机械制造技术 课后习题答案 项目一思考题答案

思考题参考答案

项目一

1、轨迹法；成形法；相切法；展成法。

2、主运动和进给运动。车削外圆时，工件的旋转运动是主运动，车刀沿平行于工件轴线

方向的连续直线运动为进给运动。

3、切削速度、进给量和背吃刀量统称为切削用量。

切削速度是指刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，用外表示，单

位为m/s或m/mino

进给量是工件或刀具每转一转时两者沿进给运动方向的相对位移，用符号/'表示，单

位为mm/r。

背吃刀量是工件已加工表面和待加工表面的垂直距离，用符号即表示,单位为mm。

4、1）粗加工切削用量的选择

对于粗加工，在保证刀具具有一定寿命的前提下，要尽可能提高在单位时间内的金属切

除量。在选择粗加工切削用量时，应优先选用尽可能大的背吃刀量，其次选用较大的进

给量，最后根据刀具寿命选定一个合理的切削速度，这样选择可减少切削时间，提高生

产率。背吃刀量应根据加工余量和加工系统的刚度确定。

2）精加工切削用量的选择

选择精加工或半精加工切削用量的原则是在保证加工质量的前提下，兼顾必要的生产率。

进给量根据工件表面粗糙度的要求来确定。

5、查表法，包括查询各类加工手册、机床产品手册及工厂内部资料等；经验法；实验法。

6、较高的硬度；较好的耐磨性；足够的刚度和韧性；较高的耐热性和化学稳定性；良好

的导热性；良好的工艺性能与经济性。

7、高速工具钢；硬质合金；涂层刀具和其他刀具材料。

8、切削工具用硬质合金根据使用领域的不同分成P、M、K、N、S、H六类；

P类：以TiC、WC为基，以Co（Ni+Mo、Ni+Co）作粘结剂的合金/涂层合金，常用

于长切屑材料的加工，如钢、铸钢、长切削可锻铸铁等的加工；以牌号P10为例，适

应的加工条件为高切削速度、中、小切屑截面条件下的车削、仿形车削、车螺纹和铳

削；

M类：以WC为基，以C。作粘结剂，添加少量TiC的合金/涂层合金，常用于不锈

钢、铸钢、镒钢、可锻铸铁、合金钢、合金铸铁等的加工；以牌号M01为例，适应

于高切削速度、小载荷、无震动条件下精车、精镶。

K类：以WC为基，以Co作粘结剂，添加少量TaC、NbC的合金/涂层合金，常用于

短切屑材料的加工，如铸铁、冷硬铸铁、短切屑可锻铸铁、灰口铸铁等的加工；

N类:以WC为基，以Co作粘结剂，添加少量TaC、NbC或CrC的合金/涂层合金，

常用于有色金属、非金属材料的加工，如铝、镁、塑料、木材等的加工；

S类：以WC为基，以Co作粘结剂，添加少量TaC、NbC或TiC的合金/涂层合金,

一般用于耐热和优质合金材料的加工，如耐热钢、含银、钻、钛的各类合金材料的加

工；

H类：以WC为基，以Co作粘结剂，添加少量TaC、NbC或TiC的合金/涂层合金，

常用于硬切削彩礼的加工，如淬硬钢、冷硬铸铁等材料：

9、与碳素工具钢和合金工具钢相比，高速工具钢能提高切削速度1~3倍，提高刀具寿命

10~40倍，甚至更多。它可加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛的材料。

高速工具钢具有高的强度（抗弯强度为一般硬质合金的2~3倍，为陶瓷的5~6倍）和

韧性，抗冲击振动的能力较强，适宜制造各类刀具。高速工具钢刀具制造工艺简单，

能锻造，容易磨出锋利的切削刃，因此在复杂刀具（钻头、丝锥、成形刀具、拉刀、齿

轮刀具等）的制造中，高速工具钢占有重要的地位。

缺点：耐磨性较差，硬度低，不耐高温，切削效率低，加工尺寸容易受温度影响。

1（）、“三面”包括前刀面、主后刀面和副后刀面。“二刃”包括主切削刃和副切削

刃。“一刀尖”指刀尖。

11、参考系有两种：一种是静止参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，

以此定义的刀具角度称为刀具标注角度：另一种是工作参考系，它是确定刀具切削工

作时角度的基准，以此定义的刀具角度称为刀具工作角度。

12、正交平面参考系（主剖面参考系）是由基面、切削平面和正交平面这三个参考平面

组成的正交参考系。

1）基面尸r。过切削刃选定点，平行或垂直于刀具上的安装面（轴线）的平面，或者是

与该点切削速度矢量相垂直的平面。车刀的基面可理解为平行于刀具底面的平面。

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的平面。

3）正交平面尸。。过切削刃选定点，同时垂直于基面和切削平面的平面。

13、在基面中测量的刀具角度有主偏角、副偏角和刀尖角.三者之和为180度。

在基面内，主切削刃的投影线与假定进给运动方向的夹角。

在基面内，副切削刃的投影线与假定进给运动反方向的夹角。

在基面内，主切削刃的投影蟹口副切削刃的投影线夹角，它是派生角度。

在切削平面中测量的刀具角度只有刃倾角。刃倾角心是在切削平面内，主切削刃与基面的

夹角。刃倾角有正负之分，当刀尖相对基面处于主切削刃上的最高点时，刃倾角为正值；反之，

刃倾角为负值；主切削刃与基面平行（或重合）时，刃倾角为0。

在正交平面中测量的刀具角度有前角、后角和楔角。三者

之和为90度。

在正交平面中测量的前刀面与基面间的夹角。前角有正负之分：当前刀面与正

交平面的交线向里收缩（楔角变小）时，前角为正值；当前刀面与正交平面的交线向外扩张（楔角变

大）时，前角为负值；当前刀面与正交平面的交线，与基面重合时，前角为0°。

在正交平面中测量的后刀面与切削平面间的夹角。后角也有正负之分：当主后

刀面与正交平面的交线向里收缩（楔角变小）时，后角为正值；当主后刀面与正交平面的交线向外

扩张（楔角变大）时，后角为负值；当主后刀面与正交平面的交线与主切削平面重合时，后角为

0°.

