机械制造工程学 第三章 金属切削机床

机械制造工程学作业金属切削机床答案(2)班级：_________________________姓名：_________________________学号：_________________________一、如图所示为C616型车床主运动的传动系统图，请1、写出主运动传动路线的表达式；2、计算主轴转速级数Z ；3、列出主运动的运动平衡式；4、计算出主轴最高转速n max 和最低转速n min ；（1）传动路线（5分）主电动机→φ90／φ150→Ⅰ36/22 22/45 27/63→V →17/58→ 17/42 →II → 38/30 →Ⅲ→φ178／φ200→Ⅳ→ →ⅤI （主轴） 26/38 42/26 —— M 合——（2）主轴转速级数：Z=3×3×2=18级（8分） （3）主运动的运动平衡式为：n 主轴=n 电动机×φ90／φ150×u I-II ×u II-III ×φ178／φ200×u Ⅳ-ⅤI （11分）（4）主轴最大、最小转速为：n min =n 1=1430×φ90／φ150×17／42×22／45×φ178／φ200×27/37×17／58=10rpm n max =n 12=1430×φ90／φ150×36／22×42/26×φ178／φ200×1=2000rpm （15分）二、简答题：1、发生线的形成方法有哪些？其定义？1）轨迹法：（刀刃为一点）它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法； 2）成型法：（仿形法）它是利用成形刀具对工件进行加工的方法；加工钥匙； 3）相切法：（旋切法）它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，它需要二个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动来完成； 4）范成法：（滚切法）切削刃沿着由它生成的发生线2滚动或者切削刃和发生线共同完成复合的纯滚动而形成的方法。

1 机床简介1.1 金属切削机床的简介1.1.1 金属切削机床概述金属切削机床是机械制造也得基础设备。

随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计技术要求越来越高。

一方面为了适应社会需求的变化，出现了柔性制造系统（FMS）等先进的自动化制造系统，除了传统的机床设计之外，还要求机床增加柔性，并能与柔性有机结合。

另一方面数控技术和CAD技术的发展，为机床设计提供了新的条件和支撑。

因此机床的设计方法和设计技术也在发生着深刻变化。

金属切削机床也称为机床，是用切削的方法将金属毛坯(或半成品)加工成机器零件设备，他是制造机器的机器，所以又称工作母机或工具机。

金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，通常情况下占机器制造总工作量的40%-60%。

因此，机床的技术性能直接影响机械制造业产品的质量、成本和生产率。

一个现代化的国家必须有一个现代化的机械制造业，而现代化的机械制造业必须有一个现代化的机床工业做后盾。

因此，机床工业的技术水品、自动化程度、加工精度在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和现代化水平。

1.1.2 金属切削机床的分类1. 按机床的加工性质和使用的刀具分类有12大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床，其他机床。

2. 同类型机床按万能性程度又可分为：（1）万能机床即通用车床，加工范围广，万能型大，但结构比较复杂，适用于单件小批量生产，如普通车床、万能升降台铣床等。

（2）专门化车床专门加工一定尺寸范围的一类或几类零件某一道或几道工序，适合于成批生产，如曲轴车床、凸轮轴车床、铣端面打中心孔机床等。

（3）专门机床用于某一种零件某一道特定的工序，适合于大批量生产，如组合机床。

3. 按机床的工作精度又可分为：（1）普通精度机床；（2）精密机床：（3）高精度机床；4. 按机床自动化程度又可分为：（1）手动机床；（2）半自动化机床；(3) 自动机床；此外，根据机床的重量又可分为小型机床、中型机床、大型机床和重型机床。

14、为什么铸造合金常选用接近共晶点的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？近共晶点的合金熔点低，结晶范围小，铸造性能好。

单相固溶体成分的合金具有良好的塑性和小的变形抗力，可锻性好。

15、何谓α、γ、Fe3C、C、P、A、L d、（L d `）？它们的结构、组织形态、力学性能有何特点？α为铁素体，Fe3C为渗碳体，C为碳元素，P为珠光体，γ、A为奥氏体，L d为高莱氏体，（L d `）为低温莱氏体。

α为体心立方结构，溶碳量低，强度、硬度低，塑性、韧性好。

γ、A是碳在γ—Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方结构，溶碳量较大，是高温组织，硬度较低，塑性较高，易于成形。

