机械制造技术课件-表面粗糙度习题

1-5 简述机械制造过程的基本组成。

首先，组成机器的每一个零件要经过相应的工艺过程由毛坯转变成为合格零件；其次，要根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成部件；最后，在一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。

3-1金属切削过程的实质是什么？试述前角、切削速度改变对切削变形的影响规律。

金属切削过程的实质，是在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余的金属层，形成切屑和已加工表面的过程。

γ增大，剪切角ϕ也增大，变形减小；前角前角直接影响剪切角ϕ。

前角还通过摩擦角β影响剪切角；切削速度的影响切削速度提高时切削层金属变形不充分，第I变形区后移，剪切角ϕ增大，切削变形减小；在积屑瘤的增长阶段，随切削速度的提高，γ增大，切削变形减小。

而在积屑瘤减小阶段，随切积屑瘤增大，刀具实际前角γ变小，切削变形又增大。

削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角3-3什么是切削层？切削层的参数是如何定义的？切削加工时，刀具的切削刃从加工表面的一个位置移动到相邻的加工表面的另一个位置，两表面之间由刀具切削刃切下的一层金属层称为切削层。

过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度；过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称宽度；过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层横截面面积，称为切削层公称横截面积；3-4分别说明切削速度、进给量及背吃刀量改变对切削温度的影响。

在切削用量中，切削速度对切削温度影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。

因为，背吃刀量增大后，切削宽度也增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热条件显著改善；进给量增大，切削厚度增大，但切削宽度不变，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件有所改善；切削速度提高，消耗的功增加，产生的热量增多，而切削面积并没有改变，所以切削是影响切削温度的主要因素。

3-5 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？要提高刀具耐用度，前角和主偏角应如何变化？刃磨后的刀具，自开始切削到磨损量达磨钝标准为止的总切削工作时间，称为刀具耐用度。

《机械制造技术基础》习题集0 绪论0。

1什么是制造和制造技术？0.2机械制造业在国民经济中有何地位？为什么说机械制造业是国民经济的基础？0。

3如何理解制造系统的物料流、能量流和信息流?0.4什么是机械制造工艺过程？机械制造工艺过程主要包括哪些内容?0。

5什么是生产纲领,如何确定企业的生产纲领？0。

6什么是生产类型？如何划分生产类型?各生产类型各有什么工艺特点？0。

7企业组织产品的生产有几种模式？各有什么特点?0。

8按照加工过程中质量m的变化，制造工艺方法可分为几种类型？并说明各类方法的应用范围和工艺特点。

1．金属切削加工的基本知识1．1何谓切削用量三要素？它们是怎样定义的？1．2刀具标注角度参考系有几种?它们是由什么参考平面构成的?试给这些参考平面定义？1．3 试述刀具标注角度的定义.一把平前刀面外圆车刀必须具备哪几个基本标注角度？这些标注角度是怎样定义的？它们分别在哪个参考平面内测量?1．4试述判定车刀前角γ0、后角α0和刃倾角λs,正负号的规则。

1．5试述刀具标注角度与工作角度的区别。

为什么横向进给时，进给量不能过大？1．6曲线主切削刃上各点的标注角度是否相同,为什么？1．7 试标出图1—1所示端面切削情况下该车刀的γ0，α0，λs，αn，k r，k r'，γ0’，α0',以及αp,f，h D，b D。

如果刀尖的安装高于工件中心h值,切削时a，b点的实际前、后角是否相同?以图说明之。

图1—1 题1.7图示1．8 砂轮的特性有哪些？砂轮的硬度是否就是磨料的硬度？如何选择砂轮?1．9常用刀具材料的种类有哪些?它们有什么特性?从化学成分、物理机械性能说明陶瓷、立方氮化硼、金刚石刀具材料的特点和应用范围。

1．10刀具材料必须具备哪些性能？1．11 试列举普通高速钢的品种与牌号，并说明它们的性能特点及应用。

试列举常用硬质金的品种与牌号,并说明它们的性能特点及应用范围2．金属切削过程的基本规律及其应用2．1金属切削过程的本质是什么?切削过程中的三个变形区是怎样划分的？各变形区有特征？2．2影响加工表面粗糙度的因素有哪些?如何减小表面粗糙度？2．3影响切屑变形的因素有哪些？它们是怎样影响切屑变形的？2．4 试判断题图2—1(a）、（b)两种切削方式哪种平均变形大，哪种切削力大，为什么?切削条件：k r＝90°,rε＝0。

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：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。

它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。

2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？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。

