机械制造技术基础-卢秉恒 答案 第二章

1、第2章，2-1金属切削过程的特点是什么？用什么参数来表示和比较？特点：切削过程中有许多物理现象，如切削力、切削热、切屑堆积、刀具磨损和加工硬化等。代表参数：相对滑动、剪切角和变形系数 ( 1)。2-2切割过程中三个变形区的特征是什么？他们之间有什么联系？(1)答：第一变形区：剪切变形区，金属在此滑移并形成碎片，主要是塑性变形；第二变形区：摩擦变形区，排屑时切屑被前刀面强烈挤压和摩擦；第三个变形区：加工表面变形区，加工表面挤压和摩擦侧面，导致变形。2-2切割过程中三个变形区的特征是什么？他们之间有什么联系？(2)相关性：三个变形区在切削刃附近会聚，在此处，切削层通过第一次变形与工件基体分离，其中

2、大部分变成切屑并经历第二次变形，而少数保留在加工表面上并经历第三次变形。2-3分析切屑堆积瘤的原因及其对加工的影响，以及在生产中控制切屑堆积瘤最有效的方法是什么？(1)答：生产原因：加工塑料材料时，切屑和前刀的新鲜分子在I变形区高温高压的作用下“焊接”，形成切屑瘤。对加工的影响：1。实际倾角增加；2.增加芯片厚度；3.增加表面粗糙度；4.影响刀具的使用寿命。2-3分析切屑堆积瘤的原因及其对加工的影响，以及在生产中控制切屑堆积瘤最有效的方法是什么？(2)控制：1。降低切削速度和切削温度，使粘度难以产生。2.使用高速切削时，切削温度高于累积切屑消失的温度。3.使用润滑的切削液来减少摩擦。4.增加刀

3、具前角，降低切屑接触区域的压力。5.提高工件材料的硬度，降低加工硬化的倾角。2-4切屑和前部之间的摩擦力和一般刚体之间的滑动摩擦力有什么区别吗？如果是，它们之间有什么区别？(1)、答案：有区别：刚体之间的一般滑动摩擦是一般的外摩擦，但当切屑和前刀面产生粘性时，不是切屑和前刀面之间的一般外摩擦，而是切屑和工具结合层与上层金属之间的内摩擦。2-4切屑和前部之间的摩擦力和一般刚体之间的滑动摩擦力有什么区别吗？如果是，它们之间有什么区别？(2)这种内摩擦实际上是金属中的滑动剪切，与材料的机械流动应力特性和粘结面积有关，而外摩擦与摩擦系数和压力有关，与接触面积无关。芯片接触表面包括接合部分的内部摩擦和接

4、合部分外部的外部摩擦。2-5车刀的角度是如何定义的？尺寸角和工作角有什么区别？答：定义：假设：无进给所选点等于中心车削角度是在刀杆中心线垂直于工件轴线的前提下，根据刀面参考平面与切削刃之间的关系定义的。标记角是在忽略进给运动的影响时给出的，刀具安装在特定的情况下，而工作角是刀具在工作状态下的切削角，考虑包括进给运动在内的综合切削运动和刀具的实际安装。2-6为什么在金属切削过程中会产生切削力？答：当切削力是金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料变形，成为切削所需的力。切削变形的原因是克服被加工材料的弹性变形和塑性变形的阻力，并克服切屑和前刀面之间的摩擦以及刀具背面和过渡面与被加工表面之间的摩擦。

5、切削力是上述力的总和。2-7为什么Fz 计算车刀强度、设计机床主轴系统和确定立式机床功率所必需的主切削力或切向力；FX-进给力或轴向力，这是设计进给机构和计算车刀进给功率所必需的；Fy切削深度阻力或反作用力、径向力和切削力，它们是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的基础，并与振动有关。2-8回切量和进给量对切削力的影响有什么区别？(1)、回答：反切削量ap和进给量f的增加将增加切削面积Ac，从而增加变形力、摩擦力和切削力。然而，ap和F对切削力的影响不同。Fz=Cap(2ap)=2Capap，即ap加倍，切削力也加倍。因为只有ap增加，切削厚度ac保持不变，而切削宽度aw随着ap增加成比例增加。

6、因为aw的变化几乎与M和无关，所以ap对FZ的影响是成比例的。2-8回切量和进给量对切削力的影响有什么区别？(2)当F加倍时，Fz增加约0.8倍。随着F的增加，切割力和切割力也相应增加。当F增加时，切削厚度成比例增加，交流增加，减小，减小，切削力减小。2-9切削热是如何产生和传递的？只有切割热量才能解释切割区域的温度吗？答：被切削的金属在刀具的作用下会发生弹性和塑性变形并消耗功，所以切削热的主要来源是切屑的变形功和前后刀面的摩擦功。不，因为切削产生热量，同时一部分热量通过切屑、工具和工件散发到空气中，所以切削区域的温度无法解释。2-10切削温度的含义是什么？他在刀上是怎么分布的？他的分布与三个

