馮之敬《機械制造基礎(chǔ)》思考題及重點

1、第11章 金屬切削原理1. 什么是金屬的切削加工？什么是切削用量三要素？答：2. 試分別畫圖標(biāo)出用車刀車削外圓、用圓柱銑刀銑削平面、用麻花鉆頭鉆孔時的主運動、進給運動、切削速度、進給量和切削深度。3. 刀具材料應(yīng)具備什么性能？常用刀具材料有哪些？各有什么特點？答：常用的刀具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金等。硬質(zhì)合金的線膨脹系數(shù)比高速鋼要小得多；硬質(zhì)合金與鋼發(fā)生冷焊的溫度要高于高速鋼。4. 硬質(zhì)合金牌號與性能的關(guān)系。答：5. 刀具標(biāo)注角度參考系是如何定義的？在基面內(nèi)定義的刀具角度有哪些（主偏角，副偏角）？前角和后角是在哪個參考平面（主剖面）內(nèi)度量的？刃傾角是在哪個參考平面（切削平面）內(nèi)度量的？答：6.

2、試分析理解“由主偏角、刃傾角、前角、后角可以唯一確定刀具主切削刃以及前刀面和后刀面的方位”。答：主偏角和刃傾角可以確定刀具主切削刃在空間的方位；再給定前角確定前刀面；給定后角確定后刀面。7. 切削層參數(shù)。答：8. 刀具標(biāo)注角度和實際工作角度有何不同？為什么在切斷加工時，進給量不能過大？為什么說切斷車削時，工件最后不是車斷而是擠斷的？所以當(dāng)切斷加工時，進給量過大的話，會使得工作后角變小，在刀具接近中心時甚至變成負值，產(chǎn)生擠壓，不利于切削。9. 金屬切削的三個變形區(qū)有何特點？答：金屬切削過程就是工件的被切削層在刀具前刀面的推移下，沿著剪切面產(chǎn)生剪切變形并轉(zhuǎn)變?yōu)榍行嫉倪^程。10. 為什么說剪切平面實

3、際上不是一個平面，而是一個區(qū)域？但是，為什么通常又將剪切面看作一個平面？答：剪切平面是始滑面和終滑面之間的塑性變形區(qū)，但是在一般切削速度下，始滑面與終滑面非常接近（0.02-0.2mm），所以常用一個平面來表示這個變形區(qū)，即剪切面。剪切面與切削速度方向間的夾角叫做剪切角。剪切角小則變形大。11. 什么是相對滑移和變形系數(shù)？它們與剪切角有什么關(guān)系？答：相對滑移：剪應(yīng)變。厚度變形系數(shù)：切屑厚度、切削層厚度；長度變形系數(shù)：切削層長度、切屑長度。剪切角越小，切屑變厚變短，變形系數(shù)增加。摩擦角越大，則剪切角減小，變形增大，所以低速切削時，加切削液以減小前刀面上的摩擦系數(shù)是非常必要的；第二變形區(qū)的變形和第

4、一變形區(qū)密切相關(guān)。前角增大時，剪切角減小，變形減小。12. 卷屑和斷屑的機理？答：卷屑：卷屑槽、卷屑臺。斷屑：使彎曲后的切屑與后刀面相碰或與工件相碰。13. 切屑形態(tài)有哪幾種？調(diào)整哪些因素能改變切屑形態(tài)？答：14. 什么是金屬切削過程中的積屑瘤？積屑瘤對加工過程有何影響？如何抑制積屑瘤？答：積屑瘤：當(dāng)?shù)?屑間的接觸滿足冷焊的條件時，切屑底面上的金屬層會冷焊粘接并層積在前刀面上，形成一個非常堅硬的金屬堆積物，稱為積屑瘤，以一定的頻率反復(fù)生長和脫落。產(chǎn)生條件：切削塑性材料；切削區(qū)的溫度壓力和界面狀況符合材料在刀面上產(chǎn)生冷焊。對加工過程的影響：【優(yōu)點】a. 如果積屑瘤生長穩(wěn)定，則它堆積在前刀面上，代

