机械制造基础（第4版）（附微课视频） 习题及答案 王琼

第1章1、金属的强度和塑性有什么关系？答：（1）通常情况下，增大金属的强度回降低其塑性。（2）例如，加工硬化可以提升材料的强度，但是材料的塑形会降低。退火可以提高金属的塑性，但是材料强度会降低。2、硬度较高的材料有什么突出的使用性能，硬度是怎样表示的？答：（1）硬度是指材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度，是比较各种材料软硬的指标。（2）硬度较高的材料，通常其强度和耐磨性也较高。（3）硬度表示方法中常用的有布氏硬度和洛氏硬度。（4）布氏硬度用一定大小的载荷P把直径为D的淬火钢球压入被测金属材料表面，保持一段时间后卸除载荷。载荷P与压痕表面积F的比值即为布氏硬度值，记作HB。一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。布氏硬度测量的优点是具有较高的测量精度，压痕面积大，能在较大范围内反映材料的平均硬度，测得的硬度值也较准确，数据重复性强。但是如果被试金属硬度过高，将影响硬度值的准确性，所以布氏硬度试验一般适于测定布氏硬度值小于650的金属材料。同时，布氏硬度压痕较大，故不宜测定成品及薄片材料。（5）洛氏硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值的指标。在洛氏硬度试验中采用不同的压头和不同的试验力，会产生不同的组合，常用的有3个标尺，其应用涵盖了几乎所有常用的金属材料。HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：钢材薄板、硬质合金。HRB

是采用100Kg载荷和直径1.5875mm淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料。例如：软钢、有色金属、退火钢等。HRC

是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：淬火钢、铸铁等。3、铸铁材料有何用途，主要有哪些类型？答：（1）铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。（2）灰口铸铁。含碳量较高（2.7%～4.0%），碳主要以片状石墨形态存在，断口呈灰色，简称灰铁。熔点低（1145～1250℃），凝固时收缩量小，抗压强度和硬度接近碳素钢，减震性好。由于片状石墨存在，故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以“HT”后面附两组数字。例如：HT20-40（第一数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低抗弯强度）。（3）白口铸铁。碳、硅含量较低，碳主要以渗碳体形态存在，断口呈银白色。凝固时收缩大，易产生缩孔、裂纹。硬度高，脆性大，不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。（4）可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得，石墨呈团絮状分布，简称韧铁。其组织性能均匀，耐磨损，有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。（5）球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以“QT”后面附两组数字表示，例如：QT45-5（第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低延伸率）。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。（6）蠕墨铸铁。将灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得，析出的石墨呈蠕虫状。力学性能与球墨铸铁相近，铸造性能介于灰口铸铁与球墨铸铁之间。用于制造汽车的零部件。（7）合金铸铁件。普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。用于制造矿山、化工机械和仪器、仪表等的零部件。4、钢有何用途，主要有哪些类型？答：（1）钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢以其实惠的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分，也是现代社会的物质基础。（2）按化学成分分类按化学成份可将钢分为碳素钢和合金钢。（3）碳素钢按碳含量高低分类：①低碳钢：碳含量一般低于0.25%（质量分数）；②中碳钢：碳含量一般为0.25%~0.60%（质量分数）；③高碳钢：碳含量一般高于0.60%（质量分数）。（4）合金钢按合金元素的总含量分类①低合金钢——合金元素的总含量≤5%②中合金钢——合金元素的总含量5%～10%③高合金钢——合金元素的总含量>10%（5）按质量分类钢的质量是以硫、磷的含量来划分的。根据硫、磷的含量可将钢分为：①普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）②优质钢（P、S均≤0.035%）③高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）（6）按冶炼方法分类根据冶炼所用炼钢炉不同，可将钢分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。（7）按金相组织分类①在退火组织可将钢分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。②按正火组织可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢和莱氏体钢等。（8）按用途分类按用途可将钢分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。（9）按成形方法①锻钢；②铸钢；③热轧钢；④冷拉钢5、有色金属材料有何用途，主要有哪些类型？答：（1）狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。可分为重金属（如铜、铅、锌）、轻金属（如铝、镁）、贵金属（如金、银、铂）及稀有金属（如钨、钼、锗、锂、镧、铀）等。（2）广义的有色金属还包括有色合金。（3）铜合金（copperalloy）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。以镍为主要添加元素的铜合金。黄铜是由铜和锌所组成的合金。（4）铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金是先将合金配料熔铸成坯锭，再进行塑性变形加工，通过轧制、挤压、拉伸、锻造等方法制成各种塑性加工制品。铸造铝合金是将配料熔炼后用砂模、铁模、熔模和压铸法等直接铸成各种零部件的毛坯。（5）钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。6、要说明热处理的概念和目的。答：（1）热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。（2）热处理可以调节材料的机械性能、改善材料的加工性能和消除残余应力。7、热处理都有哪些类型，各有何用途？答：（1）正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却。作用：得到更细的组织，常用于改善材料的切削性能。（2）退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。作用：目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备（3）淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。

作用：使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。（4）回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。作用：用于减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。（5）表面热处理：通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺。表面淬火是表面热处理的主要内容，其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能。（6）化学热处理：钢件渗碳淬火法可获得高碳马氏体硬化表层；合金钢件用渗氮方法可获得合金氮，能提高零件的耐磨性、疲劳强度、抗蚀性与抗高温氧化性。8、退火和正火有何区别？答：（1）正火的温度较高，退火的温度较低。（2）正火的冷却速度比退火的冷却速度快。（3）

