机械制造技术基础课后习题答案完整版

1、第二章 2-1 什么叫主运动什么叫进给运动试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨 削为例进行说明。 答主运动由机床提供的刀具与工件之间最主要的相对运动它是切削加工过程中速度最 高、消耗功率最多的运动。 进给运动 使主运动能依次地或连续地切除工件上多余的金属 以便形成全部已加工表面的 运动。 车削时主运动为工件的旋转进给运动为刀具沿轴向相对于工件的移动 钻削时主运动为工件或钻头的旋转而工件或钻头沿钻头轴线方向的移动为进给运动 端面铣削时主运动为铣刀的旋转运动进给运动为工件移动 龙门刨削时主运动为刨刀的直线往复运动进给运动为工件的间隙移动 平面磨削时主运动为砂轮的旋转矩台的直线往复运动或圆台的

2、回转纵向进给运动为 进给运动以及砂轮对工件作连续垂直移动而周边磨削时还具有横向进给。 2-2 根据表 2-2 和表 2-3分析下列机床型号所代表的意义mm7132、cg6125b、x62w、 m2110、z5125、t68 答mm7132 代表工作台面宽度为 320mm 的精密卧轴矩台平面磨床 cg6125b 代表最大回转直径为 250mm 的高精度卧式车床重大改进顺序号为 b x62w 代表工作台面宽度为 20mm 的卧式升降台铣床 m2110 代表磨削孔径为 100mm 的内圆磨床 z5125 代表最大钻孔直径为 25mm 的方柱立式钻床 t68 代表卧式镗床 2-3 画出y0=10、s=

3、6、0=6、 0 =6、kr=60、 r k =15的外圆车刀刀头部分 投影图。 答参见课本第 15 页。 2-4 用 rrs 70157、的车刀以工件转速 n=4r s刀具每秒沿工件轴线 方向移动 1.6mm把工件直径由54 w dmm计算切削用量 spc afv、 、 。 解 sp a = 2 wm dd6054 3 2 mm 0 604 0.754 10001000 w c d n m v s 0 1.6 0.4 4 f v mm f r n 2-5 常用硬质合金有哪几类哪类硬质合金用于加工钢料哪类硬质合金用于加工铸铁等 脆性材料为什么同类硬质合金刀具材料中哪种牌号用于粗加工哪种牌号用于

4、精加 工为什么 答常用硬质合金有钨钴类硬质合金、钨鈦钴类硬质合金、钨钛钽铌类硬质合金、碳 化钛基硬质合金、涂层硬质合金 钨钴类硬质合金k 类主要用于加工铸铁等脆性材料。因为加工脆性材料是切屑呈崩碎 块粒对刀具冲击很大切削力和切削热都集中在刀尖附近此类合金具有较高的抗弯强度 和韧性可减少切削时的崩刃同时此类合金的导热性好有利于降低刀尖的温度。 钨鈦钴类硬质合金p 类适用于加工钢料。因为加工钢料是塑性变形大摩擦很剧烈 因此切削温度高而此类合金中含有 5%30%的 tic因而具有较高的硬度、耐磨性和耐热 性故加工钢料时刀具磨损较小刀具寿命较高。 钨钛钽铌类硬质兼有 k 类和 p 类的优点具有硬度高、

5、耐热性好和强度高、韧性好的特 点既可加工钢也可加工铸铁和有色金属。 碳化钛基硬质合金以 tic 为主要成分 由于 tic 是所有碳化物中硬度最高的物质 因此 tic 基硬质合金的硬度也比较高可加工钢也可以加工铸铁。 涂层硬质合金比基体具有更高的硬度和耐磨性 有低的摩擦因数和高的耐热性 切削力和切 削温度均比未涂层刀片低涂层刀片可用于加工不同材料通用性广。 钨钴类硬质合金中粗加工时宜选用含钴量较多的牌号例如 k30 因其抗弯强度和冲击韧 性较高精加工宜选用含钴量较少的牌号例如 k01 因其耐磨性、耐热性较高。 钨鈦钴类硬质合金的选用与 k 类硬质合金的选用相类似 粗加工时宜选用含 co 较多的牌

6、号 例如 p30精加工时宜选用含 tic 较多的牌号例如 p01。 钨钛钽铌类硬质合金中 m10 适用于精加工m20 适用于粗加工 碳化钛基硬质合金由于其抗弯强度和韧性比较差因此主要用于精加工 涂层硬质合金在小进给量切削、高硬度切削和重载荷切削时不宜采用。 2-6 切削力是怎样产生的为什么要把切削力分解为三个互相垂直的分力各分力对切削 过程有什么影响 答切削力是在切削的过程中刀具切入工件使切削层变为切屑所需要克服的阻力。 切削力随着加工条件的不同 总切削力的方向和数值都是变化的 为了应用和测量方便 常将分解为三个互相垂直的方向切削力 fc背向力 fp和径向力 ff。 fc在切削的过程中主要用来

7、计算机床的功率是切削热的产生的主要因素fp能使工件 变形或产生切削振动对加工精度及加工表面质量影响较大。 2-7 按下列条件选择刀具材料类型或牌号 答145 钢锻件粗车 p30 (yt5) 2)ht200 铸铁件精车 k01 (yg3) 3)低速精车合金钢蜗杆 k01 4)高速精车调质钢长轴 p01 5)高速精密镗削铝合金缸套 金刚石刀具 6)中速车削高强度淬火钢轴 立方氮化硼或陶瓷刀具 7)加工 65hrc 冷硬铸铁或淬硬钢 陶瓷刀具。 2-8 spa、f 和cv对切削力的影响有何不同为什么如果机床动力不足为保持生产率不 变应如何选择切削用量 答spa增大时切屑厚度压缩比h不变即单位切削层面

