機(jī)械加工工藝及裝備習(xí)題參考答案

1、習(xí)題參考答案第一章 總論1答案制造有兩種含意，狹義的制造是使原材料在物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)上發(fā)生變化而轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過(guò)程；廣義的制造是指人類(lèi)按照所需目的，運(yùn)用主觀(guān)掌握的知識(shí)和技能，通過(guò)手工或可以利用的客觀(guān)的物質(zhì)工具與設(shè)備，采用有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為有使用價(jià)值的物質(zhì)產(chǎn)品并投放市場(chǎng)的全過(guò)程。加工是指把原材料變成產(chǎn)品的直接物理過(guò)程。是制造系統(tǒng)的一個(gè)主要的子系統(tǒng)，是通過(guò)改變?cè)牧希骰虬氤善罚┑男螤?、性質(zhì)或表面狀態(tài)，來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的技術(shù)要求。制造業(yè)是對(duì)原材料進(jìn)行加工或再加工，對(duì)零部件進(jìn)行裝配的工業(yè)的總稱(chēng)。制造技術(shù)是完成制造活動(dòng)所施行的一切手段的總和。2答案從制造業(yè)的發(fā)展歷史來(lái)看，加工制造業(yè)最基本的競(jìng)

2、爭(zhēng)方式就是成本價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)。技術(shù)達(dá)到一定水平，質(zhì)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，如果產(chǎn)品之間沒(méi)有差異，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的最后結(jié)果就是沒(méi)有利潤(rùn)。沿海一些發(fā)達(dá)地區(qū)，比如上海、廣東，一些加工制造企業(yè)發(fā)展到一定水平后，發(fā)現(xiàn)盡管占有的市場(chǎng)越來(lái)越大，但企業(yè)利潤(rùn)越來(lái)越少，甚至處于盈虧的臨界點(diǎn)上。發(fā)達(dá)國(guó)家也是先經(jīng)歷過(guò)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，往后就進(jìn)入差異化競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程。裝備制造業(yè)的企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)主要不是成本價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，而是性能、質(zhì)量、營(yíng)銷(xiāo)、品牌等各方面差異的競(jìng)爭(zhēng)，只有這些才能真正為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)，現(xiàn)在我國(guó)工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)到了這個(gè)階段。一些企業(yè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)加工制造業(yè)的發(fā)展空間越來(lái)越小，希望向裝備制造業(yè)升級(jí)。十六大報(bào)告提出產(chǎn)業(yè)升級(jí)問(wèn)題，實(shí)際上也涉及制造業(yè)本身

3、的發(fā)展。現(xiàn)在制造業(yè)正處于一個(gè)由以加工制造業(yè)為主逐步向裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)變的發(fā)展過(guò)程中。下一階段，我國(guó)工業(yè)應(yīng)該向裝備制造業(yè)方面發(fā)展，否則我國(guó)工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)福利會(huì)受到很大的限制。3答案零件是機(jī)器的組成單元，裝配時(shí)機(jī)器是由零件單元逐一裝配而成，但在設(shè)計(jì)的時(shí)候卻是從整臺(tái)機(jī)器開(kāi)始的。一種新產(chǎn)品（機(jī)器）的開(kāi)發(fā)內(nèi)容包括概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、樣機(jī)試制與評(píng)審、工藝設(shè)計(jì)、新產(chǎn)品鑒定、試銷(xiāo)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、批量生產(chǎn)等。在方案設(shè)計(jì)階段往往需要設(shè)計(jì)多種方案，通過(guò)性能、成本等的對(duì)比，經(jīng)評(píng)審最后確定一種方案。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，是從繪制產(chǎn)品（機(jī)器）的總裝圖開(kāi)始，在完成產(chǎn)品的總裝圖設(shè)計(jì)后，再進(jìn)行拆畫(huà)零件圖，在零件

4、圖上除標(biāo)注正確的幾何尺寸外，還要根據(jù)機(jī)器的性能要求標(biāo)注出零件的精度要求?？梢?jiàn)零件的精度要求來(lái)自于機(jī)器，其中如果有外購(gòu)的零部件，必須設(shè)計(jì)好它們之間的連接形式以及具體尺寸、精度要求等。第二章 金屬切削基礎(chǔ)知識(shí)與刀具1答案切削運(yùn)動(dòng)可分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩種。切削運(yùn)動(dòng)中直接切除工件上的切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹孕纬晒ぜ卤砻娴倪\(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，主運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生主切削力的運(yùn)動(dòng)，由機(jī)床主軸提供，其運(yùn)動(dòng)速度高，消耗的切削功率大。結(jié)合主運(yùn)動(dòng)把切削層不斷地投入切削，以完成對(duì)一個(gè)表面切削的運(yùn)動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2答案切削速度vc、進(jìn)給量和背吃刀量ap是切削用量三要素，主軸轉(zhuǎn)速n 單位為r/min或r/s。切削速度vc

5、 單位為m/min或m/s進(jìn)給速度符號(hào)是vf，單位為mm/r或mm/雙行程。每齒進(jìn)給量fz。單位為mm/齒。進(jìn)給量f。單位是mm/min。 3答案（1）在基面投影圖中注出已加工表面、待加工表面、過(guò)渡表面，刀具前面、主切削刃、主偏角、副偏角和正交平面。（參見(jiàn)教材圖2-4、圖2-9）。（2）按投影關(guān)系作出正交平面，并注出基面、切削平面、前面、后面，=10、=6。（參見(jiàn)教材圖2-10）。4答案（1）=90外圓車(chē)刀的幾何角度：r=90、 o=15、ao=8、s=5、=15、=8。（參見(jiàn)教材圖2-10、圖2-11）（2）45彎頭刀車(chē)端面，幾何角度：=45、=5、=6、=3。（參見(jiàn)教材圖2-10、圖2-1

6、1）（3）切斷刀的幾何角度：rL=90、=105、=15、=5、=1、=0、=130。（參見(jiàn)教材圖2-10、圖2-11）。5答案（1）高硬度要實(shí)現(xiàn)切削加工，刀具材料必須具有比工件材料高的硬度，硬度的高低在一定程度上決定了刀具材料的應(yīng)用范圍。（2）高耐磨性耐磨性是刀具材料抵抗摩擦和磨損的能力，它是刀具材料應(yīng)具備的主要條件之一，是決定刀具耐用度的主要因素。一般來(lái)說(shuō)，材料的硬度越高，耐磨性越好。（3）足夠的強(qiáng)度和韌性要使刀具在切削力作用下不致產(chǎn)生破壞，就必須具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)還要具備足夠的韌性，以承受著各種應(yīng)力、沖擊載荷和震動(dòng)的作用。通常用材料的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌度表示刀具的強(qiáng)度和韌度。（4）高的耐

7、熱性（熱穩(wěn)定性）耐熱性是指在高溫下材料保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和硬度的能力。切削過(guò)程中一般都會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，刀具材料必須具有一定的耐熱性，以保證在高溫下仍然具有所要求的性能，耐熱性可用紅硬性或高溫硬度表示。（5）良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能刀具材料的導(dǎo)熱性越好，切削時(shí)產(chǎn)生的熱量越容易傳導(dǎo)出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具的磨損，避免因熱沖擊產(chǎn)生刀具材料裂紋。（6）良好的工藝性為了便于制造，刀具切削部分材料應(yīng)具有良好的鍛造、焊接、熱處理和磨削加工等性能。6答案常見(jiàn)高性能高速鋼的牌號(hào)、主要化學(xué)成分、性能及用途如表2-5所示。表2-5常用高速鋼的力學(xué)性能和應(yīng)用范圍牌 號(hào)硬度（HRC）抗彎強(qiáng)度（