2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。

（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。

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？如何运用这一定律知道生产实践？答：不一样。

名词解释1.刀具耐用度 2.内联系传动链3。

夹紧4。

精基准5.机械加工工艺过程6.变值系统误差7.强迫振动 8。

简单成形运动9.（液压系统的）压力 10.设计基准11.六点定位原理 12.封闭环13.复合成形运动 14.原理误差15。

磨削烧伤 16.完全定位填充题1.金属切削过程中切削力的来源主要有两个，即和.2.夹具的基本组成有元件、装置、元件、和其它元件。

3.根据产品零件的大小和生产纲领，机械制造生产一般可以分为、和三种不同的生产类型。

4.机床精度中对加工精度影响较大的包括机床主轴误差和机床导轨误差。

其中机床主轴回转误差包括、和三种基本形式。

5.下图为车削工件端面的示意图，图上标注的主运动是，主偏角是，刀具前角是 ,加工(过渡)表面是 .6. 数控机床是由以下三个基本部分组成：____________、____________和机床本体。

7. 大规格的换向阀一般采用电液换向阀结构,它是由大规格带阻尼器的液动换向阀和小规格的____________换向阀两部分组合而成。

8. 工艺尺寸链中最终由其它尺寸所间接保证的环,称为____________环。

9. 正态分布曲线中，分布曲线与横坐标所围成的面积包括了全部零件数，故其面积等于____________，其中±3σ范围内的面积为____________。

5。

根据力的三要素,工件夹紧力的确定就是确定夹紧力的大小、____________和作用点。

10. 工件表面粗糙度越小，在交变载荷的作用下，工件的疲劳强度就____________。

11. 在夹紧装置中，基本的夹紧机构类型有：____________、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构.12. 对于在高转速、重载荷条件下工作的轴，其毛坯的制造方法是____________.13。

切削用量三要素是指 ________ 、 ________ 和 __________.14。

基准平面确定后，前刀面由_______和______两个角确定；后刀面由-—和——两个角确定.15. 切削层公称横截面参数有_________、___________。

（机械制造⾏业）机械制造技术基础习题《机械制造技术基础》习题第⼀章绪论1-1 什么是⽣产过程、⼯艺过程和⼯艺规程？1-2 什么是⼯序、⼯位、⼯步和⾛⼑？试举例说明。

1-3 什么是安装？什么是装夹？它们有什么区别？1-4 单件⽣产、成批⽣产、⼤量⽣产各有哪些⼯艺特征？1-5 试为某车床⼚丝杠⽣产线确定⽣产类型，⽣产条件如下：加⼯零件：卧式车床丝杠（长为1617mm,直径为40mm,丝杠精度等级为8级，材料为Y40Mn）；年产量：5000台车床；备品率：5%；废品率：0.5%。

1-6 什么是⼯件的定位？什么是⼯件的夹紧？试举例说明。

1-7 什么是⼯件的⽋定位？什么是⼯件的过定位？试举例说明。

1-8 试举例说明什么是设计基准、⼯艺基准、⼯序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

1-9 有⼈说：“⼯件在夹具中装夹，只要有6个定位⽀承点，就是⽋定位”，“凡是少于6个定位⽀承点，就不会出现过定位”，上⾯这些说法都对吗？为什么？试举例说明。

1-10 分析图1-8所⽰定位⽅式，并回答以下问题：（1）各定位件所限制的⾃由度；（2）判断有⽆⽋定位或过定位现象，为什么？图1-8 习题1-10图第⼆章切削过程及其控制2-1 什么是切削⽤两三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 2-2 确定外圆车⼑切削部分⼏何形状最少需要⼏个基本⾓度？试画图标出这些基本⾓度。

2-3 试述⼑具标注⾓度和⼯作⾓度的区别。

为什么车⼑作横向切削时，进给量取值不能过⼤？2-4 ⼑具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？2-5 常⽤的硬质合⾦有哪⼏类？如何选⽤？2-6 怎样划分切削变形区？第⼀变形区有哪些变形特点？2-7 什么是积削瘤？它对加⼯过程有什么影响？如何控制积削瘤的产⽣？ 2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。

2-9 常⽤的切屑形态有哪⼏种？它们⼀般都在什么情况下⽣成？怎样对切屑形态进⾏控制？2-10 切削⼒为什么要分解为三个分⼒？各分⼒的⼤⼩对加⼯过程有什么影响？ 2-11 在CA6140型车床上车削外圆，已知：⼯件材料为灰铸铁，其牌号为HT200;⼑具材料为硬质合⾦，其牌号为YG6；⼑具⼏何参数为：0010=γ，οοοο10,10,45,8''00-=====s r r k k λαα（s λ对三向切削分⼒的修正系数分别为75.0,5.1,0.1===f s p S C s F F F k k k λλλ），mm r 5.0=ε；切削⽤量为：min /80,/4.0,3m v r mm f mm c p ===α。