正火后可提高适当硬度，改善切削加工性能，退火不能。（4）正火的周期短，操作方便；退火的周期长，需要控制一定的冷却速度。（5）正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡状态的组织。（6）将正火用于低碳钢，正火后硬度略高于退火，韧性也较好，可作为切削加工的预处理。用于中碳钢，可代替调质处理（淬火+高温回火）作为最后热处理，也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等，可以消降或抑制网状碳化物的形成，从而得到球化退火所需的良好组织。用于铸钢件，可以细化铸态组织，改善切削加工性能。用于大型锻件，可作为最后热处理，从而避免淬火时较大的开裂倾向。用于球墨铸铁，使硬度、强度、耐磨性得到提高，如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。（7）退火是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。（8）退火工艺随目的之不同而有多种：如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。9、淬火有何用途，影响淬火结果的因素有哪些？（1）淬火是把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织（也有根据需要获得贝氏体或保持单相奥氏体）的一种热处理工艺方法。淬火是钢热处理工艺中应用最为广泛的工种工艺方法。（2）淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。（3）影响淬火结果的因素主要有：加热温度、保温时间、冷却介质和速度、回火温度等。10、回火有哪些类型，各有何用途？答：（1）低温回火①工件在150~250℃进行的回火。②目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火残留应力和脆性。③回火后得到回火马氏体，指淬火马氏体低温回火时得到的组织。力学性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。④应用范围：主要应用于各类高碳钢的工具、刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。（2）中温回火①工件在350～500℃之间进行的回火。②目的是得到较高的弹性和屈服点，适当的韧性。回火后得到回火屈氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物（或渗碳体）的复相组织。③力学性能：35～50HRC，较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。④应用范围：主要用于弹簧、发条、锻模、冲击工具等。（3）高温回火①工件在500~650℃以上进行的回火。②目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。③回火后得到回火索氏体，指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物（包括渗碳体）的复相组织。④力学性能：25～35HRC，较好的综合力学性能。⑤应用范围：广泛用于各种较重要的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。⑥工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理，也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。第2章哪种材料是“以铁代钢”的最好选择？这种材料具有哪些典型特性？答：（1）所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。（2）球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。（3）球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。（4）球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。2、机床床身、火车轮和水管弯头分别适合用哪种材料铸造？答：（1）机床床身可以用HT300或HT350铸造；（2）火车轮用QT800-2和HT900-2铸造；（3）水管弯头KTH300-6铸造。3、纤维组织是怎样形成的，其存在有何利弊？（1）铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属中的杂质也产生变形，并沿着变形方向拉长，维组织变形量越大，拉长越显著。当变形量很大时，各个晶粒已不能很清楚地辨别开来，呈现纤维状，故称纤维组织。（2）纤维组织将影响零件的受力特性，使用时尽量使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断。使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，使零件所受的最大切应力与纤维方向垂直。4、提高材料的塑性有哪些主要措施？答：（1）将材料加热。（2）使用模具拉拔材料。（3）对材料进行退火等热处理。（4）细化晶粒，获得细晶组织。5、为什么重要的机器零件大多通过锻造方式制造毛坯？答：锻件比铸件质量高，主要体现在锻件的力学性能比铸件好，能承受大的冲击力作用和其他重负荷，凡是一些重要的、受力大的零件都采用锻件。6、在制作轴类零件时，为什么要先安排一道镦粗工序？答：提高下一步拔长时的锻造比，使材料变形更充分。7、焊接过程中为什么会产生焊接应力和变形？怎么防止？答：（1）焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形产生焊接应力和变形的根本原因。焊接应力和变形在一定条件下会影响焊件的功能和外观，是设计和制造中必须考虑的问题。（2）焊接变形的大小与焊缝的尺寸、数量和布置有关。首先从设计上合理地确定焊缝的数量、坡口的形状和尺寸，并恰当地安排焊缝的位置，对于减少变形十分重要。（3）在工艺上采用高能量密度的焊接方法和小线能量的工艺参量，例如多层焊对减少焊缝的纵、横向收缩以及由此引起的挠曲和失稳变形是有利的。（4）采用合理的装配、焊接顺序、反变形和刚性固定可以减少焊接变形。8、焊条药皮有哪些主要作用？答：（1）引弧和稳弧。药皮中含有K、Na成分的稳弧列，有利于引弧和稳弧。（2）脱氧和脱硫。药皮中可加入Si、Mn、A1、Ti等元素以脱氧，加人Mn以脱硫。加入最多的脱氧剂是硅铁，而锰铁则是唯一的脱硫剂。（3）保护熔池。药皮中加有造气剂，可产生以CO2为主的保护气体，保护焊接区免受空气侵入。药皮熔化后形成的熔渣覆盖于焊缝表面也有保护焊缝的作用，且可减缓焊缝冷却速度，有利子气体的逸出。（4）改善焊接工艺，提高焊接生产率。药皮中含有合适的造渣、稀渣成分，使熔渣具有合适的粘度和流动性，便于施焊。焊接时形成的药皮套筒有利于熔滴过渡，减少飞溅和热量损失，从而提高焊接生产率。9、影响钢材可焊性的主要因素是什么？答：（1）材料因素。材料包括母材和焊接材料。与母材有关的影响因素有母材的化学成分，冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等，其中尤以化学成分影响最大。钢中碳含量和合金含量越高，可焊性越差。（2）工艺条件因素。工艺条件因素包括焊接方法、焊接参数、预热及焊后热处理等，直接决定接头的温度场和热循环的各种参数。10、选择焊接材料时，应注意哪些问题？答：（1）择焊接结构的材料时，主要考虑的是强度、使用温度和环境条件（主要是腐蚀问题）。（2）低温结构的主要问题是防止脆性破坏，要求材料和焊接接头有足够的低温軔性。高温结构则要求材料具有耐热（热强度）和耐蚀（抗氧化）性能。（3）不同的材料具有不同的物理性能，因而给焊接带来一些差异和困难。钢材在低温下韧性较低，当有缺口或应力集中点存在时，就可能导致在一瞬间的脆性破坏。第3章1、简要说明切削用量的含义及其三要素。答：（1）切削用量是切削时各运动参数的总称，用来衡量切削过程中切削量的大小，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）。（2）切削速度vc。切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度称为切削速度，单位为m/s或m/min。（3）进给量。刀具在进给运动方向上相对工件的位移量称为进给量。（4）背吃刀量（切削深度）ap。背吃刀量是工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离，即通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸。2、简要说明刀具的主要角度及其选用原则。答：加工塑性材料时，应选用较大的前角；加工脆性材料时，应采用较小的前角。工件的强度和硬度低时，可选用较大的甚至很大的前角。工件材料的强度高时，应选用较小的前角。（2）后角：后面与切削平面之间的夹角，在正交平面内测量。当后面与基面夹角小于90时后角为正值。切削厚度hD越大，则后角应越小；反之亦然。切削厚度越小。工艺系统刚性差，易产生震动，为增强刀具对震动的阻尼，应选取较小的后角。（3）主偏角：主切削刃在基面上的投影与假定进给运动方向之间的夹角，在基面内测量。工艺系统刚性较好时，主偏角宜取较小值，如r

=

30～45，例如选用45偏刀；当工艺系统刚性较差或强力切削时，一般取r

=

60～75，例如选用75偏刀。车削细长轴时，取r

=

90～93，以减小背向力Fp。（4）副偏角：副切削刃在基面上的投影与假定进给运动反方向之间的夹角，在基面内测量。副偏角的大小主要根据表面粗糙度的要求选取，（5）刃倾角s：主切削刃与基面之间的夹角，在切削平面内测量。当刀尖是主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；当刀尖是主切削刃的最低点时，刀倾角为负值；加工一般钢料和铸铁时，无冲击的粗车取λs

