机械制造工程学习题集
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机械制造工程学习题集(复习最新含答案)第一章金属切削的基本要素习题1.1车刀刃倾角等于多少度时,其主剖面和法剖面重合?答:刃倾角(找不到对应答案知道的在群里说一下)1.2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?答:添加了W、Cr、V、Co等合金元素;按其化学成分分类可分为:钨系、钼系、钨钼系;按其切削性能分类可分为:通用型高速钢和高性能高速钢;按其制造方法分类可分则有:熔炼高速钢和粉末冶金高速钢1.3什么是硬质合金?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?答:硬质合金是由金属碳化物粉末和金属粘结剂经粉末冶金方法制成其性能主要取决于:含碳量、合金含量、晶粒大小、孔隙以及热处理等因素可以分为:普通硬质合金、超细晶粒硬质合金、涂层硬质合金(书上好像只有这三种)普通硬质合金又分为:P类、M类、K类:P类主要用于切削长切屑的各种钢件,但不适宜切削含Ti元素的不锈钢;M类能用来切削钢材和铸铁,又称通用硬质合金;K类主要用于切削短切屑铸铁和有色金属以及硬质合金,以及非金属材料和含有Ti元素的不锈钢等工件材料;超细晶粒硬质合金:优化了P、K类硬质合金,可用于加工冷硬铸铁、淬硬钢、不锈钢、高温合金等难加工材料涂层硬质合金:在立铣刀、硬质合金钻头、可转位刀片上得到广泛应用特别是加工非黑色金属和纤维材料1.4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?答:高速钢的抗弯强度较好,常温硬度62~66HRC,耐热性可达600℃,可以制造刃形复杂的刀具;硬质合金的耐磨性好,耐热性可达800~1000℃。
因此硬质合金的切削速度比高速钢的切削速度高4~10倍,刀具使用寿命可提高几十倍。
但其抗弯强度较低,韧性差,不能承受冲击和振动。
不太可能,因为刀具材料的硬度越高,其耐磨性越好,但其韧性和抗冲击的能力越差。
第一章绪论思考下列问题:1.机械制造工业的发展历史和现状。
2.机械制造工业在国民经济中的地位作用。
3.本课程的主要任务和要求。
第二章金属切削加工的基础知识一、填空题1. 在加工中,刀具和工件之间的相对运动称为切削运动,按其功用可分为主运动和进给运动。
其中主运动消耗功率最大。
2. 切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
*3. 刀具静止角度参考系的假定条件是假定安装条件和假定运动条件。
4. 常用的切削刃剖切平面有正交平面、法平面、背平面和假定工作平面,它们可分别与基面和切削平面组成相应的参考系。
5. 在正交平面内度量的前刀面与基面之间的夹角称为前角,后刀面与切削平面之间的夹角称为后角。
6. 正交平面与法平面重合的条件是刃倾角为0 。
7. 基准平面确定后,前刀面由前角和刃倾角两个角确定;后刀面由后角和主偏角两个角确定;前、后刀面确定了一条切削刃,所以一条切削刃由前角、后角、刃倾角、主偏角四个角度确定。
8. 用以确定刀具几何角度的两类参考坐标系为刀具标注角度参考系和刀具工作角度参考系。
二、判断题(正确的打√,错误的打×)1. 在切削加工中,进给运动只能有一个。
(×)2. 背平面是指通过切削刃上选定点,平行于假定进给运动方向,并垂直于基面的平面。
(×)3. 其它参数不变,主偏角减少,切削层厚度增加。
(×)4. 其它参数不变,背吃刀量增加,切削层宽度增加。