8、GPa）沖擊韌性（MJ/m2）600時(shí)硬度（HRC）主要性能和適用范圍普通高速鋼W18Cr4V（W18）63663.03.40.180.3248.5綜合性能好，通用性強(qiáng)，可磨削，適用于加工輕合金、碳素鋼、合金鋼、普通鑄鐵的精加工刀具和復(fù)雜刀具。如螺紋車(chē)刀、成形車(chē)刀、拉刀等W6Mo5Cr4V2（M2）63663.54.00.300.404748強(qiáng)度和韌性略高于W18Cr4V，熱硬性略低于W18Cr4V，熱塑性好。適用于制造加工輕合金、碳鋼、合金鋼的熱成形刀具及承受沖擊、結(jié)構(gòu)薄弱的刀具W14Cr4VMnRe64664.00.3150.5切削性能與W18Cr4V相當(dāng)，熱塑性好，適用于制作熱軋刀具高性

9、能高速鋼95W18Cr4V66683.03.40.170.2251屬高碳高速鋼，常溫硬度和高溫硬度有所提高，適用于加工普通鋼材和鑄鐵，耐磨性要求較高的鉆頭、鉸刀、絲錐、銑刀和車(chē)刀等，但不宜受大的沖擊W6Mo5Cr4V3（M3）65673.20.2551.7屬高釩高速鋼，耐磨性很好，適合切削對(duì)刀具磨損較大的材料，如纖維、硬橡膠、塑料等，也用于加工不銹鋼、高強(qiáng)度鋼和高溫合金等W2Mo9Cr4VCo8（M42）67692.73.80.230.3055屬含鈷高速鋼，有很高的常溫和高溫硬度，適合加工高強(qiáng)度耐熱鋼、高溫合金、鈦合金等難加工材料，可磨性好，適于作精密復(fù)雜刀具，但不宜在沖擊切削條件下工作W6M

10、o5Cr4V2Al（501）67692.843.820.230.30屬含鋁高速鋼，切削性能相當(dāng)于W2Mo9 Cr4VCo8，適宜制造銑刀、鉆頭、鉸刀、齒輪刀具和拉刀等，用于加工合金鋼、不銹鋼、高強(qiáng)度鋼和高溫合金7答案表面涂層是在韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼基體上，通過(guò)化學(xué)氣相沉積（CVD）或物理氣相沉積（PVD）法涂覆一薄層耐磨性很高的難熔金屬化合物。通過(guò)這種方法，使刀具既具有基體材料的強(qiáng)度和韌性，又具有很高的耐磨性，從而較好地解決強(qiáng)度韌性與硬度耐磨性的矛盾。8答案常用硬質(zhì)合金牌號(hào)及用途如表2-6所示。表2-6硬質(zhì)合金的用途牌 號(hào)化學(xué)成分（%）性能比較適 用 場(chǎng) 合ISO國(guó)產(chǎn)wcTiCTaC(T

11、bC)CoK01YG3X96.50.53（至上而下）抗彎強(qiáng)度、韌性、進(jìn)給量 依次降低，（至上而下）硬度、耐磨性、切削速度 依次升高鑄鐵、有色金屬及合金的精加工，也可用于合金鋼、淬火鋼等的精加工、不能承受沖擊載荷K10YG6X93.50.56鑄鐵、冷硬鑄鐵、合金鑄鐵、耐熱鋼、合金鋼的半精加工、精加工K20YG6946鑄鐵、有色金屬及合金的粗加工、半精加工K30YG8928鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬的粗加工，能適應(yīng)斷續(xù)切削P01YT3066304碳鋼和合金鋼連續(xù)切削時(shí)的精加工P10YT1579156碳鋼和合金鋼連續(xù)切削時(shí)的半精加工、精加工P20YT1478148碳鋼和合金鋼連續(xù)切削時(shí)的粗加工、半

12、精加工、精加工或斷續(xù)切削時(shí)的精加工P30YT585510碳鋼和合金鋼的粗加工，也可用于斷續(xù)切削M10YW184646不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼及其他難加工材料及普通鋼料、鑄鐵的半精加工和精加工M20YW282648不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼及其他難加工材料及普通鋼料、鑄鐵的粗加工和半精加工9答案（1）積屑瘤的形成原因主要是由于切削加工時(shí)，在一定的溫度和壓力作用下，切屑與刀具前面發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，致使切屑底層金屬流動(dòng)速度降低而形成滯流層，如果溫度和壓力合適，滯流層就與前刀面黏結(jié)而留在刀具前面上，由于黏結(jié)層經(jīng)過(guò)塑性變形硬度提高，連續(xù)流動(dòng)的切屑在黏結(jié)層上流動(dòng)時(shí)，又會(huì)形成新的滯留層，使黏結(jié)層在前一層的基礎(chǔ)上積聚，

13、這樣一層又一層地堆積，黏結(jié)層愈來(lái)愈大，最后形成積屑瘤。（2）積屑瘤對(duì)切削過(guò)程的影響。 增大實(shí)際前角。積屑瘤黏結(jié)在刀具前刀面刀尖處，可代替刀具切削，增大了刀具的實(shí)際前角。 增大切入深度。積屑瘤前端伸出切削刃之外，加工中出現(xiàn)過(guò)切，使刀具切入深度比沒(méi)有積屑瘤時(shí)增大了，因而影響了加工尺寸。 增大已加工表面粗糙度。由于積屑瘤很不穩(wěn)定，使切削深度不斷變化，導(dǎo)致實(shí)際前角發(fā)生變化，引起切削過(guò)程震動(dòng)；積屑瘤脫落時(shí)的碎片可能黏附在已加工表面上；積屑瘤凸出刀刃部分，在已加工表面上形成溝紋，這些都可以造成已加工表面的粗糙度值增大。 影響刀具耐用度。積屑瘤覆蓋著刀具部分刃口和前面，對(duì)切削刃和前面有一定保護(hù)作用，從而減小

14、了刀具磨損，但積屑瘤脫落時(shí)，又可能使黏結(jié)牢固的硬質(zhì)合金表面剝落，加劇刀具磨損。（3）影響積屑瘤的主要因素與控制。精加工時(shí)必須避免或抑制積屑瘤的生成。其措施有如下幾種。 控制切削速度。盡量采用很低或很高的切削速度。 降低工件材料塑性。通過(guò)熱處理降低材料塑性，提高硬度，可抑制積屑瘤生成。 其他措施。減小進(jìn)給量、增大刀具前角，減小刀具前面的粗糙度值，合理使用切削液等，均可使切削變形減小，切削力減小，切削溫度下降，從而抑制積屑瘤的生成。10答案（1）工件材料對(duì)切屑變形的影響。工件材料的塑性是影響切屑變形的主要因素。如碳鋼的塑性越大，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度越低，越容易產(chǎn)生塑性滑移和剪切變形，在較小的應(yīng)力條件