8、积上的变形抗力不变因而 切削力成正比增大而加大 fh有所下降故切削力不成正比增大。 切削速度正是通过切削厚度压缩比h来影响切削力的若切削速度cv增大使h增 大变形抗力增大故切削力增大反之若cv增大时h减小变形抗力减小切削力 也就随之减小。三者之中spa对切削力的影响最大f 次之cv最小。在切除相同余量 的前提下增大 f 比spa增大更有利。 2-9 什么叫刀具的工件角度参考系什么叫刀具的静态角度参考系这二者有何区别在 什么条件下工作角度参考系与标注角度参考系重合 答 刀具工作参考系是定义刀具工作角度的参考系 刀具的静态角度参考系是定义刀具的静 态角度的参考系 刀具静止参考系是在下列假定条件下建

9、立的 1 、刀刃上的选定点位于假定工件的轴平面内是刀具静止参考系的原点 2 、过刀具切削刃选定点的假定的进给运动方向位于车刀刀体轴线的法平面内并与车刀 底面相平行 3 、过刀具切削刃选定点的假定的主运动方向垂直于车刀刀体的底面。 二者的区别在以下两点 a、建立参考系的基准不同 刀具的静态角度是以标准安装状态下的假定主运动方向和进给运动方向来建立静 态参考系的。 刀具的工作角度是以实际安装状态下的合成切削运动方向和进给运动方向建立工 作参考系。 b、用途不同 刀具的静态角度是在设计、制造、刃磨和检验刀具时采用。 刀具的工作角度是在分析刀具切削状态时采用。 当刀具处于标准安装状态时 且进给速度相对

10、于主运动速度来说非常小时 可以认为刀 具的静态角度与刀具的工作角度重合。 2-10 主偏角对切削加工有何功用一般选择原则是什么 r =90的车刀适用什么场 合 答主偏角的功用 1减小主偏角参加切削的切削刃长度会增加刀尖角 r 增大从而使刀具寿命提高 2减小主偏角可使工件表面残留面积高度减小从而减小表面粗糙度。 3而减小主偏角会使径向力 p f增大在工艺系统刚性不足的情况下容易引起振动这不 仅会降低刀具寿命也会使已加工表面粗糙度增大。 选择原则当工艺系统刚性较好时宜选较小的主偏角反之则选较大的主偏角。 r =90的车刀适用于刚性差的工艺系统的切削。 2-11 用 p10 硬质合金车刀车削b为 6

11、50 2 /nmm的 40 钢外圆。切削用量为 sp a=4mm f=0.6mm/r v=110r/min 刀 具 几 何 角 度 为 0 r= 0 10 000 0 5 ,8 ,60 ,1 s kmm 。按公式计算及查表方法确定切削 为 p f、 p f、 c f及切削时所消耗的功率。 答由表 2-5 1.00.750.15 279540.61103765.7 ccc cccc sfyfnf cfspcfff fc afvkkk 0.90.60.3 194040.61101213.75 ppp pppp sfyfnf pfspcfff fcafvkkk 1.00.50.4 288040.61

12、101361.4 fff ffff sfyfnf ffspcfff fcafvkkk 由表 2-6当b=650 a mp时 0.75 650 ()()1 650650 c c nf b mf k 1.35 650 ()()1 650650 p p nf b mf k 1.0 650 ()()1 650650 f f nf b mf k 按 000 0 60 ,10 ,5 rs k 查表 2-7 得 0ccrccsc fmfk fff kkkkk 10.941.01.0=0.94 0pprppsp fmfk fff kkkkk 10.771.01.25=0.96 0ffrffsf fmfk ff

13、f kkkkk 11.111.00.85=0.94 所以 3765.7 c cf fk=3765.70.94=3539.8n 1213.75 p pf fk=1213.750.96=1165.2n 1361.4 f ff fk=1361.40.94=1279.7n 44 3539.8 110 6.49 610610 cc c f v pkwkw 2-12 甲、乙二人每秒钟切下的金属体积完全相同(即生产率相同)只是甲的吃刀量 asp 比乙大 1 倍而进给量 f 比乙小 1 倍。试比较二人主切削力的大小由此可得出什么有 益的结论 解切除率 q=1000vcaspf 又因 asp1=2asp2f1=

14、2f2 所以c1=vc2 主切削力经验公式为: fc fcfcfc fc k nyx c cspc vfaf 经计算得到fcfc 因而在选择切削用量的时候,为了减小切削力及劳动力的损耗,在切除量相同时 应选择较大 的进给量f较小的被吃刀量asp。 2-13 用 p10 的刀具材料加工 2 650 b n mm的碳钢当 c v增加 1 倍且 f 减小 1 倍 时计算着两种情况下切削温度变化的百分数。 解由切削温度公式 0.260.410.140.04 csp c vfa 而现令改变用量之前 0.320.140.04 1csp c vfa 现2 cc vv 1 2 ff 则有 0.320.140.

15、04 2csp c vfa 0.320.140.04 1 (2)() 2 csp cvfa 1 1.1329 故 21 1 %13.29% 2-14 切削用量 sp a、f、 c v中哪个因素对刀具寿命影响最大哪一个因素对刀具 寿命影响最小为什么 解 0.410.140.04 csp c vfa 由实验可得切削速度对切削温度的影响最大因此对刀具寿命的影响也最大背吃刀量 对切削温度的影响最小因此对刀具寿命的影响最小 由实验可得切削用量与刀具寿命的关系为 52.250.75 r csp c t v fa 由公式可以得到切削速度 c v对刀具寿命的影响最大其次是进给量 f背吃 刀量 sp a对刀具寿

16、命的影响最小。 2-15 甲、乙、丙三人高速车削b=750n/mm 2的碳钢。切削面积( a sp f )各为 100.2 50.440.5三人的经济耐用度tc=60 分钟比较三人的生产率解释生产率不同的 原因 解刀具寿命计算公式为 p nm t spc a t f c 1 11 v 故切削速度 v v ft cv x y sp a v m c 查表 2-17 得到参数 m=0.2,yv=0.45,xv=0.15 所以 vc 甲vc 乙vc 丙 又因 q=1000vcaspf 故甲乙丙 2-16 刀具寿命一定时从提高生产率出发选择切削用量的顺序如何从降低切削功率出 发选择切削用量的顺序又如何为