(√)5. 主切削刃与进给运动方向间的夹角为主偏角K。
(×)r*6. 车削外圆时,若刀尖高于工件中心,则实际前角增大。
(√)7. 对于切断刀的切削工作而言,若考虑进给运动的影响,其工作前角减少,工作后角增大。
(×)*8. 当主偏角为90时,正交平面与假定工作平面重合。
(√)9. 切削铸铁类等脆性材料时,应选择K类(YG类)硬质合金。
(√)10. 粗加工时,应选择含钴量较低的硬质合金。
(×)三、名词解释1. 基面过切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。
(机械制造工程学)( A )一、简要解释下列概念1. 斜角切削:切削加工时,刀具主切削刃的切线与合成切削速度方向不垂直的切削,则称之为斜有切削。
2. 砂轮硬度:砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在外力作用下脱落的难易程度。
3. 金属切削:金属切削加工是指利用刀具和工件作相对运动,从毛坯上切去多余的金属,以获得所需要的几何形状、尺寸、精度和表面粗糙度的零件。
4. 工艺成本:工艺成本是指生产成本中与工艺过程有关的那一部分成本,如毛胚或原材料费用、生产工人的工资、机床电费(设备的使用)、折旧费和维修费、工艺装备的折旧费和修理费以及车间和工厂的管理费用等。
5. 拉削图形:拉刀从工件上把拉削余量切下来的顺序,通常都用图形来表达,这种图形即所谓“拉削图形”。
6. 机床夹具:在机床上用以装夹工件的一种装置。
7. 加工精度:加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。
二、填空题1. YG类硬质合金适于加工铸铁及有色金属;YT类硬质合金适于加工钢料。
2常用来衡量切屑变形程度的指标主要有变形系数、剪切角和剪应变。
3切削热主要由工件、刀具、切削和周围的介质传出。
4切削用量三要素中,对刀具耐用度影响最大的是切削速度。
5工件材料强度、硬度高时,应选用较小的前角;工艺系统刚性差时,应选用较小的后角。
6标准麻花钻有个前刀面、个主后刀面、个副后刀面。
7端铣平面的铣削方式分为对称铣削、不对称逆铣和不对称顺铣。
8机床按精度可分为普通精度机床、精密机床、高精度机床三类。
9根据生产纲领不同,生产可分为__大量生产__、__ 成批生产__和___单件生产___生产三类。
10基准统一原则是指加工同一零件多道工序过程中,定位基准采用同一基准的基准组合。
11切削加工顺序安排原则有基准先行、先粗后精原则、先主后次原则和先面后孔原则。
12工件装夹方法有___直接找正装夹___、__划线找正装夹_和__用夹具装夹__三种。
机械制造工程学思考题第一章金属切削的基本要素一、基本概念发生线形成发生线的四种方法简单运动和复合成形运动主运动和进给运动工件的三种表面切削用量三要素刀具角度参考系的组成工作角度的定义、改变原因和改变值主要角度(前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角)定义及图示切削层参数金属切除率二、简答题1、主要角度(前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角)图示;2、刀具材料应具备的性能;3、高速钢和硬质合金性能对比;4、YT 、YG两类硬质合金的牌号及应用;5、常用的刀具材料有哪些?三、问答题1、形成发生线的方法有哪些?2、简单成形运动与复合成形运动的本质区别是什么?3、写出切削用量三要素的单位和计算方法。