15、下就開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。在相同的切削條件下，工件材料的塑性越大，切屑變形就越大。例如，1Cr18Ni9Ti和45鋼的強(qiáng)度近似，但前者延伸率大得多，切削時(shí)切屑變形大，易粘刀且不易斷屑。（2）刀具前角對(duì)切屑變形的影響。刀具前角越大，減小切屑沿前刀面流出的阻力越小，切屑變形越小。（3）切削速度對(duì)切屑變形的影響。在無(wú)積屑瘤的切削速度范圍內(nèi)（例如高速切削），切削速度越高，則變形越小。因?yàn)樗苄宰冃蔚膫鞑ニ俣容^彈性變形慢。（4）切削厚度對(duì)切屑變形的影響。當(dāng)切削厚度增加時(shí)，摩擦系數(shù)減小，變形變小。切削厚度增加，切屑底層變形大，上層變形小且變形程度嚴(yán)重的金屬層，占切屑體積的百分比隨著切屑厚度增加而下降。因此，從切

16、削層整體看，切屑的平均變形減小。反之，切屑越薄，變形量越大。11答案（1）工件材料的影響。工件材料的強(qiáng)度越大、硬度越高，切削時(shí)消耗的功越多，產(chǎn)生的切削熱越多，切削溫度升高。工件材料的熱導(dǎo)率大，熱量容易傳出，若產(chǎn)生的切削熱相同，則熱容量大的材料切削溫度低。工件材料的塑性越好，切削變形越大，切削時(shí)消耗的功越多，產(chǎn)生的切削熱越多，切削溫度升高。（2）切削用量的影響。切削用量中，切削速度對(duì)切削溫度影響最大。切削速度vc增加，切削的路徑增長(zhǎng)，切屑底層與刀具前面發(fā)生強(qiáng)烈摩擦從而產(chǎn)生大量的切削熱，切削溫度顯著升高。進(jìn)給量f對(duì)切削溫度有一定的影響。隨著進(jìn)給量的增大，單位時(shí)間內(nèi)金屬的切除量增加，消耗的功率增大，

17、切削熱增大，切削溫度上升。背吃刀量ap對(duì)切削溫度影響很小。隨著背吃刀量的增加，切削層金屬的變形與摩擦成正比例增加，產(chǎn)生的熱量按比例增加。但由于切削刃參加工作的長(zhǎng)度也成比例增長(zhǎng)，改善了刀頭的散熱條件，最終切削溫度略有增高。（3）刀具幾何角度的影響。刀具幾何參數(shù)對(duì)切削溫度影響較大的是前角和主偏角。前角o增大，切削變形及切屑與刀具前面的摩擦減小，產(chǎn)生的熱量小，切削溫度下降。反之，切削溫度升高。但是如果前角太大，刀具的楔角減小，散熱體積減小，切削溫度反而升高。主偏角r增大，刀具主切削刃工作長(zhǎng)度縮短，刀尖角r減小，散熱面積減少，切削熱相對(duì)集中，從而提高了切削溫度。反之，主偏角減小，切削溫度降低。（4）其

18、他因素。刀具后面磨損較大時(shí)，會(huì)加劇刀具與工件的摩擦，使切削溫度升高，切削速度越高，刀具磨損對(duì)切削溫度的升高越明顯。切削液對(duì)降低切削溫度有明顯的效果，切削液的潤(rùn)滑作用可減小摩擦，減少切削熱。12答案在使用刀具時(shí)，在刀具產(chǎn)生急劇磨損前必須重磨或更換新切削刃，這時(shí)刀具的磨損量稱(chēng)為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)或磨損限度。13答案刀具一次刃磨后從開(kāi)始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的實(shí)際切削時(shí)間稱(chēng)為刀具耐用度。刀具耐用度的大小表示刀具磨損的快慢，刀具耐用度大，表示刀具磨損慢；耐用度小，表示刀具磨損快。另外，刀具耐用度與刀具壽命是兩個(gè)不同的概念。刀具壽命是指一把新刀從投入使用到報(bào)廢為止總的切削時(shí)間，刀具的壽命等于刀具耐用度乘以

19、刃磨次數(shù)。14答案斷屑槽的槽形有折線(xiàn)型、直線(xiàn)圓弧型和全圓弧型3種。它們?cè)诖怪鼻邢魅械钠拭嫔系男螤钊鐖D2-27（a）、（b）、（c）所示。除槽寬尺寸外，其中反屑角也是影響斷屑的主要因素，反屑角增大，切屑易斷裂，但會(huì)使切屑卷曲半徑Rch減小，增大卷曲變形和彎曲應(yīng)用，如圖2-27（d）所示。圖2-27 斷屑槽的形式15答案（1）刀具材料采用涂層高速鋼或硬質(zhì)合金均可。（2）Vc60.288 m/min（3）公稱(chēng)寬度5.6577mm 公稱(chēng)厚度0.35355mm 橫截面積2mm216答案主偏角對(duì)刀具耐用度影響很大。減小主偏角可使刀尖角r增大，刀尖強(qiáng)度提高，散熱條件改善，因而刀具耐用度高。減小主偏角可降低加

20、工表面殘留面積的高度，故可減小加工表面的粗糙度。主偏角還會(huì)影響各切削分力的大小和比例。如車(chē)削外圓時(shí)，增大主偏角，可使背向力Fp減小，進(jìn)給力Ff增大，因而有利于減小工藝系統(tǒng)的彈性變形和震動(dòng)。工藝系統(tǒng)剛性較好時(shí)，主偏角宜取較小值，如r=3045，例如選用45偏刀；當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差或強(qiáng)力切削時(shí)，一般取r=6075，例如選用75偏刀。車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，取r=9093，以減小背向力Fp。17答案刃傾角主要影響切屑流向和刀尖強(qiáng)度。刃傾角對(duì)切屑流向的影響如圖2-16所示。刃傾角為正值，切削開(kāi)始時(shí)刀尖與工件先接觸，切屑流向待加工表面，可避免纏繞和劃傷已加工表面，對(duì)精加工和半精加工有利，如圖2-16（b）所示。刃

21、傾角為負(fù)值時(shí)，切削中切屑流向已加工表面，如圖2-16（a）所示，容易纏繞和劃傷已加工表面。18答案（1）背吃刀量ap的選擇（2）進(jìn)給量f的選擇（3）切削速度c的選擇因?yàn)榍邢饔昧?個(gè)要素對(duì)刀具耐用度T的影響程度各不相同，對(duì)刀具耐用度影響最大的是切削速度vc，其次是進(jìn)給量f，最小的是背吃刀量ap。由于要保持已確定的刀具耐用度T值，提高其中某一要素時(shí)，必須相應(yīng)地降低另外兩個(gè)要素。所謂選擇切削用量是選擇切削用量三要素的最佳組合，在保持刀具合理耐用度的前提下，使ap、f、vc三者的乘積值最大，以獲得最高的生產(chǎn)率。根據(jù)已選定的背吃刀量、進(jìn)給量，按照一定刀具耐用度下允許的切削速度公式，通過(guò)計(jì)算最后確定切削速

22、度c。19答案（1）背吃刀量ap方面切削加工一般分為粗加工、半精加工和精加工。粗加工時(shí)應(yīng)盡量用一次走刀切除全部粗加工余量。當(dāng)粗加工余量過(guò)大、機(jī)床功率不足、工藝系統(tǒng)剛度較低、刀具強(qiáng)度不夠、斷續(xù)切削及切削時(shí)沖擊震動(dòng)較大時(shí)，可分幾次走刀。切削表面層有硬皮的鑄、鍛件時(shí)，應(yīng)盡量使背吃刀量大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般較小，可一次走刀切除，即ap等于半精（精）加工余量。當(dāng)為保證工件的加工質(zhì)量時(shí)，也可二次走刀。多次走刀時(shí)，應(yīng)將第一次的背吃刀量取大些，一般為總加工余量的2/33/4。（2）進(jìn)給量f方面粗加工時(shí)，由于粗加工的工藝目標(biāo)是盡量高效切出加工余量，對(duì)加工后表面質(zhì)量沒(méi)有太高的

