机械制造技术基础课后答案定稿版
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机械制造技术基础课后习题答案第二章2-1 什么叫主运动?什么叫进给运动?试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。
答:主运动:由机床提供的刀具与工件之间最主要的相对运动,它是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。
进给运动:使主运动能依次地或连续地切除工件上多余的金属,以便形成全部已加工表面的运动。
车削时,主运动为工件的旋转,进给运动为刀具沿轴向相对于工件的移动;钻削时,主运动为工件或钻头的旋转,而工件或钻头沿钻头轴线方向的移动为进给运动;端面铣削时,主运动为铣刀的旋转运动,进给运动为工件移动;龙门刨削时,主运动为刨刀的直线往复运动,进给运动为工件的间隙移动;平面磨削时,主运动为砂轮的旋转,矩台的直线往复运动或圆台的回转(纵向进给运动)为进给运动,以及砂轮对工件作连续垂直移动,而周边磨削时还具有横向进给。
2-2 根据表2-2和表2-3,分析下列机床型号所代表的意义:MM7132、CG6125B 、X62W 、M2110、Z5125、T68 答:MM7132代表工作台面宽度为320mm 的精密卧轴矩台平面磨床CG6125B 代表最大回转直径为250mm 的高精度卧式车床重大改进顺序号为B X62W 代表工作台面宽度为20mm 的卧式升降台铣床M2110代表磨削孔径为100mm 的内圆磨床Z5125代表最大钻孔直径为25mm 的方柱立式钻床T68代表卧式镗床2-3 画出Y 0=10°、λs =6°、α0=6°、0α'=6°、K r =60°、r K ' =15°的外圆车刀刀头部分投影图。
答:参见课本第15页。
2-4 用r r s 70157κκλ'=== 、、的车刀,以工件转速n=4r s ,刀具每秒沿工件轴线方向移动1.6mm ,把工件直径由54w d mm =,计算切削用量(sp c a f v 、、)。
机械制造技术基础课后习题答案文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第三章机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种答:(p69-70)表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3-2。
3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动,哪些运动是进给运动答:如图3-20(p87),外圆磨削砂轮旋转n c是主运动,工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3 机床有哪些基本组成部分试分析其主要功用。
答:(p70-71)基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力;运动执行机构产生主运动和进给运动;传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系;控制和伺服系统发出指令控制机床运动;支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3-4 什么是外联系传动链什么是内联系传动链各有何特点答:外联系传动链:机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链;内联系传动链:执行件和执行件之间的传动联系。
如车螺纹、滚齿的传动链。
外联系传动链两端没有严格的传动关系,而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。
3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。
答:(p76)提高切削速度;采用强力切削,提高f、a p;采用多刀加工的方法。
3-6 车刀有哪几种试简述各种车刀的结构特征及加工范围。
答:(p77)外圆车刀(左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等),内、外螺纹车刀,切断刀或切槽刀,内孔车刀(通孔、盲孔车刀、)端面车刀、成形车刀等。
顾名思义,外圆车刀主要是切削外圆表面;螺纹车刀用于切削各种螺纹;切断或切槽车刀用于切断或切槽;内孔车刀用于车削内孔;端面车刀切断面;成形车刀用于加工成形表面。
3-7 试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答:(p82)CA6140型卧式车床主传动链的传动路线:3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的答:(p83-84)3-9 CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的答:如教材图3-17和3-18所示,操纵手柄向上,通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移,拨动摆杆10使拉杆向左,压紧左边正向旋转摩擦片,主轴实现正转;若操纵手柄向下,通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移,拨动摆杆10使拉杆向右,压紧右边反向旋转摩擦片,主轴反转。
