机械制造技术课后习题参考答案部分.doc

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。前角直接影响剪切角。前角增大，剪切角也增大，变形减小；前角还通过摩擦角影响剪切角；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，积屑瘤增大，刀具实际前角增大，切削变形减小。而在积屑瘤减小阶段，随切削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角变小，切削变形又增大。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。 确定刀具耐用度，可以用刀具寿命、达到磨钝标准前的切削路程或加工的零件数表示等方法。前角增大，变形系数减小，切削力、切削温度都降低。但前角对刀具耐用度的影响呈“驼峰型”，它的峰顶前角是耐用度最高的前角；主偏角减小，使刀尖 圆弧半径增大，增加了刀具强度和改善了散热条件，所以刀具耐用度增大，允许切削速度也提高。3-8刀具切削部分材料应具备哪些性能？涂层刀具有哪些优点？有几种涂层材料，它们各有何特点？性能：（1）硬度和耐磨性 （2）强度和韧性（3）耐热性（4）导热性和耐热冲击性（5）抗粘结性（6）化学稳定性（7）良好的工艺性和经济性 涂层刀具的镀膜可以防止切屑和刀具直接接触，减小摩擦，降低各种机械热应力。使用涂层刀，可缩短切削时间，降低成本，减少换刀次数，提高加工精度，且刀具寿命长。涂层刀具可减少或取消切削液的使用。它办好地解决了材料硬度及耐磨性与强度及韧性的矛盾。常用的涂层材料有TiN、TiCN、TiAiN和超硬材料涂层。3-11什么叫相对加工性指标？用材料的哪些性能高低来衡量切削加工性好坏？以切削正火状态45钢的作为基准，而把其它各种材料的同它相比，比值称为材料的相对加工性。即。用材料的刀具耐用度指标、切削力、切削温度指标、加工表面质量指标及断屑难易程度指标来衡量切削加工性的好坏。4-1 简述车削加工的工艺范围。答：车削加工的工艺范围包括：车外圆、车端面、车槽、切断、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、车内外圆锥面、车螺纹、车成形面、滚花、攻丝、车台阶等。4-2 简述车床的类型及各自的特点。卧式车床 应用最普遍、工艺范围最广泛的一种类型。可完成各种类型内外回转体表面的加工，还可进行钻、扩、铰、滚花等加工。自动化程度低，加工生产率低，加工质量受操作者的技术水平影响较大；落地车床与立式车床 适合于加工直径较大面长度较短的工件。转塔车床 成批加工形状复杂的工件时具有较高的生产率。4-3 普通车床由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：普通车床的组成包括：基础件、主轴箱、刀架、进给箱、尾座、溜板箱几部分。 （1）床身车床其他部件的安装基础； （2）主轴箱改变齿轮的啮合获得合适的主轴转速； （3）进给箱传递运动，改变进给速度； 光杠和丝杠用于传递运动； （4）溜板箱改变运动方向，并有互锁保护装置； （5）刀架固定和安装刀具； （6）尾座安装孔加工刀具，并可支承长工件；4-6 可转位车刀常用的结构有几种？答：可转位车刀常用的结构有偏心式、杠杆式、楔销式、上压式。4-7 车刀有哪些类型，各自适用于哪些加工场合？答：车刀有：整体式高速钢车刀、硬质合金焊接式车刀、机夹重磨式车刀和可转位式车刀等几种类型。 整体式高速钢车刀一般用于较复杂的成形表面的低速精车。 硬质合金焊接式车刀在一般的中小批量生产和修配生产中应用较多。机夹重磨式车刀可转位式车刀适于大批量生产和数控车床使用。4-9 车床夹具由哪几部分组成？答：车削夹具的基本组成包括夹具体、定位元件、夹紧装置、辅助装置等部分。5-1与车削相比，铣削过程有哪些特点？ 与车削相比，铣削过程的特点是： 1.铣削加工生产率高 2.断续切削 3.容屑和排屑 4.同一个被加工表面可以采用不同的铣削方式、不同的刀具。5-3试分析比较圆周铣削时，顺铣和逆顺的优缺点。1.逆铣 铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与进给方向相反。逆铣时，刀齿的切削厚度ac从零逐渐增大。