4、试分别画出主偏角为45o的外圆车刀车外圆和车端面时的所有标注角度和切削厚度和切削宽度.5、刀刃上同一点的主剖面与法剖面之间的夹角是多少?6、车削外径36mm、中径33mm、内径29mm、螺距6mm的梯形螺纹时,若使用刀具前角γο=0o,左刃后角αοL=12o,右刃后角αοR=6 o.试问左、右刃的工作前、后角是多少?7、半精车45钢外圆,试选择刀具材料牌号;车刀角度κr =75o,κr’=15o,γo=10o ,αo=6o ,λs=8o;试按制图标准标注刀具角度。
8、粗车HT200内圆,直径80mm,试选择刀具材料牌号;内圆车刀κr =45o,κr’=45o,γo=5o ,αo=8o ,λs=0o 试标注刀具角度(符合制图标准)。
9、车削外径36mm的外圆,刀尖上一点低于工件中心0.8mm,该点的工作前角相对于标注前角改变了多少?增大还是减小?第二章金属切削过程和切削参数优化选择一、基本概念三个变形区剪切角变形系数切削温度几个磨损原因刀具使用寿命(耐用度)合理切削用量合理刀具几何参数二、简答题1、切削变形程度及其衡量指标;2、切削变形的影响因素;3、切屑种类及其形成条件;4、切屑与前刀面的摩擦特性;5、积屑瘤的成因及对切削的影响;6、切削力的来源与分解;7、切削力的影响因素;8、切削温度及影响因素;9、刀具磨损机理;10、刀具使用寿命(耐用度)及影响因素;11、合理刀具使用寿命概念;12、材料的切削加工性;三、问答题1、变形系数、剪应变和剪切角的定义?2、切削塑性材料,改变切削条件可以改变切屑形态吗?予以说明。
选择题1. 磨削加工中必须使用切削液,其主要作用是(A ) A.散热 B. 消除空气中的金属微尘和砂粒粉末 C.冲洗工作表面 D. 冲洗砂轮的工作面2. 加工时.用来确定工件在机床上或夹具中正确位置所使用的基准为(B )P8 A.工艺基准B.定位基准C.测量基准D.设计基准3. 以下哪类孔最适宜用拉削加工(D )P94 A.台阶孔 B.孔深度等于孔径六倍的通孔 C.盲孔 D.孔深度接近孔径三倍的通孔4. 在相同的磨削条件下,砂轮的粒度号越大表面粗糙度就(B )P52 A.越大 B.越小 C.不变 D.以上均不对5. 下列刀具中属于定尺寸的刀具是(B) A.车刀 B.铰刀 C.滚刀 D.铣刀6. 将若干零件和部件连接结结合成一台完整产品的装配是(C ) A.组件装配 B.部件装配 C.总装配 D.以上均不对7. 在机械结构设计上,采用调整装配法代替修配法,可以使修配工作量从根本上(B )A.增加B.减少C.不变D.以上均不对8.一个工人或一组工人,在一个工作地对同一工件或同时对几个上件所连续完成的那一部分工艺过程,称为( A ) A.工序 B.工步 C.工位 D.走刀9.工件应该限制的自由度而未予限制的定位,称为(B )A.过定位 B.欠定位 C.完全定位D.不完全定位10. 积屑瘤是在(C )切削塑性材料条件下的一个重要物理现象。
A.低速 B.中低速C.中速D.高速11. 机器质量的好坏决定于( C ) A.零件的加工质量 B.装配工艺 C.零件加工质量和装配工艺 D.制造精度12.(B )包括按顺序排列的各装配工序的内容和内容技术要求,各工序所用的设备和工艺装配、辅助材料和工时定额等。
