(完整版)机械制造技术基础(第2版)第二章课后习题答案(2)
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第一章金属切削过程的基础知识一.单项选择进给运动通常是机床中().町切削运动中消耗功率最裳的半b)切削运动中速度最咼的运动;c)不断地把切削层投入切削的运动‘d)使工件或刀JI进入止确加工位蚩的运动°2.在外圆磨床上磨削丁件外圆表而”苴上运动是(),a)砂轮的回转运动+b)工件的回转运动,c)砂轮的廿线运动*d)丁件的苴线运勾h3*任立式钻床上钻<L・Jt卜运动和进给运动()- 町均由工件來完成;b)均由R具來宅成;c)分別由工件和刀具来完成二4)分别由刀具和工件来完成。
4.背吃刀凰碍是指上刀刃与工件切削衣面接触长度(),町在切削平面的法线方向上测居的值:b)1E交半面的法线方向上测帚的值:c)锂臬面上的投感值:d)任主运动及进给运动方向所组成的甲而的法线方向上测啟的值乜5•在背吃刀屋片和进给星f -定的条件下,切削厚度与切削宽度的比值取决于a)JJHnif角:b)丿J具后角:G)刀具主偏角; d)刀具副偏角。
6.垂百于过波表面度届的切削层尺寸称为(人可切削深度,b)切削氏度.c)切削帰度,〔I)切削宽度。
7.逋过切削刃选定点,垂直于丄运动方向的平面称为()o□)切削平面,b)进给平面丫c)基面”d)主剖iiih&在iF交平面内度杲的基面与前刀rid的夹角为()o a)就用,b)后角、c)上偏角,d)刃倾角.9•刃倾角社切削刃与()之间的夹角。
町切削平面,b)基帆c> kig动方向,d)进给方向11.用砸质合金刀貝对碳素钢工件进行帶加T吋,应选择刀ft材料的牌号为()oa)YT30T h)YT5, c) YG3, J) YGS .三.分析题i.图i所示为在韦床上年扎示恵图’试在图中标出刀niim.后角、主角、副偏角和刃倾朕闻1第二章金属切削过程的基本规律及其应用工幕涮丿Jffi©的变形宦域称为______ 雯形空・这个变形区■嬰集屮在和询丿Jiiii 接触的切屑底ftf薄层金属内口4.社已加L我向处形成的显署变形层(晶格发生丁纤维化).是巳加JL視面受到切削刃和后刀祈的挤崔和厚擦所造成的.这一变形层称为_____ 变羽区.5.从形态上看,切屑可以分为带状切屑._________ , ______ 、 _____ ..和_________ 四种类型。
机械制造技术基础第二章课后答案#1.金属切削过程的实质是什么答:金属切削过程就是刀具从工件上切除多余的金属,使工件得到符合技术要求的几何精度和表面质量的过程。
2.切削运动可分哪两类,各有什么特点答:切削运动可分为主运动和进给运动。
主运动在切削过程中速度最高,消耗的功率最大,并且在切削过程中切削运动只有一个。
进给运动的速度较低、消耗的功率较小,进给运动可以有一个或多个。
3.切削用量的主要参数有哪些答.:切削用量的参数有切削速度、进给量和背吃刀量。
4.试述车刀前角、后角、主偏角、负偏角和刃倾角的作用,并指出如何使用答:前角对切削的难易程度有很大的影响,前角大小的选择与工件材料、刀具材料、加工要求有关。
后角的作用是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减少后刀面的磨损。
主偏角的大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力的大小。
!5.车外圆时,车刀装得过高或过低、偏左或偏右,刀具角度会发生哪些变化什么情况下可以利用这些变化答:当刀尖高于工作中心时,刀具工作前角将增大,工作后角将减小。
如果刀尖低于工作中心,则刀具工作前角减小,后角增大。
若刀杆右偏,则车刀的工作主偏角将增大,负偏角将减小。
若刀杆左偏,则车刀的工作主偏角将减小,负偏角将增大。
6.试标出图刀具的五个基本角度及主切削刃和副切削刃。
7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。
答:1)前角:在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角;后角:在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之间的夹角;主偏角:在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角;副偏角:在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角;刃倾角:在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角;副后角:在副切削刃上选定点的副正交平面内,副后刀面与副切削平面之间的夹角。
