機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課后答案——第二章

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(作業(yè)擬定答案)2-2 切削過程的三個(gè)變形區(qū)各有何特點(diǎn)？它們之間有什么關(guān)聯(lián)？答：三個(gè)變形區(qū)的特點(diǎn)：第一變形區(qū)為塑性變形區(qū)，或稱基本變形區(qū)，其變形量最大，常用它來說明切削過程的變形情況；第二變形區(qū)為摩擦變形區(qū)，切屑形成后與前面之間存在壓力，所以沿前面流出時(shí)必然有很大摩擦，因而使切屑底層又產(chǎn)生一次塑性變形；第三變形區(qū)發(fā)生在工件已加工表面與后面接觸的區(qū)域，已加工表面受到切削刃鈍圓部分與后刀面的擠壓和摩擦產(chǎn)生變形。關(guān)聯(lián)：這三個(gè)變形區(qū)匯集在切削刃附近，應(yīng)力集中且復(fù)雜；它們實(shí)質(zhì)上都是因?yàn)閿D壓和摩擦產(chǎn)生變形，第一變形區(qū)主要由擠壓沿剪切線產(chǎn)生剪切變形，第二變形區(qū)主要由擠壓和摩擦產(chǎn)生切屑的變形，

2、第三變形區(qū)主要由擠壓和摩擦產(chǎn)生加工表面變形。2-3 分析積屑瘤產(chǎn)生的原因及其對(duì)加工的影響，生產(chǎn)中最有效的控制積屑瘤的手段是什么？答：積屑瘤產(chǎn)生的原因：在切削速度不高又能形成連續(xù)切削的情況下，加工塑性材料時(shí)，刀面和切屑表面由于擠壓和摩擦使得接觸表面成為新鮮表面，少量切屑金屬粘結(jié)在前刀面上，產(chǎn)生了冷焊，并形成加工硬化和瘤核。瘤核逐漸長(zhǎng)大形成積屑瘤。對(duì)加工的影響：積屑瘤粘結(jié)在前刀面上，減少了刀具的磨損；積屑瘤使刀具的實(shí)際工作角度增大，有利于減小切削力；積屑瘤伸出刀刃之外，使得切削厚度增加，降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。生產(chǎn)中控制積屑瘤的手段：在粗加工中，可以采用中低速切削加以利用，

3、保護(hù)刀具。在精加工中應(yīng)避免采用中低速從而控制積屑瘤的產(chǎn)生，同時(shí)還可以增大刀具前角，降低切削力，或采用好的切削液。2-7 車削時(shí)切削合力為什么常分解為三個(gè)互相垂直的分力來分析？試說明這三個(gè)分力的作用？答：分解成三個(gè)互相垂直力的原因：切削合力的方向在空間中是不固定的，與切削運(yùn)動(dòng)中的三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向均不重合，而切削力又是設(shè)計(jì)和性能分析的一個(gè)重要參數(shù)。為了便于分析和實(shí)際應(yīng)用，將切削力沿車削時(shí)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向分解成三個(gè)力。三個(gè)切削運(yùn)動(dòng)分別為：主運(yùn)動(dòng)(切削速度)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(進(jìn)給量)、切深運(yùn)動(dòng)(背吃刀量)。三個(gè)運(yùn)動(dòng)的方向在車削時(shí)是互相垂直的，所以車削時(shí)將切削力分解成沿三個(gè)運(yùn)動(dòng)方向、互相垂直的力。三個(gè)分力的作用：切

4、削力或切向力。它是計(jì)算車刀強(qiáng)度、設(shè)計(jì)機(jī)床主軸系統(tǒng)、確定機(jī)床功率所必須的。：進(jìn)給力、軸向力。它是設(shè)計(jì)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，計(jì)算車刀進(jìn)給功率所必須的。：切深抗力或背向力。它是計(jì)算工件撓度、機(jī)床零件和車刀強(qiáng)度的依據(jù)。工件在切削過程中產(chǎn)生的主動(dòng)往往與有關(guān)。2-9切削熱是如何產(chǎn)生和傳出的？?jī)H從切削熱產(chǎn)生的多少能否說明切削區(qū)溫度的高低？答：被切削的金屬在刀具的作用下，發(fā)生彈性和塑性變形而耗功，這是切削熱的一個(gè)重要來源。此外，切屑與前面、工件與后面之間的摩擦也要耗功，也產(chǎn)生大量的熱量。所以，切削熱的來源就是切屑變形功和前后面的摩擦功。切削區(qū)域的熱量被切屑、工件、刀具和周圍介質(zhì)傳出。不能僅從切削熱產(chǎn)生的多少來說明切削區(qū)溫