=−5°～0°，精车取λs=0°～+5°；有冲击负荷时，取λs=−15°～−5°；当冲击特别大时，取λs=−45°～−30°。切削高强度钢、冷硬钢时，为提高刀头强度，可取λs=−30°～−10°。3、说明积屑瘤形成的原因及其对加工的影响。答：（1）当切屑沿着刀具前刀面流出时，在一定的温度和压力作用下，与前刀面接触的切削层底层会受到较大的摩擦阻力，使得这一层金属流出的速度减慢，当摩擦力超过材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘在切削刃附近，形成积屑瘤。（2）使刀具实际前角增大，减小切削变形和切削力。（3）积屑瘤不断生长和破坏，频率极高，因而可引起切削震动。（4）积屑瘤的形状和大小不稳定，使加工表面粗糙度增大。（5）在积屑瘤相对稳定时，可代替刀刃切削，减少刀具磨损；在不稳定的情况下，可加剧刀具磨损。4、说明切削液的种类及其选用原则。答：（1）水溶液。水溶液以水作为主要成分，并加入一定量的添加剂，使其具有良好的防锈和润滑能力，冷却和清洗性能好，透明，便于操作者观察加工过程。（2）切削油。切削油以矿物油（机械油、轻柴油和煤油）和动、植物油作为主要成分，还可以使用各种混合油，在加工时能形成润滑油膜，润滑性能良好。（3）乳化液。乳化液是在乳化油（矿物油+乳化剂）中加入95%～98%的水稀释而成，呈乳白色或半透明状，冷却性能良好。（4）粗加工时，主要减小切削力和功率消耗，选用冷却作用较好的切削液，常采用3%～5%的乳化液。（5）精加工时，主要改善加工表面质量，降低刀具磨损，减小积屑瘤，降低表面粗糙度，可以采用15%～20%的乳化液或润滑性能较强的极压切削油。（6）高速钢刀具红硬性差，需要使用切削液，硬质合金高温性能好，不需使用切削液。（7）切削液必须连续使用，否则会因为骤冷骤热产生的内应力在刀具内部产生微小裂纹，导致刀具寿命下降。5、简要说明刀具磨损的原因。答：（1）磨料磨损：工件材料上的碳化物、氮化物、氧化物等所产生的硬质点以及积屑瘤的碎片等都具有很高的硬度，切削过程中这些硬质点将在刀具表面画出沟纹而导致刀具磨损。（2）黏结磨损：在切削过程中，由于刀具与工件材料的摩擦面上温度和压力都很高，同时切出的表层为洁净的新鲜金属层，极易发生黏结，刀具表面局部强度较低的微粒被切屑或工件黏结带走而造成刀具磨损，这种磨损称为黏结磨损。（3）扩散磨损：硬质合金中的Co、C、W等元素会扩散到切屑中而被带走。同时切屑中的Fe也会扩散到硬质合金中，使WC等硬质相发生分解，形成低硬度、高脆性的复合碳化物，这种固态下元素相互扩散迁移而造成的磨损称为扩散磨损。6、刀具角度越大，是否其使用性能越好？答：刀具角度越大，刀具更锋利，但是同时刀具实体部分尺寸变小，强度下降，抵抗破坏能力和抗磨损能力降低，从而影响工作能力和使用寿命。7、常用刀具材料有哪些？各有何特点？（1）高速钢：高速钢是一种加入了较多钨、铬、钒以及钼等合金元素的高合金工具钢，具有良好的综合性能。其强度和韧性在现有刀具材料中较突出，并且制造工艺简单，容易刃磨成锋利的切削刃，在复杂刀具（如麻花钻、丝锥、齿轮刀具和成形刀具）的制造中，仍占有主要地位。（2）硬质合金：硬质合金通常由硬度和熔点很高的金属碳化物（如WC或TiC等）微粉和黏结剂（如Co、Ni和Mo等）经高压成形，在1500℃的高温下烧结而成。其硬度高，耐磨性好，能耐高温，化学稳定性和热稳定性好。因此，其允许的切削速度比高速钢高4～10倍，刀具耐用度比高速钢高几倍到几十倍，能切削淬火钢等硬材料。但其抗弯强度低，韧性差，不耐冲击和震动，制造工艺性差，不适于制造复杂的整体刀具。（3）涂层刀具。涂层刀具是在一些韧性较好的硬质合金或高速钢刀具基体上涂覆一层耐磨性高的难熔金属化合物的刀具，这就解决了刀具材料中硬度、耐磨性和强度与韧性之间的矛盾。（4）金刚石刀具。分为天然金刚石刀具和人造金刚石刀具两种。天然金刚石具有自然界物质中最高的硬度和导热系数，但由于价格昂贵，加工、焊接都非常困难，应用较少。（5）陶瓷刀具。以氧化铝为主要成分在高温下烧结而成。其比硬质合金具有更高的硬度和耐热性，耐磨性和化学稳定性好，可切削难加工的高硬度材料。但是其性脆，强度低，抗冲击韧性很差。（6）立方氮化硼刀具。由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下加入催化剂聚合而成，其硬度仅次于金刚石，耐热性优于金刚石，在1300℃的高温下仍能稳定地切削。因此它常用于加工高温合金、淬火钢以及冷硬铸铁材料，发展前景广阔。8、简要说明切削液的种类和用途答：切削液的种类：（1）水溶液。水溶液以水作为主要成分，并加入一定量的添加剂，使其具有良好的防锈和润滑能力，冷却和清洗性能好，透明，便于操作者观察加工过程。（2）切削油。切削油以矿物油（机械油、轻柴油和煤油）和动、植物油作为主要成分，还可以使用各种混合油，在加工时能形成润滑油膜，润滑性能良好。（3）乳化液。乳化液是在乳化油（矿物油+乳化剂）中加入95%～98%的水稀释而成，呈乳白色或半透明状，冷却性能良好。切削液的用途：（1）润滑：减小前刀面与切屑、后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损，改善工件材料的\t"/item/%E5%88%87%E5%89%8A%E6%B6%B2/_blank"切削加工性能。（2）冷却：通过它和因切削而发热的刀具（或砂轮）、切屑和工件间的对流和汽化作用，把\t"/item/%E5%88%87%E5%89%8A%E6%B6%B2/_blank"切削热从刀具和工件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工精度和\t"/item/%E5%88%87%E5%89%8A%E6%B6%B2/_blank"刀具耐用度。（3）清洗：在金属切削过程中，要求切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。（4）防锈：切削液具有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀。特别是在中国\t"/item/%E5%88%87%E5%89%8A%E6%B6%B2/_blank"南方地区潮湿多雨季节，更应注意工序间防锈措施。第4章1、外圆表面是哪些零件的主要表面?答：外圆表面是各种轴类零件、套类和盘类零件的主要表面。外圆表面的加工方法有哪些？答：外圆面的主要加工方法有车削、磨削以及各种精密加工。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，又分为粗车、半精车、精车、精细车等方式；磨削加工是外圆表面的主要精加工方法，又分为纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法等方法。车刀有哪些分类？答：（1）车刀按其用途不同可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀及切断刀等类型。（2）车刀按其结构又可分为4种形式，即整体式车刀、焊接式车刀、机夹式车刀和可转位式车刀。4、磨床有哪些分类？