17、什么 解当刀具寿命一定的时候从提高生产率出发应先确定尽可能大的背吃刀量 asp 然后 选择合理的尽量大的进给量 f最后按照刀具寿命计算出合适的切削速度 c v 而从降低切 削功率出发应先选择尽可能大的进给量 f 然后选择合理的背吃刀量 asp最后确定合理 的切削速度 c v。 例如 0.750.150.750.85 c 44 () p 6 106 10 f cspccf cspc cafvvcafv 对功率影响最小的是进给量 故最先选择 f而影响较大的是 c v最后选择 c v。 2-17 切削液的作用有哪些如何正确选用切削液 答切削液的作用冷却作用、润滑作用、清洗作用 切削液的选用应根据加工

18、性质、 工件材料、 刀具材料、 工艺要求等具体情况合理选用切削液 2-18 什么叫刀具寿命刀具寿命和磨钝标准有什么关系磨钝标准确定后 刀具寿命是否 就确定了 答刃磨或换刃后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间称为刀具 寿命符号用t单位用 min 或 s。刀具的磨钝标准是衡量刀具是否需要重磨或者换刃的标 准磨钝标准确定后在给定的切削用量不变的情况下刀具寿命是确定的若切削用量发生 改变刀具寿命也会发生改变。 2-19 选择切削用量额原则是什么从刀具寿命出发按什么顺序选择切削用量从机床动 力出发按什么顺序选择切削用量为什么 解选择合理的切削用量是指在充分利用刀具的切削性能和机床性能功

19、率、转矩 以及 保证工件加工质量的前提下获得高的生产率和低的加工成本。 而从刀具寿命的角度看应先确定尽可能大的背吃刀量 asp 然后选择合理的尽量大的进给 量 f最后按照刀具寿命计算出合适的切削速度 c v 而从机床动力出发应先选择尽可能 大的进给量 f 然后选择合理的背吃刀量 asp最后确定合理的切削速度 c v。 2-20 何谓砂轮硬度它与磨粒的硬度是否是一回事如何选择砂轮硬度砂轮硬度选择不 当会出现什么弊病 解答 砂轮硬度是指砂轮表面的磨粒在磨削力的作用下脱落的难易程度。 砂轮硬度是由结合 剂的粘结强度和数量所决定的而与磨粒本身的硬度无关。 选择砂轮硬度的一般原则是磨削软材料是选用硬砂轮

20、磨削硬材料是选用软砂轮 如果砂轮硬度选择不当砂轮选的过硬磨钝的磨粒不易脱落砂轮易堵塞磨削热增加 工件易烧伤磨削效率低影响工件表面质量砂轮选的过软磨粒还在锋利时就脱落增 加了砂轮损耗易失去正确的几何形状影响工件精度。 2-21 在外圆磨床上磨削淬火钢工件工艺系统有中等刚度。应选什么磨料、粒度、硬度、 粘接剂、组织和砂轮形状 答根据工艺和查表 2-21 选择磨料为白刚玉粒度 54#100#均可结合剂为陶瓷 硬度为中软组织含磨料 52%。 第三章 3-1 什么是机床的传动系统图它有什么作用 答机床传动系统图是表示机床运动传递关系的示意图。它表示传动关系不表示各元件的 实际尺寸和空间位置。 3-2 什

21、么是内联系传动链它与外联系传动链有何不同试举例说明。 答外联系传动链是联系动力源和机床执行件之间的传动链是执行件得到运动而且能改 变运动的速度和方向但不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系。 例如车削 螺纹是从电动机传到车床主轴的传动链就是外联系传动链它只决定车螺纹速度的快慢 而不影响螺纹表面的成形。 内联系传动链是联系复合运动之内的各个分解部分 因而传动链所联系的执行件相互之间的 相对速度有严格的要求用来保证执行件运动的轨迹。 例如在卧式车床上用螺纹车刀车 螺纹时为了保证所需螺纹的导程大小主轴转一周时车刀必须移动一个规定的准确的距 离联系主轴刀架之间的螺纹传动链就是一条传动比有严格要求的

22、内联系传动链。 3-3 试写出 ca6140 车床主运动传动链的主传动路线 并计算主轴最高和最低转速及转速级 数。 解 传动路线 主轴最高转速 r=1450*130/230*56/38*39/47*63/50=1410.5 r/min 主轴最低转速 r=1450*130/230*51/43*22/58*20/80*20/80*26/58=10.8 r/min 正转级数u2=20/80*51/500.25 u3=50/50*80/80=0.25 故级数为 低速 2*3*2*2-1=18 高速 2*3=6 一共 18+6=24 级 同理反转为3*【 2*2-1+1】=12 级 3-4 ca6140

23、 车床主运动、车螺纹运动、机动进给运动、快速运动等传动链中哪些传动链 的两端件之间具有严格的传动比 解车螺纹运动的主轴与刀具之间的传动链需要具有严格的传动比属于内联系传动链。 3-5 主轴受轴向切削力作用后如何传到箱体上的 解答见机械制造技术基础第二版p94 图 3-9 主轴前端受到的径向力通过双列圆柱滚子轴承 2 传给法兰然后传给箱体上 主轴后端受到的 径向力通过角接触球轴承 11 传给法兰然后传给箱体 主轴受到的由后向前的轴向力通过角接触球轴承 11 传到法兰上然后传到箱体受到的由前 向后的轴向力作用于轴套 9 然后作用于推力球轴承 10然后传给法兰法兰和箱体是一个 整体 3-6 ca61

