屑瘤。切屑对前刀面接触处的摩擦，使后者十分干净。在一定温度和压力下产生黏结，切屑从黏在前刀面的底层流过时，形成内摩擦，如果温度和压力适当，底层金属因内摩擦而变形也会发生加工硬化，从而阻滞在底层，黏在一起，粘结层逐渐长大，直到该处的温度和压力不足以造成继续黏结，积屑瘤就形成了。影响：实际前角增大、增大切削厚度、使已经加工表面粗糙度增大、对刀具的耐用度有影响，稳定时可代替刀刃切削，不稳定加剧刀具磨损。10、分析各个因素影响切削力的原因，特别是背吃刀量和进给量对切削力的影响。⑴工件材料：一般被加工材料的强度越高，硬度越大，切削力越大，但还受到材料加工硬化能力大小影响；化学成分会影响材料物理力学性能，从而影响切削力大小，例如添加含硫元素的易削钢；同一材料的热处理状态不同、金相组织不同也会影响切削力大小。⑵切削用量：⑶刀具几何参数：⑷刀具材料：刀具材料与被加工材料间的摩擦系数会直接影响到切削力大小。一般陶瓷切削力最小，硬质合金次之，高速钢刀具切削力最大。⑸切削液：切削液有润滑的作用，使切削力降低。⑹刀具磨损：前刀面磨损形成月牙洼，增大前角，因此减小了切削力，但是后刀面磨损带VB越大，摩擦越强烈，切削力越大。11、YT15硬质合金车刀外圆纵车σb=0.98GPa，207HBS的40Cr钢。车刀的几何参数为前角15°，刃倾角-5°，主偏角75°负倒棱为0.4mm，刀尖圆弧半径0.5mm；车刀的切削用量为a*f*V=4mm*0.4mm/r*1.7m/s。用指数经验公式计算三向切削分力Fz、Fy、Fx，计算切削功率Pm。12、背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一规律指导生产实践？背吃刀量对切削力和切削温度的影响不一样。背吃刀量增大一倍，主切削力就增大一倍，产生的热量也成倍增加，但对切削温度的影响很小。因为背吃刀量直接决定切削宽度和切削刃的实际工作长度。切削变形主要在垂直切削宽度方向的平面内发生，与切削宽度方向的尺寸关系不大。这样背吃刀量增加，切削热增加，但同时切削宽度、切削刃参加工作的长度也相应增加，改善了散热条件，结果使切削温度变化不大。进给量对切削力和切削温度的影响也有差异。进给量增大，切削力、切削温度增加，是以指数约为0.8的关系增大。同时，切削厚度也成比例增大，切屑接触长度也增加，由切屑带走的切削热量增加，散热面积也有增加。这样，进给量对切削温度的影响指数小于对切削力和切削温度的影响指数，即对切削温度的影响小于对切削力的影响。总之，进给量对切削力的影响小于背吃刀量对切削力的影响；进给量对切削温度的影响大于背吃刀量对切削温度的影响。切削加工生产追求的目标是高效率和低成本。背吃刀量和进给量增大都能提高生产效率，但是从消耗能源角度考虑，增大进给量比增大背吃刀量有利；从减小切削温度、增加刀具使用寿命考虑，增大背吃刀量比进给量有利。实际上，一般要根据生产中的具体条件和要求综合分析，合理选择。13、增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？前角增大，切屑变形和摩擦减小，因而切削热减小。但前角不能过大，否则刀头部分的楔角减小使散热体积减小，反而不利于切削热的散失。14、什么是刀具磨钝标准？它与哪些因素有关？刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准。①国际上统一规定以?背吃刀量处后刀面上测定的磨损带宽度VB作为刀具磨钝标准。②自动化生产中的精加工刀具，常以沿工件径向的刀具磨损尺寸作为衡量刀具的磨钝标准，称为刀具径向磨损量NB。有关的因素：切削速度、刀具材料、刀具几何参数等有关。15、何为黏结磨损与扩散磨损？影响他们的主要原因是什么？黏结是指刀具与工件材料接触到原子间距离时产生的结合现象。两摩擦表面的黏结点因相对运动、晶粒或晶粒群受剪或者受拉而被对方带走，是造成黏结磨损的的原因。黏结磨损的程度主要取决于刀具材料与工件材料的亲和力、二者硬度比、切削温度、刀具表面形状与金相组织。切削温度是影响黏结磨损的主要原因。扩散磨损：两摩擦表面的化学元素有可能扩散到对方去，因而使刀具表面层的化学成分发生变化，削弱刀具材料的性能，使刀具磨损加快。扩散磨损速度主要与切削温度和刀具材料的化学成分有关。16、切削用量对刀具磨损有何影响？在vT*m=C0关系中，指数m的物理意义是什么？不同刀具材料的m值为什么不同？切削速度是影响刀具耐用度的最主要原因，提高切削速度，耐用度就降低，这是由于切削速度对切削温度影响最大，因而对刀具磨损影响最大。切削时增大进给量f和背吃刀量刀具耐用度减小，只是影响程度不同，V＞f＞apm表示双对数坐标系中直线的斜率，表示影响程度，与刀具、工件材料和切削条件有关。m值越小，斜率越小，耐热性越低，切削速度对刀具耐用度影响越大。17、工件材料切削加工性为什么是相对的？用什么指标来衡量工件材料切削加工性？怎样评价工件材料切削加工性？工件材料切削加工性是指在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度。由于切削加工的具体情况和要求不同，衡量切削加工性的指标不相同，难易程度就不同，因此切削加工性是一个相对的概念。衡量切削加工性指标分为：①以加工质量衡量切削加工性。易获得表面粗糙度小的工件材料，其切削加工性好。②以刀具耐用度衡量切削加工性。一定刀具寿命下的切削速度VT（正火状态45钢下V60）和相对加工性Kr=V60/（V60）j，Kr＞1其加工性比45钢好③以单位切削力衡量切削加工性（机床动力不足或者系统刚性不足）。④以断屑性能衡量切削加工性（对断屑性能要求高的自动机床，组合机床或者要求高的工序）18、通过分析影响工件材料切削加工性的因素，探讨改善工件材料切削加工性的途径。①工件材料的硬度。一般硬度越高切削加工性越差；②工件材料的强度。一般强度越大切削加工性越差；③工件材料的塑性和韧性。塑性和韧性越大切削加工性越差；④工件材料的导热系数。导热系数好，切削加