金屬工藝學：第5章 切削加工復習思考答案

1、第5章 復習思考題及答案 1. 試說明下列加工方法的主運動和進給運動。答：(1) 車端面 主運動：工件的旋轉運動 進給運動：刀具垂直于工件軸線的直線運動。(2) 在鉆床上鉆孔；主運動：刀具（鉆頭）的旋轉運動； 進給運動：刀具（鉆頭）沿軸線的直線運動。(3) 在銑床上銑平面； 主運動：銑刀的旋轉運動 進給運動：工作臺帶動工件的直線運動。(4) 在牛頭刨床上刨平面； 主運動：刨刀的直線往復運動； 進給運動：工件垂直于刨刀運動方向的間歇的直線運動。(5) 在平面磨床上磨平面。主運動：砂輪的旋轉運動； 進給運動：工作臺帶動工件的直線運動。第5章 復習思考題及答案 2.彎頭車刀刀頭的幾何形狀如習圖所示，

2、試分別說明車外圓、車端面(由外向中心進給)時的主切削刃、刀尖、前角、主后角o、主偏角k r 和副偏角。答：（1）車外圓：前角01、主后角02、主偏角k r 3、副偏角4；（2）車端面：前角1、主后角o2、主偏角k r 5、副偏角6第5章 復習思考題及答案 3. 機夾可轉位式車刀有哪些優(yōu)點？答： 避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削條件下刀具切削性能大為提高。 在一定條件下，卷屑、斷屑穩(wěn)定可靠。 刀片轉位后，仍可保證切削刃與零件的相對位置，減少了調刀停機時間，提高了生產效率。 刀片一般不需重磨，利于涂層刀片的推廣應用。 刀體使用壽命長，可節(jié)約刀體材料及其制造成本。4. 刀具切削部分材料應具備哪

3、些基本性能？常用的刀具材料有哪些？答：（1）刀具切削部分材料應具備的性能： 高的硬度； 高的耐磨性； 足夠的強度和韌性； 高的耐熱性； 良好的熱物理性能和耐熱沖擊性能； 良好的工藝性能和經濟性。 （2）常用刀具材料：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷、立方氮化硼、金剛石。第5章 復習思考題及答案 5. 切屑是如何形成的？常見的有哪幾種？答:（1）切屑的形成： 當刀具剛與零件接觸時，接觸處的壓力使零件產生彈性變形，由于刀具與零件間的相對運動，使零件材料與刀具切削刃逼近的過程中，材料的內應力逐漸增大，當剪切應力達到屈服點時材料就開始滑移而產生塑性變形，形成第變形區(qū)。 切屑沿前刀面流出時

4、受到前刀面的擠壓和摩擦，繼續(xù)產生塑性變形，切屑底面形成第II變形區(qū)。 零件已加工表面受到切削刃鈍圓部分和后刀面的擠壓、回彈與摩擦，產生塑性變形，導致金屬表面的纖維化和加工硬化，形成第III變形區(qū)。 （2）切屑可以分為4種類型: 帶狀切屑； 節(jié)狀切屑(擠裂切屑)； 粒狀切屑(單元切屑)； 崩碎切屑。第5章 復習思考題及答案 6. 積屑瘤是如何形成的？它對切削加工有哪些影響？生產中最有效控制積屑瘤的手段是什么？答：（1）積屑瘤的形成：當切屑沿前刀面流出時，在一定的溫度和壓力的作用下，切屑與前刀面接觸的表層產生強烈的摩擦甚至粘接，使該表層變形層流速減慢，使切屑內部靠近表層的各層間流速不同，形成滯流層

5、，導致切屑層內層處產生平行于粘接表面的切應力。當該切應力超過材料的強度極限時，底面金屬被剪斷而粘接在前刀面上，形成積屑瘤。 （2）積屑瘤對切削加工的影響：積屑瘤由于經過了強烈的塑性變形而強化，因而可代替切削刃進行切削，它有保護切削刃和增大實際工作前角的作用，使切削輕快，可減少切削力和切屑變形，粗加工時產生積屑瘤有一定好處。但是積屑瘤的頂端伸出切削刃之外，它時現時消，時大時小，這就使切削層的公稱厚度發(fā)生變化，導致切削力的變化，引起振動，降低了加工精度。第5章 復習思考題及答案 （3）控制積屑瘤的手段： 塑性材料，可將零件材料進行正火或調質處理，以提高其強度和硬度，避免形成積屑瘤。 精車和精銑一般

6、均采用高速切削，而在鉸削、拉削、寬刃精刨和精車絲杠、蝸桿等情況下，采用低速切削，以避免形成積屑瘤。 適當的切削液，可有效地降低切削溫度，減少摩擦，也是減少或避免積屑瘤產生的重要措施之一。 刀具前角增大，可以減小切削變形和切削力，降低切削溫度，因此能抑制積屑瘤的產生 。第5章 復習思考題及答案 7. 切削液的主要作用是什么？常根據哪些主要因素選用切削液？答：（1）切削液的主要作用： 冷卻作用； 潤滑作用； 清洗和排屑作用； 防銹作用。 （2）切削液的選用 應根據工件材料、刀具材料、工藝要求和切削方式，合理選用切削液，以有效地減小摩擦力，降低切削溫度，延長刀具壽命，提高表面加工質量。8. 刀具的磨