Fe3C是铁和碳的金属化合物，含碳量6.69%，硬度很高，脆性很大，塑性和韧性几乎为零。

P是铁素体与渗碳体的机械混合物，碳的分数为0.77%，具有良好的力学性能。

L d是奥氏体与渗碳体的机械混合物，（L d `）是珠光体与渗碳体的机械混合物，含碳量 4.3%，力学性能与渗碳体接近。

16、碳钢与铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？并说明原因。

碳含量小于2.11%是碳钢，大于2.11%是铸铁；碳钢中的碳与铁以金属化合物的形式存在，而铸铁中的碳以游离石墨的形式存在；碳钢的力学性能较好，其硬度、强度随含碳量的增加而增加，塑性、韧性随含碳量的增加而下降，铸铁的力学性能取决于石墨的形状、大小及分布；铸铁的铸造性能优于碳钢；铸铁不能进行压力加工，其焊接性能远不及碳钢。

17、分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。

指出这四种成分组织与性能的区别。

碳的质量分数为0.20%、0.60%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。

《机械制造工程原理》习题及思考题金属切削原理习题及思考题1.外圆车削加工时，车刀相对工件有哪些运动？2.外圆车削加工时,工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。

3.绘出刨削时，刀具和工件的运动关系，同时标出工件上三个表面的位置。

4.合成切削运动是由什么运动合成的？怎么合成？什么叫做合成切削速度角？5.何谓切削用量三要素？怎么定义？6.刀具切削部分有哪些结构要素？试给这些要素下定义。

7.为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？8.刀具标注角度参考系有哪几种？它们是由什么参考平面构成？试给这些参考平面下定义。

9.试绘图说明主剖面标注角度参考系的构成。

10.试绘图表示外圆车刀主剖面标注角度参考系各参考平面移置平面图，并在适当位置标注六个基本角度。

11.试给外圆车刀副切削刃选定点构造一个副剖面参考系，并将这个参考系应标注的角度标出。

12.确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？13.确定一把平前刀面外圆车刀切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？14.试述判定车刀前角γ0 后角α0 和刃倾角正负号的规则15.切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？16.纵车时进给运动怎样影响工作角度？17.试证明曲线切削刃和直线切削刃切削时，切削面积均为AD =f ·a P18.何为自由切削？19.切断车刀最后不是车断，而是挤断为什么？20.当用kr=45度的车刀车外圆时，工件加工前直径为62mm,加工后直径为54mm,工件每秒钟转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动1.6mm，试求f, ap,vc, 切削宽度，切削厚度，切削面积。

21.车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？22.研究金属切削变形过程有什么意义？23.研究金属切削变形过程有哪些实验方法？24.怎样划分金属切削变形区？25.在第一变形区里发生了怎样的变形？26.试阐述金属切削过程的本质？27.刀具是怎样把工件材料切下来的？28.切屑分哪几种类型？有什么特征？各类切屑在什么情况下形成？29.阐述刀—屑摩擦的特点。

2021年XXX《机械制造基础》章节测试题参考答案第一章常用工程材料的基本知识边学边练1.金属材料在外力作用下，对变形和破裂的抵抗能力称为（）a.硬度b.韧性c.塑性d.强度2.适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）。

a.洛氏硬度b.以上方法都可以c.维氏硬度d.布氏硬度3.材料的冲击韧度越大，其韧性就（）。

a.越差b.难以确定c.无影响d.越好4.金属材料在做疲劳试验时，试样所承受的载荷为（）。

a.冲击载荷b.交变载荷c.静载荷d.无规律载荷5.（）是α-Fe中溶入一种或多种溶质元素构成的固溶体。

a.铁素体b.渗碳体c.奥氏体d.珠光体6.珠光体是一种（）。

a.机械混合物b.金属化合物c.固溶体d.单相构造金属7.自位支承（浮动支承）其感化增加与工件接触的支承点数目，但（）。

a。

0.25%b。

1.4%c。

0.6%d。

2.11%8.灰铸铁中的碳主要是以()形式存在。

a.团絮状石墨b.蠕虫状石墨c.球状石墨d.片状石墨9.黄铜是由()合成。

a.铜和锌b.铜和镍c.铜和铝d.铜和硅本章测验一、单选题（每题10分，共50分）1.拉伸实验中，试样所受的力为（）。

A.冲击载荷B.循环载荷C.交变载荷D.静载荷2.常用的塑性判断根据是（）。

A.伸长率和断面收缩率B.断面收缩率和塑性C.塑性和韧性D.伸长率和塑性3.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）。