5、替刀刃進行切削，保護了刀刃，延長刀具壽命；b. 積屑瘤加大了實際工作前角，使變形下降，切削容易進行?！救秉c】a. 積屑瘤的生長極不規(guī)則，影響加工精度和表面粗糙度；b. 如果積屑瘤不能穩(wěn)定地生長，則在頻繁的脫落過程中反復(fù)擠壓前刀面和后刀面，從而加劇刀具磨損并產(chǎn)生振動?！究刂啤?粗加工時使積屑瘤能穩(wěn)定的存在，而精加工時能抑制積屑瘤的產(chǎn)生。如何抑制積屑瘤：15. 刀具的前角和主偏角是如何影響切削力的？（影響切削力的因素有哪些？）答：切削速度增加時，由于溫度升高，切削力有所下降；切削速度小時，切削力略有增大。切削三要素對切削力影響程度的順序： 。前角越大，切削力越小。16. 什么是單位切削力？答：單位

6、切削力是指單位切削面積上主切削力的大小。 實際使用時，取 時的p作為單位切削力。17. 切削熱是怎樣產(chǎn)生和傳出的？（切削溫度）主要受哪些因素影響？答：產(chǎn)生：在刀具的切削作用下，切削層金屬發(fā)生彈性變形和塑性變形，產(chǎn)生切削熱；切屑與前刀面、工件和后刀面間消耗的摩擦功也轉(zhuǎn)化成熱能。傳出：影響因素：18. 刀具前刀面的月牙洼磨損和后刀面磨損是怎樣產(chǎn)生的？刀具磨損過程分為哪幾個階段？答：月牙洼磨損：在切削速度較高、切削厚度較大的情況下加工塑形金屬，在前刀面上接近刀刃處切削溫度最高，磨損量最大，常磨出一個月牙洼形的凹窩。后刀面磨損：由于加工表面和后刀面之間存在著強烈的摩擦，在后刀面上毗鄰切削刃的地方很快磨

7、出一個后角為零的小棱面，稱為后刀面磨損。刀具磨損過程：19. 為什么要規(guī)定刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)？制定刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)時的依據(jù)是什么？答：20. 什么是刀具使用壽命？它與切削用量之間的關(guān)系是什么？對于一把確定的刀具，是不是規(guī)定刀具使用壽命越長越好？為什么？試述確定刀具使用壽命的原則和方法。答：刀具使用壽命：刃磨好的刀具自開始切削到磨損量達到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的凈切削時間。與切削用量的關(guān)系：刀具使用壽命不是越長越好。使用壽命太長，則切削用量要減小，生產(chǎn)率要下降；使用壽命太低，換刀頻繁，換刀成本也增加。21. 為提高生產(chǎn)率，同時保證刀具使用壽命不變，選擇切削用量的順序是什么？22. 刀具幾何參數(shù)的選擇a) 刀具的前

8、角和主偏角是如何影響切削力的？是不是前角越大，切削溫度越低？b) 為什么加工淬硬鋼時要選取較小后角，一般精加工刀具采用較大后角？為什么對有尺寸要求的精加工刀具則采用很小的后角？在工藝系統(tǒng)剛性較差時，為什么要選用較大前角和較小后角？c) 刃傾角的功用有哪些？刃傾角是如何影響刀尖強度、切屑流向和刀具實際前角的？d) 主偏角和副偏角有什么作用？答：加工很硬的材料時，為了減輕單位長度切削刃的負荷，同時為了改善刀頭導(dǎo)熱和容熱條件，延長刀具的使用壽命，應(yīng)采用較小的主偏角。Fp減小有利于減小工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動。主偏角還會影響斷屑效果和排屑方向，增大主偏角，切屑變厚變窄，容易折斷。23. 影響材料切削加