24、40 车床主运动传动链中的双向多磨擦离合器的作用是什么? 答双向多磨擦离合器的作用是在电动机转向不变的前提下实现主轴的转向正传反转 和停止的控制并靠摩擦力传递运动和转矩外还起过载保护作用。当机床过载时摩擦片 打滑就可以避免损坏传动齿轮和其他零件。 3-7 ca6140 车床主轴的支承配置了什么轴承如何调整其间隙 解ca6140 车床主轴的前支承是 2 p级精度的 3182121 型双列圆柱滚子轴承调整方法是 先松开主轴前端螺母和前支承左端调整螺母上的锁紧螺钉拧动螺母推动轴套。后支承有 两个滚动轴承 5 p级精度的 46215 型角接触球轴承 5 p精度的 8125 型推力球轴承。调整方 法是松

25、开调整螺母上的锁紧螺钉拧动螺母推动轴套轴承的内环和滚珠从而消除前 者的间隙拧动螺母的同时向后拉主轴和轴套从而调整后者的轴向间隙。 3-8 ca6140 车床溜板箱中对开螺母操纵机构与纵向、横向进给操纵机构之间为什么需要 互锁 解答机床工作时若将丝杆传动与机动进给同时接通则必然损坏机床为防止发生误操 作溜板箱设置了互锁机构以保证在接通机动进给时开合螺母不能闭合开合螺母闭合 时保证纵向和横向机动进给不能接通。 3-9 ca6140 车床的动力由电动机传到轴上时为什么要采用卸荷带轮转矩是如何传 到轴上的 答使用卸荷带轮是为了让轴只传递转矩不受弯矩不产生弯曲变形保证精确的传动 比。电动机经 4 根 v

26、 带将运动传递到轴的左端带轮上左端带轮与花键套用螺钉连接 成一体支承在法兰内的深沟球轴承上法兰固定与箱体。轴上的带轮通过花键带动 轴旋转而 v 带的拉力则经轴承和法兰传至箱体使轴的花键部分只传动转矩 不承受弯 矩 3-10 外圆磨削与外圆车削相比有何特点试从机床、刀具、加工过程等方面进行分析 并以此说明外圆磨削比外圆车削质量高的原因 解1从机床结构来看零部件本身精度比车床的零部件精度高此外磨床的传动路线 较短传动的效率比车床高制造出的零件制造和安装精度也就更高刚性较车床更好而 磨床是电机独立驱动较车床更为稳定 2从传动方式来看磨床的传动系统中大部分为皮带传动柔性较车床更好能够更好的 降低振动的

27、影响而车床传动系统冲击振动大 从加工过程来看磨床的加工过程分为三个过程初磨阶段稳磨阶段以及光磨阶段 这也是提高和保证工件尺寸和几何精度及加工表面的一个很重要的阶段。 3另外磨削刀具为砂轮或砂带具有自锐性也同时存在许多微刃较车刀相比具有 更好的加工性能。 3-11 为什么车床用丝杆和光杆分别担任车螺纹和车削进给的传动如果只用其中的一个既 车螺纹又传动进给会产生什么问题 解答车螺纹时要求主轴与刀架之间有严格的传动比所以只能用丝杆车削进给时 不要求主轴与刀架之间有严格的传动比用光杆更经济若用丝杆既车螺纹又传动进给对 于传动进给没有问题对于车螺纹由于不能保证主轴与刀架之间的严格传动比无法正确 加工。

28、3-12 ca6140 车床溜板箱中的开合螺母 互锁机构 超越离合器 安全离合器各起身作用 答开合螺母的作用是用来接通或断开从丝杠传来的运动。 互锁机构是保证在接通机动进给时开合螺母不闭合合上开合螺母时不再接通横向 和纵向机动进给防止发生误操作。 超越离合器的作用是避免光杠和快速电机同时传动时轴 xx 的损坏。 安全离合器的作用是在进给过程中当近给过大或刀架移动受阻时避免损坏传动机 构使刀架停止运动起过载保险作用。 3-13 无心外圆磨削与普通外圆磨削相比较有什么优点 答无心外圆磨削较普通外圆磨削具有下列优点 1 、生产率较高省去了打中心孔的工序省去了装夹工件的时间 2 、磨削所获得的外圆表面

29、的尺寸精度和形状精度都比较高表面质量也比较好可获得较 细的表面粗糙度 3 、 若配备适当的自动装卸工件的机构 无心磨削法比普通外圆磨削法更容易实现加工过程 自动化 4 、无心磨削可以用于成批生产和大量生产。 3-14 试无心外圆磨削的工作原理。 解答进行无心外圆磨削时工件放在磨削砂轮和导论之间由托板支撑进行磨削此时是 以工件被磨削的外圆表面自身定位 而不是用顶尖或卡盘来定位。 工件由导轮的摩擦力带动 作圆周进给 工件的线速度基本上与导轮的线速度相等 改变导轮速度便可以调节共件的圆 周进给速度磨削砂轮与工件之间有很高的相对速度此即是切削速度。 第四章 4-1 常用铣刀有哪些类型各有什么特点用在什

30、么场合 答1加工平面的铣刀主要有圆柱铣刀和面铣刀 圆柱铣刀的刀齿分布在圆柱面上有粗齿铣刀和细齿铣刀两种类型。铣刀内孔作为定位孔 键槽用于传递切削力矩所以圆柱铣刀结构为一面两刃多用于卧式铣床上 面铣刀刀齿分布在圆柱面和一个端面上有粗齿、细齿和密齿三种。由端面键传递力矩面 铣刀的结构为三面两刃切削速度和刚性都比圆柱铣刀好故生产率高且表面粗糙度值小 多用于立式铣床。 2加工沟槽的铣刀常用的有三面刃铣刀立铣刀键槽铣刀及角度铣刀。 三面刃铣刀外形是一个圆盘 在圆周和两个端面上都有切削刃 从而改善了侧面的切削条件 提高了加工质量而这类铣刀有直齿、错齿和镶齿三种结构形式 立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃 端