8.偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响当车削细长轴时,主偏角应选得较大还是较小为什么答:当切削面积不变时,主偏角增大,切削厚度也随之增大,切屑变厚,因而主切削力随着主偏角的增大而减小,但当主偏角增大到60~70之间时,主切削力又逐渐增大主偏角;背向力随着主偏角的增大而减小,进给力随着主偏角的增大而增大。
机械制造技术基础-第—版--- 吕明主编---习题答案第一章金属切削过程的基础知识一.单项选择1.进给运动通常是机床中()Oa)切削运动中消耗功率最多的:b)切削运动中速度最高的运动;c)不断地把切削层投入切削的运动;d)使工件或刀具进入1E确加工位置的运动。
2•在外圆磨床上磨削工件外圆表面,其上运动是()o a)砂轮的回转运动,b)工件的回转运动,c)砂轮的H线运动,d)工件的直线运动。
3.在立式钻床上钻孔,其上运动和进给运动()o町均山工件来完成:b)均由刀具来完成:c)分别由T•件和刀具來完成;d)分别由刀具和工件來完成。
4.背吃刀量作是指上刀刃与工件切削表面接触长度()。
a)在切削平面的法线方向上测届的值;b)止交平面的法线方向上测量的值;c)在基而上的投影值:d)在上运动及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测届的值。
5.在背吃刀暈作和进给屋f 一定的条件卜,切削厚度与切削宽度的比值取决于()oa)刀具询角;b)刀具后角;c)刀具上偏角;d)刀具副偏角。
6.垂直于过渡表面度鼠的切削层尺寸称为()。
a)切削深度,b)切削氏度,c)切削厚度,d)切削宽度。
7.通过切削刃选定点,垂直于上运动方向的平而称为(九a)切削半面,b)进给平面,c)基面,d)主剖面。
&在正交平面内度量的基而与前刀而的夹角为()oa)前角,b)后角,c)主偏角,d)刃倾角.9.刃倾角是上切削刃与()之间的夹角。
a)切削平而,b)基面,c)上运动方向,d)进给方向11.用硬质合金刀具对碳素钢工件进行精加匸时,应选择刀具材料的牌号为()oa) YT30. b) YT5, c) YG3, d) YG8.三.分析1.图1所示为在车床上车孔示意图,试在图中标岀刀具前角、后角、上角、副偏角和刃倾角。
第二章金属切削过程的基本规律及其应用3.靠询刀面处的变形区域称为_______ 变形区,这个变形区上要集中在和前刀面接触的切M底面一薄层金属内。
机械制造技术基础第二版课后答案第一章简介1.1 机械制造技术基础概述第一题机械制造技术基础是机械专业学生必修的一门课程,它主要介绍了机械制造技术的基本概念、原理和方法。
通过学习这门课程,学生可以掌握机械制造的基本知识,了解机械制造的发展历程和现状,掌握机械制造的基本工艺和设备,提高机械制造的技能和水平。
1.2 机械制造技术的分类与特点第一题机械制造技术可以根据加工方式的不同分为传统加工和非传统加工两大类。
传统加工包括铣削、钻削、车削等常用的机械加工方法,而非传统加工包括激光加工、喷射加工等一些新兴的加工方法。
1.3 机械制造技术的发展趋势第一题随着科技的不断发展,机械制造技术也在不断进步。
未来的机械制造技术发展趋势主要包括数字化、智能化、精密化和绿色环保化。
数字化指的是机械制造过程中的数字化设计、数字化仿真和数字化控制等方面的发展。
智能化则是指机械制造过程中智能化设备和系统的应用,例如机器人技术和人工智能技术的发展。
精密化和绿色环保化分别指机械制造过程中对产品精度和质量的要求不断提高,以及对环境和资源的保护和节约。
第二章机械制造材料2.1 金属材料第一题金属材料是机械制造中最常用的材料之一,它具有优良的导热性和导电性,同时具有一定的强度和韧性。
常见的金属材料包括钢材、铝材、铜材等。
2.2 非金属材料第一题非金属材料是机械制造中另一类常用的材料,它们具有较低的导热性和导电性,但具有较好的绝缘性和耐腐蚀性。
常见的非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等。