A.装配工艺系统图 B.装配工艺过程卡 C.装配工序卡片 D.装配工步卡片13. 切削用量对刀具耐用度影响最大的是(A)A.切削速度 B.切削深度 C.进给量14. 在车床上就地车削(或磨削)三爪卡盘的卡爪是为了( C ) A.提高主轴回转精度B.降低三爪卡盘卡爪面的表面粗糙度C.提高装夹稳定性D.保证三爪卡盘卡爪面与主轴回转轴线同轴15. 麻花钻在钻削时,起导向作用的是钻头的(D) A. 前刀面B. 主后面C. 螺旋槽D. 螺旋棱带16. 传动比小,特别是传动链末端地传动副的传动比小,则传动链中其余各传动元件误差对传动精度的影响就( A ) A. 越小 B.越大 C.不变 D.以上均不对17. 在外圆磨床上磨削工件外圆表面,其主运动是( A )A.砂轮的回转运动 B.工件的回转运动 C.砂轮的直线运动 D.工件的直线运动18. 一般具体指导工人生产用的工艺文件是( B ) A.工艺过程卡片 B.工艺卡片 C.工序卡片 D.工步卡片19. 锥度心轴限制(D )个自由度。
机械制造⼯程学练习题汇编机械制造⼯程学习题1、切削运动主要包括哪⼏个运动?它们在切削加⼯中的作⽤是什么?答:切削运动主要包括:主运动和进给运动。
主运动在切削加⼯时,直接切除⼯件上多余⾦属层,使之转变为切屑,以形成⼯件的新表⾯;进给运动在切削加⼯时,不断地将多余⾦属层投⼊切削,以保证切削的连续进⾏。
2、什么是切削⽤量三要素?答:切削速度v、进给量f和切削深度a p。
3、⼑具的六个基本标注⾓度为哪⼏个?答:前⾓γo、后⾓αo、主偏⾓κr、刃倾⾓λs、副偏⾓κr′、副后⾓αo′。
4、基⾯、切削平⾯、主剖⾯、法剖⾯内各标注⼑具的哪些⾓度?答:在基⾯P r内的标注⾓度:主偏⾓κr:在基平⾯内度量的切削平⾯与进给平⾯间的夹⾓;副偏⾓κr′:在基平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;⼑尖⾓εr:主切削刃与副切削刃在基⾯上投影间的夹⾓,且εr=180°-κr-κr′;余偏⾓ψr:在基平⾯内度量的切削平⾯与切深剖⾯间的夹⾓,且ψr=90°-κr。
在切削平⾯P s内的标注⾓度:刃倾⾓λs:在切削平⾯内度量的主切削刃与基⾯间的夹⾓。
在主剖⾯P o内的标注⾓度:前⾓γo:在主剖⾯内度量的基⾯与前⼑⾯间的夹⾓;后⾓αo:在主剖⾯内度量的后⼑⾯与切削平⾯间的夹⾓;楔⾓βo:在主剖⾯内度量的后⼑⾯与前⼑⾯间的夹⾓,且βo=90°-αo-γo。
在法剖⾯P n内的标注⾓度:法前⾓γn:在法剖⾯内度量的前⼑⾯与基⾯间的夹⾓;法后⾓αn:在法剖⾯内度量的切削平⾯与后⼑⾯间的夹⾓;法楔⾓βn:在法剖⾯内度量的前⼑⾯与后⼑⾯间的夹⾓,且βn=90°―γn―αn。
5、⼑具材料应具备哪些性能?常⽤的⼑具材料有哪⼏种?答:⼑具材料应具备:⾼的硬度和耐磨性;⾜够的强度和韧性;⾼的耐热性与化学稳定性;良好的⼯艺性;较好的经济性。
常⽤的⼑具材料有⾼速钢(普通、⾼性能)、硬质合⾦(钨基类WC)。
机械制造工程习题第一章金属切削加工的基础一、填空1.金属切削加工是用从毛坯上材料,使零件的、和等方面符合图纸的要求.2.切削运动按其作用不同,可分运动和运动。
变形变形,最终被切削金属与母体分离形成切削的过程.4.切削用量包括、和。
10.切屑形态有四种类型:、、和。
二、判断题2.刀具的前角越大,切削越轻快,产生热量少,所以切削温度较低。
()3.用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留。
()5.刀具的主偏角和副偏角选得适当小些,可以减小表面粗糙度.()9、切屑的种类是由工件的材料决定的,无法改变。