答：（1）外圆磨床：外圆磨床包括普通外圆磨床、万能外圆磨床、无心外圆磨床、数控外圆磨床等（2）内圆磨床：内圆磨床砂轮主轴转速较高，可以磨削圆柱、圆锥形内孔表面。内圆磨床包括普通内圆磨床、无心内圆磨床、行星式内圆磨床、数控内圆磨床等。（3）平面磨床：平面磨床包括普通平面磨床、精密平面磨床、卧轴矩台平面磨床、立轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴圆台平面磨床等。（4）工具磨床：工具磨床包括普通工具磨床、万能工具磨床、数控工具磨床、工具曲线磨床、钻头沟槽磨床等。5、外圆表面的精密加工有哪几种？答：（1）粗车—半精车。对于中等精度和粗糙度要求的未淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（2）粗车—半精车—磨（粗磨或半精磨）。此方案最适于加工精度稍高、粗糙度较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛地用于加工未淬硬的钢件或铸铁件。（3）粗车—半精车—粗磨—精磨。此方案的适用范围基本与上述第（2）个方案相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度更小，需将磨削分为粗磨和精磨才能达到要求。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）。此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度，但不宜加工塑性大的有色金属。（5）粗车—精车—精细车。此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。6、简述车削加工的工艺特点。答：车削加工在生产中应用广泛，主要工艺特点如下。（1）易于保证工件各个加工表面间的位置精度。车削加工时，工件绕同一固定轴线旋转，各个表面加工时具有同一回转轴线，因此易于保证外圆面之间的同轴度以及外圆面与端面之间的垂直度。（2）切削过程平稳。除了加工断续表面外，一般情况下车削加工是连续的，不像铣削和刨削加工有刀齿的切入和切出的冲击。车削加工时，切削力基本恒定，切削过程平稳，可以采用较大的切削用量和较高的切削速度进行高速切削，以提高生产效率。（3）刀具简单。车刀的制造、刃磨和安装都很方便，可以根据具体要求灵活选择刀具角度，这有助于加工质量和生产效率的保证。（4）适合有色金属的精加工。有色金属本身的硬度低，塑性大，若采用砂轮磨削则容易堵塞砂轮，难以获得光洁的表面。7、简述车削加工的几种方法。答：外圆车削主要的加工方式如下。（1）荒车。自由锻件和大型铸件的毛坯，加工余量很大，为了减少毛坯外圆形状误差和位置偏差，使后续工序加工余量均匀，以去除外表面的氧化皮为主的外圆加工，一般切除余量为单面1～3mm。（2）粗车。中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓），在工艺系统刚度容许的情况下，应选用较大的切削用量，以提高生产效率。（3）半精车。一般作为中等精度表面的最终加工工序，也可作为磨削和其他加工工序的预加工。对于精度较高的毛坯，可不经粗车，直接半精车。（4）精车。外圆表面加工的最终加工工序和光整加工前的预加工。（5）精细车。高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。适用于有色金属零件的外圆表面加工。由于有色金属不宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。8、简述磨削加工的工艺特点。答：磨削是一种重要的零件精加工方法，其主要工艺特点如下。（1）精度高、表面粗糙度小。磨削加工时实际上是多刃微量切削。同时，磨床精度、刚性和稳定性都较好，磨削时切削速度高，因此可以达到高的精度和小的表面粗糙度。（2）砂轮具有自锐作用。磨削过程中，磨粒在高速、高温和高压作用下逐渐磨损，变得圆钝，随后破碎产生新的较锋利的棱角，露出一层新鲜锋利的磨粒继续磨削。（3）背向磨削力大。砂轮磨削时，背向磨削力Fp大于磨削力Fc，而且材料塑性越小，其值越大。由于背向磨削力作用在由机床、夹具、工件和刀具组成的工艺系统刚度最差的方向上，因此容易使工艺系统产生变形，影响零件加工精度。（4）磨削温度高。磨削的切削速度是普通切削的10～20倍，且磨削过程中挤压和摩擦严重，产生的切削热较多，加之砂轮传热性能差，因此磨削温度高，容易烧伤工件表面，甚至使淬火钢表面退火，硬度降低。同时，高温下工件变软，易堵塞砂轮，影响工件表面质量。9、简述磨削加工的几种方法。答：外圆磨削主要在普通外圆磨床或万能外圆磨床上进行，根据磨削时工件定位方式的不同，外圆磨削可分为：中心磨削和无心磨削两大类。（1）中心磨削。被磨削的工件由中心孔定位，在外圆磨床或万能外圆磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可达IT6～IT8，表面粗糙度Ra可达0.8～0.1m。可分为以下几种方法。①纵磨法②横磨法③综合磨法④深磨法（2）无心磨削。10、如何确定外圆表面加工方案？答：在确定外圆表面加工方案时，需要考虑外圆面的技术要求、影响外圆加工方案的主要因素以及选择合理的外圆面的加工工艺路线。第5章1、简述钻床的主要类型、加工范围和特点。答：钻床的种类很多，常用的有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。（1）台式钻床。单件和小批量生产中，中小型工件上的小孔（直径小于13mm）常用台式钻床加工。（2）立式钻床。中小型工件上直径较大的孔（直径小于50mm）常用立式钻床加工，立式钻床的规格用最大钻孔直径表示，其主轴位置在水平方向相对于工作台固定，为使钻头与工件上孔的中心重合，必须移动工件，因此操作不便，生产率不高，常用于小型工件的单件、小批量加工。（3）摇臂钻床。大中型工件上的孔通常采用摇臂钻床加工，摇臂钻床便于调整主轴的位置，使刀具对准工件上被加工孔的中心，尤其是加工同一工件上的组孔时更加方便，不需要移动工件，如果工件较大，还可移走工作台，将工件直接安装在底座上。因此，摇臂钻床适用于各种批量的大、中型工件和多孔工件的加工。2、麻花钻由哪几部分组成？答：麻花钻由柄部、颈部和工作部分组成。3、为防止钻孔时产生引偏，应采取哪些措施？答：在实际加工中常采用以下措施来减少引偏。①预钻锥形的定心坑，首先用小顶角大直径短麻花钻预先钻一个锥形坑，然后再用所需的钻头钻孔。由于预钻时钻头的刚性好，锥形坑不易偏，以后再用所需的钻头钻孔时，这个坑就可以起定心作用。②用钻套为钻头导向，此方法可以减少钻孔开始时的“引偏”，特别是在斜面或者曲面上钻孔时，更为重要。③刃磨时，尽量把钻头的两个主切削刃磨得对称一致，使两主切削刃的径向切削力相互抵消，从而减少钻头的“引偏”。扩孔钻由哪几部分组成？有什么特点？答：（1）扩孔钻由柄部、颈部和工作部分组成。（2）特点。扩孔的质量比钻孔高，一般尺寸精度可达IT10～IT7，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2m。扩孔的加工余量为0.5～4

