課程綜合試驗與設計答案匯編

1、學習 好資料江南大學現(xiàn)代遠程教育 考試大作業(yè)考試科目 : 課程綜合實驗（?？疲┮弧⒌毒?、切削力實驗簡答題1、刀具幾何角度的參考系有哪些？ 答：刀具幾何角度的參考系分為靜止參考系和工作參考系兩類，有正交平面參考系，法平面參考系， 假定工作平面參考系。為了保證切削加工的順利進行，獲得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必須具有合理的幾何形狀。 刀具角度 是用來確定刀具切削部分幾何形狀的重要參數(shù)。 為了描述刀具幾何角度的大小及其空間的相對位置，可以利用正投影原理，采用多面投影的方法來 表示。用來確定 刀具角度 的投影體系，稱為 刀具角度 參考系，參考系中的投影面稱為刀具角度參考 平面。用來確定刀具角度

2、的參考系有兩類：一類為刀具角度靜止參考系，它是刀具設計時標注、刃磨和測 量的基準，用此定義的刀具角度稱為刀具標注角度；另一類為刀具角度工作參考系，它是確定刀具 切削工作時角度的基準，用此定義的刀具角度稱為刀具的工作角度。1） 刀具角度參考平面：用于構(gòu)成刀具角度的參考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平 面、假定工作平面和背平面。基面 Pr ：過切削刃選定點，垂直于主運動方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的 安裝面（或軸線）的平面。例如：普通車刀的基面 Pr ，可理解為平行于刀具的底面； 切削平面 Ps：過切削刃選定點，與切削刃相切，并垂直于基面Pr 的平面。它也是切削刃與切削速度

3、 方向構(gòu)成的平面；正交平面 Po：過切削刃選定點，同時垂直于基面Pr 與切削平面 Ps 的平面；法平面 Pn：過切削刃選定點，并垂直于切削刃的平面；假定工作平面 Pf ：過切削刃選定點，平行于假定進給運動方向，并垂直于基面 Pr 的平面； 背平面 Pp：過切削刃選定點，同時垂直于假定工作平面Pf 與基面 Pr 的平面。2） 刀具角度參考系 : 刀具標注角度的參考系主要有三種： 即正交平面參考系、 法平面參考系和假定 工作平面參考系。即正交平面參考系：由基面 Pr、切削平面 Ps和正平面 Po 構(gòu)成的空間三面投影體系稱為正交 平面參考系。由于該參考系中三個投影面均相互垂直，符合空間三維平面直角坐

4、標系的條件，更多精品文檔學習 好資料所以，該參考系是刀具標注角度最常用的參考系。法平面參考系：由基面 Pr 、切削平面 Ps 和法平面 Pn構(gòu)成的空間三面投影體系稱為法平面參 考系。假定工作平面參考系：由基面 Pr、假定工作平面 Pf 和背平面 Pp 構(gòu)成的空間三面投影體系稱 為假定工作平面參考系。2、金屬切削加工有哪幾種切削運動？答：在切削加工中刀具與工件的相對運動，稱為切削運動。按其功用分為主運動和進給運動。（一）主運動 由機床或人力提供的主要運動，它促使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使刀具前刀面接近 工件，從工件上直接切除金屬，它具有切削速度最高，消耗功率最大的特點。如車削時工件的旋轉(zhuǎn)

5、 運動，刨削時工件或刀具的往復運動，銑削時銑刀的旋轉(zhuǎn)運動等。在切削中必須有一個主運動、且 只能有一個主運動。（二）進給運動 由機床或人力提供的運動，它使刀具和工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，使主運動能夠繼續(xù)切除 工件上多余金屬，以便形成所需幾何特性的已加工表面。進給運動可以是連續(xù)的，如車削外圓時車 刀平行于工件軸線的縱向運動；已可以是步進的，如刨削時工件或刀具的橫向移動等。在切削中可 以有一個或多個進給運動，也可以不存在進給運動。由主運動和進給運動合成的運動，稱為合成切削運動。刀具切削刃上選定點相對工件的瞬時合 成運動方向稱為該點的合成切削運動方向，其速度稱為合成切削速度 v e 。3、車刀的前角

6、和后角是這樣形成的，規(guī)定在哪個平面測量，車刀切削刃上各點的前角 和后角是否相同，為什么？答: 不相同副前角 : 車刀副切削刃一般不是直線，但可以以車刀上平面與水平面的夾角來確定副前角； 副后角 : 車刀副切削刃所在的刀體縱面與垂直平面的夾角我們稱之為副后角。 其主要作用是控制切屑 流向及確定刀頭強度；車刀的前角是車刀前面與基面的夾角，其主要作用是使車刀刃口鋒利，減少 切削 變形，使切削省力，切屑易排出。4、切削力的來源？影響切削力的主要因素是什么？更多精品文檔學習 好資料 答：來源：(1) 切削變形所產(chǎn)生的熱量(2) 切屑與刀具前面之間的摩擦產(chǎn)生的熱量(3) 工件與刀具前面之間的摩擦產(chǎn)生的熱量

