機械制造工藝學第三版王先逵第五章習題解答

機械制造工藝學第三版王先逵第五章習題解答機械制造工藝學習題解答第五章：機械加工表面質(zhì)量及其控制（第3版P267）5-1機械加工表面質(zhì)量包括哪些具體內(nèi)容？答：（P229）機械加工表面質(zhì)量，其含義包括兩個方面的內(nèi)容：A．加工表面層的幾何形貌，主要由以下幾部分組成：⑴表面粗糙度；⑵波紋度；⑶紋理方向；⑷表面缺陷。B．表面層材料的力學物理性能和化學性能，主要反映在以下三個方面：⑴表面層金屬冷作硬化；⑵表面層金屬的金相組織變化；⑶表面層金屬的殘余應力。5-2為什么機器零件一般總是從表面層開始破壞的？加工表面質(zhì)量對機器使用性能有哪些影響？答：（P231）(1)由于表面是零件材料的邊界，常常承受工作負荷所引起的最大應力和外界介質(zhì)的侵蝕，表面上有著引起應力集中而導致破壞的微小缺陷，所以這些表面直接與機器零件的使用性能有關。(2)加工表面質(zhì)量對機器的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性、零件配合質(zhì)量都有影響。5-3車削一鑄鐵零件的外圓表面，若進給量f=0.40mm/r，車刀刀尖圓弧半徑re=3mm，試估算車削后的表面粗糙度。5-6為什么提高砂輪速度能減小磨削表面的粗糙度數(shù)值，而提高工件速度卻得到相反的結果？答：（P224）砂輪速度越高，單位時間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)就越多，工件材料來不及變形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，單位時間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)減少，塑性變形增加，表面粗糙度值將增大。5-7為什么在切削加工中一般都會產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象？答：（P240）機械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長，進一步變形受到阻礙，這些都會使表面層金屬的硬度增加，統(tǒng)稱為冷作硬化（或稱為強化）。5-17試述加工表面產(chǎn)生壓縮殘余應力的原因，試述表面產(chǎn)生拉伸殘余應力的原因。答：（P245-246）加工表面產(chǎn)生壓縮殘余應力的原因：(1)機械加工時加工表面的金屬層內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，使表層金屬的比容增大。由于塑性變形只在表面層中產(chǎn)生，這樣就在表面層內(nèi)產(chǎn)生了壓縮殘余應力；(2)當?shù)毒邚谋患庸け砻嫔锨谐饘贂r，表層的纖維被拉長，刀具后刀面與已加工表面的摩擦又加大了這種拉伸作用；刀具切離后，彈性變形將逐漸恢復，而塑性變形不能恢復，表面層金屬拉伸塑性變形，受到與它相連的里層未發(fā)生塑性變形金屬的阻礙，因此就在表層金屬中產(chǎn)生了壓縮殘余應力。表面產(chǎn)生拉伸殘余應力的原因：(1)在機械加工中，切削區(qū)會產(chǎn)生大量的切削熱，工件表面的溫度往往很高。工件受熱膨脹時，表層金屬處于沒有殘余應力作用的完全塑性狀態(tài)中，冷卻時表層金屬收縮受到里層金屬阻礙，這樣就在表面層內(nèi)產(chǎn)生了拉伸殘余應力。(2)比容減小，表面層金屬由于相變而產(chǎn)生的收縮受到基體金屬的阻礙，因而在表層金屬產(chǎn)生拉伸殘余應力。5-20什么是強迫振動？它有哪些主要特征？答：（P252-253）強迫振動——由外界周期性的干擾力的作用而引起的振動。其主要特征是：其振動頻率與干擾力的頻率相同，或者是干擾力頻率的整倍數(shù)；其振幅既與干擾力幅值有關，又與工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性有關。若干擾力頻率接近或者等于工藝系統(tǒng)的某一固有頻率時，振幅將明顯增大或者引起共振。5-22什么是自激振動？它與強迫振動、自由振動相比，有哪些主要特征？答：（P253-255）機械加工過程中，在沒有周期性外力（相對于切削過程而言）作用下，由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期性振動，稱為自激振動，簡稱為顫振。與強迫振動相比，自激振動具有以下特征：機械加工中的自激振動是在沒有外力（相對于切削過程而言）干擾下所產(chǎn)生的振動運動，這與強迫振動有本質(zhì)的區(qū)別；自激振動的頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率，這