课程综合实验与设计答案

江南大学现代远程教育 考试大作业 考试科目：《课程综合实验（专科）》 、刀具、切削力实验简答题 1、刀具几何角度的参考系有哪些

答：刀具几何角度的参考系分为静止参考系和工作参考系两类，有正交平面参考系，法平面参考系, 假定工作平面参考系。

为了保证切削加工的顺利进行，获得合格的加工表面，所用刀具的切削部分必须具有合理的几何形 状。刀具角度是用来确定刀具切削部分几何形状的重要参数。

为了描述刀具几何角度的大小及其空间的相对位置，可以利用正投影原理，采用多面投影的方法来 表示。用来确定 刀具角度的投影体系，称为 刀具角度 参考系，参考系中的投影面称为刀具角度参考 平面。

用来确定刀具角度的参考系有两类：一类为刀具角度静止参考系，它是刀具设计时标注、刃磨和测 量的基准，用此定义的刀具角度称为刀具标注角度；另一类为刀具角度工作参考系，它是确定刀具 切削工作时角度的基准，用此定义的刀具角度称为刀具的工作角度。

1）刀具角度参考平面：用于构成刀具角度的参考平面主要有：基面、切削平面、正交平面、法平 面、假定工作平面和背平面。 ⑴基面Pr :过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。通常，它平行（或垂直）于刀具上的

⑵切削平面 Ps：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面 切削速度方向构成的平面; ⑶正交平面P0：过切削刃选定点，同时垂直于基面 Pr与切削平面Ps的平面; ⑷法平面Pn：过切削刃选定点，并垂直于切削刃的平面; ⑸假定工作平面 Pf :过切削刃选定点，平行于假定进给运动方向，并垂直于基面 ⑹背平面Pp：过切削刃选定点，同时垂直于假定工作平面 Pf与基面Pr的平面。 2）刀具角度参考系：刀具标注角度的参考系主要有三种： 即正交平面参考系、法平面参考系和假定 工作平面参考系。 ⑴即正交平面参考系：由基面 Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交 平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件, 所以，该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。

安装面（或轴线）的平面。例如：普通车刀的基面 Pr，可理解为平行于刀具的底面; Pr的平面。它也是切削刃与

Pr的平面; ⑵法平面参考系：由基面 Pr、切削平面Ps和法平面Pn构成的空间三面投影体系称为法平面参 考系。 ⑶假定工作平面参考系：由基面 Pr、假定工作平面 Pf和背平面Pp构成的空间三面投影体系称 为假定工作平面参考系。

2、金属切削加工有哪几种切削运动

答：在切削加工中刀具与工件的相对运动，称为切削运动。按其功用分为主运动和进给运动。 （一）主运动 由机床或人力提供的主要运动，它促使刀具和工件之间产生相对运动，从而使刀具前刀面接近 工件，从工件上直接切除金属，它具有切削速度最高，消耗功率最大的特点。如车削时工件的旋转 运动，刨削时工件或刀具的往复运动，铳削时铳刀的旋转运动等。在切削中必须有一个主运动、且 只能有一个主运动。

（二）进给运动 由机床或人力提供的运动，它使刀具和工件之间产生附加的相对运动，使主运动能够继续切除 工件上多余金属，以便形成所需几何特性的已加工表面。进给运动可以是连续的，如车削外圆时车 刀平行于工件轴线的纵向运动；已可以是步进的，如刨削时工件或刀具的横向移动等。在切削中可 以有一个或多个进给运动，也可以不存在进给运动。

由主运动和进给运动合成的运动，称为合成切削运动。刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合 成运动方向称为该点的合成切削运动方向，其速度称为合成切削速度

3、车刀的前角和后角是这样形成的，规定在哪个平面测量，车刀切削刃上各点的前角

和后角是否相同，为什么 答：不相同

副前角：车刀副切削刃一般不是直线，但可以以车刀上平面与水平面的夹角来确定副前角; 副后角：车刀副切削刃所在的刀体纵面与垂直平面的夹角我们称之为副后角。 流向及确定刀头强度；车刀的前角是车刀前面与基面的夹角，其主要作用是使车刀刃口锋利，减少 切削 变形，使切削省力，切屑易排出。

4、切削力的来源影响切削力的主要因素是什么

答：来源: （1 ）切削变形所产生的热量

其主要作用是控制切屑 (2)切屑与刀具前面之间的摩擦产生的热量 (3)工件与刀具前面之间的摩擦产生的热量 影响切削力的因素是: 工件材料的影响。 切削用量的影响。 刀具的影响。 切削液的影响。 、热处理及金相实验简答题 1.热处理工艺中淬火温度是如何确定的

答：淬火温度又叫淬火加热温度，是指对将进行淬火处理的工件进行加热所达到的最高温度，也是 其进行冷却处理时的初始温度， 其在临界温度以上。 通常亚共析钢的淬火温度为 Ac3以上30~50度; 共析钢或过共析钢的淬火温度为 Ac1以上30~50度。 之所以这样确定，因为对亚共析钢来说，若加热温度低于 Ac3,则加热状态为奥氏体与铁素体二相 组成，淬火冷却后铁素体保存下来，使得零件淬火后硬度不均匀，强度和硬度降低。比 Ac3点咼30 —50 C的目的是为了使工件心部在规定加热时间内保证达到 Ac3点以上的温度，铁素体能完全溶解