7、損形式有哪幾種？在刀具磨損過程中一般分為幾個磨損階段？刀具壽命的含義和作用是什么？答：（1）刀具磨損形式：按其發(fā)生的部位不同有前刀面磨損、后刀面磨損、前后刀面同時磨損3種形式。 （2）刀具的磨損階段：初期磨損階段、正常磨損階段和劇烈磨損階段。 （3）刀具壽命：刀具從開始切削到完全報廢，實際切削時間的總和。刀具壽命等于該刀具的耐用度乘以刃磨次數。刀具壽命越長，經濟性越好。第5章 復習思考題及答案 10. 高速鋼和硬質合金在性能上的主要區(qū)別是什么？各適合做哪些刀具？答：（1）高速鋼的熱硬性和耐磨性低于硬質合金，但強度和韌度高于硬質合金，工藝性較硬質合金好，且價格也比硬質合金低。高速鋼除以條狀刀坯直

8、接刃磨切削刀具外，還廣泛地用于制造形狀較為復雜的刀具，如麻花鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具等。 （2）硬質合金硬度高達87HRA92HRA，熱硬性很高，在8501000高溫時，尚能保持良好的切削性能，能切削一般鋼刀具無法切削的材料，如淬火鋼之類的材料。硬質合金刀具的缺點是性脆、抗彎強度和沖擊韌度均比高速鋼刀具低，刃口不鋒利，工藝性較差，難加工成形，不易做成形狀較復雜的整體刀具，車刀和端銑刀大多使用硬質合金制做。第5章 復習思考題及答案 11. 按照不同的方法，機床可以分為哪些種類？答：（1）按機床的加工性能和結構特點分類： 車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床、拉床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、特種

9、加工機床、鋸床和其他機床。 （2）按機床的通用程度分類： 通用機床（萬能機床）、專用機床、專門化機床（專能機床）。 （3）按機床的精度分類： 普通機床、精密機床、高精度機床。 （4）按重量不同分類： 儀表機床、中型機床、大型機床、重型機床和超重型機床。 （5）按自動化程度不同分類： 手動、機動、半自動、自動機床。第5章 復習思考題及答案 12. 解釋下列機床型號的含義：答：（1）C6140 加工工件最大直徑為400mm的臥式車床。 （2）Z3040 最大鉆孔直徑為40mm的搖臂鉆床。 13. 根據習圖所示的傳動系統圖，試寫出其傳動路線表達式，并求：(a)主軸有幾級轉速？(b)主軸的最高轉速和最

10、低轉速各為多少？ 答：（1） （2）主軸轉速級數:4（1+2）=12 級（3）主軸的最高轉速：主軸的最高轉速：第5章 復習思考題及答案 14. 試述生產過程、工藝過程、工序、工步、走刀、安裝、工位的概念。答： 生產過程：將原材料變?yōu)槌善返娜^程。 工藝過程：在生產過程中，直接改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置 及性質，使之變?yōu)槌善返娜^程。 工序：由一個（或一組）工人，在一臺機床（工作地）上，對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工步：指在同一個工序中，當加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過程。 走刀：在相同切削速度和進給

11、量情況下，對同一加工表面多次切削，則每切削一次稱為一次走刀。 安裝：指工件從定位到夾緊的整個過程，稱為安裝。 工位：零件在機床上所占據的每一個待加工位置。 第5章 復習思考題及答案 15. 試述生產類型的分類。答：根據零件的生產綱領可以劃分出不同的生產類型：單件生產：單個地制造某一種零件，很少重復，甚至完全不重復的生產，稱為單件生產。 成批生產：成批地制造相同的零件，每隔一定時間又重復進行的生產，稱為成批生產。成批生產又可分為小批生產、中批生產和大批生產。 大量生產：當同一產品的制造數量很多，在大多數工作地點，經常重復地進行一種零件某一工序的生產，稱為大量生產。 小批生產的工藝特征接近單件生產

12、，常將兩者合稱為單件小批生產。大批生產的工藝特征接近于大量生產常合稱為大批大量生產。而成批生產僅指中批生產。第5章 復習思考題及答案 16. 工件的裝夾方式有幾種？試述它們的應用場合。答：（1）找正安裝法 主要應用于單件小批量生產中。有兩種方法： 直接找正：是用劃針、直尺、千分表等對工件被加工表面進行找正，以保證這些表面與機床工作臺支撐面間有正確的相對位置關系的方法。 按劃線找正：是在工件定位之前先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加上線，然后將工件裝在機床上，按照工件上劃出的線進行找正的方法。 （2）夾具安裝法 夾具安裝法是通過夾具上的定位元件與工件上的定位基面相接觸或是相