31、面上的切削刃是副切削刃 刀齿分为直齿和螺旋齿 两类常用语加工沟槽和台阶面以及二维凸轮曲面。 键槽铣刀主要用于加工圆头封闭键槽 在键槽铣刀的圆柱面上和端面上都只有两个刀齿 因 刀齿数少螺旋角小端面齿强度高许多次进给完成键槽加工。 角度铣刀用于铣削角度沟槽和刀具上的容屑槽 分为单角度铣刀、 不对称双角度铣刀和对称 角度铣刀。 3其他类型铣刀常用的有成形铣刀和锯片铣刀 成形铣刀的切削刃形状要按工件法截面形状来设计属于专用刀具可加工不同形状的槽 而锯片铣刀主要用于切断和加工窄缝或窄槽。 4-2 什么是逆铣什么是顺铣?试分析其工艺特点。 在实际的平面铣削的生产中目前多 采用哪种铣削方式为什么 解答逆铣铣

32、刀主运动方向与工件进给运动方向相反逆铣时到刀齿的切削厚度从零增 加到最大值切削力也从零增加到最大值避免了刀齿因冲击而破损的可能。刀齿开始切削 时刀齿后刀面在已加工表面的冷硬层上挤压、滑行产生了严重磨损。因而刀具寿命大大降 低且使工件表面质量也变差此外还存在对工件上抬的的垂向切削分力 cn f它会影 响到工件夹持的稳定性 顺铣铣刀主运动方向与工件进给运动方向相同 顺铣时刀齿切削厚度从最大开始因 而避免了挤压、滑行现象同时垂向铣削力 cn f始终压向工件不会使工件向上抬起 因而顺铣能提高铣刀的使用寿命和加工表面质量。 在实际的平面铣削生产中 目前多采用逆铣方式 因为顺铣的水平分力会使工作台突然向前

33、 窜动因而使工件进给量不均匀甚至可能打刀而逆铣时水平分力与工件进给运动的方向 相反不会产生这个问题。 4-3 为什么顺铣时 如果工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置 将会产生工作台窜动 答 顺洗时渐变的水平分力与工件的进给运动方向相同 而铣床的进给丝杆和螺母间必然有 间隙如果工作台上无消除丝杠螺母机构间隙的装置当水平分力小时工作台由进给丝杆 驱动当水平分力变得足够大时工作台就会突然向前窜动是工件进给不均甚至打刀。 4-4 试分析比较铣平面、刨平面、车平面、拉平面、磨平面的工艺特征和应用范围。 答 1 铣削平面可加工各种不同形状的平面、沟槽、台阶面、各种形状复杂的成形表面以 及用于切断等。铣削为

34、断续切削冲击、振动很大。铣削为多刀多刃切削刀齿易 出现径向跳动和轴向跳动铣削又是半封闭容屑形式铣削过程中对铣床、铣刀 和铣削夹具的刚性要求都较高。 2 刨削平面一般适用于单件小批生产及修理工作中加工平面可加工水平面、垂直面、 直槽、v 形槽、t 形槽和燕尾槽等。而刨削加工时机床和刀具的结构较简单通用 性好但生产率低在批量生产中常被铣削、拉削和磨削取代。 3 车削平面一般用于加工回转体的端面容易保证回转体的端面与其内圆表面、外援 表面的垂直度要求且工艺简单效率较高。中小型零件的端面一般在普通车床上 加工大型零件的平面则可在立式车床上加工。 4 拉削平面主要用于大批大量的生产中加工面积不大而要求较

35、高的零件平面的加工 精度可达到 it9 至 it6。 5 磨削平面是平面精加工的主要方法之一主要用于中、小型零件高精度表面及淬火 钢等硬度较高的材料表面的加工。所用的刀具为砂轮可以分为端面磨削和周边磨 削。 4-5 为什么刨削、铣削只能得到中等精度和表面粗糙度 解答刨削和铣削都是断续切削、刀具切入和切出工件时都会产生很大的冲击引发铣削或 刨削工艺系统的振动因此只能得到中等精度和表面粗糙度。 4-6 插削适合加工什么表面 答插床的实质为立式刨床所加工的面与基面垂直。揷削主要用来加工各种垂直槽 键槽花键槽 特别是盘类零件内孔的键有时也用来加工多边形孔四方孔 六方孔 利用划线也可以用来加工盘形凸轮等

36、特殊型面。 4-7 试述下列零件上平面的加工方案 1 单件小批生产中机座铸铁的底面500mm300mm a r3.2m。 粗铣精铣 2 成批生产中铣床工作台铸铁台面1250mm300mm a r1.6m。 粗拉精拉 3 大批量生产中 发动机连杆 45调质钢 217255hbw 侧面 25mm10mm a r3.2m。 粗铣精铣。 第五章 5-1 试分析比较钻头、扩孔钻和铰刀的结构特点。 答1标准麻花钻由四部分组成柄部用于传递扭矩且便于从钻床主轴上用楔铁将钻头 顶出颈部为柄部和工作部分的连接部分也是磨削钻头时砂轮的退刀槽导向部分有 两条排屑槽通道 它也是切削部分的备用和重磨部分 切削部分 包括了

37、钻头的 “六面五刃” 。 2扩孔钻的齿数较多一般为 3、4 齿结构与麻花钻相似由柄部、颈部、校准部分、切 削部分组成。扩孔钻的工作时导向性好对于孔的形状误差有一定的校正能力而与麻花钻 相比由于切削刃未从外圆延至中心不存在横刃以及由横刃引起的问题其轴向力很小 切削轻快省力钻头不易引偏与钻孔相比加工质量大大提高与刀具存在主偏角 r 。 3铰刀由柄部、颈部和工作部分组成而其中工作部分由引导锥、切削部分和校准部分 刮削、挤压和保证孔径尺寸以及导向作用 。校准部分包括圆柱部分和倒锥。铰刀一般有 6 到 12 刀齿容屑槽较浅钻心直径大铰刀的刚度和导向性比扩孔钻还要好。 5-2 扩孔、铰孔为什么能达到较高较