9、工性的因素a) 為什么說低碳鋼與高碳鋼的切削加工性都不如中碳鋼？什么是易切削鋼？b) 為什么不銹鋼難以加工？答：加工塑性差的材料，加工變形、冷作硬化、刀具前刀面上的冷焊現(xiàn)象都比較嚴(yán)重，不易斷屑，不易獲得較好的表面質(zhì)量。不銹鋼的塑性很大，且導(dǎo)熱性差，故切削性能差。第12章 金屬切削機床和刀具1. 在車床上車削外圓和車削螺紋所需的表面成形運動有何不同？分析用插齒刀加工直齒圓柱齒輪所需的表面成形運動。答：典型表面的成型運動可以看成一條母線沿一條導(dǎo)線運動形成的。車外圓：車螺紋：插齒刀加工圓柱齒輪：2. 內(nèi)傳動鏈和外傳動鏈的主要區(qū)別是什么？答：外傳動鏈：傳動鏈?zhǔn)箞?zhí)行件得到預(yù)定速度的運動，并傳遞一定的動力

10、。（執(zhí)行件與動力源）內(nèi)傳動鏈：傳動鏈?zhǔn)顾?lián)系的執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動比關(guān)系，用來保證運動的軌跡。（執(zhí)行件與執(zhí)行件）3. 在車床上鉆孔和在鉆床上鉆孔有何不同？答：車床：主運動是工件的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是刀具的直線運動；鉆床：主運動是刀具的旋轉(zhuǎn)運動，進給運動是刀具沿軸向的移動。4. 標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭主切削刃、副切削刃、橫刃分別在哪里？對應(yīng)主切削刃和橫刃的前刀面、后刀面又分別在哪里？對應(yīng)主切削刃和橫刃的的前角有什么特點？答：主切削刃：前刀面是兩條螺旋溝槽；主后刀面在鉆頭端面上。橫刃：在鉆芯上的切削刃。前刀面和后刀面分別是一個鉆頭端面。橫刃有很大的負前角，鉆削時橫刃承受很大的軸向力。副后刀面：鉆頭外緣上兩

11、小段窄棱邊形成的刃帶，起導(dǎo)向作用。5. 順銑和逆銑的概念與特點a) 用周銑法（用圓柱銑刀）銑削帶硬皮鑄件或鍛件上的平面，應(yīng)采用順銑還是逆銑？為什么？b) 在絲杠、螺母之間有間隙的機床上應(yīng)該采用順銑還是逆銑？為什么？答：6. 若端銑刀軸線與所銑平面不垂直，銑平面時會產(chǎn)生哪種形狀誤差？為什么？7. 砂輪特性由哪些因素確定？這些因素如何選擇？砂輪硬度與磨粒硬度有何不同？答：砂輪特性由以下五個因素決定：1） 磨粒2） 粒度：磨粒剛能通過的那一號篩網(wǎng)的網(wǎng)號。3） 結(jié)合劑：要求穩(wěn)定，有一定強度和脆性。4） 硬度：砂輪的硬度反映磨粒在磨削力作用下，從砂輪表面脫落的難易程度。硬則難脫落；軟則易脫落。5） 組織

12、：在成形磨削和精密磨削時，緊密組織的砂輪能保持砂輪的成形性，并可以獲得較小的粗糙度；疏松組織的砂輪不易堵塞，適用于磨削面積極大的工序、軟質(zhì)材料等。8. 磨削加工與切削加工相比，有何特點？答：第13章 工件的定位夾緊與夾具設(shè)計1. 定位和夾緊的作用有何不同？答：2. 什么是機床夾具？它由哪些功能元件組成，這些元件的作用是什么？答：機床夾具是將工件進行定位、夾緊，將刀具進行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具之間的相對運動關(guān)系的附加裝置，簡稱夾具。組成：a）定位元件；b）夾緊裝置（手動氣動液動電動）；c）導(dǎo)向元件和對刀裝置；d）連接元件（保證夾具相對于機床工作臺之間的正確安裝位置）；e）夾具體；f）其他。