23、要求，這時(shí)在工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度允許的情況下，可選用較大的進(jìn)給量，可根據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑和已確定的背吃刀量查閱相關(guān)手冊(cè)確定。半精加工和精加工時(shí)，由于半精、精加工的工藝目標(biāo)是確保加工表面質(zhì)量（主要是表面粗糙度），進(jìn)給量應(yīng)取較小值，通常按照工件的表面粗糙度值要求，可根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度等條件查閱切削用量等相關(guān)手冊(cè)來(lái)選擇進(jìn)給量。（3）切削速度c方面粗加工時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量都較大，切削速度受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制，一般較低。精加工時(shí)，背吃刀量和進(jìn)給量都取得較小，切削速度主要受加工質(zhì)量和刀具耐用度影響，一般較高。20答案常用的切削液分為3大類(lèi)：水溶液、乳化液和切削油。（

24、1）粗加工時(shí)切削液的選擇。因?yàn)榇旨庸に玫募庸び嗔?、切削用量較大，所以產(chǎn)生大量的切削熱。在采用高速鋼刀具切削時(shí)，由于高速鋼刀具耐熱性較差，需要采用切削液，這時(shí)使用切削液的主要目的是降溫冷卻，減少刀具磨損，因此應(yīng)采用3%5%的乳化液；硬質(zhì)合金刀具由于耐熱性較高，一般不用切削液，若要使用切削液，則必須連續(xù)、充分地澆注，以免處在高溫狀態(tài)的硬質(zhì)合金刀片產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋。（2）精加工時(shí)切削液的選擇。精加工要求表面粗糙度值較小，一般應(yīng)采用潤(rùn)滑性能較好的切削液，如高濃度的乳化液或含極壓添加劑的切削油。采用高速鋼刀具精加工時(shí)可用15%20%的乳化液，以降低刀具磨損，改善加工表面質(zhì)量。（3）根據(jù)工件材

25、料的性質(zhì)選用切削液。切削塑性材料時(shí)需用切削液。切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，一般不加切削液，以免崩碎狀切屑黏附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上。切削銅合金和有色金屬時(shí)，一般不得使用含硫化添加劑的切削液，以免腐蝕工件表面。切削鋁、鎂及其合金時(shí)，不得使用水溶液或水溶性乳化液。在貴重精密機(jī)床上加工工件時(shí)，不得使用水溶性切削液及含硫、氯添加劑的切削油。磨削的特點(diǎn)是溫度高，會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)屑和砂粒，因此磨削液應(yīng)有較好的冷卻性和清洗性，并應(yīng)有一定的潤(rùn)滑性和防銹性。第三章 金屬切削基礎(chǔ)知識(shí)與刀具1答案按機(jī)床工藝規(guī)程的要求，保證工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并通過(guò)夾緊工件保證在加工過(guò)程中始終保持工件位置正確的工藝裝備，稱(chēng)為機(jī)床

26、夾具。簡(jiǎn)單地說(shuō)用來(lái)裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置稱(chēng)為機(jī)床夾具，簡(jiǎn)稱(chēng)夾具。夾具主要起定位夾緊作用。定位是“確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程”；夾緊是“工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作”。2答案（1）定位元件 用于確定工件在夾具中的位置使工件在加工時(shí)相對(duì)刀具及運(yùn)動(dòng)軌跡有一個(gè)正確的位置。（2）夾緊裝置 用于保持工件在夾具中的既定位置，使它不致因加工時(shí)受到外力的作用而改變?cè)ǖ奈恢?。?）對(duì)刀元件 用來(lái)確定夾具相對(duì)于刀具的位置。（4）夾具體 用于連接夾具上各個(gè)元件或裝置，使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。夾具體也用來(lái)與機(jī)床有關(guān)部位相連接。（5）其他元件和裝置 根據(jù)需要，夾具上

27、還可以有其他組成部分，如分度裝置等。3答案定位，就是限制自由度。用合理設(shè)置的6個(gè)支承點(diǎn)，限制工件的6個(gè)自由度，使工件在夾具中的位置完全確定，這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理”。有些自由度對(duì)加工要求有影響，有些自由度對(duì)加工要求無(wú)影響，這種定位情況稱(chēng)為不完全定位。不完全定位在對(duì)加工要求無(wú)影響的情況下是允許的。過(guò)定位會(huì)導(dǎo)致重復(fù)限制同一個(gè)自由度的定位支承點(diǎn)之間產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從而導(dǎo)致定位不穩(wěn)定，破壞定位精度。是不允許的。但實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，過(guò)定位并不是必須完全避免的。有時(shí)因?yàn)橐訌?qiáng)工件剛性或者特殊原因，必須使用相當(dāng)于比6個(gè)支承點(diǎn)多的定位元件。4答案定位是“確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程”；夾緊是

28、“工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作”，它與定位位置無(wú)關(guān)，是保證位置不變。5答案屬于固定支承的定位元件有支承釘和支承板，如果工件平面較小，則定位元件應(yīng)采用支承釘。支承釘分為A型、B型和C型3種。工件定位基準(zhǔn)面是毛坯表面時(shí)（粗基準(zhǔn)），因工件表面不平整，應(yīng)采用布置較遠(yuǎn)的3個(gè)球頭支承釘（B型支承釘），使其與毛坯面接觸良好；而C型支承釘為齒紋頭，用于粗基準(zhǔn)的側(cè)面定位，能增大摩擦系數(shù)，防止工件受力滑動(dòng)。工件以加工過(guò)的平面（精基準(zhǔn)）作定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該采用平頭支承釘（書(shū)中圖3-33中的A型）。如果工件平面較大，則定位元件可采用支承板，如書(shū)中圖3-34所示。支承板分A型和B型兩種，一般

29、用23個(gè)螺釘緊固在夾具體上。A型支承板的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但板上螺釘孔的邊緣容易粘切屑，且不易清除干凈，適用于工件的側(cè)面和頂面定位；B型結(jié)構(gòu)易于保證工作表面清潔，適用于工件底面定位。采用支承釘或支承板做定位基準(zhǔn)時(shí)，必須保證其裝配后定位基準(zhǔn)表面等高。一般采用將支承釘、支承板裝配于夾具6答案自位支承是指支承本身的位置在定位過(guò)程中，能自適應(yīng)工件定位基準(zhǔn)面位置變化的一類(lèi)支承，如圖3-38所示。圖3-38（a）、（b）所示為兩點(diǎn)式自位支承，圖3-38（c）所示為三點(diǎn)接觸，這類(lèi)支承的工作特點(diǎn)是：浮動(dòng)支承點(diǎn)的位置能隨著工件定位基準(zhǔn)位置的不同而自動(dòng)浮動(dòng)。當(dāng)基準(zhǔn)面不平時(shí)，壓下其中一點(diǎn)，其余點(diǎn)即上升，直至全部接