机械制造技术基础课后习题答案第一章机械加工方法1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同?答:1加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约故可加工超硬脆材料和精密微细的零件。
2加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料而不是靠机械能切除多余材料。
3加工机理不同于一般金属切削加工不产生宏观切削不产生强烈的弹、塑性变形故可获得很低的表面粗糙度其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。
4加工能量易于控制和转换故加工范围光、适应性强。
1-2 简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。
答:1电火花加工放电过程极为短促具有爆炸性。
爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面被液体介质迅速冷却凝固继而从两极间被冲走。
每次电火花放电后是工件表面形成一个凹坑。
在进给机构的控制下工具电极的不断进给脉冲放电将不断进行下去无数个点蚀小坑将重叠在工件上。
最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工件上。
生产中可以通过控制极性和脉冲的长短放点持续时间的长短控制加工过程。
适应性强任何硬度、软韧材料与难切削加工加工的材料只要能导电都可以加工如淬火钢和硬质合金等电火花加工中材料去出是靠放电时的电热作用实现的材料可加工行主要取决于材料的导电性与热学特性不受工件的材料硬度限制。
2电解加工将电镀材料做阳极接电源正极工件作阴极放入电解液并接通直流电源后作为阳极的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。
并由电解液将其溶解物迅速冲走从而达到尺寸加工目的。
应用范围管可加工任何高硬度、高强度。
高韧性的难加工金属材料并能意见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔如锻模、叶片3激光加工通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑再次高温下任何坚硬的材料都将瞬间几句熔化和蒸发并产生强烈的冲击波是融化的物质爆炸式的喷射去处。
激光束的功率很高几乎对任何难度加工的金属和非金属材料如皋熔点材料、内热合金与陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料都可以加工也可以加工异型孔。
机械制造技术基础第一章课后习题答案《机械制造技术基础》部分习题参考解答第一章绪论1-1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程?答:生产过程——从原材料(或半成品)进厂,一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总称为该工厂的过程。
工艺过程——在生产过程中,凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程。
工艺规程——记录在给定条件下最合理的工艺过程的相关内容、并用来指导生产的文件。
1-2 什么是工序、工位、工步和走刀?试举例说明。
答:工序——一个工人或一组工人,在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
工位——在工件的一次安装中,工件相对于机床(或刀具)每占据一个确切位置中所完成的那一部分工艺过程。
工步——在加工表面、切削刀具和切削用量(仅指机床主轴转速和进给量)都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。
走刀——在一个工步中,如果要切掉的金属层很厚,可分几次切,每切削一次,就称为一次走刀。
比如车削一阶梯轴,在车床上完成的车外圆、端面等为一个工序,其中,n, f, a p 不变的为一工步,切削小直径外圆表面因余量较大要分为几次走刀。
1-3 什么是安装?什么是装夹?它们有什么区别?答:安装——工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。
装夹——特指工件在机床夹具上的定位和夹紧的过程。
安装包括一次装夹和装夹之后所完成的切削加工的工艺过程;装夹仅指定位和夹紧。
1-4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特征?答:单件生产零件互换性较差、毛坯制造精度低、加工余量大;采用通用机床、通用夹具和刀具,找正装夹,对工人技术水平要求较高;生产效率低。
大量生产零件互换性好、毛坯精度高、加工余量小;采用高效专用机床、专用夹具和刀具,夹具定位装夹,操作工人技术水平要求不高,生产效率高。
成批生产的毛坯精度、互换性、所以夹具和刀具等介于上述两者之间,机床采用通用机床或者数控机床,生产效率介于两者之间。