38、高的精度和较小的表面粗糙度 解答扩孔钻和铰孔钻的工作齿数较多并且没有横刃以及由横刃引起的一系列问题其轴 向力很小切削轻快省力钻头也不易引偏因此加工质量较高此外加工时余量少背吃 刀量小切屑窄排屑容易切削过程平稳因此可以获得较高的精度和表面粗糙度。 5-3 在车床上钻孔和在钻床上钻孔产生的 “引偏” 对所加工的孔有何不同影响在随后 的精加工中哪种比较容易纠正为什么 答在钻床上钻孔产生的“引偏”会造成加工孔的轴线发生歪斜在车床上钻孔产生的“引 偏”将引起工件孔径的变化并且产生锥度而空的轴线仍然是直线且与工件的回转轴线 一致。在接下来的精加工中在车床上钻孔产生的“引偏”容易纠正因为在后续精加工时 大多

39、数都是以孔本身的轴线来进行定位的 若轴线本身精度不高 后续加工的精度也就不高 所以车床上钻孔产生的“引偏”容易纠正。 5-4 镗床上镗孔和车床上镗孔有何不同分别用于什么场合 解在镗床上加工孔通常是镗刀随镗刀杆一起被镗床主轴驱动作旋转的主运动工作台带 动工件纵向进给此外工作台还有横向进给运动主轴箱还有垂直运动用于调整孔系各 个孔的位置。 而在车床上镗孔 加紧在车床卡盘上的工件被主轴带动进行主运动 镗刀杆随车床床鞍一起 沿纵向进给通过对刀架的横向位置的调整来设定背吃刀量。 镗床主要用于加工工件上已经有了铸造孔和加工过的孔。 镗孔常用来加工尺寸较大及精度要 求较高的孔的加工 特别适用于加工分布于不同

40、表面上孔距尺寸精度与位置精度要求十分严 格的孔系。 而车床上镗孔一般是将内孔或内部轮廓尺寸扩大的工序。 5-5 镗孔有哪几种方式各有何特点 解答镗孔有定直径式和浮动式两种。 定直径式能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差。 浮动式1)不能校正孔的位置误差; 2)浮动镗刀是尺寸可调整的定尺寸刀具能有效地保证较高的孔的尺寸精度和 形状精度。 5-6 镗床镗孔与车床镗孔有何不同?个适用于什么场合 答镗床主要用于加工工件上已经有了铸造孔和加工过的孔。镗孔常用来加工尺寸较 大及精度要求较高的孔的加工特别适用于加工分布于不同表面上孔距尺寸精度与位 置精度要求十分严格的孔系。镗孔主要用于批量较小

41、的加工。而车床上镗孔不具有这 些特点。 5-7 拉削速度并不高 但拉削却是一种高生产率的加工方法 原因何在拉孔为什么无需精 确的预加工拉削能否保持孔与外圆的同轴度要求 解由于拉刀的结构特点为后一刀齿在半径方向上的尺寸有所增加即齿升量 f a而 f a被 设计为从大到小的阶梯式递减方式对于粗加工 f a较大而对于半精加工 f a较小加工 时借助刀齿的齿升量一层层地切去工件表面的余量故拉孔也就不需要精确的预加工。在 拉刀一次行程中可以完成粗切、半精切和精切加工以及由校准齿部进行的整形和熨压加 工所以拉削时虽然速度不高但效率和加工精度都可以达到比较高。 但拉削时无法修正位置误差也就无法保持孔与外圆的

42、同轴度要求。 5-8 珩磨加工为什么可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度珩磨头与机床主轴为什么 要做浮动联接珩磨能否提高孔与其他表面之间的位置精度 解答珩磨时油石与孔壁接触面积大参加切削的磨粒多故每一磨粒上的磨削力很小而 珩磨的切削速度较低因而在珩磨过程中 热量少孔表面不易产生烧伤且变质层很薄 因此可以获得较高的精度和较小的表面粗糙度。 珩磨头与机床主轴做浮动联接以便相互找正对准 珩磨不能提供提高孔与其他表面之间的位置精度。 5-9 下列零件上的孔用何种加工方案比较合理 1 单件小批量生产中铸铁齿轮上的孔 20h7ra1.6 m。 钻孔扩孔铰孔 2 大批量生产中铸铁齿轮上的孔 50h7ra0.

43、8 m。 钻孔 扩孔拉孔精拉 3 变速箱体铸铁上的传动轴轴承孔 62j7ra0.8 m。 钻孔 扩孔粗镗半精镗精镗浮动镗刀镗 4 高速钢三面铣刀上的孔 26h6ra0.2 m。 钻孔 扩孔粗镗半精镗精镗珩磨 第六章 6-1 用成形法和展成法加工圆柱齿轮各有何特点 答1成形法加工齿轮是用成形刀具在被加工齿轮的毛坯上切削出齿槽常用的方法包括 用齿轮铣刀铣齿、用齿轮拉刀拉齿、用插齿刀盘插齿、用成形磨轮磨齿等通常用于单件、 小批量生产和修配工作等。 2用展成法加工齿轮是利用齿轮啮合原理将齿轮副中的一个齿轮转化为刀具另一齿轮 转化为工件并强制刀具和工件之间作出有严格传动比的啮合对滚运动同时刀具还作切 削

44、工件的主运动 被加工齿的齿廓表面是在刀具和工件连续对滚过程中 由刀具齿形的运动 轨迹包络出工件齿形最大的优点在于对同一模数和同一齿形角的齿轮只需用一把刀具 就可加工出任意齿数和不同变位系数的齿轮加工精度和生产率一般也比成形法高,用于成 批和大量生产。 6-2 分析滚切直齿圆柱齿轮时机床所需的运动。 解答滚切直齿圆柱齿轮时机床所需的运动有滚刀的旋转主运动、滚刀和工件之间 的展成运动和滚刀沿工件轴线所作的垂直进给运动。 6-3 齿轮滚刀的实质是什么何谓滚刀的基本蜗杆生产标准齿轮滚刀采用哪种基本蜗 杆 答滚刀的实质是齿轮本身的一种演变他具有一般齿轮所具有的特征又具有作为一 般切削刀具所具有的特点。一