mm，比钻孔时小得多，因此扩孔钻的结构和切削情况比钻孔时要好。①刚性好。由于扩孔的背吃刀量ap小，切屑少，容屑槽可做的浅而窄，使钻芯比较粗大，增加了工作部分的刚性。②导向性较好。由于容屑槽浅而窄，可在刀体上做出3～4个刀齿，这样一方面可提高生产效率，同时也增加了刀齿的棱边数，从而增强了扩孔时刀具的导向及修光作用，切削比较平稳。③切削条件好。扩孔钻的切削刃不必自外缘延续到中心，无横刃，避免了横刃和由横刃引起的不良影响。④效率高。加工轴向力较小，可采用较大的进给量，排屑顺利，不易刮伤已经加工的表面。铰孔的工艺特点有哪些？答：

铰孔的工艺特点。铰刀铰孔的工艺特点如下。①铰孔余量小。粗铰为0.15～0.35

mm；精铰为0.05～0.15

mm。切削力较小，零件的受力变形小。②切削速度低。比钻孔和扩孔的切削速度低得多，可避免积屑瘤的产生和减少切削热。③适应性差。铰刀属定尺寸刀具，一把铰刀只能加工一定尺寸和公差等级的孔，不宜铰削阶梯孔、短孔、不通孔和断续表面的孔（如花键孔）。④需施加切削液。为减少摩擦，利于排屑、散热，以保证加工质量，应加注切削液。镗削的工艺特点有哪些？答：镗削加工是以镗刀的旋转运动为主运动，与工件随工作台的移动（或镗刀的移动）为进给运动相配合，可以有效避免加工时工件做旋转运动的弊端。例如零件外形大而孔径小，不能高速切削，孔在工件上处于不对称位置，工件旋转时，就会产生失衡问题。（1）镗削加工适应能力较强。因为镗床的多种部件都能做进给运动，使其具有加工上的多功能性。镗刀结构简单，使用方便，既可以粗加工，也可以实现半精加工和精加工，一把镗刀可以加工不同直径的孔。（2）位置精度高。镗削加工一般用于加工机座、箱体、支架及回转体等复杂的大型零件上的大直径孔，有位置精度要求的孔及孔系。镗孔时，其尺寸精度可达IT8～IT6级，孔距精度可达0.015

mm，表面粗糙度可达Ra1.6～0.8

m。（3）可以纠正原有孔的偏斜。使用钻孔粗加工孔时所产生的轴线偏斜和不大的位置偏差可以通过镗孔来校正，从而确保加工质量。（4）生产效率低。镗削加工时，镗刀杆的刚性较差，为了减少镗刀的变形和防止震动，通常采用较小的切削用量，所以生产效率较低。7、镗床有哪些种类？各有什么特点？答：镗床根据结构、布局和用途的不同，主要分为卧式镗床、坐标镗床、精镗床、落地镗床、立式镗床和深孔钻镗床等类型。（1）卧式镗床。卧式镗床主要由主轴箱，工作台，平旋盘，前、后立柱等组成，其工艺范围非常广泛。①利用装在镗轴上的悬伸刀杆镗刀镗孔。②利用后立柱支承长刀杆镗刀镗削同一轴线上的孔。③利用装在平旋盘上的悬伸刀杆镗刀镗削大直径孔。④利用装在镗轴上的端铣刀铣平面。⑤利用装在平旋盘刀具溜板上的车刀车内沟槽和端面。（2）坐标镗床。坐标镗床是一种高精度机床，其刚性和抗震性很好，还具有工作台、主轴箱等运动部件的精密坐标测量装置，能实现工件和刀具的精密定位。坐标镗床加工的尺寸精度和形位精度都很高。主要用于单件小批生产条件下对夹具的精密孔、孔系和模具零件的加工，也可用于成批生产时对各类箱体、缸体和机体的精密孔系进行加工。（3）精镗床。精镗床是一种高速镗床，因采用金刚石作为刀具材料而得名金刚镗床。现在则广泛采用硬质合金作为刀具材料，一般采用较高的速度、较小的切削深度和进给量进行切削加工，加工精度较高，主要用在成批或大量生产中加工中小型精密孔。（4）落地镗床。落地镗床用于加工某些庞大而笨重的工件。落地镗床具有万能性大、集中操纵、移动部件的灵敏度高、操作方便等特点。8、镗刀有哪些类型？答：镗刀种类很多，主要可分为以下几种类型。 按切削刃数量不同可分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀。 按刀具采用的材料不同可分为高速钢镗刀、硬质合金镗刀和立方氮化硼镗刀。 按其用途不同可分为内孔镗刀、端面镗刀、切槽刀和内螺纹切刀。 按镗刀的结构不同可分为整体式单刃镗刀、镗刀头、固定式镗刀块、浮动刀块、复合镗刀、机夹不重磨式镗刀以及镗铰刀等。9、镗床夹具的作用是什么？有哪些类型？答：镗床夹具又称为镗模，用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。它主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。可调整夹具：夹具的某些元件可调整或可更换，以适应不同工件的加工。

调整方式：1、调节式2、更换式3、综合式4、组合式

使用场合：多品种、小批量生产10、拉孔的特点有哪些？答：（1）生产效率高。拉削加工的切削速度一般并不高，但由于拉刀是多齿刀具，同时参与切削的刀齿数较多，同时参与切削的切削刃较长，并且在拉刀的一次工作行程中能够完成粗加工、半精加工和精加工，大大缩短了基本工艺时间和辅助时间。（2）加工精度高、表面粗糙度较小。拉刀有校准部分，其作用是校准尺寸，修光表面，并可作为精切齿的后备刀齿。校准刀齿的切削量很小，仅切去零件材料的弹性恢复量。另外，拉削的切削速度较低，目前vc＜18

m/min，拉削过程比较平稳，无积屑瘤；一般拉孔的精度为IT6～IT8，表面粗糙度Ra值为0.8～0.4

m。（3）拉床结构和操作比较简单。拉削只有一个主运动，即拉刀的直线运动。进给运动是靠拉刀的后一个刀齿高出前一个刀齿来实现的，相邻刀齿的高出量称为齿升量。（4）拉刀成本高。由于拉刀的结构和形状复杂，精度和表面质量要求较高，故制造成本很高。但拉削时切削速度较低，刀具磨损较慢，刃磨一次可以加工数以千计的零件，加之一把拉刀又可以重磨多次，所以拉刀的寿命长。当加工零件的批量较大时，刀具的单件成本并不高。（5）与铰孔相似，拉削不能纠正孔的位置误差。（6）不能拉削加工盲孔、深孔、阶梯孔及有障碍的外表面。11、对孔进行精整加工有哪些方法？各有什么特点？答：对孔进行精整加工的常用方法有挤光、滚压和磨孔等。（1）挤光加工是小孔精加工中高效率的工艺方法之一，可获得IT5～IT6级精度，表面粗糙度Ra=0.025～0.4