2.3 复合材料第一题复合材料是一种由两个或多个不同材料组成的材料,它们通过化学或物理方法结合在一起。
复合材料具有更好的综合性能,例如强度、硬度、韧性和耐热性等。
常见的复合材料包括纤维增强复合材料和层板材料等。
第三章机械制造工艺基础3.1 机械制造工艺的含义和分类第一题机械制造工艺是指完成机械制造过程中的各项加工和装配工作所采用的方法和技术。
根据工艺的不同特点,机械制造工艺可以分为材料变形工艺、切削工艺和连接工艺等。
a2-1.金属切削过程有和特征?用什么参数来表示和比较?p答:金属切削过程是指刀具与工件相互作用形成切屑的过程。
在这一过程中会出现许多物理现象:如切削刀,切削热,积屑瘤,刀具磨损和加工硬化等。
切削要素包括切削用量和切削层几何参数:切削用量:1.切削速度V 2.进给量f 3.背吃刀量a切削层几何参数1.切削宽度a 2切削厚度a 3切削面积A2-2.切削过程的三个变形区各有何特点?他们之间有什么关联?答:第一变形区,﹙基本变形区﹚.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,﹙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的摩擦.因而使切屑底层又一次产生塑性变形。
第三变性区﹙加工表面变形区﹚:工件已加工表面与后面接触的区域.产生加工硬化这三个变形区汇集在切削刀附近.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本发生分离.大部分变形切屑.很小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:产生的原因:在切削速度不高而又能形成连续切屑情况下。
加工一般钢料或其它塑性材料时。
常常在道具前面粘着一块剖面有时呈三角状的硬块。
在处于比较稳定的状态时。
能够代替切削刀进行切削。
影响:引起道具实际角度的变化,如可增大前角,延长道具寿命等。
积屑瘤不稳定,增大到一定程度后破碎。
容易嵌入已加工表面内,增大表面粗糙度值。
手段1.降低切削速度,使温度降低,不易粘结。
2.增加切削速度,使温度高于产生切屑瘤的温度。
3.采用润滑性比较好的切屑液。
4.增大切屑前角,有效降低铁屑和前刀面挤切。
5.适当提高工件硬度,减小加工硬化。
2-4有区别切屑形成后与前面之间存在压力。
所以沿前面流出时必有很大的摩擦,因而使切屑层又一次产生塑性变形,而一般刚体之间的滑动摩擦是两刚体之间的相对运动引起的。
2-5道具要从工件上切下金属,必须具有一定的切削速度,也正是由于切削角度才决定了道具切削部分各表面的空间位置。
机械制造技术基础第二章答案2-1.金属切削过程有何特征?用什么参数来表示?答:金属切削是会产生很大的力和切削热量。
一般以刀具为准,刀具的几个重要参数:主倾角,刃倾角,前角,后角,副倾角,副后角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)。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
《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。
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%。
《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。
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%。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第二章 金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素?在外圆车削中,它们与切削层参数有什么关系? 答:切削用量三要素是指切削速度v 、进给量f 、背吃刀量a p (切削深度)。
在外圆车削中,它们与切削层参数的关系是:sin /sin D rD p r D ph f b a A fa κκ===切削层公称厚度: 切削层公称宽度: 切削层公称横截面积: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。