7、 影響切削力的因素是：(1) 工件材料的影響。(2) 切削用量的影響。(3) 刀具的影響。(4) 切削液的影響。二、熱處理及金相實驗簡答題1. 熱處理工藝中淬火溫度是如何確定的？ 答：淬火溫度又叫淬火加熱溫度，是指對將進行淬火處理的工件進行加熱所達到的最高溫度，也是 其進行冷卻處理時的初始溫度， 其在臨界溫度以上。 通常亞共析鋼的淬火溫度為 Ac3以上 3050 度； 共析鋼或過共析鋼的淬火溫度為 Ac1 以上 3050 度。之所以這樣確定，因為對亞共析鋼來說，若加熱溫度低于Ac3，則加熱狀態(tài)為奧氏體與鐵素體二相組成，淬火冷卻后鐵素體保存下來，使得零件淬火后硬度不均勻，強度和硬度降低。比 Ac

8、3 點高 30 50的目的是為了使工件心部在規(guī)定加熱時間內(nèi)保證達到Ac3 點以上的溫度，鐵素體能完全溶解于奧氏體中，奧氏體成分比較均勻，而奧氏體晶粒又不致于粗大。對過共析鋼來說，淬火加熱溫度 在 Ac1 Ac3 之間時， 加熱狀態(tài)為細小奧氏體晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布的球狀碳物。這種組織不僅有高的強度和硬度、高的耐磨性，而且也有較好的韌性。如果淬火加 熱溫度過高，碳化物溶解，奧氏體晶粒長大，淬火后得到片狀馬氏體(孿晶馬氐體 ) ，其顯微裂紋增加，脆性增大，淬火開裂傾向也增大。由于碳化物的溶解，奧氏體中含碳量增加，淬火后殘余奧氏 體量增多，鋼的硬度和耐磨性降低。高于Ac1

9、 點 3050的目的和亞共析鋼類似，是為了保證工件內(nèi)各部分溫度均高于 Ac1。 需要注意的是：確定淬火加熱溫度時，尚應考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介 質(zhì)和冷卻方式等因素。 在工件尺寸大、加熱速度快的情況下，淬火溫度可選得高一些。因為工件大，傳熱慢，容易加熱不 足，使淬火后得不到全部馬氏體或淬硬層減薄。加熱速度快，工件溫差大，也容易出現(xiàn)加熱不足。另外， 加熱速度快， 起始晶粒細，也允許采用較高加熱溫度。 在這種情況下，淬火溫度可取 Ac3+(50 80) ，對細晶粒鋼有時取 Ac3+100。對于形狀較復雜，容易變形開裂的工件，加熱速度較慢，更多精品文檔學習 好資料淬火溫度取下限

10、。 考慮原始組織時，如先共析鐵素體比較大，或珠光體片間距較大，為了加速奧氏體均勻化過程，淬 火溫度取得高一些。對過共析鋼為了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均勻化，也應采取較 高的淬火溫度。例如高速鋼的 Ac1 點為 820840，淬火加熱溫度高達 1280。 考慮選用淬火介質(zhì)和冷卻方式時，在選用冷卻速度較低的淬火介質(zhì)和淬火方法的情況下，為了增加 過冷奧氏體的穩(wěn)定性，防止由于冷卻速度較低而使工件在淬火時發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變，常取稍高的淬 火加熱溫度。2. 試述金相樣品的制備過程答: 步驟：取樣、鑲樣、磨制、拋光、侵蝕等工序。 取樣：顯微試樣的選取應根據(jù)研究的目的，取其具有代表性的部位。用切割機

11、把試樣截下，采用直 徑 20mm，高 15mm的圓柱體。切取過程中不宜使試樣的溫度過于升高，以免引起金屬組織的變化， 影響分析結(jié)果。鑲樣：當試樣尺寸太小時，直接用手磨制很困難，用試樣鑲嵌機把試樣鑲嵌在膠木粉中。 磨制：分為粗磨和細磨兩道工序。粗磨：粗磨的目的是為了獲得一個平整的表面。通常在砂輪機上進行，但在磨制時應主意：試樣 對砂輪的壓力不宜過大，否則會在試樣表面形成很深的磨痕，增加精磨和拋光的難度；要隨時用水 冷卻試樣，以免受熱引起組織變化；試樣邊緣的棱角若無保存表要，可先行磨圓（倒角），以免在 細磨及拋光時撕破砂紙或拋光布，甚至造成試樣從拋光機上飛出傷人。細磨：經(jīng)粗磨后試樣表面雖較平整，但