m的孔，使用的工具简单、制造容易，对设备除要求刚性好外，无其他特殊要求。（2）磨孔是孔的精加工方法之一，精度可达IT7，表面粗糙度值Ra为1.6～0.4

m。工艺特点。磨孔与磨外圆相比较，工作条件较差。①砂轮直径受到孔径的限制，磨削速度低。②砂轮轴受到工件孔径和长度的限制，刚度低而容易变形。③砂轮与工件接触面积大，单位面积压力小，使磨钝的磨料不易脱落。④切削液不易进入磨削区，磨屑排除和散热困难，工件易烧伤。⑤砂轮磨损快、易堵塞，需要经常修整和更换。12、孔的技术要求有哪些？答：与外圆面相似，孔的技术要求大致也可以分为3个方面。（1）孔本身的精度：孔本身的精度指孔径和长度的尺寸精度、孔的形状精度，如圆度、圆柱度以及轴线的直线度等。（2）位置精度：位置精度指孔与孔，或者孔与外圆面的同轴度；孔与孔，或者孔与其他表面之间的尺寸精度、平行度、垂直度以及角度等。（3）表面质量：表面质量指孔表面粗糙度以及表层硬度、残余应力和显微组织等。第6章1、铣削的主要加工范围是什么？答：铣削加工主要用来加工平面（包括水平面、垂直面、斜面）、沟槽（包括直角槽、键槽、V形槽、燕尾槽、T形槽、圆弧槽及螺旋槽等）、成形面等。2、什么是铣削的主运动和进给运动？答：铣削时铣刀旋转做主运动，工件随工作台直线运动（或曲线运动）为进给运动。通常工件有纵向、横向与垂直3个方向的进给运动。3、用周铣法铣平面，从理论上分析，顺铣比逆铣有哪些优点？实际生产中，目前多采用哪种铣削方式？为什么？答：在周铣中，根据刀具的旋转方向与工件进给方向的关系，铣削又可以分为顺铣和逆铣两种方式，刀具旋转方向与工件进给方向相同者为顺铣，相反者为逆铣。顺铣和逆铣的主要区别如下。（1）逆铣时，刀齿切入工件的厚度从零增大到最大值，切入初期在表面上产生挤压和滑擦，加剧刀具磨损，降低表面质量；顺铣时，刀齿的切削厚度从最大值减小到零，可以避免上述缺点。（2）逆铣时，铣削力上抬工件，增加了夹紧机构的负担，还可能引起震动；顺铣时，铣削力将工件压向工作台，避免了上述缺点。顺铣比逆铣铣削平稳性好、刀具磨损小、表面粗糙度度值小。顺铣时的水平分力FH与工件进给方向相同，由于工作台进给丝杆和螺母之间的间隙在进给方向的前方，该力将使工件连同工作台和丝杆一起向前窜动，使进给量突然增加，可能造成刀具的损坏，而逆铣时由于FH与工件进给方向相反，不会出现上述情况。一般铣床没有完全消除工作台丝杠螺母之间间隙的机构，所以在生产中仍采用逆铣法。4、列举铣削沟槽时最常用的几种铣刀。答：立铣刀、键槽铣刀、半圆键铣刀、T形槽铣刀、燕尾槽铣刀、锯片铣刀。5、卧式万能铣床有哪些主要组成部分？答：卧式万能铣床的主要结构单元的功能如下。①底座：用来支撑铣床的全部重量和盛放冷却润滑液，其上装有冷却润滑电动机。②床身：用来安装和连接机床其他部件。床身的前面有燕尾形的垂直导轨，供升降台上、下移动时使用。床身的后面装有电动机。③悬梁：用以支撑安装铣刀和心轴，以加强刀杆的刚度。横梁可在床身顶部的水平导轨中移动，以调整其伸出长度。④主轴：用来安装铣刀。铣刀主轴一端是锥柄，以便装入主轴的锥孔中，另一端可安装在横梁的刀轴支架上来支撑，由主轴带动铣刀刀杆旋转。⑤刀轴支架：支撑刀轴，以便安装和固定刀具。⑥工作台：用来安装机床附件或工件，并带动它们做纵向移动。台面上有3个T形槽，用来安装T形螺钉或定位键。3个T形槽中，中间一条的精度较高。⑦床鞍与回转盘：床鞍装在升降台的水平导轨上，可带动纵向工作台做横向（前、后）移动，回转盘能使纵向工作台绕回转盘轴线正负各转动45°，以便铣削螺旋表面。⑧升降台：用来支撑工作台，并带动工作台上下移动。6、牛头刨床、龙门刨床、插床有哪些相同之处和不同之处？答：刨床主要有牛头刨床、龙门刨床和插床。牛头刨床多用于单件小批量生产的中小型狭长零件的加工。龙门刨床可以加工大型工件或同时加工多个中小型工件。插床实质上是立式刨床。1、牛头刨床牛头刨床是用来刨削中、小型工件的刨床，工作长度一般不超过lm。工件装夹可调整的工作台上或夹在工作台上的平口钳内，利用刨刀的直线往复运动（切削运动）和工作台的间歇移动（进刀运动）进行刨削加工的。2、龙门刨床是用来刨削大型工件的刨床，有些龙门刨床能够加工长度为几十米甚至几十米以上的工件，对于中、小型工件，它可以在工作台上一次装夹好几个，还可以用几把刨刀同时刨削，生产率比较高。龙门刨床是利用工作台的直接往复运动（切削）和刨刀的间歇移动（进刀运动）来进行刨削加工的，龙门刨床主要加工大型工件或同时加工多个工件。与牛头刨床相比，从结构上看，其形体大，结构复杂，刚性好，从机床运动上看，龙门刨床的主运动是工作台的直线往复运动，而进给运动则是刨刀的横向或垂直间歇运动，这刚好与牛头刨床的运动相反。龙门刨床由直流电机带动，并可进行无级调速，运动平稳。龙门刨床的所有刀架在水平和垂直方向都可平动。龙门刨床横梁上的刀架，可在横梁导轨上作横向进给运动，以刨削工件的水平面;立柱上的侧刀架，可沿立柱导轨作垂直进给运动，以刨削垂直面。刀架亦可偏转一定角度以刨削斜面。横梁可沿立柱导轨上下升降，以调整刀具和工件的相对位置。龙门刨床主要用于加工大型零件上的平面或沟槽，或同时加工多个中型零件，尤宜于狭长平面的加工。龙门刨床上的工件一般用压板螺栓压紧。在龙门刨床上，有一套复杂的电气设备和路线系统，工作台的运动可无级调速。3、插床插床又叫立式刨床，主要是用来加工工件的内表面。它的结构与牛头刨床几乎完全一样，不同点主要是插床的插刀在垂直方向上作直线往复运动（切削运动），工作台可实现纵向、横向和圆周方向的间歇进给运动。工作台的旋转运动，除了做圆周进给外，还可进行圆周分度。滑枕还可以在垂直平面内相对立柱倾斜0°～8°，以便加工斜槽和斜面。简述铣削的工艺特点。答：铣削的工艺特点主要有以下3个方面。（1）生产效率较高。铣刀是典型的多齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加工作，并且参与刀削的切削刃较长，切削速度也较高，且无刨削那样的空回行程，故生产效率较高。（2）容易产生震动。铣刀的刀齿切入和切出时产生冲击，在切削过程中每个刀齿的切削层厚度随刀齿位置的不同而变化，引起切削层横截面积变化。（3）刀齿散热条件较好。铣刀刀齿在切离零件的一段时间内，可以得到一定的冷却，散热条件较好。但是，切入和切出时，热和力的冲击将加速刀具的磨损，甚至可能引起硬质合金刀片的碎裂。8、简述平面加工方案的选择。答：由于平面作用不同，其技术要求也不同，故应采用不同的加工方案。根据零件的形状、尺寸、材料和毛坯种类的不同，可以分别采用车削、铣削、刨削、磨削和拉削进行加工。对于要求较高的精密平面，还可以使用刮削和研磨进行精整加工。简述平面拉削的工艺特点。答：拉削可以认为是刨削的进一步发展。它是利用多齿的拉刀，逐齿依次从工件上切下很薄的金属层，使表面达到较高的精度和较小的粗糙度值。与其他加工相比，拉削加工主要具有如下特点：内拉削可以加工各种形状的通孔，例如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔和内齿轮等。还可以加工多种形状的沟槽，例如键槽、T形槽、燕尾槽和涡轮盘上的榫槽等。外拉削可以加工平面、成形面、外齿轮和叶片的榫头等。简述平面磨削的分类和工艺特点。答：平面磨削与铣削相似，可分为周磨和端磨两种形式，前者利用砂轮的外圆面进行磨削，后者利用砂轮端面进行磨削。周磨时，砂轮和工件之间接触面积小，散热、冷却和排屑效果好，加工质量高；端磨时，磨头伸出长度小，系统刚性好，可以选用较大的磨削用量，从而提高生产效率。但端磨时，砂轮和工件之间接触面积大，发热大，加工质量较低，因此常用作精磨前的预加工。平面磨削的工艺特点如下。（1）平面磨床的结构简单，机床、砂轮和工件系统刚性较好，故加工质量和生产率比内、外圆磨削高。（2）平面磨削利用电磁吸盘装夹工件，有利于保证工件的平行度。（3）大批大量生产中，可用磨削来代替铣、刨削加工，精确毛坯表面上的硬皮，既可提高生产效率，又可有效地保证加工质量。第7章1、螺纹的结构要素有哪些?答：（1）大径d：与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，也称公称直径（管外螺纹除外）。（2）小径d1：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。在强度计算中经常作为危险剖面的计算直径。（3）中径d2：螺纹牙厚和牙间相等处的圆柱面的直径。（4）线数n：螺纹的螺旋线数。为了便于制造，一般情况下n≤4。（5）螺距P：螺纹相邻牙型上对应点间的轴向距离。（6）导程S：在同一螺旋线上相邻两牙型上对应点间的轴向距离，S=nP。（7）螺纹升角：在中径圆柱面上螺旋线的切线和垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，计算公式如下： （8）牙型角：轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙的侧边和螺纹的轴线的垂线间的夹角称为牙型半角。对于三角形、梯形等对称牙型，QUOTE（9）螺纹接触高度h：内外螺纹旋合后接触面的径向高度。2、螺纹车刀的材料有哪些？它们的特点有哪些？在加工时有什么不同的要求？答：螺纹车刀的材料有高速钢和硬质合金。高速钢螺纹有条形螺纹车刀、棱体螺纹车刀、圆体螺纹车刀。采用硬质合金材料的为条形螺纹车刀。①高速钢外螺纹车刀。高速钢外螺纹车刀刃磨方便，切削刃锋利，韧性好，车削时刀尖不易崩裂，车出螺纹的表面粗糙度值小。但其热稳定性差，不宜高速车削，常用在低速切削，加工塑性材料的螺纹或作为螺纹的精车刀。②硬质合金外螺纹车刀。硬质合金外螺纹车刀硬度高，耐磨性好，耐高温，热稳定性好，常用在高速切削、加工脆性材料螺纹。其缺点是抗冲击能力差。3、低速车螺纹的步骤有哪些？答：①装夹车刀与工件中心等高，并用样板对刀。②按螺纹规格车螺纹外圆和倒角，并按要求刻出螺纹长度终止线或先车出退刀槽。同时调整好中滑板刻度零位，以便确定车螺纹背吃刀量的起始位置。③按螺距调整交换齿轮和进给箱手柄位置。主轴转速取12～150