机械制造技术基础第三版课后习题答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】机械制造技术基础(第三版)课后习题答案第二章2-1.金属切削过程有何特征用什么参数来表示答:2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点它们之间有什么关联答:第一变形区:变形量最大。
第二变形区:切屑形成后与前刀面之间存在压力,所以沿前刀面流出时有很大摩擦,所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区:已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近,应力比较集中,而且复杂,金属的被切削层在此处于工件基体分离,变成切屑,一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效地控制它的手段是什么答:在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤,且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上,减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作前角大,有利于减小切削力;积屑瘤伸出刀刃之外,使切削厚度增加,降低了工件的加工精度;积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见:积屑瘤对粗加工有利,生产中应加以利用;而对精加工不利,应以避免。
消除措施:采用高速切削或低速切削,避免中低速切削;增大刀具前角,降低切削力;采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别若有区别,而这何处不同答:切屑形成后与前刀面之间存在压力,所以流出时有很大的摩擦,因为使切屑底层又一次产生塑性变形,而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面,化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦,并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的标注角度与工作角度有何不同答:分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角(P17)。
机械制造技术基础课后习题答案第一章机械加工方法1—1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同?答:1加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约故可加工超硬脆材料和精密微细的零件。
2加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料而不是靠机械能切除多余材料.3加工机理不同于一般金属切削加工不产生宏观切削不产生强烈的弹、塑性变形故可获得很低的表面粗糙度其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。
4加工能量易于控制和转换故加工范围光、适应性强。
1-2 简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。
答:1电火花加工放电过程极为短促具有爆炸性.爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面被液体介质迅速冷却凝固继而从两极间被冲走。
每次电火花放电后是工件表面形成一个凹坑。
在进给机构的控制下工具电极的不断进给脉冲放电将不断进行下去无数个点蚀小坑将重叠在工件上。
最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工件上。
生产中可以通过控制极性和脉冲的长短放点持续时间的长短控制加工过程。
适应性强任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料只要能导电都可以加工如淬火钢和硬质合金等电火花加工中材料去出是靠放电时的电热作用实现的材料可加工行主要取决于材料的导电性及热学特性不受工件的材料硬度限制。
2电解加工将电镀材料做阳极接电源正极工件作阴极放入电解液并接通直流电源后作为阳极的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。
并由电解液将其溶解物迅速冲走从而达到尺寸加工目的。
应用范围管可加工任何高硬度、高强度。
高韧性的难加工金属材料并能意见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔如锻模、叶片3激光加工通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑再次高温下任何坚硬的材料都将瞬间几句熔化和蒸发并产生强烈的冲击波是融化的物质爆炸式的喷射去处。
激光束的功率很高几乎对任何难度加工的金属和非金属材料如皋熔点材料、内热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料都可以加工也可以加工异型孔.4超声波加工工作中超声振动还是悬浮液产生空腔空腔不断的扩大直至破裂或不断压缩至闭合。