7、变形带有什么关系？(1) A:切削温度一般指前刀面与切屑接触区域的平均温度。刀具上的分布：1。前刀面和前刀面的最高温度不是在切削刃上，而是在离切削刃一定距离处；2.侧面的温度迅速上升；3.切割脆性材料时，尖端的温升最高，切割塑性材料时，温度分布相对均匀。温度分布与三个变形区的关系：三个加热区对应三个变形区。1.第一变形区和第三变形区的摩擦热不断增加，热量向外传导；2.这是因为第三变形区后刀面接触长度短，温升时间短；3.材料的塑性越大，前刀面的接触长度越大，这使得温度分布均匀，而当材料易碎时，接触长度非常小。2-10切削温度的含义是什么？他在刀上是怎么分布的？他的分布与三个变形带有什么关系？(2

8、)、2-11反向切削量和进给量对切削力和切削温度的影响是否相同？为什么？如何指导生产实践？甲：不一样。切削速度的影响最大，其次是进给速度，反切削量最小。从他们的指数可以看出，指数越大，影响越大。为了有效地控制切削温度和提高刀具寿命，在机床允许的条件下选择较大的反进给速度和进给速度比选择敲打切削速度更有利。2-12增加前角可以降低切削温度的原因是什么？前角越大，切削温度越低吗？答：由于前角增大，变形和摩擦减小，所以切削热减小，但前角不能为郭达，否则头部散热量减小，不利于切削温度的降低。2-13刀具的正常磨损过程可分为几个阶段。每个阶段的特点是什么？在什么阶段应该限制刀具磨损？(1)、回答：(1)

9、初始磨损阶段：有粗糙不平的表面、微裂纹、氧化或脱碳层等。在新刀片的刀具侧面和切削刃上2-13刀具的正常磨损过程可分为几个阶段。每个阶段的特点是什么？在什么阶段应该限制刀具磨损？(2)、(2)正常磨损阶段：刀具的粗糙表面已经磨平，在此阶段磨损缓慢且均匀。后刀面的磨损量随着切削时间的延长近似成比例地增加，这一阶段需要很长时间。(3)快速磨损阶段：随着刀具表面粗糙度的增加，切削力和切削温度增加，磨损速度迅速增加，直至刀具损坏，丧失切削能力。2-14工具钝化标准是什么意思？什么因素与他有关？如果工具磨损到一定程度，就不能再用了。这种磨损极限被称为钝化标准。它与加工中的一些现象有关，如加工表面是否有亮带

10、、切削颜色和形状、振动和异响、形状和尺寸精度等1/2ap时的VB值、径向磨损等因素，以及加工类型、工艺系统的刚度、工件材料的可加工性、切削刃的易加工程度等。2-15。什么是工具生活？工具寿命和钝化标准之间有什么关系？磨削钝化标准确定后，刀具寿命确定了吗？为什么？答：从开始使用到达到钝化标准的新刀具(或重新磨尖的刀具)的实际切割时间称为刀具寿命。钝化标准决定了工具的寿命(在正常磨损条件下)。然而，受切削速度、工件材料、刀具材料和刀具几何形状的影响，在相同的钝化标准下，刀具寿命是不同的。2-16简要描述了车刀、铣刀和钻头的特性。(1)，答案：1。车刀是金属切削中使用最广泛的刀具，可以完成外圆、端面

11、、开槽或切削等不同的加工过程。一般来说，车刀是只有一个主切削刃的单刃刀具。加工过程中的主要运动是工件的旋转运动，进给运动是车刀的直线运动。2-16简要描述了车刀、铣刀和钻头的特性。(2)，2。铣刀：铣刀是一种应用广泛的多齿多刃旋转工具。在铣削过程中，铣刀围绕其轴线的旋转是主要运动，进给运动由工件完成。铣削是间歇切削。加工时，每个刀具和齿轮流都可以切割平面、凹槽和成型表面。3.钻头：麻花钻的直主切削刃很长，有一个大排屑槽，只有两个刀齿，两个主切削刃由一个水平刃连接。螺旋排屑槽。起伏表面是由锥形表面形成的螺旋表面，主要运动是钻头围绕其轴线的旋转，进给运动是钻头沿着轴线移动的进给。2-17切削参数对