r/min。④将螺纹车刀移至离工件端面8～10牙处，横向进刀0.05

mm左右。开机，合上开合螺母，在工件表面上试切第一条螺旋线。提起开螺母，用钢直尺或螺距量规检查螺距是否正确，若螺距不对，必须检查并调整好交换齿轮和进给箱的手柄位置后方可车削。⑤小螺距螺纹可用直进法车削；大螺距螺纹车削时，则用斜进法和左、右切削法进行车削。车螺纹时，必须加注切削液。为了防止产生乱牙，一般采用开倒顺车法加工。4、丝锥加工螺纹的进刀要求有哪些？答：攻螺纹前，螺纹孔径应稍大于螺纹小径，孔深要大于规定的螺纹深度并且车孔口倒角。（1）攻螺纹前孔径应比螺纹小径稍大，以减小攻螺纹时的切削抗力和防止丝锥折断。（2）攻制不通孔螺纹时，由于丝锥前端的切削刃不能攻制出完整的牙型，所以钻孔时的孔深要大于规定的螺纹深度。通常钻孔深度应大于或等于螺纹有效长度加上螺纹公称直径的0.7倍。（3）孔口倒角30°，可用60°锪钻加工，也可用车刀倒角，倒角后的直径应大于螺纹大径。5、丝锥加工螺纹与板牙加工螺纹在用刀方面的最大区别是什么？答：丝锥和板牙都是用于加工螺纹的工具。丝锥用于加工内螺纹，板牙用于加工外螺纹。6、成形法与展成法加工齿轮，其根本区别在哪里？答：成形法是用具有成形面的铣齿刀，再卧式铣床上铣削齿轮齿形，展成法是用强制啮合，刀具做纵向往复运动。7、滚齿时，为了加工的稳定性，对夹具安装提出了哪些要求？答：①定位基准要精确可靠，心轴与齿坯孔配合间隙要适宜。②齿坯轴心线应与工作台的旋转轴线重合。③工作台的旋转轴线应与支撑面垂直。④齿坯的支撑面与切削力着力点之间的距离为最小，过渡法兰盘的直径应略小于齿轮根圆直径。⑤要有足够的刚性和夹紧力。⑥结构简单，便于制造，并能保证安装时易于校正和更换。8、与滚齿和插齿相比，剃齿有何优点和缺点？答：1、剃齿加工精度一般为6～7级，表面粗糙度Ra为0.8～0.4μm，用于未淬火齿轮的精加工。2、剃齿加工的生产率高3、由于剃齿加工是自由啮合，机床无展成运动传动链，故机床结构简单，机床调整容易。9、齿轮滚刀的实质是什么？何谓滚刀的基本蜗杆？基本蜗杆应满足什么要求？答：滚齿加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿圆柱齿轮和被切齿轮作空间啮合。滚刀头数即相当于斜齿轮的齿数。齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种:1．渐开线蜗杆渐开线蜗杆的螺纹齿侧面是渐开螺旋面，在与基圆柱相切的任意平面和渐开螺旋面的交线是一条直线，其端剖面是渐开线。渐开线蜗杆轴向剖面与渐开螺旋面的交线是曲线。用这种基本螺杆制造的滚刀，没有齿形设计误差，切削的齿轮精度高。然而制造滚刀困难。2．阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆的螺旋齿侧面是阿基米德螺旋面。通过蜗杆轴线剖面与阿基米德蜗螺旋面的交线是直线，其它剖面都是曲线，其端剖面是阿基米德螺旋线。用这种基本蜗杆制成的滚刀，制造与检验滚刀齿形均比渐开线蜗杆简单和方便。但有微量的齿形误差。不过这种误差是在允许的范围之内，为此，生产中大多数精加工滚刀的基本蜗杆均用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。3．法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法剖面内的齿形是直线，端剖面为延长渐开线。用这种基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆作滚刀，其齿形设计误差大，故一般作为大模数、多头和粗加工滚刀用。10、试述齿轮滚刀加工齿轮的工作原理及滚齿时的运动。答：滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮。滚齿加工原理相当于交错轴斜齿轮副的啮合过程。在这对啮合的齿轮副中，一个齿数很少，螺旋角很大，就演变成一个蜗杆状齿轮，为了形成切削刃，在该齿轮垂直于螺旋线的方向上开出容屑槽、磨前、后刀面，形成切削刃和前、后角，于是就变成了滚刀。滚齿加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿圆柱齿轮和被切齿轮作空间啮合。滚刀头数即相当于斜齿轮的齿数。滚刀与工件在一定速比的关系下进行展成运动，完成渐开线、摆线等各种齿形加工。工件渐开线齿面由一个复合成形运动（由两个单元运动—B11切削运动和B12分度运动所组成）和一个简单成形运动A1的组合形成。B11和B12之间应有严格的速比关系，即当滚刀转过一转时，工件相应地转过k/z转（k为滚刀的线数，z为工件齿数）。第8章1、划分工序的依据是什么？答：组成机械加工工艺过程的基本单元是工序，工序又由安装、工位、工步及走刀组成。在一个工序中可能包含有一个或几个安装，每一个安装可能包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工步，每一个工步可能包括一次或几次走刀。一名或一组工人，在一个工作地点或一台机床上，对一个或同时对几个工件连续完成的工艺过程称为工序。其划分依据是工作地点是否变化和工作过程是否连续。2、简述粗基准和精基准的选择原则。答：粗加工时选择的定位基准称为粗基准，选择粗基准的基本原则如下。（1）粗基准应该平整光洁、定位可靠。粗基准虽然是毛坯表面，但是应该尽量平整、光洁，没有飞边，不能选取毛坯分型面或分模面所在的平面作为粗基准。（2）保证加工面正确位置。工件上如果有一些不加工的表面，这些表面与加工表面之间应该保持正确的位置关系。例如，零件外形上的对称、孔壁厚的均匀等。（3）粗基准只使用一次。由于粗基准大多是未加工过的毛坯表面，精度和表面粗糙度都比较差，若重复使用粗基准，则不能保证两次装夹时工件与刀具之间的相对位置完全一致。