机械制造技术基础期课后作业答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】7-6试分析题7-6图中的定位元件所限制的自由度,判断有无欠定位或过定位,并对方案中不合理处提出改进意见。
题7-6图答:a )V 型块1限制了工件X ,Y自由度;V 型块2限制了工件 自由度;V 型块3限制了工件 自由度;定位方式属于完全定位。
b )支承平面:Z ,X ,Y 自由度;V 形块1,V 形块2:y x,。
;不完全定位,无不合理处。
c )平面限制了Z ,X ,Y自由度;短定位销限制了X ,Y 自由度;固定V 型块限制了Z,X 。
属于过定位。
将固定V 型块改为活动V 型块zxyz4-3 习图5-4-2所示a )为一轴套零件,尺寸mm 3801.0-和mm 8005.0-已加工好,b )、c )、d )为钻孔加工时三种定位方案的简图。
试计算三种定位方案的工序尺寸A 1 、A 2和 A 3。
答案:1)图b :基准重合,定位误差0=DW ∆1.0101±=A mm ;2)图c :尺寸A 2,10±0.1和005.08-构成一个尺寸链(见习解图5X4-2c ),其中尺寸10±0.1是封闭环,尺寸A 2和005.08-是组成环,且A 2为增环,005.08-为减环。
由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式,有:10= A 2-8,→A 2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式:0.1=ESA 2-(-0.05),→ESA 2=0.05mm;-0.1=EIA 2-0,→EIA 2=-0.1mm 。
故:05.01.0218+-=A mm3)图d :尺寸A 3,10±0.1,005.08-和构成一个尺寸链(见习解图5X4-2d ),其中尺寸10±0.1是封闭环,尺寸A 3,005.08-和01.038-是组成环,且01.038-为增环,A 3和005.08-为减环。
《机械制造技术基本》部分习题参照解答第一章绪论1-1 什么是生产过程、工艺过程和工艺规程?答:生产过程——从原材料(或半成品)进厂,始终到把成品制造出来旳各有关劳动过程旳总称为该工厂旳过程。
工艺过程——在生产过程中,凡属直接变化生产对象旳尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系旳过程。
工艺规程——记录在给定条件下最合理旳工艺过程旳有关内容、并用来指引生产旳文献。
1-2 什么是工序、工位、工步和走刀?试举例阐明。
答:工序——一种工人或一组工人,在一种工作地对同一工件或同步对几种工件所持续完毕旳那一部分工艺过程。
工位——在工件旳一次安装中,工件相对于机床(或刀具)每占据一种确切位置中所完毕旳那一部分工艺过程。
工步——在加工表面、切削刀具和切削用量(仅指机床主轴转速和进给量)都不变旳状况下所完毕旳那一部分工艺过程。
走刀——在一种工步中,如果要切掉旳金属层很厚,可分几次切,每切削一次,就称为一次走刀。
例如车削一阶梯轴,在车床上完毕旳车外圆、端面等为一种工序,其中,n, f, a p不变旳为一工步,切削小直径外圆表面因余量较大要分为几次走刀。
1-3 什么是安装?什么是装夹?它们有什么区别?答:安装——工件经一次装夹后所完毕旳那一部分工艺过程。
装夹——特指工件在机床夹具上旳定位和夹紧旳过程。
安装涉及一次装夹和装夹之后所完毕旳切削加工旳工艺过程;装夹仅指定位和夹紧。
1-4 单件生产、成批生产、大量生产各有哪些工艺特性?答:单件生产零件互换性较差、毛坯制造精度低、加工余量大;采用通用机床、通用夹具和刀具,找正装夹,对工人技术水平规定较高;生产效率低。
大量生产零件互换性好、毛坯精度高、加工余量小;采用高效专用机床、专用夹具和刀具,夹具定位装夹,操作工人技术水平规定不高,生产效率高。
成批生产旳毛坯精度、互换性、因此夹具和刀具等介于上述两者之间,机床采用通用机床或者数控机床,生产效率介于两者之间。
1-5 试为某车床厂丝杠生产线拟定生产类型,生产条件如下:加工零件:卧式车床丝杠(长为1617mm ,直径为40mm ,丝杠精度级别为8级,材料为Y40Mn );年产量:5000台车床;备品率:5%;废品率:0.5%。
机械制造技术基础课后答案文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]机械制造技术基础(作业拟定答案)2-2 切削过程的三个变形区各有何特点它们之间有什么关联答:三个变形区的特点:第一变形区为塑性变形区,或称基本变形区,其变形量最大,常用它来说明切削过程的变形情况;第二变形区为摩擦变形区,切屑形成后与前面之间存在压力,所以沿前面流出时必然有很大摩擦,因而使切屑底层又产生一次塑性变形;第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域,已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。
关联:这三个变形区汇集在切削刃附近,应力集中且复杂;它们实质上都是因为挤压和摩擦产生变形,第一变形区主要由挤压沿剪切线产生剪切变形,第二变形区主要由挤压和摩擦产生切屑的变形,第三变形区主要由挤压和摩擦产生加工表面变形。
