機(jī)械制造技術(shù)課后習(xí)題及答案

1、機(jī)械制造技術(shù)習(xí)題第一章金屬切削加工的基本知識(shí)1-1,切削加工由哪些運(yùn)動(dòng)組成？它們各有什么作用？析:切削加工由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)組成。主運(yùn)動(dòng)是直接切除工件上的切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢?，從而形成工件新包表面。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是不斷的把切削層投入切削，以逐漸切除整個(gè)工件表面的運(yùn)動(dòng)。1-2,何為切削用量？簡(jiǎn)述切削用量的選擇原則。析：切削用量是切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的總稱，包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量（切削深度）。與某一工序的切削用量有密切關(guān)系的刀具壽命，一般分為該工序單件成本最低的經(jīng)濟(jì) 壽命和最大生產(chǎn)率壽命兩類(lèi)。原則：一般是提高刀具耐用度的原則，并且保證加工質(zhì)量。粗加工時(shí)，大的切削深度、進(jìn)給，低的切削速度；精加工時(shí)，

2、高的切削速度，小的切削深度、 進(jìn)給。1-3，常見(jiàn)的切削類(lèi)型有幾種？其形成條件及加工的影響是什么？析：切削加工就是指用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料層切去成為切屑，使工件 獲得規(guī)定的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工方法。樓主想要了解的是不是切削加工的分類(lèi)金屬材料的切削加工有許多分類(lèi)方法。常見(jiàn)的有以下3種。按工藝特征區(qū)分切削加工的工藝特征決定于切削工具的結(jié)構(gòu)以及切削工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式。按工藝特征，切削加工一般可分為：車(chē)削、銃削、鉆削、錘削、皎削、刨削、插削、拉削、鋸切、磨 削、研磨、玲磨、超精加工、拋光、齒輪加工、蝸輪加工、螺紋加工、超精密加工、鉗工和 刮削等。按切除

3、率和精度分可分為: 粗加工：用大的切削深度，經(jīng)一次或少數(shù)幾次走刀從工件上切去大部分或全部加工余量， 如粗車(chē)、粗刨、粗銃、鉆削和鋸切等，粗加工加工效率高而加工精度較低，一般用作預(yù)先加 工，有時(shí)也可作最終加工。 半精加工：一般作為粗加工與精加工之間的中間工序，但對(duì)工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作為最終加工。 精加工：用精細(xì)切削的方式使加工表面達(dá)到較高的精度和表面質(zhì)量，如精車(chē)、精刨、精皎、精磨等。精加工一般是最終加工。 精整加工：在精加工后進(jìn)行，其目的是為了獲得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。精整加工的加工余量小，如背亍磨、研磨、超精磨削和超精加工等。 修飾加工：目的是為了減小表面粗

4、糙度，以提高防蝕、防塵性能和改善外觀，而并不要求提高精度，如拋光、砂光等。 超精密加工：航天、激光、電子、核能等尖端技術(shù)領(lǐng)域中需要某些特別精密的零件，其精度高達(dá)IT4以上，表面粗糙度不大于 Ra 0.01微米。這就需要采取特殊措施進(jìn)行超精密加工， 如鏡面車(chē)削、鏡面磨削、軟磨粒機(jī)械化學(xué)拋光等。按表面形成方法區(qū)分切削加工時(shí)，工件的已加工表面是依靠切削工具和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)獲得的。按表面形成方法，切削加工可分為3類(lèi)。 刀尖軌跡法：依靠刀尖相對(duì)于工件表面的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)獲得工件所要求的表面幾何形狀，如車(chē)削外圓、刨削平面、磨削外圓、用靠模車(chē)削成形面等。刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于機(jī)床所提供的切削工具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

5、。 成形刀具法：簡(jiǎn)稱成形法，用與工件的最終表面輪廓相匹配的成形刀具或成形砂輪等加工出成形面。此時(shí)機(jī)床的部分成形運(yùn)動(dòng)被刀刃的幾何形狀所代替，如成形車(chē)削、成形銃削和成形磨削等。由于成形刀具的制造比較困難，機(jī)床-夾具-工件-刀具所形成的工藝系統(tǒng)所能承受的切削力有限，成形法一般只用于加工短的成形面。 展成法：又稱滾切法，加工時(shí)切削工具與工件作相對(duì)展成運(yùn)動(dòng)，刀具（或砂輪）和工件的瞬心線相互作純滾動(dòng)， 兩者之間保持確定的速比關(guān)系，所獲得加工表面就是刀刃在這種運(yùn)動(dòng)中的包絡(luò)面。齒輪加工中的滾齒、插齒、剃齒、背亍齒和磨齒（不包括成形磨齒）等均屬展成 法加工。其形成條件及加工的影響是.：1-4:用示意圖表示三個(gè)車(chē)