刀齿在开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压和摩擦，使这段表面产生严重的冷硬层，使刀齿容易磨损，同时使工件表面粗糙度增大，垂直切削分力向上易引起振动。 2.顺铣 铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与进给方向相同。顺铣时，刀齿的切削厚度从最大逐渐减至零，避免了逆铣时的刀齿挤压、滑行现象，已加工表面的加工硬化程度大为减轻，表面质量也较高，刀具耐用度也比逆铣时高。同时垂直方向的切削分力始终压向工作台，避免了工件的振动。5-5铣床主要有哪些类型？各用于什么场合？ 铣床主要有升降台铣床、工作台不升降铣床、龙门铣床、工具铣床、仿形铣床、仪表铣床和各种专门化铣床等。万能升降台铣床广泛用于单件小批量生产车间、工具车间及机修车间；工作台不升降铣床适用于成批大量生产铣削中小型工件的平面；龙门铣床广泛用于成批和大量生产中大中型工件的加工；工具铣床适用于工具、刀具及各种模具加工，也可用于仪器仪表等加工行业加工形状复杂的零件。5-7简述镗铣加工中心主轴结构特点。 主轴部件前后支承采用专用的主轴轴承（NSK轴承），具有较高的回转精度和支承刚度。轴承润滑采用高性能的润滑脂，以适应高转速的要求。5-8什么是工具系统？为什么要发展模块式工具系统？把通用性较强的几种装夹工具（如装夹铣刀、镗刀、扩孔刀、钻头和丝锥等）系列化、标准化，就成通常所说的工具系统。模块式工具系统克服了整体式结构工具单一、加工尺寸不易变动的不足，显示出其经济、灵活、快速、可靠的特点，所以要发展模块式工具系统。6-3深孔加工要解决的主要问题是什么？ 深孔加工要解决的主要问题是：对于直径较大的深孔（孔深度与直径之比大于510），由于切削量很大，必须较好地解决排屑和冷却问题；当加工直径较小的深孔时，由于孔径的限制，钻头的刚性很差。要保证被加工孔的深度，首要的问题是要解决加工过程中的导向问题。6-4标准麻花钻的缺点是什么？群钻与麻花钻相比有哪些改进？ 答：结构缺点：（1）横刃处负前角较大，造成轴向抗力大，钻头易弯曲钻偏；（2）主切削刃上各点的前角、后角是变化的，刃口易磨损，切削条件差。（3）主切削刃长，切削宽度大，排屑难。群钻在以下做改进：（1）磨短横刃（2）修磨前刀面，以增大钻心处前角（3）在主切削刃上开分屑槽，把主切削刃修磨成折线刃或圆弧刃。6-11卧式镗床有哪些成形运动？说明它能完成哪些加工工作。 卧式镗床的成形运动有： （1）主运动 镗轴的旋转运动和平旋盘的旋转运动，且二者是独立的，分别由不同的传动机构驱动。 （2）进给运动 卧式镗床的进给运动有：镗轴的轴向进给运动、主轴的垂直进给运动、工作台的纵向进给运动、平旋盘上的径向刀架的径向进给运动。 （3）辅助运动 包括主轴箱及工作台在进给方向上的快速调位运动、后立柱的纵向调位运动、后支架的垂直调位移动、工作台的转位运动。 镗床主要用于进行镗孔，加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上的孔径较大、尺寸精度要求较高、有位置要求的孔和孔系。此外，还可进行钻孔、车削和铣平面等工作。6-12简述坐标镗床的特点和用途。坐标镗床的特点是具有坐标位置的精密测量装置。依靠精密的坐标测量装置，能精确地确定工作台、主轴箱等移动部件的位移量，实现工件与刀具的精确定位。坐标镗床的特点主要用来镗削精密孔（IT5级或更高）和位置精度要求很高的孔系（定位精度达0.0020.01mm）；可以作钻孔、扩孔、铰孔及较轻的精铣工作；此外还可以作精密刻度，样板划线，孔距及直线尺寸的测量等工作。6-14钻床夹具怎样分类？各类型的结构和应用范围是什么？钻床夹具可分为：固定式、回转式、翻转式、滑柱式和盖板式等。固定式钻模，在使用过程中，钻模相对于工作的位置保持不变，一般用于摇臂钻床、立式钻床上，加工精度较高；回转式钻模，加工过程中钻套一般固定不动，分度装置带动工件实现预定的回转或移动，一般用于加工同一圆周上的平行孔系或同一截面内径向孔系或同一直线上的等距孔系。6-17钻、扩、铰和镗孔各有什么特点？分别应用于什么场合？刀 具运 动加工对象加工质量适 用 范 围主运动进给运动钻孔标准麻花钻（定尺寸）刀具旋转刀具随主轴直线实体工件粗加工加工精度IT13IT10，表面粗糙度Ra2010m80mm以下实体工件的孔粗加工扩孔扩孔钻（定尺寸）已有孔的半精加工加工精度IT10IT11，表面粗糙度Ra6.33.2m。