09機械制造技術基礎(答案)4

1、四、 問答題（5 分/每小題，共 30分）1. 試述影響刀具耐用度主要因素，并說明其影響規(guī)律。（1）刀具耐用度的概念 刀具耐用度 T 定義為： 一把新刃磨的刀具從開始切削至達到磨損限度所經(jīng) 過的總的切削時間，以 T 表示，單位為分鐘。（2）切削用量切削速度Vc、背吃刀量（切削深度）ap、進給量增大，使切削溫度提高, 刀具耐用度T下降。Vc影響最大、 進給量f其次，ap影響最小。（ 3 ）工件材料 硬度或強度提高，使切削溫度提高，刀具磨損加大，刀具耐用度T 下降。 工件材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，切削溫度越高，刀具耐用 度T下降。（ 4）刀具幾何角度 前角對刀具耐用度的影響呈“駝峰形”。主偏

2、角Kr減小時，使切削寬度bD增大，散熱條件改善，故切削溫 度下降，刀具耐用度T提高。（ 5）刀具材料刀具材料的高溫硬度越高、越耐磨，刀具耐用度T越高。 加工材料的延伸率越大或?qū)嵯禂?shù)越小，均能使切削溫度升高因而使刀 具耐用度 T 降低。2. 試述切削用量對切削效率、加工質(zhì)量的影響，如何合理選擇切削用量？ 切削用量不僅是在機床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)， 而且其數(shù)值合理與否對 加工質(zhì)量、 加工效率、 生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。 所謂“合理的”切削用 量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩） ，在保證質(zhì)量的前 提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。（ 1）切削加工生產(chǎn)率在切

3、削加工中，金屬切除率與切削用量三要素 ap、 f、 v 均保持 線性關系， 即其中任一參數(shù)增大一倍， 都可使生產(chǎn)率提高一倍。 然而由于刀具壽 命的制約， 當任一參數(shù)增大時， 其它二參數(shù)必須減小。 因此，在制訂切削用量時， 三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。一般情況下盡量優(yōu)先增大 ap ，以求一次進刀全部切除加工余量。（ 2）機床功率背吃刀量ap和切削速度Vc增大時，均使對切削功率成正比增加。進 給量 f 對切削功率影響較小。所以，粗加工時，應盡量增大進給量。（ 3）刀具壽命（刀具的耐用度 T）切削用量三要素對刀具壽命影響的大小， 按順序為Vc、f、ap0因此, 從保證合理的刀具壽命

4、出發(fā)， 在確定切削用量時， 首先應采用盡可能大的背吃刀 量ap；然后再選用大的進給量f;最后求出切削速度Vc。（ 4）加工表面粗糙度精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時 抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。在較理想的情況下，提高切削速度Vc，能降低表面 粗糙度值；背吃刀量ap對表面粗糙度的影響較小。綜上所述，合理選擇切削用量，應該首先選擇一個盡量大的背吃刀量 ap， 其次選擇一個大的進給量f。最后根據(jù)已確定的ap和f,并在刀具耐用度和機床 功率允許條件下選揮一個合理的切削速度 乂。3. 什么是逆銑和順銑？順銑有何特點？順銑：切削力F的水平分力，F(xiàn)x的方向與進給方向的f相同。逆銑

5、：切削力F的水平分力，F(xiàn)x的方向與進給方向的f相反。(1) 順銑時，每個刀的切削厚度都是由小到大逐漸變化的。 當?shù)洱X剛與工作 接觸時，切削厚度為零，只有當?shù)洱X在前一刀齒留下的切削表面上滑過一段距離， 切削厚度達到一定數(shù)值后，刀齒才真正開始切削。(2) 順銑時，由于水平銑削力的方向與工作進給運動方向一致，當?shù)洱X對工件的作用力較大時，由于工作臺絲桿與螺母間間隙在存在， 工作臺會產(chǎn)生 竄動，這樣不僅破壞了切削過程的平穩(wěn)性， 影響工件的加工質(zhì)量，而且嚴重時會 損壞刀具。(3) 順銑時，刀齒每次都是由工件表面開始切削， 所以不宜用來加工有硬皮 的工件。(4) 順銑時的平均切削厚度大，切削變形較小，與逆削