A.维氏硬度B.XXX硬度C.布氏硬度D.以上都可以4.金属疲劳的判断根据是（）。

A.抗拉强度B.塑性C.疲劳强度D.强度5.牌号为45号钢属于（）。

A.普通碳素结构钢B.碳素工具钢C.铸造碳钢D.优质碳素结构钢二、判断题（每题10分，共50分）6.通常材料的力学性能是选材的主要指标。

（√）7.抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。

（√）8.冲击韧性是指金属材料在静载荷作用下抵抗破坏的能力。

（×）9.碳钢的含碳量一般不超过1.5%。

机械制造技术基础习题及答案学习 2009-07-02 12:23 阅读938 评论1字号：大中小第三章金属切削机床与刀具一、单项选择题1. 普通车床的传动系统中，属于内联系传动链的是( C )。

A.主运动传动链B.机动进给传动链C.车螺纹传动链D.快速进给传动链2. 最常用的齿轮齿廓曲线是( D )。

A. 圆弧线B. 摆线C.梯形线D.渐开线3. 车螺纹时欲获得正确的旋向必须( A )。

A. 正确调整主轴于丝杠间的换向机构B. 正确安装车刀C. 保证工件转一圈，车刀移动一个螺距D. 正确刃磨车刀4. 车单头螺纹时,为获得准确的螺距必须( C )A. 正确调整主轴于丝杠间的换向机构B. 正确安装车刀C. 保证工件转一圈车刀准确移动一个螺距D. 正确刃磨车刀5. 插削齿轮时，齿面精度主要取决于（）。

A. 径向进给量的大小B. 圆周进给量的大小C. 分齿运动速比的大小D. 主运动速度的大小6. 插齿的分齿运动存在于（）。

A. 插齿的全过程B. 插齿的开始阶段C. 插齿的结束阶段D.让刀过程中7. 高速磨削的砂轮速度至少为（）。

A.30m/sB.50m/sC.80m/ sD.100m/s8 . 某传动系统中，电动机经V带副带动Ⅰ轴，Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动，Ⅲ轴可以获得几种不同的转速（ C ）。

A.3种B.5种C.6种D.8种11. 标准麻花钻切削部分切削刃共有（ B ）。

A. 6B. 5C. 4D. 312. 扩孔钻的刀齿一般有：( B )A. 2-3 个B. 3-4个C. 6-8个D. 8-12个13. 钻头的螺旋角越大，前角( A )。

A．越大B．越小C．无关14. 深孔加工应采用( )方式进行。

A．工件旋转B．刀具旋转C．任意 D. 工件和刀具同时旋转15. 当钻的孔尺寸精度较高，表面粗糙度值较小时，加工中应取（ B ）。

A．较大的进给量和较小的切削速度B．较小的进给量和较大的切削速度C．较大的背吃力量D．较大的进给速度16. 拉孔时，孔的长度一般不超过孔径的（）。

第一章金属切削的基本要素习题1．1切削加工时，工件表面是如何形成的？1．2形成发生线的方法有哪些？并说明各种方法中切削刃的形状与发生线的接触方式及其所需要的运动？1．3试用简图及文字说明在下列加工方法中，为了加工出所需零件表面，机床必须具备哪些成形运动？1）用外圆车刀车削外圆锥体。

2）用圆柱铣刀铣削平面3）用螺纹车刀车削外圆锥螺纹4）用麻花钻钻削圆柱孔5）用插齿刀加工直齿圆柱齿轮齿面1．4什么是主运动，什么是进给运动，各有何特征？什么是合成切削运动？什么是合成切削速度角？1．5何谓切削用量三要素？怎么定义？1．6试说明外圆车刀切削部分结构要素中三面两刃一刀的含义？1．7为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么区别？1．8刀具标注参考系有哪几种？它们是由哪些参考平面所构成？并给这些参考平面下定义。

1．9试绘出外圆车刀主剖面标注角度参考系和法剖面标注角度参考系中的四个参考平面的平面图，并在各参考平面内标注出相应的基本刀具标注角度1．10确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？1．11试述判定车刀前角，后角和刃倾角正负号的规则。

