機(jī)械制造基礎(chǔ)-簡答題答案

第一部分工程材料四、簡答題1．什么是工程材料？按其組成主要分為哪些種類?答：工程材料主要指用于機(jī)械工程和建筑工程等領(lǐng)域的材料。

按其組成主要分為：金屬材料、高分子材料、無機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料。2．什么是金屬的熱處理？有哪些常用的熱處理工藝？答：金屬熱處理就是通過加熱、保溫和冷卻來改變金屬整體或表層的組織，從而改善和提高其性能的工藝方法。

金屬熱處理工藝可分為普通熱處理（主要是指退火、正火、淬火和回火等工藝）、表面熱處理（包括表面淬火和化學(xué)熱處理）和特殊熱處理（包括形變熱處理和真空熱處理等）。3．鋼退火的主要目的是什么？常用的退火方法有哪些？答：鋼退火的主要目的是：①細(xì)化晶粒，均勻組織，提高機(jī)械性能；②降低硬度，改善切削加工性；③消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂；④提高塑性、韌性，便于塑性加工⑤為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。常用的退火方法有完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、擴(kuò)散退火、再結(jié)晶退火。4．鋼正火的主要目的是什么？正火與退火的主要區(qū)別是什么？如何選用正火與退火？答：鋼正火的主要目的是①細(xì)化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能；②調(diào)整硬度，便于進(jìn)行切削加工（↑HB)；③消除殘余內(nèi)應(yīng)力，避免鋼件在淬火時(shí)產(chǎn)生變形或開裂；④為球化退火做好組織準(zhǔn)備。正火與退火的主要區(qū)別是冷卻速度不同。正火與退火的選用：①不同的退火方法有不同的應(yīng)用范圍和目的，可根據(jù)零件的具體要求選用；②正火可用于所有成分的鋼，主要用于細(xì)化珠光體組織．其室溫組織硬度比退火略高，比球化退火更高；③一般來說低碳鋼多采用正火來代替退火。為了降低硬度，便于加工，高碳鋼應(yīng)采用退火處理。5．淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？答：淬火是將鋼奧氏體化后快速冷卻獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火的目的主要是為了獲得馬氏體，提高鋼的硬度和耐磨性。它是強(qiáng)化鋼材最重要的熱處理方法。常用的淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火。6.淬火后，為什么一般都要及時(shí)進(jìn)行回火？回火后鋼的力學(xué)性能為什么主要是決定于回火溫度而不是冷卻速度？答：淬火鋼一般不宜直接使用，必須進(jìn)行回火以消除淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，提高材料的塑性和韌性，穩(wěn)定組織和工件尺寸。由于回火后鋼的力學(xué)性能取決于回火后的組織與結(jié)構(gòu)，而回火后的組織與結(jié)構(gòu)是由回火溫度而不是由冷卻速度決定的。7．回火的目的是什么？常用的回火操作有哪些？試指出各種回火操作得到的組織、性能及應(yīng)用范圍。答：回火的目的是：①消除淬火時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力；②提高材料的塑性和韌性，獲得良好的綜合力學(xué)性能；③穩(wěn)定組織和工件尺寸。常用的回火方法有以下三種：（1）低溫回火（250℃組織：回火組織為回火馬氏體。性能：基本上保持了淬火后的高硬度（一般為58～64HRC）和高耐磨性。應(yīng)用：主要用于高碳工具鋼、模具、滾動(dòng)軸承、滲碳、表面淬火的零件及低碳馬氏體鋼和中碳低合金超高強(qiáng)度鋼。（2）中溫回火（350～500℃組織：回火組織為回火屈氏體。性能：回火屈氏體的硬度一般為35～45HRC，具有較高的彈性極限和屈服極限。它們的屈強(qiáng)比（σs／σb）較高，一般能達(dá)到0．7以上，同時(shí)也具有一定的韌性。應(yīng)用：主要用于各種彈性元件。（3）高溫回火（500～650℃）組織：回火組織為回火索氏體。性能：其綜合力學(xué)性能優(yōu)良，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，具有良好的塑性和韌性。硬度一般為25～35HRC。應(yīng)用：廣泛用于綜合力學(xué)性能要求高的各種機(jī)械零件，例如軸、齒輪坯、連桿、高強(qiáng)度螺栓等。8．什么是調(diào)質(zhì)處理？調(diào)質(zhì)的主要目的是什么？鋼在調(diào)質(zhì)后是什么組織？度一般應(yīng)在HRC60以上。

2）足夠的強(qiáng)度和韌性。以便承受切削力和切削時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，防止刀具脆性斷裂和崩刃。

3）高的耐磨性。即抵抗磨損的能力。一般情況下，刀具材料硬度越高，耐磨性越好。

4）高的耐熱性。指刀具材料在高溫下仍能保持硬度、強(qiáng)度、韌性和耐磨等性能。

5）良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。為便于刀具本身的制造，刀具材料應(yīng)具有好的切削性能、磨削性能、焊接性能及熱處理性能等，而且要追求高的性能價(jià)格比。3、切削過程中有哪些物理現(xiàn)象？試述積屑瘤的產(chǎn)生對切削加工的影響。