2-3 分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么答:积屑瘤产生的原因:在切削速度不高又能形成连续切削的情况下,加工塑性材料时,刀面和切屑表面由于挤压和摩擦使得接触表面成为新鲜表面,少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并形成加工硬化和瘤核。
瘤核逐渐长大形成积屑瘤。
对加工的影响:积屑瘤粘结在前刀面上,减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作角度增大,有利于减小切削力;积屑瘤伸出刀刃之外,使得切削厚度增加,降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。
生产中控制积屑瘤的手段:在粗加工中,可以采用中低速切削加以利用,保护刀具。
在精加工中应避免采用中低速从而控制积屑瘤的产生,同时还可以增大刀具前角,降低切削力,或采用好的切削液。
2-7 车削时切削合力为什么常分解为三个互相垂直的分力来分析试说明这三个分力的作用答:分解成三个互相垂直力的原因:切削合力的方向在空间中是不固定的,与切削运动中的三个运动方向均不重合,而切削力又是设计和性能分析的一个重要参数。
机械制造技术基础课后答案第一篇:机械制造技术基础课后答案一、单选题1.正确答案:A2.正确答案:C3.正确答案:C4.正确答案:A5.正确答案:B6.正确答案:A7.正确答案:C8.正确答案:B9.正确答案:D10.正确答案:B11.正确答案:C12.正确答案:B13.正确答案:C14.正确答案:D15.正确答案:C16.正确答案:C17.正确答案:B18.正确答案:C19.正确答案:D20.正确答案:A二、多选题1.正确答案:ABD2.正确答案:ACD3.正确答案:ABCD4.正确答案:ABCD5.正确答案:ABCD6.正确答案:ABD7.正确答案:ABD8.正确答案:BCD9.正确答案:ABCD10.正确答案:ABCD三、判断题1.正确答案:错误2.正确答案:正确3.正确答案:错误4.正确答案:正确5.正确答案:错误6.正确答案:错误7.正确答案:正确8.正确答案:正确9.正确答案:错误10.正确答案:正确四、填空题1.正确答案:实体式2.正确答案:c3.正确答案:桅杆4.正确答案:静摩擦力5.正确答案:肯尼迪五、简答题1.铝合金是具有铝为主体的合金,具有轻质、强度高、抗腐蚀的特点。
常见的铝合金有2014、6061、7075等。
2.数控机床是一种利用数字信息控制机床运行的机床。
相比传统机床,数控机床具有自动化程度高、精度高、加工效率高等优点。
3.常见的接口有USB、RS232、以太网等。
USB一般用于连接计算机和外设,RS232一般用于串联各种设备,以太网一般用于网口通信。
4.加工精度和表面光洁度是制造零件时必须考虑的两个重要因素。
加工精度关系到零件的尺寸精度和形位精度,表面光洁度关系到零件的功能、使用寿命和外观。
六、计算题1.弯曲应力的计算公式为σ=B(M/Z),其中B为材料弯曲系数,M为距离中心轴的距离,Z为截面模量。
代入数据可得σ=750N/mm²。
2.缸套的厚度为10mm,内径为60mm,外径为80mm。
第八章1、装配尺寸链与工艺尺寸链的区别:(p291)工艺尺寸链中所有尺寸都分布在同一个零件上,主要解决零件加工精度问题。
装配尺寸链中每一个尺寸都分布在不同零件上,每个零件的尺寸是一个组成环,有时两个零件之间的间隙等也构成组成环。
主要解决装配精度问题。
2、机械结构的装配工艺性包括哪些主要内容?试举例说明3、装配精度一般包括哪些内容?装配精度与零件的加工精度有何区别?他们之间又有何关系?试举例说明。
答:(1)相互位置精度(2)相对运动精度(3)相互配合精度装配精度就必然以零件的加工质量为基础,相关零件的加工精度直接影响着装配精度。
但是装配精度并不完全由有关零件的制造精度来保证,常按经济加工精度来确定零件的技术要求,装配时,采取一定的保证装配精度的装配方法。
5、如何建立装配尺寸链?装配尺寸链的封闭环与工艺尺寸链的封闭环有何区别?答:首先以装配精度或技术要求为封闭环。
然后以封闭环两端的零件为起点,查明影响装配精度的有关零件,直到找到同一基准零件或同一基准表面。
装配尺寸链遵循封闭及环数最少原则。
(一般一个零件一个尺寸,更重要的是简化结构)。
区别:工艺尺寸链中所有尺寸都分布在同一个零件上,主要解决零件加工精度问题。
装配尺寸链中每一个尺寸都分布在不同零件上,每个零件的尺寸是一个组成环,有时两个零件之间的间隙等也构成组成环。
主要解决装配精度问题。
11、图8-24所示为车床溜板与床身导轨装配图,为保证溜板在床身导轨上准确移动,要求装配后配合间隙为0.1~0.3mm。
试用修配法确定有关零件尺寸的公差及偏差。
12、图8-25为双联转子泵(摆线齿轮)的轴向装配关系简图。
装配时要求在冷态下的装配间隙A0=0.05~0.15mm。
各组成环基本尺寸为:A1=41mm,A2=A4=17mm,A3=7mm。
采用修配法装配,A2、A4按IT9级精度制造,A1按IT10级精度制造,选A3为装配环,试确定修配环的尺寸及偏差,并计算可能出现的最大修配量。
机械制造技术基础课后
答案
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
机械制造技术基础(作业拟定答案)
2-2 切削过程的三个变形区各有何特点?它们之间有什么关联?