13、配合，使工件能被方便迅速地定位，然后進行夾緊的方法。廣泛用于成批生產和大量生產。第5章 復習思考題及答案 17. 試述夾具的組成部分及其功用。答： 定位元件：用來保證工件在夾具中處于正確位置的元件。 夾緊元件：保持工件在加工過程中不因受外力作用而改變其正確位置的元件。 導向元件：用于保證刀具進入正確加工位置的夾具元件。 夾具體：用于連接夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件，并通過它與機床有關部位連接，以確定夾具相對于機床的位置。第5章 復習思考題及答案 18. 什么叫定位？不完全定位與欠定位有何異同處？ 答：（1）定位：在進行機械加工時，必須把工件放在機床上，使它在夾緊之前就占有一個正

14、確的位置，稱為定位。 （2）不完全定位與欠定位的異同 相同處：都是六個自由度沒有被全部限制的定位。 不同處：不完全定位中沒有被限制的自由度不影響加工精度，因此也是合理的定位。欠定位中需要限制的自由度沒有得到完全限制。這種定位不能保證零件的加工精度要求，在零件加工中是絕對不允許的。第5章 復習思考題及答案 19. 根據什么原則選擇粗基準和精基準？答：（1）精基準的選擇原則： 基準重合原則、基準統一原則、自為基準原則、互為基準原則、可靠、方便原則。 （2）粗基準的選擇原則 若零件上具有不加工的表面，為了保證不加工表面與加工表面之間的相對位置要求，則應選擇不需要加工的表面作為粗基準。若零件上有多個不

15、加工表面，要選擇其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準。 若必須保證零件某重要表面的加工余量均勻，則應以該表面為粗基準。第5章 復習思考題及答案 若零件上每個表面都需要機械加工，為保證各表面都有足夠的余量，應選加工余量最小的表面為粗基準。 選作粗基準的表面應盡可能平整、光潔和有足夠大的尺寸，以及沒有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷。 粗基準一般只能用一次。20. 機械加工為什么要劃分加工階段？答： 可保證加工質量； 可合理使用機床； 及時發(fā)現缺陷； 可適應熱處理的需要； 減少表面損害。第5章 復習思考題及答案 21. 簡述機械加工過程中安排熱處理工序的目的及安排順序。答： 預備熱處理：包括

16、退火、正火和調質等，以改善材料的切削性能和消除毛坯制造時的內應力為目的，一般安排在機械加工之前進行。 消除內應力熱處理：包括人工時效、退火等，以消除粗加工后產生的內應力，安排在粗加工后進行。預備熱處理還常與消除內應力熱處理合并進行。 調質處理：中碳鋼和低合金鋼經調質處理后其綜合力學性能有明顯提高?？紤]材料的淬透性，一般安排在粗加工之后進行。 最終熱處理：包括淬火一回火、滲碳淬火和氮化處理等以提高零件的硬度和耐磨性，一般安排在半精加工之后、精加工之前，或安排在精加工之后、光整加工之前。第5章 復習思考題及答案 22. 何謂“工序集中”、“工序分散”？什么情況下采用“工序集中”？什么情況下采用“工

17、序分散”？答： 工序集中是指零件的加工集中在少數幾個工序中完成，每個工序所包含的加工內容較多。 工序分散是指整個工藝過程工序數目多，每個工序的加工內容比較少。 在單件小批量生產中，一般采用工序集中的原則。在大批大量生產中，既可采用多刀、多軸高效率自動化機床將工序集中，也可將工序分散后組織流水生產。23. 主軸的機械加工工藝路線大致過程是怎樣安排的？答：模鍛毛坯、預備熱處理（正火）、粗車、半精車、最終熱處理（淬火）、粗磨、精磨、檢驗等。第5章 復習思考題及答案 24. 什么叫零件的結構工藝性，它在生產中有何意義？答： 零件的結構工藝性：是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經濟性

18、。 設計的零件結構，在一定的生產條件下若能高效低耗地制造出來，并便于裝配和維修，則認為該零件具有良好的結構工藝性。零件的結構工藝性涉及很多方面的內容，如生產批量、生產設備、技術力量、精度要求、材料的切削加工性等。結構工藝性的好壞，都是相對于一定的生產條件而言的。第5章 復習思考題及答案 25. 影響零件結構工藝性的主要因素有哪些？答：影響零件結構工藝性的主要因素有：生產類型、制造條件、生產技術等。26. 衡量零件的結構工藝性主要考慮哪些方面的內容？答： 衡量零件結構工藝性主要考慮以下方面的內容： 零部件與機器的關系、結構與使用的關系、裝配與零件的關系、機械零件的加工要求、毛坯及所需材料的種類、零件加工方法與所需設備、良好的人機關系等。第5章 復習思考題及答案 27. 設計零件時，考慮零件結構工藝性的一般原則有哪幾項？答：（l）應盡量采用標準化參數，以減少專用刀具和量具的設計和制造；