切削過程中的物理現(xiàn)象有積屑瘤和加工硬化現(xiàn)象。積屑瘤的存在有利也有弊。積屑瘤的不穩(wěn)定使切削深度和厚度不斷發(fā)生變化，影響加工精度，并引起切削力的變化，產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊，而且脫落的積屑瘤碎片粘附在已加工表面上，使加工表面粗糙。因此，在精加工過程中，應(yīng)采取改變切削速度、選用適當(dāng)?shù)那邢饕旱却胧┍苊夥e屑瘤的產(chǎn)生。由于積屑瘤的硬度高于刀具，可以代替切削刃進(jìn)行切削，起到保護(hù)刀具的作用，同時(shí)積屑瘤的存在，增大了刀具的實(shí)際工作前角，使切削過程輕快。因此，粗加工時(shí)積屑瘤的存在是有利的。4、簡述合理選用切削用量三要素的基本原則。

選擇切削用量的原則是：在保證加工質(zhì)量，降低成本和提高生產(chǎn)率的前提下，使ap、f、v的乘積最大，即使基本工藝時(shí)間最短。

粗加工時(shí)，要盡可能提高金屬切除率，同時(shí)還要保證規(guī)定的刀具耐用度。在機(jī)床功率足夠時(shí)，應(yīng)盡可能選取大的背吃刀量，除留下精加工的余量外，最好一次走刀切除全部粗加工的余量。其次，根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛度，按工藝裝備及技術(shù)條件選擇大的進(jìn)給量。最后再根據(jù)刀具耐用度的要求，針對不同的刀具材料和工件材料，選擇合適的切削速度v，以保證在一定刀具耐用度條件下達(dá)到最高生產(chǎn)率。

精加工時(shí)，首先應(yīng)保證零件的加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)還要保證必要的刀具耐用度和生產(chǎn)率。精加工往往采用逐漸減小背吃刀量的方法來逐步提高加工精度。為了既可保證加工質(zhì)量，又可提高生產(chǎn)率，精加工時(shí)常采用專門的精加工刀具并選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量，以及較高的切削速度將工件加工到最終的質(zhì)量要求。第十四章零件表面的加工方法1、加工細(xì)長軸時(shí)，容易產(chǎn)生腰鼓形（中間大、兩頭?。?，試分析產(chǎn)生的原因及應(yīng)采取的措施。加工細(xì)長軸時(shí)，由于工件徑向剛性較差，在切削受力的過程中，引起較大的徑向變形，使中間部位的切削深度較兩端小，從而產(chǎn)生腰鼓形變形。為減小腰鼓形變形，可采用較大的主偏角，減小切削深度，采用中心架、跟刀架等方法。3、簡述鉆孔時(shí)，產(chǎn)生“引偏”的原因及減小“引偏”的措施。鉆孔時(shí)，產(chǎn)生“引偏”是由于橫刃較長又有較大負(fù)前角，使鉆頭很難定心；鉆頭比較細(xì)長，且有兩條寬而深的容屑槽，使鉆頭剛性很差；鉆頭只有兩條很窄的螺旋棱帶與孔壁接觸，導(dǎo)向性也很差；由于橫刃的存在，使鉆孔時(shí)軸向抗力增大。因此，鉆頭在開始切削時(shí)就容易引偏，切入以后易產(chǎn)生彎曲變形，致使鉆頭偏離原軸線。

鉆頭的引偏將使加工后的孔出現(xiàn)孔軸線的歪斜、孔徑擴(kuò)大和孔失圓等現(xiàn)象。減小“引偏”的措施包括預(yù)鉆錐形定心坑；采用鉆套為鉆頭導(dǎo)向；刃磨時(shí)，盡量將鉆頭的兩個(gè)半鋒角和兩條主切削刃磨得完全相等。6、何為順銑和逆銑?試分析一般采用逆銑而很少采用順銑的原因。周銑銑平面又分為逆銑和順銑兩種方法。當(dāng)銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相反時(shí)稱為逆銑；當(dāng)銑刀和工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件的進(jìn)給方向相同時(shí)稱為順銑。

順銑忽大忽小的水平分力FH的方向與工作臺(tái)的進(jìn)給方向相同，由于工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與固定螺母之間一般都存在間隙，當(dāng)水平分力FH值較小時(shí)，絲杠與螺母之間的間隙位于右側(cè)，而當(dāng)水平分力FH值足夠大時(shí)，就會(huì)將工件連同絲杠一起向右拖動(dòng)，使絲杠與螺母之間的間隙位于左側(cè)。在這種情況下，水平分力FH的大小變化會(huì)使工作臺(tái)忽左忽右來回竄動(dòng)，造成切削過程不平穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)打刀甚至損壞機(jī)床。逆銑時(shí)，水平分立FH與進(jìn)給方向相反，因此，工作臺(tái)進(jìn)給絲杠與螺母之間在切削過程中始終保持一側(cè)緊密接觸，工作臺(tái)不會(huì)竄動(dòng)，切削過程平穩(wěn)。銑床工作臺(tái)的進(jìn)給絲桿和螺母無消除間隙裝置時(shí)，一般采用逆銑。8、磨削加工為什么可以獲得較高的精度及較低的粗糙度？由于磨粒的刃口半徑ρ小，能切下一層極薄的材料；又由于砂輪表面上的磨粒多，磨削速度高（30～35m/s），同時(shí)參加切削的磨粒很多，在工件表面上形成細(xì)小而致密的網(wǎng)絡(luò)磨痕；再加上磨床本身的精度高、液壓傳動(dòng)平穩(wěn)和微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)，因此，磨削的加工精度高（IT8～I(xiàn)T5）、表面粗糙度?。≧a=1.6～0.2μm）。9、什么是特種加工？它與傳統(tǒng)的切削加工相比有何特點(diǎn)？特種加工不是采用常規(guī)的刀具或磨具對工件進(jìn)行切削加工的工藝方法，而是利用電能、光能、化學(xué)能、聲能、磁