30、觸為止，故其作用仍相當(dāng)于一個(gè)固定支承，只限制一個(gè)自由度，未發(fā)生過(guò)定位。由于增加了接觸點(diǎn)數(shù)，故可提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性，多用于工件剛性不足的毛坯表面或不連續(xù)的平面的定位。 圖3-38 自位支承7答案可調(diào)支承是指高度可以調(diào)整的支承，如圖3-35所示。當(dāng)夾具支承的高度要求能夠調(diào)整時(shí)，可采用可調(diào)支承。可調(diào)支承常用于鑄件毛坯、以粗基準(zhǔn)定位的場(chǎng)合。在生產(chǎn)中，有時(shí)為了提高工件的安裝剛度和定位穩(wěn)定性，常采用輔助支承。輔助支承的結(jié)構(gòu)形式很多，但無(wú)論采用哪種，輔助支承都不起定位作用。輔助支承都是工件定位后才調(diào)整支承與工件表面接觸并鎖緊支承的，所以不限制自由度，同時(shí)也不能破壞基本支承對(duì)工件的定位。8答案輔助支承

31、都不起定位作用。輔助支承都是工件定位后才調(diào)整支承與工件表面接觸并鎖緊支承的，所以不限制自由度，同時(shí)也不能破壞基本支承對(duì)工件的定位。如圖3-39所示為階梯零件，當(dāng)用平面1定位銑平面2時(shí)，于工件右部底面增設(shè)輔助支承3，可避免加工過(guò)程中工件的變形?？烧{(diào)支承是針對(duì)毛坯批次進(jìn)行調(diào)整，而不是對(duì)每個(gè)工件的裝夾進(jìn)行調(diào)整?？烧{(diào)支承在一批工件加工前調(diào)整一次，在同一批工件加工中，其作用即相當(dāng)于固定支承。所以，可調(diào)支承在調(diào)整后都需用鎖緊螺母鎖緊?？烧{(diào)支承也可用于通用可調(diào)整夾具及成組夾具中，用一個(gè)夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件。圖3-37所示為徑向鉆孔夾具，采用可調(diào)支承使工件軸向定位，通過(guò)調(diào)整支承長(zhǎng)度位置，可以加工距

32、軸端面距離不等的孔。9答案確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作用點(diǎn)。在確定夾緊力的三要素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他作用外力。（1）夾緊力方向的確定。 夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。 夾緊力應(yīng)朝向工件剛性較好的方向，使工件變形盡可能小。 夾緊力的方向應(yīng)使所需夾緊力最小。夾緊力最好與切削力、工件重力方向一致，這樣既可減小夾緊力，又可縮小夾緊裝置的結(jié)構(gòu)。（2）夾緊力作用點(diǎn)的選擇。選擇作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。合理選擇夾緊力作用點(diǎn)必須注意以下幾點(diǎn)。 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件上或定位元件所形成的支承區(qū)域內(nèi)。 作用點(diǎn)應(yīng)作用在工件剛性較

33、好的部位。應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形，這一點(diǎn)對(duì)薄壁工件更顯得重要。 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面。這可以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，從而減輕工件的震動(dòng)。（3）夾緊力大小的確定。在夾緊力的方向、作用點(diǎn)確定之后，必須確定夾緊力的大小。夾緊力過(guò)小，難以保證工件定位的穩(wěn)定性和加工質(zhì)量；夾緊力過(guò)大，將不必要地增大夾緊裝置等的規(guī)格、尺寸，還會(huì)使夾緊系統(tǒng)的變形增大，從而影響加工質(zhì)量。特別是機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)，應(yīng)計(jì)算夾緊力的大小。10答案（1）車(chē)床夾具特點(diǎn)： 安裝在車(chē)床主軸上的夾具。這類(lèi)夾具中，除了各種卡盤(pán)、頂尖等通用夾具或其他機(jī)床附件外，往往根據(jù)加工的需要設(shè)計(jì)各種心軸或其他專(zhuān)用夾具，加工時(shí)夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)

34、，切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 安裝在滑板或床身上的夾具。對(duì)于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具安裝在車(chē)床滑板上，夾具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工回轉(zhuǎn)成形面的靠模屬于此類(lèi)夾具。（2）銑床夾具特點(diǎn)：銑床夾具主要用于加工零件上的平面、凹槽、鍵槽、花鍵、缺口及各種成形面。由于銑削加工通常是夾具隨工作臺(tái)一起作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，按進(jìn)給方式不同銑床夾具可分為直線(xiàn)進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和靠模進(jìn)給式三種類(lèi)型。直線(xiàn)進(jìn)給式銑床夾具這類(lèi)銑床用得最多。夾具安裝在銑床工作臺(tái)上，加工中隨工作臺(tái)按直線(xiàn)進(jìn)給方式運(yùn)動(dòng)。根據(jù)工件質(zhì)量、結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)批量，將夾具設(shè)計(jì)成單件多點(diǎn)、多件平行和多件連續(xù)依次夾緊的聯(lián)動(dòng)方式，有時(shí)還要采用分度機(jī)構(gòu)，均為了提高生產(chǎn)效率。圓

35、周進(jìn)給式銑床夾具圓周進(jìn)給銑削方式在不停車(chē)的情況下裝卸工件，一般是多工位，在有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的銑床上使用。這種夾具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間重疊，是高效銑床夾具，使用于大批量生產(chǎn)?？磕ｃ姶矈A具這種帶有靠模的銑床夾具用在專(zhuān)用或通用銑床上加工各種非圓曲面。靠模的作用是使工件獲得輔助運(yùn)動(dòng)，形成仿形運(yùn)動(dòng)。按主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式，靠模銑床夾具可分為直線(xiàn)進(jìn)給和圓周進(jìn)給兩種。（3）鉆床夾具特點(diǎn)：鉆床夾具一般由外套和鉆模板構(gòu)成。根據(jù)被加工孔的分布和鉆模板的特點(diǎn)，鉆模一般分為固定式、回轉(zhuǎn)式、移動(dòng)式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑柱式等幾種類(lèi)型。固定式鉆模。在使用過(guò)程中，鉆模和工件在機(jī)床上的位置固定不動(dòng)。常用于在立式鉆床上加

36、工較大的單孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。回轉(zhuǎn)式鉆模?；剞D(zhuǎn)式鉆模鉆模體可按一定的分度要求繞某一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主要用于加工同一圓周上的平行孔系或分布在圓周上的徑向孔。工件在一次裝夾后，靠鉆模體旋轉(zhuǎn)，依次加工出各孔。它包括立軸、臥軸和斜軸回轉(zhuǎn)3種基本形式。移動(dòng)式鉆模。移動(dòng)式鉆模常用于單軸立式鉆床，先后鉆削工件同一表面上的多個(gè)孔。一般工件和被加工孔的孔徑都不大，屬小型夾具。翻轉(zhuǎn)式鉆模。翻轉(zhuǎn)式鉆模整個(gè)夾具可以帶動(dòng)工件一起翻轉(zhuǎn)，加工中、小型工件分布在不同表面的孔系，甚至可加工定位基準(zhǔn)面上的孔。蓋板式鉆模。這類(lèi)鉆模常用于加工大型工件上的小孔。鉆模本身是一塊鉆模板，上面裝有導(dǎo)向定位裝置、夾緊元件和鉆套，加工時(shí)將