答:确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要7个基本角度:前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃倾角,这些基本角度如下图所示(其中副前角、副后角不做要求)。
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?答:刀具标注角度是在静态情况下在刀具标注角度参考系中测得的角度;而刀具工作角度是在刀具工作角度参考系中(考虑了刀具安装误差和进给运动影响等因素)确定的刀具角度。
车刀作横向切削时,进给量取值过大会使切削速度、基面变化过大,导致刀具实际工作前角和工作后角变化过大,可能会使刀具工作后角变为负值,不能正常切削加工(P23)。
2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能?答:(P24)(1) 高的硬度和耐磨性;(2) 足够的强度和韧性;(3) 高耐热性;(4) 良好的导热性和耐热冲击性能;(5)良好的工艺性。
2-5 常用的硬质合金有哪几类?如何选用?答:(P26)常用的硬质合金有三类:P类(我国钨钴钛类YT),主要用于切削钢等长屑材料;K类(我国钨钴类YG),主要用于切削铸铁、有色金属等材料;M类(我国通用类YW),可以加工铸铁、有色金属和钢及难加工材料。
2-6 怎样划分切削变形区?第一变形区有哪些变形特点?答:切削形成过程分为三个变形区。
第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移区域,第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域;第三变形区刀具后刀面与已加工表面的摩擦区域。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第二章 金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素?在外圆车削中,它们与切削层参数有什么关系? 答:切削用量三要素是指切削速度v 、进给量f 、背吃刀量a p (切削深度)。
在外圆车削中,它们与切削层参数的关系是:sin /sin D rD p r D ph f b a A fa κκ===切削层公称厚度: 切削层公称宽度: 切削层公称横截面积: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。
答:确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要7个基本角度:前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃倾角,这些基本角度如下图所示(其中副前角、副后角不做要求)。
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?答:刀具标注角度是在静态情况下在刀具标注角度参考系中测得的角度;而刀具工作角度是在刀具工作角度参考系中(考虑了刀具安装误差和进给运动影响等因素)确定的刀具角度。
车刀作横向切削时,进给量取值过大会使切削速度、基面变化过大,导致刀具实际工作前角和工作后角变化过大,可能会使刀具工作后角变为负值,不能正常切削加工(P23)。
2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能?答:(P24)(1) 高的硬度和耐磨性;(2) 足够的强度和韧性;(3) 高耐热性;(4) 良好的导热性和耐热冲击性能;(5)良好的工艺性。
2-5 常用的硬质合金有哪几类?如何选用?答:(P26)常用的硬质合金有三类:P类(我国钨钴钛类YT),主要用于切削钢等长屑材料;K类(我国钨钴类YG),主要用于切削铸铁、有色金属等材料;M类(我国通用类YW),可以加工铸铁、有色金属和钢及难加工材料。
2-6 怎样划分切削变形区?第一变形区有哪些变形特点?答:切削形成过程分为三个变形区。
第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移区域,第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域;第三变形区刀具后刀面与已加工表面的摩擦区域。