成批或大量生产铰孔或磨床前的预加工扩孔以及毛坯孔的扩大铰孔铰刀（定尺寸）刀具直线已有孔的半精加工和精加工加工精度IT8IT6，表面粗糙度Ra1.60.4m用于孔的半精加工和精加工，生产率较低镗孔镗刀（一定范围内不同直径）镗轴的旋转运动和平旋盘的旋转运动镗轴的轴向进给运动、主轴的垂直进给运动、工作台的纵向进给运动、平旋盘上的径向刀架的径向进给运动已有孔的精加工加工精度IT8IT7，表面粗糙度Ra6.30.8m适用于加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件上的孔径较大、尺寸精度要求较高、有位置要求的孔和孔系7-1 砂轮的特性主要取决于哪些因素？如何进行选择？ 砂轮的特性主要由磨料、粒度、结合剂、硬度和组织五个因素所决定。 1. 磨料的选用：棕刚玉类磨料适用于磨削碳钢、合金钢、铸铁；白刚玉类磨料适用于磨削淬火钢、高速钢；黑碳化硅磨料适用于磨削铸铁、黄铜、非金属材料；绿碳化硅磨料适用于磨削硬质合金等；氮化硼磨料适用于磨削硬质合金、高速钢；人造金刚石磨料适用于磨削硬质合金、宝石。2. 磨粒粒度选择的原则是：精磨时，应选用磨料粒度号较大或颗粒较小的砂轮； 粗磨时，应选用磨料粒度号较小或颗粒较大的砂轮，以提高生产效率；砂轮速度较高时，或砂轮与工件接触面积较大时选用颗粒较粗的砂轮；磨削软而韧的金属时，用颗粒较粗的砂轮；磨削硬而脆的金属时，选用颗粒较细的砂轮。结合剂的选用：陶瓷结合剂适用于各类磨削加工；树脂结合剂适用于高速磨削、切断、开槽等；橡胶结合剂适用于切断、开槽；青铜结合剂适用于金刚石砂轮。 3.砂轮硬度的选用原则是：工件材料越硬，应选用越软的砂轮。 磨削接触面积较大时，应选用较软的砂轮。薄壁零件及导热性差的零件，应选用较软的砂轮。半精磨与粗磨相比，需用较软的砂轮；但精磨和成形磨削时，需用较硬的砂轮。 4.组织的选用：紧密程度组织的砂轮，适用于磨削重负荷、成形、精密磨削、加工脆硬材料；中等组织砂轮适用于外圆、内圆、无心磨及工具磨、淬硬工件及刀具刃磨等；疏松组织的砂轮适用于粗磨及磨削韧性大、硬度低的工件，适合磨削薄壁、细长工件，或砂轮与工作接触面大以及平面磨削等；大气孔组织的砂轮适用于磨削有色金属及塑料、橡胶等非金属以及热敏合金。7-2 磨削过程分哪三个阶段？如何运用这一规律来提高磨削生产率和减小表面粗糙度？ 磨削过程分为初磨阶段、稳定阶段和光磨阶段。在开始磨削时，可采用较大的径向进给量，压缩初磨和稳定阶段以提高生产效率，适当增长光磨时间，可更好提高工件表面质量。7-3 何谓表面烧伤？如何避免表面烧伤？答：磨削过程中产生大量的热，使被磨削表面金属在高温下产生相变，从而其硬度与塑性发生变化，这种表层变质现象称为表面烧伤。避免表面烧伤的措施：1）合理选用砂轮；2）合理选择磨削用量；3）采取冷却方法。7-6 试分析M1432B型磨床砂轮主轴轴承的工作原理。答：该机床砂轮主轴采用短四瓦动压滑动轴承，每个轴承由均布在圆周上的四块扇形轴瓦组成，每块轴瓦由球头螺钉和轴瓦支承头支撑。由于球头中心在周向偏离轴瓦对称中心，当主轴高速旋转时，在轴径与轴瓦间形成楔形油膜，将主轴悬浮与轴承中心而成纯液体摩擦状态。当主轴受外载作用而产生偏移时，偏移处楔缝变小，油压升高，而反向楔缝增大，油压减小。于是便产生了一个使砂轮主轴对中的趋势，从而保证主轴的回转精度。7-7 万能外圆磨床上磨削圆锥面有哪几种方法？各适用于何种情况？机床应如何调整？ 在万能外圆磨床上磨削圆锥面的方法有：扳转工作台磨长外圆锥面、扳转砂轮架磨短外圆锥面和扳转头架磨内圆锥面。扳转工作台磨圆锥面，适合磨削长度长而锥度小于10的工件；扳转砂轮架磨圆锥面适合磨削长度短而锥度较大（30）的工件；扳转头架磨圆锥面适用于磨削内圆锥面。扳转工作台磨圆锥面时，把工作台与机床的轴线偏转角度与工件的锥角相同；扳转砂轮架磨圆锥面时，把砂轮架与机床的轴线偏转角度与工件的锥角相同；扳转头架磨圆锥面时，把头架与机床的轴线偏转角度与工件的锥角相同。7-8 简述无心磨床的磨削特点。答：无心外圆磨削把工件放在砂轮与导论之间，砂轮转速很大，而导论由于摩擦系数大而限制工件的旋转，使工件与砂轮间产生很大的速差，由此产生磨削作用。其特点是：（1）工件无须打中心孔，安装方便，磨削效率高（2）磨削精度高，表面质量好（3）调整费时（4）适于尺寸较小，形状简单，大批量生产工件 9