12、刀具磨损有什么影响？在VTm=C关系中，指数m的物理意义是什么？为什么不同工具材料的M值不同？答：切削速度的影响最大，进给速度次之，反切削量最小，这与切削温度的影响顺序完全一致。m是工具寿命线的斜率。因为不同的材料有不同的耐热性，它们有不同的M值。热阻越低，斜率越小，切削速度对刀具寿命的影响越大。也就是说，切削速度变化不大，刀具寿命变化很大，反之亦然。2-18选择切削参数的原则是什么？从刀具寿命的角度来看，切削参数应该以什么顺序选择？从机床电源开始时，按什么顺序？为什么？(1)、回答：(1)在制定切削参数时，应综合考虑生产效率、加工质量和加工成本。选择原则如下：1 .要考虑的因素：切削生产率、

13、刀具寿命、加工表面粗糙度和生产时间；2.粗加工时，我们应该优先提高生产率，同时保证刀具的寿命和使用最高的生产率和耐用性；3.精加工时，应保证零件的精度和表面质量，然后应考虑高生产率和刀具寿命，一般切削深度和进给速度小，切削速度高。2-18选择切削参数的原则是什么？从刀具寿命的角度来看，切削参数应该以什么顺序选择？当.的时候根据机床功率，选择尽可能大的进给，然后选择尽可能大的反向切削量，最后选择尽可能大的切削速度。因为这对T2-19的影响越来越小。在粗加工过程中，什么因素限制了进给速度的选择？当进给速度受到表面粗糙度的限制时，有没有办法提高进给速度并保证表面粗糙度的要求？答：粗加工中进给速度的选

14、择应考虑机床进给机构的强度、车削刀架的强度和刚度、硬质合金或陶瓷刀片的强度以及工件的夹紧刚度。在上述情况下，我们可以通过增加刀尖圆弧半径和提高切削速度，在保证粗糙度的前提下选择较大的进给速度。2-20选择切削参数后，如果发现所需功率超过机床功率，应采取什么措施？答：根据所选择的机床功率，要么更换功率较大的机床，要么减少切削量(主要是降低切削速度)。这是因为尽管可以充分利用机床动力，但是不能充分发挥刀具的切削性能。2-21可以采取什么措施来改善切削参数？回答：1。采用新的刀具材料；2.改善工件材料的可加工性；3.改进刀具结构；4.改善冷却和润滑条件。2-22在CA6140车床上粗车和半精车套筒外

15、圆，材料为45钢(调质)，抗拉强度b=681.5兆帕，硬度为200230HBW，毛坯尺寸dwXlw=毫米350毫米，车削后尺寸为D= (75-0.25)毫米。尽量选择刀具类型、材料、结构、几何参数和切削参数。(1)、回答：本课题选用的是直头圆柱车刀，刀片材料为硬质合金，结构为焊接工具。刀杆的尺寸是。由于表面粗糙度的要求，它分为两个过程：粗车和半精车。1.粗车步骤(1)确定反切削量：单边加工余量为粗车和半精车。(2)确定进给速度：根据工件材料、刀杆截面尺寸、工件直径和反切量从表格中找出。根据机床手册中的实际进给量，取(3)确定切削速度：切削速度可以计算或查表。主轴速度是根据机床手册取的，实际切削

16、速度为：2。确定反向切削量的半精度步骤(1)。(2)确定进给速度：根据表面粗糙度和边缘圆角半径，估算切削速度，并从表中找出。根据机床手册中的实际进给，取。(3)根据和，查表。根据规格计算主轴速度，实际切削速度为2-23。工具材料应该具有什么性质？常用的材料是什么？每种方法的优缺点是什么？(1)回答：(1)高硬度、高耐磨性、高耐热性、足够的强度和韧性、良好的加工性、良好的热物理性能和抗热震性。(2)碳素工具钢：硬度高，价格低，但耐热性差。当温度达到200时，会失去原油的硬度，淬火时容易变形和开裂。合金工具钢：与碳素工具钢相比，热处理变形减少，耐热性提高。高速钢：其耐热性明显高于前两者，在600仍能正常切削，允许切削速度更高，强度、韧性和可制造性更好。硬质合金：具有良好的耐磨性和耐热性，允许切削速度高，但强度和韧性低于高速钢，工艺性差。2-23工具材料应该具有什么性质？常用的材料是什么？每种方法的优缺点是什么？(2)，2-24试着比较磨削和单边切削的异同？答：磨削时有很多切削刃，所以加工过程稳定，精度高，表面粗糙度值小。2-25如何定义高速切削？对于大多数工件材料来说，高速切削是指切削速度比常规切