()10.节状切屑的形成过程是最典型的切屑过程,形成的表面质量也最好. ( )三、单项选择题1、前角γ0是在()内测量的前刀面与基面之间的夹角A.基面 B.正交平面 C.切削平面2、车刀角度中,影响排屑方向的是( )A.前角γ0 B.主偏角K r C.刃倾角λ6、车销工件时,切削热主要是靠()传出的A.工件 B.切屑 C.刀具8、工件材料的硬度,强度愈高,塑性、韧性愈好,切削力()A.愈小 B.愈大 C.基本不变14.切削铸铁和青铜等脆性材料时产生切削形态为()A.带状切削 B.崩碎切削C.节状切削 D.粒状切削四、简答题1.金属切削过程存在哪三个变形区,各个变形区有什么变形特点?3.简述影响切削温度的主要因素有哪些?4.简述切削热的来源及其影响因素.第三章机械制造过程与工艺一、填空题3.工艺过程包括毛坯制造、、零件热处理、和检验试车等。
13.加工余量确定方法有、和分析计算法。
16.工艺成本包括费用和费用两大部分。
17.加工精度包括精度、精度和相互位置精度三个方面。
19.获得零件形状精度的方法有、、和成形法。
二、判断题1.在机械加工中,一个工件在同一时刻只能占据一个工位。
( )3.在一道工序中只能有一次安装。
( )7.在尺寸链中只有一个封闭环.( )12.一个表面的加工总余量等于该表面的所有加工余量之和。
( )17.延长工作时间是提高劳动生产率的一种方法。
机械制造工程学习题集一、单项选择题1.加工塑性材料时,不可能出现的切屑是【】A.带状切屑B.节状切屑C.粒状切屑D.崩碎切屑2.在普通车床上用的三爪卡盘是【】A.通用夹具B.组合夹具C.专用夹具D.可调夹具3.丝锥、板牙等低速刀具磨损的主要原因是【】A.粘结磨损B.扩散磨损C.磨料磨损D.氧化磨损4.对于型号为CA6140机床,其中“C”的具体含义是【】A.类代号B.重大改进序号C.结构特征代号D.组代号5.夹紧力的方向应尽可能和切削力、工件自身的重力【】A.平行B.同向C.相反D.垂直6.如果外圆车削前后的工件直径为100mm和92mm,平均分两次进刀切成加工余量,那么背吃刀量应为【】A.10mm B.5mmC.8mmD.4mm7.在基面Pr上测量,主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角是【】A.主偏角B.副偏角C.前角D.刃倾角8.工件以平面定位时,所用的定位元件可采用【】A.V形块B.螺栓C.削边销D.支承钉9.工序基准定义为【】A.设计图中所用的基准B.工序图中所用的基准C.装配过程中所用的基准D.用于测量工件尺寸、位置的基准10.在立式钻床上钻孔,其主运动和进给运动【】A.均由工件来完成B.均由刀具来完成C.分别由工件和刀具来完成D.分别由刀具和工件来完成11.在车削过程中消耗功率最多的是【】A.主切削力B.背向力C.进给力D.径向力12.在单件小批量生产中,加工图示小轴零件的第一道工序内容是:在普通车床上,车一端面、倒角、钻中心孔,然后调头,车另一端面、倒角、钻中心孔,这一道工序里面包括【】C.两个工位、六个进给D.两个安装、六个进给13.普通车床的传动系统中,属于内联系传动链的是【】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14.全年工艺成本随年产量的增加而【】A.增加B.减小C.先增加后减小D.先减小后增加15.刃倾角可以控制切屑流向,当刃倾角为正时,切屑流向为【】A.流向已加工表面B.流向待加工表面C.沿切削刃的法线方向流出D.不确定16.切削用量对切削温度影响最大的是【】A.切削速度B.切削深度C.进给量D.以上都正确17.在刀具角度中,是有正负号的。
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。
第一章金属切削加工的基础知识一、思考题1.切削过程有何特征,用什么参数来表示?是由刀具和工件的相对运动来实现的,称为切削运动。
用主运动和进给运动来表示。
主运动和进给运动的概念见教材。