在正交平面中测量的前刀面与后刀面间的夹角，它是派生角度。

14、随着工件加工直径的不断缩小，刀具的工作前角会不断增大，工作后角不断减

小。切断车刀逼近工件中心，当工作后角时，就不能实现切削，最后出现工

件被刀具后刀面撞断的现象。因而，在横向车削时，适当增大可补偿横向进给

速度的影响。

15、当切削刃高于工件中心时，工作基面和工作切削平面将转过，角，从而使工作

前角增大，同时使工作后角变小。当切削刃低于工件中心时，上述角度的变化与切削

刃高于工件中心时的情况相反。

16、1）前角的选用原则如下：

①工件材料的强度低、硬度低、塑性好时，应取较大的前角；加工脆性材料（如铸铁）

时，应取较小的前角；加工淬硬的材料（如淬硬钢、冷硬铸铁等），应取较小的前角，甚

至负前角。

②刀具材料的抗弯强度和韧度高时，可取较大的前角。

③断续切削或粗加工有硬皮的锻、铸件时，应取较小的前角。

④工艺系统刚度差或机床功率不足时，应取较大的前角。

®成形刀具或齿轮刀具等为防止产生齿形误差，常取较小的前角，甚至采用0°前

角。

2）后角的选用原则如下。

①精加工刀具及切削厚度较小的刀具（如多刃刀具），磨损主要发生在后刀面上，为

降低磨损，应采用较大的后角。粗加工刀具要求切削刃坚固，应采取较小的后角。

②工件强度、硬度较高时，为保证刃口强度，宜取较小的后角；工件材料软、黏时，

后刀面磨损严重，应取较大的后角；加工脆性材料时，载荷集中在切削刃处，为提高

切削刃强度，宜取较小的后角。

③定尺寸刀具，如拉刀和钱刀等，为避免重磨后刀具尺寸变化过大，应取较小的后

角。

④工艺系统刚度差（如切细长轴）时，宜取较小的后角，以减小振动。

3）主偏角的选用原则如下。

①在工艺系统刚度允许的条件下，应采取较小的主偏角，以延长刀具的寿命。加工

细长轴应用较大的主偏角。

②加工很硬的材料时，为减轻单位切削刃上的载荷，宜取较小的主偏角。

③在切削过程中，刀具需进行中间切入时，应取较大的主偏角。

④主偏角的大小还应与工件的形状相适应，如切阶梯轴时可取主偏角为90°。

在工艺系统刚度较好时.，主偏角宜取较小值，如《尸30°~45°；当工艺系统刚度较差

或强力切削时，一般取勺=60°~75°；车削细长轴时，一般取心=90°~93°,以减

小背向力FPo

4）刃倾角的选用原则如下。

在加工一般钢料和铸铁时，无冲击负荷时，粗车取九=0°~-5°,精车取九=0°~5°；

有冲击负荷时，取九=-5°-15°；当冲击特别大时，取乙=-30°-45°,切削高强

度钢、冷硬钢时，为提高刀头强度，可取小=30°-10°o

①单刃刀具采用较大的刃倾角，可使远离刀尖的切削刃首先接触工件，使刀尖免受

冲击。

②对于回转的多刃刀具，如柱形铳刀等，螺旋角就是刃倾角，此角可使切削刃逐渐

切入和切出，使铳削过程平稳。

®可增大实际工作前角，使切削轻快。

④加工硬材料或刀具承受冲击载荷时，应取较大的负刃倾角，以保护刀尖。

⑤精加工时宜取正刃倾角，使切屑流向待加工表面，并可使刃口锋利。

®内孔加工刀具（如钱刀、丝锥等）的刃倾角方向应根据孔的性质决定。

17、表面粗糙度受进给量/、主偏角心和副偏角膝的影响，具体可以表示成下式。

Rf

maX

COtKr+COtK；

当车削外圆时，车刀的主偏角一般是固定的，为90度，因此车削外圆的表面粗糙度

受进给量/和副偏角臃的影响。

18、常用的切削液有水溶液、切削油和乳化液。切削液的主要作用有润滑、冷却、清

洗、缓蚀等作用。

19、切削液的选用应遵循以下原则。

（1）粗加工时，切削用量大，产生的切削热量多，容易使刀具迅速磨损。此类加工一般

采用冷却作用为主的切削液。切削速度较低时，刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性