于奥氏体中，奥氏体成分比较均匀，而奥氏体晶粒又不致于粗大。对过共析钢来说，淬火加热温度 在Ac1〜Ac3之间时，加热状态为细小奥氏体晶粒和未溶解碳化物, 淬火后得到隐晶马氏体和均匀分 布的球状碳物。这种组织不仅有高的强度和硬度、高的耐磨性，而且也有较好的韧性。如果淬火加 热温度过高，碳化物溶解，奥氏体晶粒长大，淬火后得到片状马氏体 (孪晶马氐体)，其显微裂纹增 加，脆性增大，淬火开裂倾向也增大。由于碳化物的溶解，奥氏体中含碳量增加，淬火后残余奥氏 体量增多，钢的硬度和耐磨性降低。高于 Ac1点30— 50C的目的和亚共析钢类似，是为了保证工件 内各部分温度均高于 Ac1。 需要注意的是：确定淬火加热温度时，尚应考虑工件的形状、尺寸、原始组织、加热速度、冷却介 质和冷却方式等因素。 在工件尺寸大、加热速度快的情况下，淬火温度可选得高一些。因为工件大，传热慢，容易加热不 足，使淬火后得不到全部马氏体或淬硬层减薄。加热速度快，工件温差大，也容易出现加热不足。 另外，加热速度快，起始晶粒细，也允许采用较高加热温度。 在这种情况下，淬火温度可取 Ac3+(50 —80 C)，对细晶粒钢有时取 AC3+100C。对于形状较复杂，容易变形开裂的工件，加热速度较慢, 淬火温度取下限。 考虑原始组织时，如先共析铁素体比较大，或珠光体片间距较大，为了加速奥氏体均匀化过程，淬 火温度取得高一些。对过共析钢为了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均匀化，也应采取较 高的淬火温度。例如高速钢的 Ac1点为820—840 C,淬火加热温度高达 1280 C。 考虑选用淬火介质和冷却方式时，在选用冷却速度较低的淬火介质和淬火方法的情况下，为了增加 过冷奥氏体的稳定性，防止由于冷却速度较低而使工件在淬火时发生珠光体型转变，常取稍高的淬 火加热温度。

2.试述金相样品的制备过程

答：步骤：取样、镶样、磨制、抛光、侵蚀等工序。 取样：显微试样的选取应根据研究的目的，取其具有代表性的部位。用切割机把试样截下，采用直 径20mm高15mm的圆柱体。切取过程中不宜使试样的温度过于升高，以免引起金属组织的变化, 影响分析结果。 镶样：当试样尺寸太小时，直接用手磨制很困难，用试样镶嵌机把试样镶嵌在胶木粉中。 磨制：分为粗磨和细磨两道工序。 粗磨：粗磨的目的是为了获得一个平整的表面。通常在砂轮机上进行，但在磨制时应主意：试样 对砂轮的压力不宜过大，否则会在试样表面形成很深的磨痕，增加精磨和抛光的难度；要随时用水 冷却试样，以免受热引起组织变化；试样边缘的棱角若无保存表要，可先行磨圆（倒角），以免在 细磨及抛光时撕破砂纸或抛光布，甚至造成试样从抛光机上飞出伤人。 细磨：经粗磨后试样表面虽较平整，但仍还存在有较深的磨痕。细磨的目的就是为了消除这些磨 痕，以得到平整而光滑的磨面，为下一步的抛光做好准备。细磨是在一套粗细程度不同的金相砂纸 上，由粗到细一次顺序进行的。细磨时将砂纸贴在带有旋转圆盘的预磨机上，手指紧握试样，并使 磨面朝下，均匀用力向下压在砂纸上。每更换一号砂纸时，须将试样的研磨方向调转 90度。 抛光：抛光的目的是去除细磨时遗留下来的细微磨痕而获得光亮的镜面，制备时采用机械抛光，在

专用的抛光机上进行。抛光机主要由电动机和抛光圆盘组成，抛光圆盘转速为 300~500转/分。抛光 盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等。抛光时在抛光盘上不断滴注抛光液。抛光液通常采用 A1203、MgO 或Cr203等细粉末（粒度约为~1um）在水中的悬浮液。机械抛光就是靠极细的抛光粉与磨面间产生 相对磨削和滚压作用来消除磨痕的。操作时将试样磨面均匀地在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到 中心不断作径向往复运动。抛光时间一般为 3~5分钟。抛光结束后，试样表面看不出任何磨痕而呈 光亮的镜面。 浸蚀：经抛光后的试样若直接放在显微镜下观察， 只能看到一片亮光， 除某些非金属夹杂物 （如MnS 及石墨等）外，无法辨别出各种组成物及其形态特征。必须使用浸蚀剂对试样表面进行“浸蚀”， 才能清楚地显示出显微组织的真是情况。钢铁材料最常用的浸蚀剂为 3~4%1肖酸酒精溶液。浸蚀的方 法是将试样磨面浸入浸蚀剂中，活用棉花沾上浸蚀剂擦拭表面。浸蚀时间要适当，一般试样磨面发