思考题与习题解答第1章专机总体设计1.1 专机应满足哪些基本要求？答：专机应满足下列基本要求：1) 工艺范围; 2) 加工精度; 3) 生产率和自动化程度; 4) 可靠性; 5) 操作方便、工作完全；6) 造型美观、减少污染。

1.2 专机设计的步骤是什么？答：大体上可分为以下四个阶段：1) 调查研究; 2) 总体方案设计; 3) 工作图设计; 4) 试制鉴定。

1.3 专机的总体方案设计包括哪些内容？答：具体内容如下：1) 调查研究; 2) 专机的总体布局; 3) 工艺分析; 4) 确定专机的主要技术参数。

1.4 总体布局的内容是什么？答：内容是按工艺要求决定机床所需的运动，确定机床的组成部件，以及确定各个部件的相对运动和相对位置关系，同时也要确定操纵、控制机构在机床中的配置，并作出机床的总联系尺寸图。

1.5 为何在总体方案设计中工艺分析是十分重要的？答：工艺分析首先确定该专机所采用哪一种的工艺方法，工艺方法又是多种多样的，它对机床的结构和性能的影响很大。

工艺方法的改变将导致机床的运动、传动、部件配置以及结构等产生一系列变化。

不同的工艺方法，必然会使机床的结构、运动、传动等有所不同。

因此，在总体方案设计中工艺分析就显得十分重要的。

1.6 专机的运动有哪几种类型？运动分配的原则是什么？答：按其运动的功用可分为表面成形运动和辅助运动两大类。

表面成形运动又可分为主运动和进给运动两类。

运动分配的原则应考虑下列几项：1) 简化机床的传动和结构; 2) 提高加工精度; 3) 缩小机床占地面积。

1.7 主轴转速数列有哪几种类型？分别适用于什么场合？答：主轴转速数列采用等比级数、等差级数、对数级数等类型排列。

一般情况下，在主运动系统中主轴转速采用等比级数排列; 在进给运动系统中采用按等差级数排列的数列。

1.8专机的功率确定方法有哪几种？目前常用的方法是什么？答：有3种方法：1) 类比法; 2) 实侧法; 3) 计算法。

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）。

4—4 影响磨削表面粗糙度的因素有哪些?试分析和说明下列加工结果产生的原因?(1)当砂轮的线速度由30m／s提高到60m／s时，表面粗糙度Ra由1um降低到o．2um．影响磨削表面粗糙度的因素有砂轮的性质,砂轮的修整和磨削条件。

砂轮的线速度提高，单位时间内参加磨削的磨粒数增多，磨粒负荷减小，工件塑性变形减小，加工表面的烧伤和残余应力减小，所以，表面粗糙度降低。

(2)当工件线速度由o．5m／s提高到lm／s时，表面粗糙度Ra由0．5um上升到1um．工件线速度提高时，会减少工件单位长度上磨削的磨粒数，使单颗粒磨粒的磨削厚度增大，所以，表面粗糙度增大。

(3)当轴向进给量fa／B(B为砂轮宽度)由0．3增至O．6时，Ra由o．3um增至0．6um。

轴向进给量增大时，轴向力增大，工件塑性变形增大，所以，表面粗糙度增大。

(4)磨削深度ap由O．0lum增至o．03um时，Ra由O．27um增至o．55um。

磨削深度增大时，工件塑性变形增大，所以，表面粗糙度增大。

(5)用粒度号为36#砂轮磨削后Ra为1．6um，改用粒度60#砂轮磨削，可使Ra降低为o．2um。

粒度60#砂轮比粒度号为36#砂轮颗粒要细小，单位面积上同时参加的磨粒数愈多，磨削表面上的刻痕就愈细密均匀，所以，表面粗糙度降低。

4—5 用卧式镗床加工箱体孔，若只考虑镗杆刚度的影响，试画出下列四种镗孔方式加工后孔的几何形状，并说明为什么?(1)镗杆送进，有后支承(题图4—1(a))。

孔加工后的几何形状为腰鼓形，因镗刀离支承越远，镗杆刚度越差。

即中心刚度最小。

(2)镗杆送进，没有后支承(题图4—1(b))。

孔加工后的几何形状为锥形，因镗刀离主轴越远，刚度越差。

(3)工作台送进(题图4—1(c))．孔加工后的几何形状为圆形，因镗杆刚度没有变化。

(4)在镗模上加工(题图4—1(d))。

孔加工后的几何形状为圆形，因镗杆刚度没有变化。

4—6 在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量若发现整批工件有下列几何形状误差(题图4—2)，试分别说明题图4—2(a)，(b)，(c)，(d)可能产生上述误差的各种因素。