能为主的切削液；切削速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削液。

硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切削液。如采用切削液，必须连续、充

分浇注，以免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具。

（2）精加工时，切削液的主要作用是提高工件表面加工质量和加工精度。加工一般钢

件，在较低的速度（6.0~30m/min）情况下，宜选用极压切削油或10%~12%极压乳化

液，以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结，抑制积屑瘤。

（3）加工难加工材料时，其硬质点多，热导率低，切削液不易散出，刀具磨损较快。

此类加工一般处于高温高压的边界润滑摩擦状态，应选用润滑性能好的极压切削油

或高浓度的极压乳化液。当用硬质合金刀具高速切削时，可选用冷却作用为主的低浓

度乳化液。

20、车床按照用途和功能不同，可分为卧式车床、立式车床、落地车床和转塔车床

等。

21、CA6140型卧式车床的主要组成部件有主轴箱、床鞍与刀架、尾架、车身、溜板

箱、进给箱。

22、车床适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如内外圆柱面、

圆锥面及成形回转表面、车削端面及各种常用的米制、寸制、模数制和径节制螺纹,

还可以进行钻孔、扩孔、较孔、滚花等工作。

23、米制螺纹、寸制螺纹、模数制螺纹、径节制螺纹。

24、粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具寿命，故一般优先选择尽可能

大的背吃刀量4,其次选择较大的进给量f,最后根据刀具寿命要求，确定合适的切削速度。

精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量/和背吃刀

量火，而尽可能选用较高的切削速度以

25、在选择机床时应遵循下列原则：

1）机床的主要规格尺寸应与工件的外廓尺寸和加工表面的有关尺寸相适应。

2）机床的精度要与工序要求的加工精度相适应。

3）机床的生产率应与零件的生产纲领相适应。

4）尽量利用现有的机床设备。

若需改装旧机床或设计专用机床，应提出任务书，说明与工序内容有关的参数、生产

纲领、保证产品质量的技术条件及机床的总体布置等。

26、1）在自定心卡盘或单动卡盘上找正安装工件；2）一夹一顶安装工件；3）在双

顶尖间安装工件；4）中心架安装轴类零件；5）跟刀架安装轴类零件。

27、

工序名

工序号工序内容设备

称

10备料热轧圆钢中70mmX305mm锯床

20粗车粗车各部，总长保证298mm，两端钻中心孔，CA6140

外圆留2~3mm余量

30半精车除Ra值为0.8Um外圆留0.3〜0.5mm余量CA6140

外，其余全部车成

40铳将14mmX70mm和14mmX110mm的两个键X6132

槽铳成

50磨将Ra值为0.8um的外圆全部磨成M1432A

60检验

28、

工序号工序名称工序内容设备

1()备料热轧圆钢050mmx]60mm锯床

20热处理正火处理

30粗车粗车各部，总长保证150mm,两端钻中心孔，CA6140

外圆留2〜3mm余量

40热处理调质处理220—250HBW

5()半精车除Ra值为0.8pm外圆留0.3〜0.5mm余量外，CA6140

其余全部车成

60铳将8mmx40mm的键槽铳成