13、3. 機床夾具常分為哪幾類（按通用程度分類）？各用于什么場合？答：4. 什么是“六點定位原理”？答：采用6個按一定規(guī)則布置的約束點，可以限制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位，成為六點定位原理。5. 分析教材第 319320 頁表 131 中各種典型定位元件限制自由度的情況，并能熟練掌握。答：6. 完全定位、不完全定位、欠定位、過定位。a) 工件的合理定位是否要求一定要限制它在夾具中的六個自由度？什么叫完全定位、不完全定位、欠定位、過定位？b) 工件在夾具中定位，凡是有六個定位支承點，即為完全定位；凡是超過六個定位支承點就是過定位，不超過六個定位支承點，就不會出現(xiàn)過定位；凡是少于六個定位支承點，即

14、為欠定位。這幾種說法是否對？為什么？c) 欠定位和過定位是否均不允許存在？為什么？答：7. 分析一個定位方案是否合理應(yīng)從哪幾個方面考慮？答：8. 獲得零件加工精度的方法有哪些？試切法和靜調(diào)整法有何區(qū)別？答：A） 試切法：效率低，適于單件小批生產(chǎn)，無定位誤差。B） 調(diào)整法：靜調(diào)整法（是在不切削的情況下，用對刀塊或樣件來調(diào)整刀具的位置；用于成批或大量生產(chǎn)，可能產(chǎn)生定位誤差）；動調(diào)整法（尺寸調(diào)整法，按試切零件進行調(diào)整，直接測量試切零件尺寸，所有試切零件合格，則調(diào)整完畢可以進行加工）。C） 尺寸刀具法：利用定尺寸的孔加工刀具，或成形刀具。不會產(chǎn)生定位誤差。D） 主動測量法：邊加工邊測量，達到要求就停止

15、加工。不會產(chǎn)生定位誤差。9. 為什么會產(chǎn)生定位誤差？定位誤差對被加工尺寸有何影響？答：定位誤差發(fā)生在采用調(diào)整法加工一批工件的條件下。10. 定位誤差包括哪幾部分？如何進行定位誤差的計算？答：11. 夾具設(shè)計時對夾緊力三要素（方向、作用點、大?。┯泻我?？答：夾緊力的作用方向：夾緊力的作用點：夾緊力過大會造成工件或夾具不應(yīng)有的變形或表面損傷；夾緊力不足，會使工件在切削過程中產(chǎn)生振動。12. 輔助支承和可調(diào)支承的區(qū)別答：自位支承：在定位過程中，支承本身可以隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動調(diào)整并與之相適應(yīng)。一般只能限制一個自由度。第14章 機械加工表面質(zhì)量1. 何謂加工精度（包括哪幾個方面）？何謂加工誤

16、差？兩者有何區(qū)別與聯(lián)系？答：加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀、相互位置等參數(shù)的理想值和實際值的符合程度，而它們之間的偏離程度成為加工誤差。是對同一問題的兩種不同說法。2. 影響零件加工精度的因素主要有哪些？A） 原理誤差：由于采用了近似的加工運動或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的。B） 機床和刀具誤差：導(dǎo)軌誤差（機床導(dǎo)軌在水平面或垂直面內(nèi)的平直度、與主軸軸線的平行度）；主軸誤差（主軸回轉(zhuǎn)誤差：徑向跳動、角度擺動、軸向竄動）；刀具誤差（形狀誤差，磨損誤差）C） 工藝系統(tǒng)受力變形：工藝系統(tǒng)剛度（接觸變形、剛性差的元件、連接件的預(yù)緊力、間隙、摩擦力等）；誤差復(fù)映（加工表面的原始形狀誤差以縮小的比例

17、復(fù)映到已加工工件表面）；傳動力、慣性力、夾緊力、重力、內(nèi)應(yīng)力。D） 工藝系統(tǒng)的熱變形：刀具、工件、機床的熱變形3. 什么是工藝系統(tǒng)，什么是工藝系統(tǒng)剛度？4. 系統(tǒng)誤差和隨機誤差的概念，舉例說明什么是常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。加工方法的原理誤差是一種什么誤差。5. 何謂誤差復(fù)映現(xiàn)象？誤差復(fù)映系數(shù)的物理意義是什么？主要影響因素有哪些？如何減小復(fù)映誤差？答：多次走刀，提高系統(tǒng)剛度可以減小復(fù)映誤差。6. 分析加工誤差的分布曲線法和點圖法各有什么特點？答：分布曲線可以用來比較各種加工方法和加工設(shè)備的精度；計算合格率和廢品率；進行工藝能力分析；分析各種誤差的影響。7. 什么是工藝能力系數(shù)？如何選取？答：