第一变形区的变形特点主要是:金属的晶粒在刀具前刀面推挤作用下沿滑移线剪切滑移,晶粒伸长,晶格位错,剪切应力达到了材料的屈服极限。
2-7什么是积屑瘤?它对加工过程有什么影响?如何控制积屑瘤的产生?答:(P32-34)切削塑性材料又能形成带状切屑时在前刀面刀尖处粘附的三角形金属硬块是积屑瘤。
它对加工过程的影响是:使刀具前角增大,切削厚度变化,加工表面粗糙度增大,刀具寿命降低;粗加工时影响不大,精加工必须防止。
控制积屑瘤的措施是正确选用切削速度(避开易产出积屑瘤的切削速度范围)、使用润滑性能好的切削液、增大刀具前角、适当提高工件材料硬度。
2-8 试述影响切削变形的主要因素及影响规律。
答:(P34)影响切削变形的主要因素是:工件材料:强度越高,切削变形系数越小;刀具前角:增大刀具前角,切削变形系数减小;切削速度:切削速度越大,切削变形系数越小;切削层公称厚度:厚度越大,切削变形系数越小。
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?控制切屑形态有哪几种方法?答:(P34-36)常用的切屑形态有带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。
带状切屑:加工塑性金属时,在切削厚度较小、切速较高、刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。
节状切屑、粒状切屑:在切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时常产生此类切屑。
崩碎切屑:加工脆性材料,切削厚度越大越易得到这类切屑。
控制切屑形态的方法:采用断屑槽、改变刀具角度(主偏角、前角和刃倾角)、调整切削用量(主要是f )。
2-10 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:γo =10°,αo = αo ’ = 8°,κr =45°,κr ’=10°,λs =-10°(s λ对三向切削分力的修正系数分别为 1.0, 1.5, 0.75s C S p s f F F F λλλκκκ===),r ε= 0.5mm ;切削用量为:a p =3mm , f =0.4mm/r ,v c =8m/min 。
试求切削力F c 、F f 、F p 及切削功率。
解:根据已知条件,查教材p39表2-3,得到900, 1.0, 0.75, 0;530, 0.9, 0.75, 0;450, 1.0, 0.40, 0Fc Fc Fc Fc Fp Fp Fp Fp Ff Ff Ff Ff C x y n C x y n C x y n ============代入p39公式(2-20),可得10.7500.90.75010.4090030.480 1.01358N53030.480 1.51075N 45030.4800.75702N Fc Fc Fc s Fp Fp Fp s Ff FfFf s x y n c Fc p c Fc x y n p Fp p c Fp x y n f Ff p c Ff F C a f v K F C a f v K F C a f v K λλλ==⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯=再根据p38公式(2-17),可得切削功率3310135880/6010 1.81 KW c c c P F v --=⨯=⨯⨯=2-11 影响切削力的主要因素有哪些?试论述其影响规律。
答:(P41-42)影响切削力的主要因素有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具磨损、切削液和刀具材料。
工件材料的影响:工件材料强度、硬度越高,切削力越大;切削用量的影响:背吃刀量a p 影响最大,几乎成正比;f 次之,v 最小。
刀具几何参数的影响:前角增大,切削力减小;主偏角变化,影响F p和F f比例。
刀具磨损增加会使切削力增大。
润滑性能好的切削液可减小切削力。
2-12影响切削温度的主要因素有哪些?试论述其影响规律。
答:(P44-46)影响切削温度的主要因素有切削用量、刀具几何参数、工件材料性能、刀具磨损和切削液。
切削用量的影响:v最大,f次之,a p最小;刀具几何参数的影响:前角增大,切削温度减小;主偏角减小,会改善散热条件;工件材料强度、硬度越高,产生的切削热越多;刀具磨损变钝,摩擦加剧,切削温度上升;切削液可以明显减少切削热的影响。