6、相比較功率消耗要少。 4 試述制定機械加工工藝規(guī)程的步驟。(1) 確定生產(chǎn)類型；(2) 零件工藝分析；(3) 確定毛坯制造方式；(4) 選擇定位基準、擬定工藝路線；(5) 確定各工序的設備和工藝裝備；(6) 確定加工余量、工序尺寸；(7) 確定切削用量及時間定額；(8) 填寫工藝文件。5.試述減小零件表面粗糙度值的工藝措施。(1) 減少殘留面積高度減小主偏角、副偏角和進給量及增大刀尖圓弧半徑，減小殘留面積高度;(2) 避免積屑瘤、刺痕的產(chǎn)生可用改變切削速度的方法，來抑制積屑瘤的產(chǎn)生。如果用高速鋼車刀， 應降低切削速度；用硬質(zhì)合金車刀時，應提高切削速度，增大車刀前角能有效地 抑制積屑瘤的產(chǎn)生。(

7、3) 防止和消除振紋車削時，由于工藝系統(tǒng)的振動，而使工件表面出現(xiàn)周期性的橫向或縱向 的振紋。調(diào)整主軸間隙、提高軸承精度；合理選擇刀具參數(shù)，經(jīng)常保持切削刃光 潔、鋒利。增加工件的安裝剛性；(4) 合理選擇運用切削用量在工件材料、刀具幾何參數(shù)、車床等切削條件一定的情況下，選擇切削 用量對表面粗糙度有很大的影響。盡可能提高生產(chǎn)效率和保證必要的刀具壽命。 首先選擇盡可能大的切削深度，然后再選取合適的進給量，最后在保證刀具經(jīng)濟 耐用度的條件下，盡可能選取較大的切削速度；(5) 合理選用切削液，保證充分冷卻潤滑采用合適的切削液是消除積屑瘤、鱗刺和減小表面粗糙度值的有效方法。6 何為工藝系統(tǒng)的彈性變形？在車

8、床上加工細長軸時，有哪些措施可以提高工 件的剛度？工藝系統(tǒng)的彈性變形：由機床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一 個彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作 用，會產(chǎn)生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準確位置，產(chǎn)生加工誤差；在細長軸加工過程中，為提高其加工精度，要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件，采 取不同的措施，以提高細長軸的加工精度。(1)選擇合適的裝夾方法在車床上車削細長軸采用的兩種傳統(tǒng)裝夾方式，采用雙頂尖裝夾，工件定位準確，容易保證同軸度。但用該方法裝夾細長軸，其剛性較差，細長軸彎曲 變形較大； 加工細長軸通常采用一夾一頂?shù)难b夾方式。但是在該裝夾方式中， 如果頂尖頂

9、得太緊，除了可能將細長軸頂彎外，還能阻礙車削時細長軸的受熱伸 長，導致細長軸受到軸向擠壓而產(chǎn)生彎曲變形。因此采用一夾一頂裝夾方式時， 頂尖應采用彈性活頂尖，使細長軸受熱后可以自由伸長，。(2) 直接減少細長軸受力變形采用跟刀架和中心架 采用軸向拉夾法車削細長軸 采用反向切削法車削細長軸 采用磁力切削法車削細長軸少細長軸加工時的彎曲變形，提高細長軸加工精度。(3) 合理地控制切削用量切削用量選擇的是否合理，對切削過程中產(chǎn)生的切削力的大小、切削熱的多 少是不同的。因此對車削細長軸時引起的變形也是不同的。(4) 選擇合理的刀具角度為了減小車削細長軸產(chǎn)生的彎曲變形，要求車削時產(chǎn)生的切削力越小越好， 而

10、在刀具的幾何角度中，前角、主偏角和刃傾角對切削力的影響最大。1）建立裝配尺寸鏈 （圖 6-4 ）2）確定各組成環(huán)的公差： 按等公差法計算，各組成環(huán)公差為：T1 = T2 = T3 = T4 = T5 = （0.35-0.1） / 5 = 0.05考慮加工難易程度，進行適當調(diào)整（ A4 公差不變），得到：T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.023）確定各組成環(huán)的偏差：取 A5為協(xié)調(diào)環(huán)。A4為標準尺寸，公差帶位置確定：除協(xié)調(diào)環(huán)以外各組成環(huán)公差按入體標注：A343 00.10, A25 00.2 , A130 00.06A55 00.112計算協(xié)調(diào)環(huán)偏差：由式（ 5-23），得到： EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1 最后可確定： 采用概率算法計算裝配尺寸鏈 封閉環(huán)公差分配原則同完全互換法1）建立裝配尺寸鏈 （圖 6-4 ）2）確定各組成環(huán)的公差： 按等公 差法計算，各組成環(huán)公差為：T1 = T2 = T3 = T4 = T5 =（ 0.35-0.1）/ 5 = 0.05考慮加工難易程度， 進行適當調(diào)整（A4公差不變），得到:Ti = T2 = T3 = T4 = T5 =- A1笛/乞A3圖6-4 齒輪與