18、8. 評價表面粗糙度的 Ra 和 Rz 分別是如何定義的？答：9. 影響加工表面粗糙度的幾何因素和物理因素有哪些？如何提高加工表面粗糙度？答：第20章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計1. 什么是機械加工工藝規(guī)程？什么是工序、安裝、工位、工步、走刀？工序劃分在工廠設(shè)計中有什么重要作用？答：機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。工序：一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。安裝：在同一個工序中，工件沒定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。工位：在工件的一次安裝中，通過分度（或位移）裝置，使工件相對于機床床身變換加工位

19、置，我們把每一個加工位置上完成的工藝過程稱為工位。工步：在一個工位中，加工表面、切削工具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。走刀：切削在加工表面上切一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。2. 什么是生產(chǎn)綱領(lǐng)？生產(chǎn)類型有哪幾種？如何確定？生產(chǎn)綱領(lǐng)對機械加工工藝有何影響？答：生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型不同，生產(chǎn)規(guī)模也不同，其工藝特點有很大的差異。3. 制定機械加工工藝規(guī)程的基本步驟和內(nèi)容。答：4. 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析。答：應(yīng)使刀具能夠接近待加工表面；應(yīng)使刀具有退刀空間；應(yīng)使鉆頭在鉆入鉆出時不產(chǎn)生鉆頭引偏或折斷；減少零件加工面的面積；盡量避免深孔加工；盡可能統(tǒng)一加工尺寸減少換刀時間；

20、盡可能減少加工時的安裝次數(shù)；零件要保證位置精度，最好一次安裝下能加工出所有相關(guān)表面；孔、階梯軸的布局；螺孔大小一致，便于加工裝配。5. 基準(zhǔn)、設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)、粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)的概念。答：基準(zhǔn)：零件上的點、線、面，用它來確定零件上其它點、線、面的位置。設(shè)計基準(zhǔn)：根據(jù)零件使用要求而確定的基準(zhǔn)，標(biāo)注在設(shè)計圖紙上。工藝基準(zhǔn)：零件在加工、測量和裝配過程中所采用的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：在加工時用于工件定位的基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)：未經(jīng)機械加工表面作為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：經(jīng)過機械加工的定位基準(zhǔn)。附加基準(zhǔn)：零件上根據(jù)機械加工工藝要求專門設(shè)計的定位基準(zhǔn)，如頂尖孔。6. 試舉例說明在零件加工過程中，

21、定位基準(zhǔn)（包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)）的選擇原則。答： 定位基準(zhǔn)的選擇原則：7. 為什么說粗基準(zhǔn)一般只使用一次？答：因為粗基準(zhǔn)為毛面，定位基準(zhǔn)位移誤差較大，如重復(fù)使用，會造成較大的定位誤差，不能滿足加工要求。8. 如何理解選擇精基準(zhǔn)時的“基準(zhǔn)重合”、“基準(zhǔn)統(tǒng)一”、“互為基準(zhǔn)”、“自為基準(zhǔn)”原則？9. 什么是某種加工方法的加工經(jīng)濟精度？答：某種加工方法在正常加工條件下（采用復(fù)合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度和表面粗糙度。10. 選擇零件表面的加工方法要考慮哪些因素？典型表面的典型加工路線？答：11. “工序集中”和“工序分散”的特點是什么？答：12. 工序排序的一般原則？13. 為什么要將零件的工藝過程劃分為粗加工、精加工階段？答：14. 什么是總加工余量、工序余量？工序余量與工序尺寸有何關(guān)系？答： 15. 確定加工余量時應(yīng)該考慮哪些因素？用查表法確定工序尺寸及其公差的步驟是怎樣的？答：影響加工余