2刀具.静止角度参考系的假定条件是什么?假定运动条件:进给量f=0假定安装条件:刀尖与工件回转中心等高;刀杆方向与进给方向垂直。
3.切削层参数是什么?如何定义的?切削层:主运动一个周期,相邻两加工表面(切削刃)之间的材料截面。
切削层公称厚度hD(老标准ac): hD=f· sinKr切削层公称宽度bD(老标准aw):bD=ap/sinKr切削层公称截面积AD:AD=ap· f=bD· hD4. 试述正交平面、法平面、假定工作平面和背平面的定义,并分析它们的异同点和用途。
正交平面/主剖面Po:⊥Ps ⊥Pr同时垂直于切削平面Ps和基面法剖面Pn:Pn⊥S,(切削刃)。
假定工作平面、进给平面Pf :Pf ⊥Pr 、∥f背平面Pp :Pp ⊥Pr 、∥a p构成不同的参照系。
5. 为什么基面、切削平面必须定义在主切削刃上的选定点处?基面是通过主切削刃且与切削平面垂直的平面,是用来标注切削角度的的面,所以基面必须选定在主切削刃上的点并和切削平面垂直,才能有效的进行角度标注。
6 试述刀具的标注角度与工作角度的区别,为 什么横向切削时,进给量f 不能过大。
刀具的标注角度是在刀具标注角度参照系中定义的角度 。
刀具标注角度参照系又称静止参考系,同工况没有关系。
刀具的工作角度是在刀具工作角度参照系中定义的角度,不同的工艺环境下,工作角度不同。
横向切削时,工作前角随进给量增大而增大,工作后角随进给量增大而减小。
过大的进给量会使后角变负,加工时工件会被挤断。
7. 刀具切削部分材料必须具备那些性能?为什么?见教材P11.8. 试按下列条件选择刀具材料或编号。
⑴ 45钢锻件粗车;YT5(P30)⑵ HT200铸件精车;YG3X (K01)⑶ 低速精车合金钢蜗杆;W18Cr4V (成形刀)⑷ 高速精车调质钢长轴;YT30(P01)⑸ 中速车削淬硬钢轴;YN10(P05)或K01(TiC+WC+Ni-MO ) ⑹ 加工冷硬铸铁。
YG6X (K10)A. YG3XB. W18Cr4VC. YT5D. YN10E. YG8F. YG6X G . YT30二、分析计算题1. 试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度o γ、o α、r K 、r K '、oα'(要求标出假定主运动方向c v 、假定进给运动方向f v 、基面r P 和切削平面s P )图2-2 图2-3解:2. 绘制图2-3所示 45弯头车刀的正交平面参考系的标注角度(从外缘向中心车端面): 5-=o γ, 10=s λ, 6=o α, 55=r K , 6='o α。
解:第二章 金属切削过程的基本规律一.思考题1.何谓积屑瘤?积屑瘤在切削加工中有何利弊?如何控制积屑瘤的形成? 积屑瘤:在切削速度不高而又能形成连续性切削的情况下,加工一般钢料或其他塑性材料时,常常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块。
它的硬度很高,通常是工件材料的2~3倍,在处于比较稳定的状态时,能够代替刀刃进行切削。
这块冷焊在前刀面上的金属称为积屑瘤或刀瘤 影响:有利方面:产生积屑瘤后,它包覆在切削刃上,由于其硬度比工件材料大,故可代替刀刃进行切削,对切削刃有一定的保护作用积屑瘤使刀具实际前角增大,对切削过程有利增大了切削厚度不利方面:⑴影响工件的尺寸精度由于积屑瘤的前端伸出在切削刃之外,使切削厚度增加,因而对工件尺寸精度有影响⑵积屑瘤使加工表面粗糙度值增大积屑瘤的底部相对稳定一些,其顶部则很不稳定,容易破裂。