1．12试说明切削层各参数的定义及表达式？1．13何为直角切削和斜角切削？何为自由切削和非自由切削？1．14车断车刀最后不是车断，而是挤断为什么？1．15当用Kr=45度的车刀车外圆时，工件加工前直径为62mm，加工后直径为54mm，工件每秒钟转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动1。

6mm，试求f,ap,Vc，切削宽度，切削厚度，切削面积。

1．16车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？1．17刀具在高温，高压以及冲击和震动条件下切削时应具备哪些基本要求？1．18高速钢是在高碳钢中添加了哪些主要合金元素？高速钢按其化学成分，切削性能和制造方法可分为哪些类型？1．19什么是硬质合金？其性能取决于哪些因素？可分为哪四大类型？各适宜哪些加工范围？1．20高速钢和硬质合金各有哪些优缺点？能否将这两种刀具材料进行组合形成一种新的刀具材料以发挥其综合优势？1．21什么是超硬刀具材料？各有何特点和优势？第二章金属切削过程及切削参数优化选择习题2．1如何划分金属切削过程中的三个变形区？在这三个变形区内各形成哪些变形？各自有何特征？2．2切屑形态一般可分为哪四种类型？各自形成的切削条件有哪些？2．3试根据变形系数（ξ）公式和剪切角（Φ）公式来判断刀具的前角，摩擦角和剪切角对切削变形的影响？2．4阐述刀—屑摩擦的特点，试说明为什么刀具前刀面上的摩擦不服从古典摩擦法则？2．5试描述积屑瘤现象及其产生条件？试说明积屑瘤的形成原因及其与切削速度的关系？2．6积屑瘤对切削过程有哪些影响？如何控制积屑瘤的形成？2．7影响切削变形的主要因素有哪些？试分析各因素对切削变形的影响程度及规律？2．8分析切削力的来源？切削合力为什么要分解为三个切削力？并说明各切削分力的定义及其作用。

《机械制造工程学》复习题2010第一章金属切削加工基本概念在切削加工时，直接切除工件上多余金属层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动，称为主运动。

通常主运动的速度较高，消耗的切削功率也较大。

前角是指在主剖面内度量的基面与前刀面间的夹角。

后角是指在主剖面内度量的后刀面与切削平面间的夹角。

主偏角是指在基面内度量的切削平面与进给平面间的夹角。

副偏角是指在基面内度量的副切削刃与进给运动方向在基面上投影间的夹角。

刃倾角是指在切削平面内度量的主切削刃与基面间的夹角。

刀具材料应具备以下性能： (一)硬度 (二)强度和韧性 (三)耐磨性 (四)耐热性 (五)导热性和膨胀系数 (六)工艺性刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。

WC—Co类硬质合金一般用于加工铸铁、有色金属及其合金。

WC—TiC—Co硬质合金则用于高速切削钢料。

第二章金属切削基本原理及应用工件材料的强度、硬度越高，切削时前刀面上的正压力越大，同时，刀—屑接触长度减小，因此，正应力增大，摩擦因数减小，剪切角增大，变形系数减小。

良好屑形的主要标志是：不缠绕、不飞溅，不损伤工件、刀具和机床；不影响工人的操作。

粗车、半精车碳钢与合金钢材料时，在车刀上刃磨适当的卷屑槽，能够得到C形屑。

刀具角度中，增大主偏角，可使切屑变厚变窄，卷曲时弯曲应力增大，容易折断；刀具前角增大时，剪切角增大，因而变形系数减小，切削力显著减小。

前角减小时，可使基本变形增大，有利于断屑；进给量增大时，切屑变厚，卷曲时弯曲应力增大，易断屑。

切削速度增大时，切屑基本变形减小，断屑变得困难。

掌握切削力的变化规律，计算切削力的数值，不仅是设计机床、刀具、夹具的重要依据，而且对分析、解决切削加工生产中的实际问题有重要的指导意义。

主切削力是决定机床主电机功率、设计与校验主传动系统各零件以及夹具、刀具强度、刚度的重要依据。

主偏角对主切削力的影响不大。

刃倾角改变时，将使切削合力的方向发生变化，因而改变各分力的大小。