45、个齿数不多而螺旋角有很大的斜齿圆柱齿轮它的齿必 然很长甚至可以绕轴线多圈因此外貌就不再像一般的斜齿轮了而变成了一个蜗 杆状的渐开线圆柱齿轮。这种蜗杆称为渐开线蜗杆也就是基本蜗杆。生产标准齿轮 滚刀采用的基本蜗杆均为阿基米德蜗杆作为基本蜗杆。 6-4 试比较滚齿和插齿的特点及适用范围。 答与插齿相比滚齿加工特点是 1滚齿加工过程是连续的不像插齿和刨齿存在空程故其生产率比插齿加工要高。 2滚齿加工操作和调整十分简便可加工直齿轮也可加工各种斜齿轮而插齿加 工方法加工直齿齿轮和斜齿轮时需要分别用直齿插齿刀和斜齿插齿刀。因此滚齿比 插齿具有更好的通用性。 3滚齿加工容易保证被加工齿轮有较精确的齿距特别适

46、于加工要求周节累计误差 小的各种齿轮。 而与滚齿相比插齿的特点 4插齿加工是通过产形齿轮与被切齿轮作无间隙啮合运动来进行展成切齿的。 5插齿的齿面粗糙度较滚齿加工的齿面更小。 6插齿适用于加工带台肩的齿轮及阶梯齿轮的加工而滚齿一般不能。 6-5 滚刀铲背的作用是什么 解答 1形成后角 2方便砂轮磨削滚刀 6-6 画出滚切斜齿圆柱齿轮时滚齿机的传动原理图 写出个传动链的名称及计算位移说明 个传动链换置机构的作用。 解滚齿机的传动原理图如下 1)主运动传动链 28 20 28 28 28 28 28 28 42 21 165 115 1430 b a un 刀 2)展成运动传动链 72 1 56

47、42 28 28 28 28 28 28 20 8011 d c b a f e u kz 合 工 3)轴向进给运动传动链 3 25 2 69 23 39 39 25 2 1 72 1 1 1 u b a f 4)附加运动传动链差动传动链 72 1 72 36 25 2 2 25 3 1 2 2 2 2 d c b a f e d c b al 合 5刀架快速移动的传动路线 3 25 2 26 13 1410s 6-7 参照 y3150e 型滚齿机传动系统图写出其传动路线。 解参考书 p.173 的传动路线图。 6-8 合成机构的作用是什么其传动比如何计算 解答合成机构的作用滚切斜齿圆柱齿轮时

48、把滚刀和工件之间的展成运动和差动传动链 的附加运动合成于工件 。 1 当壳体不转动时两中心轮之间的传动比为 1 a b n n 即中心轮 a 和 b 的转速相同转向相反。 2 任一中心轮不转则壳体与中心轮之间的转速有如下关系 1 2 h bh bh n nn nn 如壳体 h 为主动 则中心轮 b 的转速为壳体 h 的 2 倍。 此时 “通过合成机构的传动比u=2 如壳体 h 为被动则壳体 h 的转速为中心轮的一半即传动比为 1/2. 6-9 分析插直齿轮时所需的运动何谓产形齿轮? 答产形齿轮是在插齿刀的往复运动下插齿刀切削刃运动轨迹所形成的齿轮插直齿 时所需的运动有 主运动插齿刀的主运动是插

49、齿刀的快速上下往复运动 展成运动工件与产形齿轮按一定速比对滚运动 此外还需要刀具的径向切入运动和插齿刀空行程时工件的让刀运动。 6-10 为什么插齿加工的齿形精度较高 解答滚齿加工时被切齿轮轮齿的包络刃数受到滚刀圆周齿数的限制而插齿加工时被 切齿轮的齿形是由被切齿轮与插齿刀之间的精确的展成运动所保证的 此外 增加包络刃数 使齿轮齿形获得高的精度可以通过改变切削变量来实现。 6-11 螺纹加工有哪几种方法各有什么特点 解答 1、 螺纹的车削加工 特点: 1)加工精度可达 6 级 表面粗糙度可达ra 1.6 0.8 m2)生产率低劳动强度大对工人的技术要求高。 2、用盘铣刀铣螺纹 特点1)加工精度

50、可达 7 级螺纹的表面粗糙度可达 ra 1.6m;2)生产率较高劳动强度不太大常用于成批生产中这种加工方法对直径较小 的螺纹和内螺纹不适宜。 3、旋风铣削螺纹 特点1切削速度高、走刀次数少一般只需一次走刀 2加工生产率高较片铣刀铣削高 3 倍8 倍 3适用范围广三角形、矩形、梯形等 4旋风铣所用的刀具为普通硬质合金切刀成本低易换易磨。 5加工精度可达76级螺纹表面粗糙度可达ra1.6m。 6适于加工大、中直径且螺距较大的外螺纹以及大直径的内螺纹工件硬度不大于 30 hrc。 4、攻内螺纹 特点1)加工精度可达 6 级或 7 级粗糙度可达ra1.6m。 2)攻丝适用于直径 m16 以下的、螺距不

51、大于 2mm 的内螺纹 3)工件的硬度不宜大于 30 hrc 4)适用性广。 5、套切外螺纹 特点1)适用于加工直径 m16 及螺距 2mm 以下的外螺纹 2)工件的硬度不宜大于 30hrc 3)螺纹加工精度76级,表面粗糙度ra1.6m。 4)生产率较高劳动强度较低 对工人的技术要求高。 6、搓螺纹和滚螺纹 特点1)螺纹加工精度可达63级表面粗糙度可达 ra 0.8 0.2m2)机械强度高、材料利用率高、加工过程自动化程度高。 7、螺纹磨削 特点1)螺纹加工精度可达43级表面粗糙度可达 ra 0.8 0.2m 2)生产率较低成本较高。 8、研磨螺纹 特点1)经过研磨后螺纹精度可比原有精度提高