一部分粘附于切削底部而排出,一部分残留在加工表面上,积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面变得粗糙⑶对刀具寿命的影响积屑瘤粘附在前刀面上,在相对稳定时,可代替刀刃切削,有减少刀具磨损、提高寿命的作用;但积屑瘤不稳定时,积屑瘤的破裂有可能导致硬质合金刀具颗粒剥落,使磨损加剧控制:控制切削速度,尽量采用低速或高速切削,避开中速区采用润滑性能良好的切削液,以减小摩擦增大刀具前角,以减小刀屑接触区的压力适当提高工件材料的硬度,减小加工硬化的倾向2. 车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度(包括r K 、s λ、o γ、o α)?简述理由。
3. 试说明被吃刀量p a 和进给量f 对切削温度的影响,并与p a 和f 对切削力的影响相比较,两者有何不同?吃刀深度对切削温度的影响最小,进给量次之,切削速度影响最大。
因此,从控制切削温度的角度出发,在机床允许的情况下,选用较大的吃刀深度和进给量比选用大的切削速度更有利。
背吃刀量和进给量都会影响切削力大小,当进给量增大的时候,切削力的增大不成比例的增大,而背吃刀量增大的时候,切削力成比例的增大。
这样就对切削刀的影响是磨损就不同了。
还有就是对温度的影响!进给量的影响比背吃刀量的大!对刀具的耐用度也就产生影响也就不同了咯!进给量大于背吃刀量啊!4. 增大刀具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?一方面增大前角,能使刀具锋利减小切削变形,并减轻刀–屑间的摩擦,从而减小切削力、切削热和功率消耗,减轻刀具磨损,削温度降低 另一方面,增大前角,还会使刀头的散热面积和容热体积减小,导致切削区温度升高,5. 刀具磨损有几种形式?各在什么条件下产生?磨料磨损,这种磨损在各种切削速度下都存在,但对低速切削的刀具而言,磨料磨损是刀具磨损的主要原因粘结磨损(又称冷焊磨损)刀具材料与工件的亲和力大,则磨损严重刀具材料与工件材料的硬度比小,则磨损加剧。
切削速度的大小,中等偏低的切削速度下粘结磨损严重。
扩散磨损温度是影响扩散磨损的主要因素,切削温度升高,扩散磨损会急剧增加;不同元素的扩散速度不同;扩散速度与接触表面的相对滑动速度有关,相对滑动速度愈高,扩散愈快;所以切削速度愈高,刀具的扩散磨损愈快。
化学磨损在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧、切削液中的添加剂硫、氯等)起化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物;极易被工件或切削擦掉而造成磨损,这种磨损称为化学磨损。
6. 何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度?粗加工和精加工所选用的耐用度是否相同,为什么?教材P37。
第一种方法是根据单工件时最小的原则来制定耐用度,称为最高生产率耐用度Tp:第二种是根据每个工件工序成本最低原则来制定耐用度,称为最低成本耐用度Tc。
生产中一般多采用最低成本耐用度,只有当生产任务紧迫,或生产中出现不平衡的薄弱环节时,才选用最高生产率耐用度。
粗加工是以最高生产率为目的,所以使用最高生产率耐用度。
精加工时,为避免在加工同一表面时中途换刀,耐用度应规定得高一些,至少应该完成一次走刀,应采用最低成本耐用度。