（4）选择粗基准时要保证重要加工面上余量均匀。对于零件上的重要加工面，希望在加工时切去均匀的余量，这样切削力和工艺系统的弹性变形也比较均匀，不易发生震动，同时表面质量好。选择精基准的基本原则如下。（1）基准重合原则。尽可能地选用设计基准作为定位基准，这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。（2）基准同一原则。对位置精度要求较高的某些表面进行加工时，要尽可能选用同一个定位基准，这样有利于保证各加工表面的位置精度。（3）自为基准原则。某些精加工工序要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则。（4）互为基准原则。当两个表面的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置精度要求。3、在机械加工过程中，应该如何安排热处理工序？答：（1）锻造毛坯在机械加工前，需要进行正火（含碳量小于0.7%的碳钢）或退火（含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢）处理，消除内应力，改善切削性能。（2）要求局部表面淬火，以提高耐磨性的轴，在淬火前要安排调质处理。毛坯加工余量较大时，调质安排在粗车之后、半精车之前，以消除粗车后的残余应力。（3）对于精度要求较高的轴，在局部淬火或粗磨之前，为控制尺寸稳定，需要进行低温时效处理（在160℃的油中进行长时间低温时效），以消除磨削残余应力、淬火残余应力等。（4）对于整体淬火的精密主轴，在淬火和磨削后，特别需要经过较长时间的低温时效处理。4、生产类型有哪些种类，其划分依据是什么？答：生产类型是指企业（或车间）生产专业化程度的分类。依据产品的生产纲领，并考虑产品的体积、重量和其他特征，可将生产类型分成单件小批量生产、成批生产和大批大量生产。5、什么是工件的“六点定位”原则？答：物体在空间的任何运动，都可以分解为相互垂直的空间直角坐标系中的6种运动。其中3个是沿3个坐标轴的平行移动，分别以、、表示；另3个是绕3个坐标轴的旋转运动，分别以、、表示，物体的这6种运动可能性，称为物体的6个自由度。在夹具中适当地布置6个支撑，使工件与这6个支撑接触，就可消除工件的6个自由度，使工件的位置完全确定。这种采用布置恰当的6个支撑点来消除工件6个自由度的方法，称为“六点定位”原则6、什么是夹具，有何用途？答：夹具包含定位元件、夹紧装置、对刀—导向元件、分度装置、传动装置、夹具体、其他辅助零件等基本结构，分为通用夹具、专用夹具、成组可调夹具、组合夹具、随行夹具。夹具用来实现对工件的定位和装夹，从而提高加工质量和效率。7、加工轴类零件时，常采用什么作为统一的精基准？答：轴类零件的大多数工序都以中心孔为定位基准。8、加工细长轴类零件时应注意哪些问题？答：（1）要注意工件的装夹方法。（2）采用合适的跟刀架。（3）如有必要，可以采用反向进给。（4）采用车削细长轴的车刀。第9章1、数控机床的工作原理是什么？答：数控机床的工作原理是逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。2、简要说明数控机床的组成。答：数控机床主要由机械本体、动力源、机床数控系统、检测传感部分和执行机器（伺服系统）等主要部分组成。（1）机床数控系统是数控机床的核心，由信息的输入、处理和输出3个部分组成。（2）位置反馈系统（检测传感部分）用于检测伺服电动机的转角位移和数控机床执行机构（工作台）的位移，由光栅、旋转编码器、激光测距仪及磁栅等元件组成。（3）伺服系统由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。（4）机床部件包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。3、数控机床与普通机床加工过程有何区别？答：在普通机床上加工零件时，主要由操作者根据零件图纸的要求，不断改变刀具与工件之间的相对运动轨迹，由刀具对工件进行切削而加工出符合要求的零件。在数控机床上加工零件时，是将被加工零件的加工顺序、工艺参数和机床运动要求用数控语言编制出加工程序，输入机床后自动完成零件的加工。数控机床具有以下典型特点。（1）具有高度柔性、适应性强。（2）生产准备周期短。（3）工序高度集中。（4）生产效率和加工精度高、质量稳定。（5）能完成复杂型面的加工。（6）技术含量高。（7）减轻劳动强度、改善劳动条件。4、数控机床的性能特点决定了数控机床的应用范围，请说说最适合、比较适合和不适合数控加工的零件有哪些？答：数控加工适合加工批量小而又多次重复生产的零件、几何形状复杂的零件、贵重零件加工；比较适合加工需要全部检验的零件和试制件。不适合加工完全靠找正来保证加工精度的零件。5、简要说明数控机床的分类依据及其分类结果。答：1．按工艺用途分类数控机床按其工艺用途可以划分为以下4大类。（1）金属切削类。金属切削类数控机床指采用车、铣、镗、钻、铰、磨及刨等各种切削工艺的数控机床。又可分为普通数控机床和数控加工中心两类。（2）金属成形类。金属成形类数控机床指采用挤、压、冲、拉等成形工艺的数控机床，常用的有数控弯管机、数控压力机、数控冲剪机、数控折弯机及数控旋压机等。（3）特种加工类。特种加工类数控机床主要有数控电火花线切割机、数控激光与火焰切割机等。（4）测量、绘图类。测量、绘图类数控机床主要有数控绘图机、数控坐标测量机及数控对刀仪等。2．按控制运动的方式分类按控制运动的方式不同通常将数控机床分为以下3种类型。（1）点位控制数控机床。这类机床只控制运动部件从一点准确地移动到另一点，在移动过程中并不进行加工，对两点间的移动速度和运动轨迹没有严格要求，采用点位控制的机床有数控钻床