答:三个变形区的特点:第一变形区为塑性变形区,或称基本变形区,其变形量最大,常用它来说明切削过程的变形情况;第二变形区为摩擦变形区,切屑形成后与前面之间存在压力,所以沿前面流出时必然有很大摩擦,因而使切屑底层又产生一次塑性变形;第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域,已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。
关联:这三个变形区汇集在切削刃附近,应力集中且复杂;它们实质上都是因为挤压和摩擦产生变形,第一变形区主要由挤压沿剪切线产生剪切变形,第二变形区主要由挤压和摩擦产生切屑的变形,第三变形区主要由挤压和摩擦产生加工表面变形。
2-3 分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响,生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么?
答:积屑瘤产生的原因:在切削速度不高又能形成连续切削的情况下,加工塑性材料时,刀面和切屑表面由于挤压和摩擦使得接触表面成为新鲜表面,少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并形成加工硬化和瘤核。
瘤核逐渐长大形成积屑瘤。
对加工的影响:积屑瘤粘结在前刀面上,减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作角度增大,有利于减小切削力;积屑瘤伸出刀刃之外,使得切削厚度增加,降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。
生产中控制积屑瘤的手段:在粗加工中,可以采用中低速切削加以利用,保护刀具。
在精加工中应避免采用中低速从而控制积屑瘤的产生,同时还可以增大刀具前角,降低切削
力,或采用好的切削液。
2-7 车削时切削合力为什么常分解为三个互相垂直的分力来分析?试说明这三个分力的作用?
答:分解成三个互相垂直力的原因:切削合力的方向在空间中是不固定的,与切削运动中的三个运动方向均不重合,而切削力又是设计和性能分析的一个重要参数。
为了便于分析和实际应用,将切削力沿车削时的三个运动方向分解成三个力。
三个切削运动分别为:主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量)。
三个运动的方向在车削时是互相垂直的,所以车削时将切削力分解成沿三个运动方向、互相垂直的力。
三个分力的作用:
F:切削力或切向力。
它是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的。
z
F:进给力、轴向力。
它是设计进给机构,计算车刀进给功率所必须的。
x
F:切深抗力或背向力。
它是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据。
工件在切削y
F有关。
过程中产生的主动往往与
y
2-9切削热是如何产生和传出的?仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低?答:被切削的金属在刀具的作用下,发生弹性和塑性变形而耗功,这是切削热的一个重要来源。
此外,切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功,也产生大量的热量。
所以,切削热的来源就是切屑变形功和前后面的摩擦功。
切削区域的热量被切屑、工件、刀具和周围介质传出。
不能仅从切削热产生的多少来说明切削区温度的高低。
切削温度收到多方面的影响:切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具磨损和切削液。
如材料的导热性很好,但是强度硬度高,其切削热变多,但是由于导热性好所以切削温度有所降低。
因此不能从切削热产生的多少来衡量切削温度。
2-11 背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样?为什么?如何运用这一规律指导生产实践?
答:根据切削力的经验公式,p a 的系数大于f 的系数,因而背吃刀量对切削力的影响大于
进给量;根据切削温度的经验公式,f 的系数大于p a 的系数,因而进给量对切削温度的影
响大于背吃刀量。
指导生产实践:生产实践中常用刀具寿命、生产效率、加工质量作为考虑因素。
由于切削温度增加,刀具寿命降低,并且背吃刀量对刀具寿命的影响比进给量小,这一点跟刀具寿命经验公式吻合。
而刀具寿命降低对产品加工质量也有很大影响,因此在刀具寿命和加工质量这两方面,增大背吃刀量有优势。
而在切削力方面,背吃刀量的影响比进给量大,对所需机床的功率有所影响。
提高生产率要通过提高切削速度来实现。
综合考虑,在实际加工过程中,一般先考虑尽可能大的背吃刀量,其次选尽可能大的进给量。
2-12 增大前角可以使切削温度降低的原因是什么?是不是前角越大切削温度越低?
答:前角加大,变形和摩擦减小,因而切削热少。
但前角不能过大,否则刀头部分散热体积减小,不利于切削温度的降低。
2-15 什么是刀具寿命?刀具寿命和磨钝标准有什么关系?磨钝标准确定后,刀具寿命是否就确定了?为什么?