12、仍還存在有較深的磨痕。細磨的目的就是為了消除這些磨 痕，以得到平整而光滑的磨面，為下一步的拋光做好準備。細磨是在一套粗細程度不同的金相砂紙 上，由粗到細一次順序進行的。細磨時將砂紙貼在帶有旋轉(zhuǎn)圓盤的預磨機上，手指緊握試樣，并使 磨面朝下，均勻用力向下壓在砂紙上。每更換一號砂紙時，須將試樣的研磨方向調(diào)轉(zhuǎn) 90 度。 拋光：拋光的目的是去除細磨時遺留下來的細微磨痕而獲得光亮的鏡面，制備時采用機械拋光，在 專用的拋光機上進行。拋光機主要由電動機和拋光圓盤組成，拋光圓盤轉(zhuǎn)速為300500 轉(zhuǎn) / 分。拋光盤上鋪以細帆布、呢絨、絲綢等。拋光時在拋光盤上不斷滴注拋光液。拋光液通常采用A1203、 Mg0或

13、 Cr203 等細粉末（粒度約為 0.31um ）在水中的懸浮液。機械拋光就是靠極細的拋光粉與磨面間 產(chǎn)生相對磨削和滾壓作用來消除磨痕的。操作時將試樣磨面均勻地在旋轉(zhuǎn)的拋光盤上，并沿盤的邊 緣到中心不斷作徑向往復運動。拋光時間一般為 35 分鐘。拋光結(jié)束后，試樣表面看不出任何磨痕 而呈光亮的鏡面。更多精品文檔學習 好資料浸蝕： 經(jīng)拋光后的試樣若直接放在顯微鏡下觀察，只能看到一片亮光， 除某些非金屬夾雜物 （如 MnS及石墨等）外，無法辨別出各種組成物及其形態(tài)特征。必須使用浸蝕劑對試樣表面進行“浸蝕”， 才能清楚地顯示出顯微組織的真是情況。鋼鐵材料最常用的浸蝕劑為34%硝酸酒精溶液。浸蝕的方法是

14、將試樣磨面浸入浸蝕劑中，活用棉花沾上浸蝕劑擦拭表面。浸蝕時間要適當，一般試樣磨面發(fā) 暗時就可停止，如果浸蝕不足可重復浸蝕。浸蝕完畢后立即用清水沖洗，接著用酒精沖洗，最后用 吹風機吹干。這樣制的金相試樣即可在顯微鏡下進行觀察和分析研究。3. 試述不同的回火溫度（高溫，中溫，低溫）對材料硬度的影響是怎樣的？ 答：回火（ tempering ）是使淬火組織向平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變的一種熱處理工藝?；鼗饻囟仍礁?，材 料越快能達到該回火溫度的平衡狀態(tài)。通常隨著回火溫度的升高，硬度和強度降低，延性或韌性逐 漸增高。一般回火分為高溫，中溫和低溫回火三種。（1）低溫回火：低溫回火得到馬氏體，保留了高的硬度及耐磨性，但是

15、應力大。工件在 150250進行的回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘留應力和脆性。 回火后得到回火馬氏體，指淬火馬氏體低溫回火時得到的組織。力學性能：58 64HRC，高的硬度和耐磨性。應用范圍：刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳及表面淬火的零件等。（2）中溫回火：中溫回火的工件硬度適中，具有較好的彈性，仍存在很大的應力。工件在 350 500 之間進行的回火。目的是得到較高的彈性和屈服點，適當?shù)捻g性?；鼗鸷蟮玫?回火托氏體，指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內(nèi)分布著極其細小球狀碳化物（或滲碳體）的復相 組織。力學性能： 35 50HRC，較高的彈性極限、屈服點和一定的韌性。應用范

16、圍：彈簧、鍛模、沖 擊工具等。（3）高溫回火：高溫回火能得到良好的綜合機械性能，應力小，硬度偏低。工件在 500以上進行的回火。目的是得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能?；鼗鸷蟮玫?回火索氏體，指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內(nèi)分布著細小球狀碳化物（包括滲碳體）的復相組 織。力學性能： 200 350HBS，較好的綜合力學性能。 應用范圍： 廣泛用于各種較重要的受力結(jié)構(gòu)件， 如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。三、力學實驗簡答題1. 低碳鋼做拉伸實驗時，測定哪些力學性能指標 ?更多精品文檔學習 好資料答 :(1) 、屈服強度(2) 、抗拉強度(3) 、延伸率(4) 、斷面伸長率(5) 、斷后收

17、縮率(6) 、硬化系數(shù)(7) 、硬化指數(shù) 其中前三項為是拉伸試驗最重要的指標。2.3. 低碳鋼拉伸實驗時，如何計算它的延伸率？答 : 伸長率 =(L1-L0)/L0X100%其中： L0 是試件原始標距長度， L1 是斷裂試件拼合后標距長度 3. 低碳鋼壓縮時會斷裂嗎？鑄鐵壓縮時會斷裂嗎？并簡述之答: 低碳鋼壓縮時不會斷裂，鑄鐵壓縮后會斷裂。低碳鋼壓縮曲線也有明顯的屈服點，但由于試樣很短屈服階段與拉伸相比短的多，進入強化階 段后塑性變形越來越大，因三向應力狀態(tài)限制了端面附近的變形，因此試樣的變形呈鼓形。隨著變 形的增長，承載面積、三向應力狀態(tài)的影響越來越大，試樣繼續(xù)變形的抗力不斷增長 P-h 曲