37、其覆蓋在工件上即可。所以該類(lèi)鉆模應(yīng)在保證剛性的基礎(chǔ)上，盡量減輕其結(jié)構(gòu)重量。這種鉆模通常利用工件底面做安裝基準(zhǔn)面，因此，鉆孔精度取決于工件本身精度及工件和鉆模的安裝精度。（4）鏜床夾具特點(diǎn)：鏜模一般由定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)引元件（鏜套）、夾具體（鏜模支架和鏜模底座）4個(gè)部分組成。其加工過(guò)程是刀具隨鏜桿在工件的孔中做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工件隨工作臺(tái)相對(duì)于刀具做慢速的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，連續(xù)切削性能比較穩(wěn)定，適用于精加工。故鏜模是一種精密夾具，它和鉆模一樣，是依靠專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)引元件鏜套來(lái)導(dǎo)引鏜桿，從而保證所鏜的孔具有很高的位置精度。11答案（1）數(shù)控機(jī)床夾具的特點(diǎn)：為適應(yīng)數(shù)控工序中的多個(gè)表面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的

38、組件對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的干涉。必須保證最小的夾緊變形。要求夾具裝卸工件方便，輔助時(shí)間盡量短。數(shù)控加工夾具可使用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等自動(dòng)夾緊裝置實(shí)現(xiàn)快速夾緊，縮短輔助時(shí)間。多件同時(shí)裝夾，提高效率。夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。夾具應(yīng)便于在機(jī)床工作臺(tái)上裝夾。（2）常用夾具：數(shù)控車(chē)床夾具主要有三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、花盤(pán)等。數(shù)控銑床、加工中心使用的夾具有平口虎鉗、壓板-T形螺釘、彎板、形塊等。12答案組合夾具是由可以循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)的夾具零部件組裝成容易聯(lián)接和拆卸夾具。組合夾具的柔性大，適于單件小批生產(chǎn)，是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高的工藝裝備。組合夾具的元件和合件屬于標(biāo)準(zhǔn)零部件，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，具有

39、精度高、耐磨性好和完全互換性，在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用很方便。用組合夾具加工的工件，位置精度一般可達(dá)IT8IT9，如果經(jīng)精確調(diào)整，可以達(dá)到IT7級(jí)。T型槽系組合夾具的元件的分類(lèi)、功用和組裝如下圖所示：圖3-85 T形槽系組合夾具組裝圖1基礎(chǔ)件 2支承件 3定位件 4導(dǎo)向件 5夾緊件 6緊固件 7手柄件 8分度合件第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程1答案機(jī)械制造工藝是指利用機(jī)械制造方法直接改變?cè)牧系男螤?、尺寸、相?duì)位置和表面質(zhì)量等，使其成為制造產(chǎn)品的加工過(guò)程的統(tǒng)稱(chēng)。生產(chǎn)過(guò)程是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程。工藝過(guò)程是指在生產(chǎn)過(guò)程中直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的過(guò)程。工藝規(guī)程是規(guī)定

40、產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。工序是指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地（或一臺(tái)機(jī)床上）對(duì)同一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。工步是指在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。走刀是在一個(gè)工步內(nèi)，如果要切除的金屬層很厚，需要對(duì)同一表面進(jìn)行幾次切削，這時(shí)刀具每切削一次稱(chēng)作一次走刀。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指在計(jì)劃期內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱(chēng)年的總生產(chǎn)量。生產(chǎn)類(lèi)型是企業(yè)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。一般分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。生產(chǎn)批量是一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品或零件數(shù)量，簡(jiǎn)稱(chēng)批量。工序尺寸

41、是指本工序加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸。工序余量是指零件加工前后從加工表面切除的材料層厚度。毛坯余量是指各個(gè)工序余量的總和，也就是從毛坯變?yōu)槌善返恼麄€(gè)加工過(guò)程中，某一加工表面上所切除的金屬總厚度。粗基準(zhǔn)是用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)是利用工件上已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)面。工序集中是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成。工序分散是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成。時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿(mǎn)足使用要求的前提下制造的方便性、可行性和經(jīng)濟(jì)性，即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便于加工時(shí)工件的裝夾、對(duì)刀、測(cè)量，可以提高切削效率等。為了

42、多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加工出來(lái)，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。2 答案生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特點(diǎn)如下表：工 藝 特 點(diǎn)生 產(chǎn) 類(lèi) 型單件小批生產(chǎn)中 批 生 產(chǎn)大批量生產(chǎn)零件的互換性用修配法，缺乏互換性多數(shù)互換，部分修配全部互換，高精度配合采用分組裝配毛坯情況鍛件自由鍛造，鑄件木工手工造型，毛坯精度低鍛件部分采用模鍛，鑄件部分用金屬模，毛坯精度中等廣泛采用鍛模，機(jī)器造型等高效方法生產(chǎn)毛坯，毛坯精度高機(jī)床設(shè)備及其布置形式通用機(jī)床，機(jī)群式布置，也可用數(shù)控機(jī)床部分通用機(jī)床，部分專(zhuān)用機(jī)床，機(jī)床按零件類(lèi)別分工段布置廣泛采用自動(dòng)機(jī)床，專(zhuān)用機(jī)床，按流水線(xiàn)、自動(dòng)線(xiàn)排列設(shè)備工藝裝置通用刀具、量具和夾具，或組合

43、夾具，找正后裝夾工件廣泛采用夾具，部分靠找正裝夾工件，較多采用專(zhuān)用量具和刀具高效專(zhuān)用夾具，多用專(zhuān)用刀具，專(zhuān)用量具及自動(dòng)檢測(cè)裝置對(duì)工人的技術(shù)要求需要技術(shù)熟練中等對(duì)調(diào)整工人的技術(shù)水平要求高，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求低工藝文件僅要工藝過(guò)程卡工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵零件的工序卡詳細(xì)的工藝文件，工藝過(guò)程卡、工序卡、調(diào)整卡等生產(chǎn)率較低中等高加工成本較高中等低3答案（1）保證工件加工表面與不加工表面的相互位置精度，選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)對(duì)于同時(shí)具有加工表面和不加工表面的零件，必須保證其不加工表面與加工表面的相互位置時(shí)，選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果零件上有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選擇其中與加工表面相互位置要求高的表面作為

44、粗基準(zhǔn)。圖4-16所示零件一般要求壁厚均勻，所以加工中的粗基準(zhǔn)選擇方案一是正確的。圖4-17所示撥桿上有多個(gè)不加工表面，但保證加工f20mm孔與不加工表面f40mm外圓的同軸度（可以保證零件的壁厚均勻）是主要的，因此加工f20mm孔時(shí)應(yīng)選f40mm外圓為粗基準(zhǔn)。 圖4-16 粗基準(zhǔn)選擇對(duì)加工工件的影響 圖4-17 撥桿粗基準(zhǔn)的選擇（2）保證重要表面的余量均勻工件必須首先保證某重要表面的余量均勻，選擇該表面為粗基準(zhǔn)。如床身的加工，床身上的導(dǎo)軌面是重要表面，要求導(dǎo)軌面的加工余量均勻。若精磨導(dǎo)軌時(shí)，先以床腳平面作為粗基準(zhǔn)定位，磨削導(dǎo)軌面，如圖4-18（b）所示，導(dǎo)軌表面上的加工余量不均勻，切去的又太

45、多，會(huì)露出較疏松的、不耐磨的金屬層，達(dá)不到導(dǎo)軌要求的精度和耐磨性。若選擇導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)定位，先加工床腳底面，然后以床腳底面定位加工導(dǎo)軌面，如圖4-18（a）所示，這就可以保證導(dǎo)軌面加工余量均勻。圖4-18 床身的加工（3）選擇余量最小的表面為粗基準(zhǔn)選擇毛坯加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面都有足夠加工余量，不至于造成廢品。如圖4-19所示，加工鑄造或鍛造的軸套，通常加工余量較小，并且孔的加工余量較大，而外圈表面的加工余量較小，這時(shí)就應(yīng)該以外圈表面作為粗基準(zhǔn)來(lái)加工孔。（4）選擇平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)應(yīng)該選擇毛坯上尺寸和位置可靠、平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)，表面不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口及