2-13 试分析刀具磨损四种磨损机制的本质与特征,它们各在什么条件下产生?答:(P47)刀具磨损四种磨损机制的本质和特征:硬质点划痕:工件材料有硬质点,造成机械磨损,有划痕、划伤。
冷焊磨损:即粘接磨损,在高压高温作用下,刀具材料被粘接、撕裂,导致磨损。
扩散磨损:在高温下刀具材料中金属原子扩散,导致材料软化磨损。
化学磨损:由于化学腐蚀、氧化作用产生的磨损。
2-14 什么是刀具的磨钝标准?制定刀具磨钝标准要考虑哪些因素?答:(P48)刀具磨损达到一定限度就不再使用,这个限度叫做刀具的磨钝标准。
制定刀具磨钝标准要考虑的因素有:磨损量便于测量检验,生产的具体情况(如加工精度要求、刀具调整的方便性、刀具的复杂程度、刀具材料和工件材料等)。
2-15 什么是刀具寿命和刀具总寿命?试分析切削用量三要素对刀具寿命的影响规律。
答:(P49-52)刀具寿命——刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间。
刀具总寿命——刀具寿命乘以刃磨次数。
切削用量三要素对刀具寿命的影响规律是:切削用量三要素任意参数增大,都会导致刀具寿命降低,其中v的影响最大,f次之,a p最小。
2-16 什么是最高生产率刀具寿命和最小成本刀具寿命?怎样合理选择刀具寿命?答:(P50)最高生产率刀具寿命——按单件时间最短的原则确定的刀具寿命; 最小成本刀具寿命——按单件工艺成本最低的原则确定的刀具寿命。
一般情况下,应采用最小成本刀具寿命,再生产任务紧迫或生产中出现节拍不平衡时可选用最高生产率刀具寿命。
2-17 试述刀具破损的形式及防止破损的措施。
答:(P51)刀具破损的形式有脆性破损(崩刃、碎断、剥落、裂纹破损)、塑性破损。
防止破损的措施有:合理选择刀具材料、合理选择刀具几何参数、保证刀具的刃磨质量、合理选择切削用量、提高工艺系统的刚度、对刀具状态进行实时监控。
2-18 试述前角的功用及选择原则。
答:(P57)前角的功用:前角增大可减小切削变形、降低切削力和切削温度,但前角过大会削弱刀刃的强度。
选择原则:工件材料强度、硬度较低时选择较大前角,否则较小前角;加工塑性材料,选择较大的前角;刀具材料韧性好时选择较大的前角;粗加工选择较小的前角。
2-19 试述后角的功用及选择原则。
答:(P57-58)后角的功用:减小刀具后刀面与工件之间的摩擦,提高已加工表面质量。
选择原则:切削厚度较小时,选取较大的后角;粗加工选取较小的后角;工件材料塑性较大时取较大的后角;工件材料强度硬度高时,取较小的后角。
2-20 在CA6140型车床上车削外圆。
已知:工件毛坯直径为70φmm ,加工长度为400mm ;加工后工件尺寸为00.160φ-mm ,表面粗糙度为Ra3.2μm ;工件材料为40Cr (σb=700MPa );采用焊接式硬质合金外圆车刀(牌号为YT15),刀杆截面尺寸为16mm ⨯25mm ,刀具切削部分几何参数为:γo =10°,αo =6°,κr =45°,κr ’=10°,λs =0° ,r ε= 0.5mm ,γo1=-10°,b γ1=0.2mm 。
试为该工序确定切削用量(CA6140型车床纵向进给机构允许的最大作用力为3500N )。
解答:(参照P52-57例题2-2)2-21 试论述切削用量的选择原则。
答:(P52)首先选取尽可能大的背吃刀量a p ;其次根据机床进给机构强度、刀杆刚度等限制条件(粗加工时域已加工表面粗糙度要求(精加工时),选取尽可能大的进给量f;最后根据“切削用量手册”查取或根据公式(2-29)计算确定切削速度v c。
2-22 什么是砂轮硬度?如何正确选择砂轮硬度?答:(P60)砂轮硬度——磨粒在磨削力的作用下,从砂轮表面上脱离的难易程度。
砂轮硬度越高,磨粒越不容易脱离。
正确选择砂轮硬度:(1) 磨削硬材,选软砂轮;磨削软材,选硬砂轮;(2) 磨导热性差的材料,不易散热,选软砂轮以免工件烧伤;(3) 砂轮与工件接触面积大时,选较软的砂轮;(4) 成形磨精磨时,选硬砂轮;粗磨时选较软的砂轮。
2-23为什么磨削外圆时磨削力的三个分力中以F p值最大,而车外圆时切削力的三个分力中F c值为最大?答:因为砂轮上的磨粒为自然形成的负前角,磨粒较钝,同时参与磨削的磨粒较多,磨削时单位磨削力较大,故造成外圆磨削时磨削力的三个分力中以径向磨削力F p值最大,而车削车刀为人工刃磨的前角,切削刃锋利,故切向切削力最大。