7. 何谓工件材料切削加工性?改善工件材料切削加工性的措施有那些?教材P46—P48.工件材料的切削加工性是指材料被切削加工成合格零件的难易程度.调整材料的化学成分在不影响材料使用性能的前提下,在钢中添加一些能明显改善切削加工性的元素,如硫、铅等,可获得易切钢;在铸铁中适当增加石墨成分,也可改善其切削加工性进行适当的热处理同样化学成分、不同金相组织的材料,切削加工性有较大差异。
在生产中常对工件进行适当的热处理,除得到合乎要求的金相组织和力学性能外,也可改善其切削加工性能采用新的切削加工技术,如加温切削,低温切削。
8. 切削液的主要作用是什么?切削加工中常用的切削液有哪几类?如何选用?在切削加工中,合理使用切削液的作用:可以减小切屑、工件与刀具间的摩擦,降低切削力和切削温度,延长刀具使用寿命,并能减小工件热变形,抑制积屑瘤和鳞刺的生长,从而提高加工精度和减小已加工表面粗糙度值。
切削加工中常用的切屑液可分为三大类:水溶液、乳化液、切削油水溶液:主要成分是水,再加入一定的防锈剂或添加剂,使其具有良好的冷却性能又有一定的防锈和润滑性能乳化液:乳化液是在切削加工中使用较广泛的切削液,它是水和乳化油的混合物,为了提高其防锈和润滑性能,往往会加入一定的添加剂切削油:非水溶性切削液,主要成份是矿物油,少数采用动植物油。
切削油主要起润滑作用离子型切削液:一种新型水溶性切削液,其母液由阴离子型、非离子型表面活性剂和无机盐配置而成。
能降低切削温度,提高刀具使用寿命。
选用:粗加工时,金属切除量大,产生的热量多,因此应着重考虑降低切削温度,选用以冷却为主的切削液,如3%~5%的低浓度乳化液或离子型切削液精加工时主要要求提高加工精度和加工表面质量,应选用具有良好润滑性能的切削液,如极压切削油或高浓度极压乳化液,它们可减小刀具与切屑之间的摩擦与粘接,抑制积屑瘤。
从工件材料方面考虑:切削钢材等塑性材料时,需要用切削液;切削铸铁、黄铜等脆性材料时可不用切削液,其原因是切削液作用不明显,且会污染工作场地从刀具材料方面考虑:切削高强度钢、高温合金等难加工材料时,属于高温高压边界摩擦状态,宜选用极压切削油或极压乳化液高速钢刀具耐热性差,应采用切削液;硬质合金刀具耐热性好,一般不用切削液,必要时可采用低浓度乳化液或水溶液,但应连续地、充分地浇注,否则刀片会因冷热不均而导致破裂从加工方法方面考虑:铰孔、拉削、螺纹加工等工序刀具与已加工表面摩擦严重,宜采用极压切削油或极压乳化液成形刀具、齿轮刀具等价格昂贵,要求刀具使用寿命长,可采用极压切削油磨削加工时温度很高,工件易烧伤,还会产生大量的碎屑及脱落的砂粒会划伤已加工表面,因此要求切削液应具有良好的冷却清洗作用,故一般常采用乳化液或离子型切削液。
9. 前角和后角的功用分别是什么?选择前后角的主要依据是什么?前角的功用:一方面增大前角,能使刀具锋利减小切削变形,并减轻刀–屑间的摩擦,从而减小切削力、切削热和功率消耗,减轻刀具磨损,提高了刀具使用寿命;还可以抑制积屑瘤和鳞刺的产生,减轻切削振动,改善加工质量,另一方面,增大前角会使切削刃和刀头强度降低,易造成崩刃使刀具早期失效,还会使刀头的散热面积和容热体积减小,导致切削区温度升高,影响刀具寿命,由于减小了切屑变形,也不利于断屑。
选用:在刀具材料的抗弯强度和韧性较低,或工件材料的强度和硬度较高,或切削用量较大的粗加工,或刀具承受冲击载荷的条件下,为确保刀具强度,宜选用较小的前角,甚至可采用负前角。
当加工塑性大的材料,或工艺系统刚性差易引起切削振动时,或机床功率不足时,宜选较大的前角,以减小切削力。
对于成形刀具或自动化加工中不宜频繁更换的刀具情况,为保证其工作的稳定性和刀具使用寿命,宜取较小的前角。
后角的作用规律有以下方面:增大后角,可增加切削刃的锋利性,减轻后刀面与已加工表面的摩擦,从而降低切削力和切削温度,改善已加工表面质量。