5、度的高低。切削溫度收到多方面的影響：切削用量、刀具幾何參數(shù)、工件材料、刀具磨損和切削液。如材料的導(dǎo)熱性很好，但是強(qiáng)度硬度高，其切削熱變多，但是由于導(dǎo)熱性好所以切削溫度有所降低。因此不能從切削熱產(chǎn)生的多少來衡量切削溫度。2-11 背吃刀量和進(jìn)給量對(duì)切削力和切削溫度的影響是否一樣？為什么？如何運(yùn)用這一規(guī)律指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐？答：根據(jù)切削力的經(jīng)驗(yàn)公式，的系數(shù)大于的系數(shù)，因而背吃刀量對(duì)切削力的影響大于進(jìn)給量；根據(jù)切削溫度的經(jīng)驗(yàn)公式，的系數(shù)大于的系數(shù)，因而進(jìn)給量對(duì)切削溫度的影響大于背吃刀量。指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐：生產(chǎn)實(shí)踐中常用刀具壽命、生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量作為考慮因素。由于切削溫度增加，刀具壽命降低，并且背吃刀量對(duì)刀具

6、壽命的影響比進(jìn)給量小，這一點(diǎn)跟刀具壽命經(jīng)驗(yàn)公式吻合。而刀具壽命降低對(duì)產(chǎn)品加工質(zhì)量也有很大影響，因此在刀具壽命和加工質(zhì)量這兩方面，增大背吃刀量有優(yōu)勢(shì)。而在切削力方面，背吃刀量的影響比進(jìn)給量大，對(duì)所需機(jī)床的功率有所影響。提高生產(chǎn)率要通過提高切削速度來實(shí)現(xiàn)。綜合考慮，在實(shí)際加工過程中，一般先考慮盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進(jìn)給量。2-12 增大前角可以使切削溫度降低的原因是什么？是不是前角越大切削溫度越低？答：前角加大，變形和摩擦減小，因而切削熱少。但前角不能過大，否則刀頭部分散熱體積減小，不利于切削溫度的降低。2-15 什么是刀具壽命？刀具壽命和磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有什么關(guān)系？磨鈍標(biāo)準(zhǔn)確定后，刀具壽命

7、是否就確定了？為什么？答：一把新刀從開始使用直至達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)所經(jīng)歷的實(shí)際切削時(shí)間，成為刀具壽命。確定了磨頓標(biāo)準(zhǔn)后可以定義刀具壽命。但不能僅靠磨頓標(biāo)準(zhǔn)來確定刀具壽命。因?yàn)榈毒邏勖艿焦ぜ⒌毒卟牧?、刀具幾何形狀和切削參?shù)的影響。2-18 選擇切削用量的原則是什么？從刀具壽命出發(fā)時(shí)，按什么順序選擇切削用量？從機(jī)床動(dòng)力出發(fā)時(shí)，按什么順序選擇切削用量？為什么？答：綜合切削用量三要素對(duì)刀具壽命、生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的影響，選擇切削用量的順序應(yīng)為：首先選盡可能大的背吃刀量，其次選盡可能大的進(jìn)給量，最后選盡可能大的切削速度。從刀具壽命出發(fā)，切削速度對(duì)刀具壽命影響最大，進(jìn)給量次之，背吃刀量最小。因此應(yīng)選擇較大的背

8、吃刀量和進(jìn)給量，選擇較小的切削速度。從機(jī)床動(dòng)力出發(fā)，應(yīng)保證有足夠的切削力，因此較大的切削速度同時(shí)選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量。2-21 提高切削用量可采取哪些措施？答：1. 采用新型刀具材料； 2.改善工件材料加工性；3.改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)；4.改善冷卻潤(rùn)滑條件。2-22 在CA6140車床上粗車、半精車一套筒的外圓，材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，抗拉強(qiáng)度，硬度為，毛坯尺寸，車削后的尺寸為，表面粗糙度值均為。試選擇刀具類型、材料、結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)及切削用量。答：本題選擇直頭外圓車刀，刀片材料為硬質(zhì)合金，結(jié)構(gòu)為焊接刀具。刀桿尺寸為。幾何參數(shù)，；因表面粗糙度要求，故分粗車和半精車兩道工序。1、粗車工步(1)確定背吃

9、刀量：?jiǎn)芜吋庸び嗔繛椋周嚾?，半精車取?2)確定進(jìn)給量：根據(jù)工件材料、刀桿截面尺寸、工件直徑和背吃刀量，從表中查出。按機(jī)床說明書中實(shí)有的進(jìn)給量，取(3)確定切削速度：切削速度可通過計(jì)算，也可查表，本題查表取主軸轉(zhuǎn)速按機(jī)床書說明書取，實(shí)際切削速度為2、半精工步(1)確定背吃刀量：。(2)確定進(jìn)給量：根據(jù)表面粗糙度和刃口圓角半徑，并預(yù)估切削速度，從表中查出。按機(jī)床說明書中實(shí)有的進(jìn)給量，取。(3)根據(jù)與，查表取。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速按說明書取，實(shí)際切削速度為2-23 刀具材料應(yīng)具備那些性能？常用的刀具材料有哪些？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：刀具材料應(yīng)滿足以下基本要求：1. 高的硬度；2. 高的耐磨性；3. 高的耐熱性；4. 足夠的強(qiáng)度和韌性5. 良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能。常用的刀具材料：1. 碳素工具鋼和合金工具鋼：碳素工具鋼淬火后有較高的硬度，價(jià)格低廉，但耐熱性較差，淬火時(shí)容易產(chǎn)生變形和裂紋。合金工具鋼與其相比熱處理變形有所減少，耐熱性也有所提高。但兩者的耐熱性都比較差。2. 高速鋼：與前者相比，具有較高