46、其他缺陷，這樣可減少定位誤差，并使工件夾緊可靠。（5）不重復(fù)使用粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只準(zhǔn)使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)是毛坯表面，定位誤差大，兩次以上使用同一粗基準(zhǔn)裝夾，加工出的各表面之間會(huì)有較大的位置誤差。圖4-20所示零件加工中，如第一次用不加工表面f30mm定位，分別車(chē)削f18H7mm和端面；第二次仍用不加工表面f30mm定位，鉆4f8mm孔，則會(huì)使f18H7mm孔的軸線(xiàn)與48mm孔位置即f46mm的中心線(xiàn)之間產(chǎn)生較大的同軸度誤差，有時(shí)可達(dá)23mm。因此，這樣的定位方案是錯(cuò)誤的。正確的定位方法應(yīng)以精基準(zhǔn)f18mm孔和端面定位，鉆4f8mm孔。 圖4-19軸套內(nèi)孔加工基準(zhǔn)的選擇 圖4-20

47、重復(fù)使用粗基準(zhǔn)4答案（1）基準(zhǔn)重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這一原則稱(chēng)為基準(zhǔn)重合原則。用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)可以避免因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。如圖4-13（a）、（b）、（c）所示，采用調(diào)整法銑削C面，則工序尺寸c的加工誤差TC不僅包含本工序的加工誤差j，而且還包含基準(zhǔn)不重合帶來(lái)的誤差Ta。如果采用圖4-13（d）所示的方式安裝，則可消除基準(zhǔn)不重合誤差。圖4-13 基準(zhǔn)重合原則示意圖（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)來(lái)加工工件上的各個(gè)加工表面，這稱(chēng)為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。例如，一般軸類(lèi)零件加工的多數(shù)工序以中心孔定位；在圖4-12活塞加工的工藝過(guò)程中，多數(shù)工序以活塞的止口

48、和端面定位；箱體零件采用一面兩孔定位，齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪的內(nèi)孔及一端面為定位基準(zhǔn)，均屬于基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。基準(zhǔn)統(tǒng)一有利于保證工件各加工表面的位置精度，避免或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的加工誤差。同時(shí)可以簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)和制造。（3）自為基準(zhǔn)原則某些加工表面余量較小而均勻的精加工工序選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。如圖4-14所示，磨削車(chē)床導(dǎo)軌面用可調(diào)支承定位床身，在導(dǎo)軌磨床上用百分表找正導(dǎo)軌本身表面作為定位基準(zhǔn)，然后磨削導(dǎo)軌，可以滿(mǎn)足精磨導(dǎo)軌面的余量小且均勻。還有浮動(dòng)鏜刀鏜孔、珩磨孔、拉孔、無(wú)心磨外圓等，也都是自為基準(zhǔn)定位。（4）互為基準(zhǔn)原則某個(gè)工件上有兩個(gè)相互位置精度要求很高

49、的表面，采用工件上的這兩個(gè)表面互相作為定位基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，稱(chēng)為互為基準(zhǔn)?；榛鶞?zhǔn)可使兩個(gè)加工表面間獲得高的相互位置精度，且加工余量小而均勻。如加工精密齒輪中的磨齒工序，先以齒面為基準(zhǔn)定位磨孔，如圖4-15所示；然后以?xún)?nèi)孔定位，磨齒面，使齒面加工余量均勻，能保證齒面與內(nèi)孔之間的較高的相互位置精度。 圖4-14 自為基準(zhǔn)原則示意圖 圖4-15 互為基準(zhǔn)定位的磨齒輪孔 1推銷(xiāo) 2鋼球 3齒輪（5）準(zhǔn)確可靠，便于裝夾的原則：所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確，安裝可靠，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適用、操作方便。5答案以110mm外圓表面A為粗基準(zhǔn)，加工內(nèi)孔。因無(wú)同軸度等公差要求，所以一次裝夾完成全部?jī)?nèi)孔加工

50、。最后進(jìn)行端面加工。6答案如圖4-45所示，零件毛坯為35mm棒料，批量生產(chǎn)時(shí)其機(jī)械加工過(guò)程如下所述：在鋸床上切斷下料，車(chē)一端面鉆中心孔，調(diào)頭，車(chē)另一端面鉆中心孔，在另一臺(tái)車(chē)床上將整批工件一端外圓都車(chē)至30mm及20mm，調(diào)頭再用車(chē)刀車(chē)削整批工件的18外圓，又換一臺(tái)車(chē)床，倒角，車(chē)螺紋。最后在銑床上銑兩平面，轉(zhuǎn)90后，銑另外兩平面。制定工藝規(guī)程卡和工序卡參見(jiàn)教材表4-16。習(xí)題 圖4-44 端蓋（題4-5圖） 圖4-45 軸類(lèi)零件（題4-6圖）7答案（1）劃分加工階段的原因：保證加工質(zhì)量。粗加工時(shí)切除的余量大，切削力和夾緊力大，切削熱多，產(chǎn)生的加工誤差大。兩個(gè)加工階段之間的工件周轉(zhuǎn)期間長(zhǎng)，要有充

51、分的時(shí)間使工件冷卻和內(nèi)應(yīng)力重新分布，可以確保精加工階段糾正粗加工的加工誤差和精加工后質(zhì)量的穩(wěn)定。合理使用機(jī)床設(shè)備。粗加工可使用功率大、精度較低的機(jī)床，以獲得較大的生產(chǎn)率。精加工切削力小，可使用高精度的機(jī)床加工，既確保加工質(zhì)量，又有利于長(zhǎng)期保護(hù)機(jī)床精度。充分發(fā)揮熱處理工序的效果?？梢栽跈C(jī)械加工工序中插入必要的熱處理工序，使熱處理發(fā)揮充分的效果。如材料預(yù)備熱處理前安排粗加工，有利于消除粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，最終熱處理后再安排精加工可以去除淬火后的工件變形。劃分了加工階段，帶來(lái)了兩個(gè)有利條件：第一是粗加工完各表面后，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)；第二是精加工表面的工序安排在最后，可保護(hù)已加工表

52、面少受損傷。（2）加工階段的劃分：在加工較高精度的工件時(shí)，如工序數(shù)較多，可把整個(gè)工藝路線(xiàn)分成如下幾個(gè)加工階段。粗加工階段。高效率地去除各加工表面上的大部分余量。粗加工階段所能達(dá)到的精度較低，表面粗糙度大，主要任務(wù)是如何獲得高的生產(chǎn)率。半精加工階段。目的是消除主要表面上經(jīng)粗加工后留下的加工誤差，使其達(dá)到一定的精度，為進(jìn)一步精加工做準(zhǔn)備（保證精加工余量），同時(shí)完成一些次要表面的加工（鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等）。精加工階段。該階段中的加工余量和切削用量都很小，其主要任務(wù)是保證工件的主要表面的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。光整加工階段。對(duì)精度要求高、表面粗糙度要求?。ü畹燃?jí)6、表面粗糙度Ra0.3