6、削分力，討論切削力的來(lái)源和影響.切削力的主要因素。析：1-5:影響切削溫度的主要因素有哪些？2- 一切削熱的產(chǎn)生和傳導(dǎo)被切削的金屆在刀具的作用下，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(lái)源。此外，切屑與前刀面、工件與后刀面之間的摩擦也要 耗功，也產(chǎn)生出大量的熱量。因此，切削時(shí)共有三個(gè)發(fā)熱區(qū)域，即切削 面、切屑與前刀面接觸區(qū)、后刀面與過(guò)渡表面接觸區(qū)。所以，切削熱的 來(lái)源就是切屑變形功和前、后刀面的摩擦功。二切削溫度的測(cè)量盡管剪切熱是切削溫度上升的根源，但直接影響切削過(guò)程的卻是切削溫 度，切削溫度一般指前刀面與切屑接觸區(qū)域的平均溫度。前刀面的平均 溫度可近似地認(rèn)為是剪切面的平均溫度和前刀

7、面與切屑接觸面摩擦溫度 之和。三影響切削溫度的主要因素根據(jù)理論分析和大量的實(shí)驗(yàn)研究知，切削溫度主要受切削用量、刀具幾 何參數(shù)、工件材料、刀具磨損和切削液的影響，以下對(duì)這幾個(gè)主要因素 加以分析。1. 切削用量的影響分析各因素對(duì)切削溫度的影響，主要應(yīng)從這些因素對(duì)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的 熱量和傳出的熱量的影響入手。如果產(chǎn)生的熱量大丁傳出的熱量，則這 些因素將使切削溫度增高；某些因素使傳出的熱量增大，則這些因素將 使切削溫度降低。切削速度對(duì)切削溫度影響最大，隨切削速度的提高， 切削溫度迅速上升。而背吃力量 ap變化時(shí)，散熱面積和產(chǎn)生的熱量亦作 相應(yīng)變化，故ap對(duì)切削溫度的影響很小。2. 刀具幾何參數(shù)的影響切

8、削溫度0隨前角Y。的增大而降低。這是因?yàn)榍敖窃龃髸r(shí)，單位切削力 下降，使產(chǎn)生的切削熱減少的緣故。但前角大丁 18°20°后，對(duì)切削 溫度的影響減小，這是因?yàn)樾ń亲冃《股狍w積減小的緣故。主偏角 K r減小時(shí)，使切削寬度aw增大，切削厚度ac減小，故切削溫度下降。 負(fù)倒棱bT 1在(0-2)f范圍內(nèi)變化，刀尖圓弧半徑re在0-1.5mm范圍內(nèi) 變化，基本上不影響切削溫度。因?yàn)樨?fù)倒棱寬度及刀尖圓弧半徑的增大， 會(huì)使塑性變形區(qū)的塑性變形增大，但另一方面這兩者都能使刀具的散熱 條件有所改善，傳出的熱量也有所增加，兩者趨丁平衡，所以對(duì)切削溫 度影響很小。3. 刀具磨損的影響在后刀面

9、的磨損值達(dá)到一定數(shù)值后，對(duì)切削溫度的影響增大；切削速度愈高，影響就愈顯著。合金鋼的強(qiáng)度大，導(dǎo)熱系數(shù)小，所以切削合金鋼時(shí)刀具磨損對(duì)切削溫度的影響，就比切碳素鋼時(shí)大。4. 切削液的影響切削液對(duì)切削溫度的影響，與切削液的導(dǎo)熱性能、比熱、流量、澆注方 式以及本身的溫度有很大的關(guān)系。從導(dǎo)熱性能來(lái)看，油類(lèi)切削液不如乳 化液，乳化液不如水基切削液。四切削溫度的分布1. 剪切面上各點(diǎn)溫度幾乎相同2. 前刀面和后刀面上的最局溫度都不在刀刃上，而是在離刀刃有一定距 離的地方。3. 在剪切區(qū)域中，垂直剪切面方向上的溫度梯度很大。4. 在切屑靠近前刀面的一層（簡(jiǎn)稱底層）上溫度梯度很大，離前刀面 0.1-0.2mm,溫