答:一把新刀从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间,成为刀具寿命。
确定了磨顿标准后可以定义刀具寿命。
但不能仅靠磨顿标准来确定刀具寿命。
因为刀具寿命受到工件、刀具材料、刀具几何形状和切削参数的影响。
2-18 选择切削用量的原则是什么?从刀具寿命出发时,按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发时,按什么顺序选择切削用量?为什么?
答:综合切削用量三要素对刀具寿命、生产率和加工质量的影响,选择切削用量的顺序应为:首先选尽可能大的背吃刀量,其次选尽可能大的进给量,最后选尽可能大的切削速度。
从刀具寿命出发,切削速度对刀具寿命影响最大,进给量次之,背吃刀量最小。
因此应选择较大的背吃刀量和进给量,选择较小的切削速度。
从机床动力出发,应保证有足够的切削力,因此较大的切削速度同时选择较小的背吃刀量和进给量。
2-21 提高切削用量可采取哪些措施?
答:1. 采用新型刀具材料;
2.改善工件材料加工性;
3.改进刀具结构;
4.改善冷却润滑条件。
2-22 在CA6140车床上粗车、半精车一套筒的外圆,材料为45钢(调质),抗拉强度
681.5b MPa σ=,硬度为200~300HBW ,毛坯尺寸80350w w d l mm mm ⨯=⨯,车削后的尺寸为(750.25)d mm φ=-,340L mm =,表面粗糙度值均为 3.2Ra m μ。
试选择刀具类型、材料、结构、几何参数及切削用量。
答:
本题选择直头外圆车刀,刀片材料为硬质合金15YT ,结构为焊接刀具。
刀杆尺寸为1625mm mm ⨯。
几何参数015γ=︒,08α=︒,75r k =︒,10r k '=︒,6s λ=︒,1r mm ε=; 因表面粗糙度要求,故分粗车和半精车两道工序。
1、粗车工步
(1)确定背吃刀量p a :单边加工余量为2.5mm ,粗车取12p a mm =,半精车取
20.5p a mm =。
(2)确定进给量f :根据工件材料、刀杆截面尺寸、工件直径和背吃刀量,从表中查出0.5~0.9/f mm r =。
按机床说明书中实有的进给量,取0.51/f mm r =
(3)确定切削速度:切削速度可通过v v v
v x y m p c v K T a f =计算,也可查表,本题查表取
110/min v m = 主轴转速10001000110438/min 3.1480w v n m d π⨯=
==⨯ 按机床书说明书取450/min n r =,实际切削速度为113/min 1000w d n
v m π==
2、半精工步
(1)确定背吃刀量p a :20.5p a mm =。
(2)确定进给量f :根据表面粗糙度和刃口圆角半径,并预估切削速度50/min m >,从表中查出0.3~0.35/f mm r =。
按机床说明书中实有的进给量,取0.3/f mm r =。
(3)根据p a 与f ,查表取130/min v m =。
计算主轴转速10001000130545/min 3.1476
w v n r d π⨯===⨯ 按说明书取560/min n r =,实际切削速度为134/min 1000w d n
v m π==
2-23 刀具材料应具备那些性能?常用的刀具材料有哪些?各有何优缺点?
答:刀具材料应满足以下基本要求:
1. 高的硬度;
2. 高的耐磨性;
3. 高的耐热性;
4. 足够的强度和韧性
5. 良好的热物理性能和耐热冲击性能。
常用的刀具材料:
1.碳素工具钢和合金工具钢:碳素工具钢淬火后有较高的硬度,价格低廉,但耐热性
较差,淬火时容易产生变形和裂纹。
合金工具钢与其相比热处理变形有所减少,耐热性也有所提高。
但两者的耐热性都比较差。
2.高速钢:与前者相比,具有较高的耐热性,强度、韧性和工艺性都较好但温度超过
600摄氏度以后热硬性变差。
3.硬质合金:耐磨耐热性好,强度和韧性比高速钢低,工艺性差。
4.新型材料:陶瓷——硬度高,化学性能好,耐氧化,但强度低,韧性差;立方氮化
硼——硬度很高,具有很好的热稳定性;人造金刚石——高硬度,很高的耐磨性,热稳定性差,不易加工钢铁件。