52、 1 级达 54 级表 面粗糙度可细化至原有值的一半或四分之一达到ra 0. 2 0.1m。 2)螺纹研磨的生产率很低手工研磨的劳动强度相当大。 第七章 7-1 定位、夹紧的定义是什么定位与夹紧有何区别 答定位是使工件在机床上或夹具中占据一个正确位置的过程。而夹紧是对工件施加一定 的外力使工件在加工过程中保持定位后的正确位置且不发生变动的过程。 定位是确保工件的加工的正确位置保证工件有好的定位方案和定位精度定位后不能直 接加工。而夹紧是保证工件的定位位置不变定位在前夹紧在后。保证加工精度和安全 生产。 7-2 机床夹具由哪几个部分组成各部分的作用是什么 解机床夹具由定位元件、夹紧装置、对刀及导

53、向装置、夹具体和其他装置或元件。 作用(1) 定位元件 定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置。 2 夹紧装置 夹紧装置的作用是将工件夹紧夹牢保证工件在加工过程中位置不变。 3 对刀及导向装置 对刀及导向装置的作用是迅速确定刀具与工件间的相对位置 防止 加工过程中刀具的偏斜。 4 夹具体 夹具体是机床夹具的基础件通过它将夹具的所有部分连接成一个整体。 5 其他装置或元件 按照工序的加工要求 有些夹具上还设置有如用作分度的分度元件、 动力装置的操纵系统、自动上下料装置、夹具与机床的连接元件等其他装置或元件。 7-3 什么叫六点定位原理什么叫完全定位 答在机械加工中用六个适当分布的定位支承点来

54、分别限制工件的六个自由度,从而使 工件在夹具中有唯一确定的正确位置称为“六点定位原理” 。 在工件实际装夹中六个自由度被六个支承点完全限制的定位方式即为完全定位。 7-4 什么叫欠定位为什么不能采用欠定位试举例说明。 答欠定位是由于工艺设计或者夹具设计上的疏忽以至造成对必须加以限制的自由度而 没有得到限制的不良结果欠定位不能保证工件的加工精度所以欠定位是在任何情况 下都不被允许的。例如书上 p195 的图 7-13 中若去除挡销则工件绕着 z 轴转动的自 由度没有被限制就无法满足加工要求。 7-5 辅助支承的作用是什么辅助支承统与可调支承在功能和结构上的区别是什么(课件有 详细说明) 解辅助支

55、承在夹具中仅起支承作用用于增加工件的支承刚性和稳定性以防止在切削 时因切削力的作用而使工件发生变形影响加工精度。 区别 功能可调支承的可调性完全是为了弥补粗基准面的制造误差而设计的,常用语毛坯表 面的定位。而辅助支承在夹具中仅起支承作用不起定位作用亦即不限制工件的自由 度。 结构 7-6 试分析图 7-120 中的定位元件所限制的自由度并判断有无过定位对不合理的地方提出 改进意见。 解: a 图中 z 轴方向的两个 v 形块限定的自由度为绕 x 轴的转动沿 x 方向的移动绕 y 轴的转动沿 y 方向的移动x 轴方向的 v 形块限定的自由度为沿 z 方向的移动绕 z 轴的转动。无过定位是完全定位

56、。 b 图中 x 平面限定沿 z 方向的移动绕 x 轴转动绕 y 轴转动三个自由度左边的 v 形块 限定沿 x 方向的移动沿 y 方向的转动。为不完全定位无过定位。 c 图 x 平面限定沿 z 方向的移动绕 x 轴转动绕 y 轴转动三个自由度左边短圆柱销限 定沿 x 方向的移动沿 y 方向的移动两个自由度。右边的 v 形块限定了绕 z 轴的转动和沿 x 方向的移动两个自由度。有过定位可以吧右边的 v 形块换成削边销只限定绕 z 轴的 转动。 7-7 试分析图 7-121 所示加工零件必须限制的自由度选择定位基准和定位元件并在途中示 意画出。图 7-121a 所示在小轴上铣槽要求保证尺寸 h 和

57、 l图 7-121b 所示在支座零件 上加工两孔保证尺寸 a 和 h。 答a中用两个短 v 型块确定四个自由度x,x,z,z再在零件右端加一支承钉 限制一个自由度y不完全定位。 b在零件底面加两个支承板限制x,y,z三个自由度大孔处加一个削边销限制 1 个自 由度x最后在外圆弧处加一短 v 型块限制两个自由度y,z完全定位。 7-8 如图 7-122 所示齿轮坯的内孔和外圆均已加工合格其 错误未找到引用源。 错误未找到引用源。现在插床上用调整法加 工内键槽要求保证尺寸错误未找到引用源。忽略内孔与外圆同 轴度公差试计算该定位方案能否满足加工要求若不能满足应如何改进 解由于工序定位基准不重合将产生

58、基准不重合误差 错误未找到引用源。 基准位移误差 错误未找到引用源。 错误未找到引用源。 因为 错误未找到引用源。 因此该定位方案不能满足加工要求。 改进措施: 提高齿轮坯外圆的制造精度增大 v 形块的夹角、或者把键槽转成水平方向 等都可以减小定位误差。 7-9 工件装夹如图 7-123 所示。现欲在(600.01)mm的圆柱工件上铣一平面保证尺寸 (250.025)hmm。已知90的 v 型块所确定的标准工件60mm的中心距 安装面为(450.003)mm塞尺厚度(30.002)smm。试求当保证对刀 误差为 h 公差0.05mm的三分之一时夹具上安装对刀块的高度 h 为多少工件的定位 误差为多少 解 1对刀基本尺寸为254570mm 且上下偏差分别为 0.051 0.0083 32 mm 则 夹具上对刀块高度