10、度就可能下降一半。5. 后刀面的接觸長(zhǎng)度較小，因此溫度的升降是在極短時(shí)間內(nèi)完成的。6. 工件材料塑性越大，則前刀面上的接觸長(zhǎng)度愈大，切削溫度的分布也 就較均勻些；反之，工件材料的脆性愈大，則最高溫度所在的點(diǎn)離刀刃 愈近。7. 工件材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈低，則刀具的前、后刀面的溫度愈高。五切削溫度對(duì)工件、刀具和切削過(guò)程的影響切削溫度高是刀具磨損的主要原因，它將限制生產(chǎn)率的提高；切削溫度 還會(huì)使加工精度降低，使已加工表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力以及其它缺陷。1. 切削溫度對(duì)工件材料強(qiáng)度和切削力的影響切削時(shí)的溫度雖然很高，但是切削溫度對(duì)工件材料硬度及強(qiáng)度的影響并 不很大；剪切區(qū)域的應(yīng)力影響不很明顯。2. 對(duì)刀具材料的

11、影響適當(dāng)?shù)靥岣咔邢鳒囟?，?duì)提高 硬質(zhì)合金鋼鉆頭的韌性是有利的。3. 對(duì)工件尺寸精度的影響。4. 利用切削溫度自動(dòng)控制切削速度或進(jìn)給量。5. 利用切削溫度與切削力控制刀具磨損。1-6:切削熱對(duì)切削加工有何影響？如何降低切削溫度？析：1-7:1-9:簡(jiǎn)述切削的種類(lèi)。析：切削加工的種類(lèi)很多，例如：可分端面車(chē)削、外圓車(chē)削、立車(chē)加工、錐度車(chē)削、成形車(chē)削、螺紋車(chē)削、切槽、套螺紋、鐲孔、內(nèi)螺紋車(chē)削、在車(chē)床上鉆孔切削加工的種類(lèi)很多，例如：可分端面車(chē)削、外圓車(chē)削、立車(chē)加工、錐度車(chē)削、成形車(chē)削、螺紋 車(chē)削、切槽、套螺紋、鐲孔、內(nèi)螺紋車(chē)削、在車(chē)床上鉆孔、皎孔、攻螺紋、龍門(mén)刨，插銷(xiāo)、在鉆 床上鉆孔，成形銳削和齒輪展成

12、切削等等，其實(shí)不同的切削加工方法使用著不同的的形狀和結(jié)構(gòu)的刀具，而且刀具、工件和機(jī)床間的運(yùn)動(dòng)和所用機(jī)床設(shè)備等也有所不同，比較常用的切削加工方法是：1,制作圓柱形表面的車(chē)削加工，2.制作平面的復(fù)雜幾何面的銳削，3.制作圓孔的鉆削。鐲削和皎削加工，和各種形式的磨削加工。1-10:刀具磨損的原因有哪些？析:影響刀具磨損的因素有以下幾點(diǎn)1、刀具材料刀具材料決定刀具切削性能根本因素，對(duì)于加工效率、加工質(zhì)量、加工成本以及刀具耐用度影響很大。刀具材料越硬，其耐磨性越好，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度 韌性一對(duì)矛盾，也刀具材料所應(yīng)克服一個(gè)關(guān)鍵。2、刀具幾何角度刀具選擇合適幾何角度，有助于減小刀具振動(dòng)，

13、反過(guò)來(lái)，工件也不容易崩缺；(1) 前角，采用負(fù)前角加工石墨時(shí)，刀具刃口強(qiáng)度較好，耐沖擊摩擦性能好，隨著負(fù)前 角絕對(duì)值減小，后刀面磨損面積變化不大，但總體呈減小趨勢(shì)，采用正前角加工時(shí)，隨著前 角增大，刀具刃口強(qiáng)度被削弱，反而導(dǎo)致后刀面磨損加劇。負(fù)前角加工時(shí)，切削阻力大，增 大了切削振動(dòng)，采用大正前角加工時(shí)，刀具磨損嚴(yán)重，切削振動(dòng)也較大。(2) 后角，如果后角增大，則刀具刃口強(qiáng)度降低，后刀面磨損面積逐漸增大。刀具后角 過(guò)大后，切削振動(dòng)加強(qiáng)。(3) 螺旋角，螺旋角較小時(shí)，同一切削刃上同時(shí)切入工件刃長(zhǎng)最長(zhǎng)，切削阻力最大，刀具承受切削沖擊力最大，因而刀具磨損、銃削力切削振動(dòng)都最大。當(dāng)螺旋角去較大時(shí)，銃削 合力方向偏離工件表面程度大，材料因崩碎而造成切削沖擊加劇，因而刀具磨損、銃削力切削振動(dòng)也都有所增大。因此，刀具角度變化對(duì)刀具磨損、銃削力切削振動(dòng)影響前角、后角及螺旋角綜合產(chǎn)生，所以選擇方面一定要多加注意。3、刀具涂層根據(jù)不同的工件選擇合適的涂層。具體可查看品牌刀具的樣本。刀具磨損的改善途徑有以下幾點(diǎn)：1、控制切削