53、2mm）的零件，還要有專(zhuān)門(mén)的光整加工階段。包括珩磨、超精加工、鏡面磨削等方法，其加工余量極小，目的是進(jìn)一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。8答案（1）先粗后精。先安排粗加工工序，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工工序。（2）先主后次。零件的主要表面是加工精度和表面質(zhì)量要求高的表面，它的工序較多，其加工質(zhì)量對(duì)零件質(zhì)量影響大，因此先加工。一些次要表面如緊固用的螺孔、鍵槽等，可穿插在主要表面加工之間和加工之后進(jìn)行。（3）先基準(zhǔn)，后其他。先用粗基準(zhǔn)定位加工精基準(zhǔn)表面，為其他表面的加工提供可靠的定位基準(zhǔn)，然后再用精基準(zhǔn)定位加工其他表面。如軸類(lèi)零件一般以中心孔為精

54、基準(zhǔn)，所以先以外圓為粗基準(zhǔn)加工中心孔，然后再以中心孔定位加工外圓柱面。（4）先面后孔。這是上一條原則的特例，因?yàn)閷?duì)于箱體類(lèi)零件，它的平面的輪廓尺寸大，用平面為精基準(zhǔn)加工孔定位可靠，也容易實(shí)現(xiàn)，而先加工孔、再以?xún)?nèi)孔定位加工平面則比較困難。所以箱體零件一般先以主要孔為粗基準(zhǔn)加工平面，再以平面為精基準(zhǔn)加工孔系。9答案（1）前工序的表面粗糙度高度a和表面缺陷層厚度Da。為使加工后的表面沒(méi)有前工序留下的加工痕跡，應(yīng)將前工序形成的a和a層切除。a和a應(yīng)包括在加工余量?jī)?nèi)。（2）前工序的尺寸公差Ta。由于工序尺寸的公差是按“入體原則”標(biāo)注，因此Ta值在工序尺寸的入體方向，如圖4-23所示，所以公差值a應(yīng)包括在

55、加工余量?jī)?nèi)。（3）前工序的位置誤差ra。是指不由尺寸公差Ta所控制的形位公差，如采用獨(dú)立原則或最大實(shí)體原則時(shí)，本工序通過(guò)切削加工修正前工序形成的這種誤差，所以a值應(yīng)包括在加工余量?jī)?nèi)。（4）工序的裝夾誤差eb。用來(lái)補(bǔ)償裝夾誤差對(duì)加工的影響。10答案（1）定位基準(zhǔn)選擇（2）工序的劃分（3）工步的劃分（4）工序順序的安排（5）選擇合理的走刀路線(xiàn)11答案時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。它包括下列組成部分：（1）基本時(shí)間j基本時(shí)間是指直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相互位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間。對(duì)切削加工而言，就是直接用于切除余量所消耗的時(shí)間（

56、包括刀具的切出、切入時(shí)間），可以由計(jì)算確定。（2）輔助時(shí)間Tf輔助時(shí)間是指為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括在機(jī)床上裝卸工件，開(kāi)、停機(jī)床，進(jìn)刀、退刀操作，測(cè)量工件等所用的時(shí)間，基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和稱(chēng)為作業(yè)時(shí)間Tz。顯然作業(yè)時(shí)間是直接用于制造零件所消耗的時(shí)間。（3）布置工作地點(diǎn)時(shí)間Tb布置工作地點(diǎn)時(shí)間是指為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。一般可按作業(yè)時(shí)間的2%7%計(jì)算。（4）休息與生理需要時(shí)間Tx休息與生理需要時(shí)間是指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿(mǎn)足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般可按作業(yè)時(shí)間的2%4%計(jì)算。綜上所述

57、，單件時(shí)間d用公式表示為：Tdjfbx（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te對(duì)成批生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間是工人為加工一批工件進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。例如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、借取和安裝刀具和夾具、調(diào)整機(jī)床、歸還工藝裝備、送交成品等。12答案工序尺寸H為150，上偏差為+0.05，下偏差為-0.05。13答案 圖4-46 主軸箱（題4-12圖） 圖4-47 銑削平面（題4-13圖）銑削平面C工序尺寸及極限偏差為L(zhǎng)1600.2mm銑削平面D工序尺寸及極限偏差為800.2mm銑削槽E面工序尺寸及極限偏差為1000.6mm14答案新的測(cè)量尺寸為左側(cè)孔底到端面的距離，其尺寸及極限偏差為30。15答案（1）

58、按工件的定位方式劃分工序。數(shù)控加工常常是粗加工和精加工在一次裝夾下完成，工序內(nèi)容較多，要求夾緊力大。為了保證數(shù)控加工中定位夾緊的可靠性，一般需要精基準(zhǔn)定位，擬定工藝路線(xiàn)要遵循基準(zhǔn)先行的原則，在工藝過(guò)程中首先用普通機(jī)床完成工件精基準(zhǔn)的加工，然后用精基準(zhǔn)定位，采用數(shù)控機(jī)床加工零件的主要表面。（2）粗、精加工分開(kāi)的原則劃分工序。如果粗加工和精加工安排在同一工序中的做法不能滿(mǎn)足工件的加工精度要求，例如對(duì)粗加工后需要短期時(shí)效（如時(shí)效8小時(shí)以上）的工件，或粗加工后可能引起變形、需要矯形（校正）的工件，為了確保加工精度，粗加工和精加工應(yīng)分成兩個(gè)工序完成。（3）按使用刀具不同劃分工序。為減少換刀次數(shù)，縮短空行

59、程，在一個(gè)工序中，用同一把刀具盡可能加工完工件上需用該刀加工的所有表面，盡量避免在其他工序中再一次使用該刀具，避免多次換用同一把刀具，無(wú)謂增加換刀次數(shù)，消耗換刀時(shí)間。（4）以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。16答案（1）刀具進(jìn)入切削前和切削后要安排進(jìn)刀量和退刀量，即為避開(kāi)加速和減速過(guò)程必須附加一小段行程長(zhǎng)度，使刀具在切入過(guò)程中完成加速，達(dá)到勻速狀態(tài)，而在離開(kāi)工件后的切出中減速停止。（2）沿工件加工表面切向進(jìn)刀和退刀。沿工件加工表面切向進(jìn)刀切入工件時(shí)，刀具的切入運(yùn)動(dòng)與切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)連續(xù)，可避免

60、在加工表面產(chǎn)生刀痕。同樣，切出工件進(jìn)給也是如此。（3）直線(xiàn)進(jìn)刀、退刀路線(xiàn)。采用與工件輪廓曲面相切的直線(xiàn)段路線(xiàn)進(jìn)刀、退刀。（4）沿1/4圓弧段進(jìn)、退刀路線(xiàn)。避免加工表面在刀具轉(zhuǎn)向處將留下刀痕的另一種進(jìn)刀方法，是采用與工件輪廓曲面相切的1/4圓的圓弧段進(jìn)刀和退刀，使圓弧段與切削軌跡相切。此時(shí)要求進(jìn)、退刀的圓弧段的半徑大于銑刀直徑的2倍。（5）走刀路線(xiàn)應(yīng)使加工后工件的變形最小。如對(duì)截面小的細(xì)長(zhǎng)零件或薄板零件應(yīng)采取分幾次走刀加工的方法，或?qū)ΨQ(chēng)去除余量的方法安排走刀路線(xiàn)。（6）尋求最短加工路線(xiàn)。提高加工效率。（7）最終輪廓一次走刀完成。為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中