机械制造技术基础第一章贾振元王福吉版课后答案

11.车窗有哪些主要类型？简述各种车床的工艺范围及组成。答：（1）CA6140 型卧式车床 通用程度高，适用范围广，适用于中、小型的轴类和盘类零件的加工，可车削内外圆柱面、圆柱面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹；也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花机压光。它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身等部件组成。 （2）立式车床 主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸较小、且形状比较复杂的大型或重型零件。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身（直径很大的圆形工作台） 。等部件组成。（3）转塔车床 适用于加工形状比较复杂的小型棒料工件。它由主轴箱、进给箱、溜板箱、 床鞍、刀架和床身等部件组成。2：车床的主运动和两个主参数是什么？答：主运动是主轴的旋转运动；卧式车床两个主参数分别是床上工件的最大回转直径、工件最大长度；立式车床两个主参数分别是最大车削直径、最大工件高度。3：试写出 CA6140 型卧式车床的主传动路线的表达式？答：电动机经变速机构带动主轴旋转，实现主运动。4：在 CA6140 型卧式车床的主运动、车螺纹运动、纵向和横向进给运动、快速运动等传动链中，那条传动链的两端件之间具有严格的传动比，那条传动链是内联系传动链？答： 车螺纹、纵向和横向进给的两端件之间具有严格的传动比且是内联系的传动链。5：铣削、车削、鏜削、钻削各有什么特点和不同?答： （1)铣削特点 生产率较高、刀齿散热条件较好、铣削加工范围广泛、铣削时容易产生振动。（2）车削特点 适用范围广；易于保证被加工零件表面的位置精度；可用于有色金属零件的精加工；切削过程比较平稳；生产成本较低；加工的万能性好。（3）镗削的特点 加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要设备；加工范围广；能获得较高的精度和较低的表面粗糙度；能有效的校正原孔的轴线偏斜，保证孔及孔系的位置精度；鏜削的加工效率低。（4）钻削的特点 容易产生“引偏” ；排屑困难；切削热不易传播；加工精度差。26：成批和大量生产中，铣削平面时采用端铣还是周铣法？为什么？答：多采用端铣；因为端铣的加工质量较好；生产率较高。7：实际生产中，目前多采用顺铣还是逆铣？为什么？答： 顺铣，因为顺铣加工的工件表面质量比逆铣好且顺铣在工件上的行程较短。8:为什么扩孔钻扩孔比钻头扩孔的加工质量好？答：因为（1）扩孔钻的刚性较好（2）导向性好（3）切削条件较好9.镗床镗孔和车床镗孔有何不同？各适用于什么场合答：区别：车床车孔的精度不高，而且受工件的形状限制，而镗床镗孔的精度高，不受工件形状的限制。适用范围：镗床：加工各种复杂和大型工件上（如箱体）有预制孔的孔，尤其是直径较大的孔或孔系；车床：精度要求不高，回转体工件。10. .在镗床上镗孔有哪四种方法？各自的应用场合如何？ 答：镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动这种方式镗削的孔径一般小于 120mm 左右；镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，并做纵向进给运动，这种方式主轴悬伸的长度不断增大，刚性随之减弱，一般只用来镗削长度较短的孔；镗床平旋盘带动镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动，200mm 以上的孔多用这种镗削方式，但孔不宜过长； 浮动镗削：镗床和铣床镗孔多用单刃镗刀。在成批或大量生产时，对于孔径大（80mm） 、孔深长、精度高的孔，均可用浮动镗刀进行精加工。11. 滚齿机和插齿机各有何工艺特点？简述它们各自的特点及主要应用范围。 答：一、特点滚齿：获得齿形是按展成法原理形成，与铣齿相比，无论是齿形精度，还是机床分度精度都要高，可以获得 87 级的齿轮精度；可以用同一模数的滚刀滚削出模数相同而齿数不同的齿轮，可以减少大量刀具，不但提高了精度，还降低了刀具成本；加工范围广，可以加工直齿、轮斜齿轮及涡轮；滚齿属连续切削，精度和生产效率都高；滚齿不能滚削内齿轮和相连太近的多联齿轮；滚齿适宜于单件小批量生产，也适宜于成批大量生产。插齿：获得齿形是按展成法原理形成，刀具的选用只要求模数和压力角与被切齿轮相同，与齿数无关，节省了刀具，降低了成本；插齿与滚齿加工精度基本相同，但插齿的表面粗糙略低于滚齿；齿形比滚齿高，但分度精度略低于滚齿；回程是空程，所以生产率不如滚齿高；可以加工内齿轮相距很近的多联齿轮。二、适用范围：滚齿：直齿轮，斜齿轮，涡轮；插齿：直齿圆柱齿轮，内齿轮，双联或多联齿轮。12.磨削加工有何特点？ 答：加工精度高，表面粗糙度小；可加工高硬度材料，不宜加工塑性很大，硬度很低的有色金属及其合金；径向分力大；磨削温度高；砂轮有自脱性；应用越来越广泛。13. 试简述在外圆磨床上磨外圆锥面的三种方法。答：头架绕其垂直轴线转动一定角度，磨削锥度较大的圆锥面；砂轮架可以绕其垂直轴线旋转一定角度以满足磨削短圆锥面；普通外圆磨3床：头架、砂轮架不转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴轴肩。14. 简述砂轮的自锐性。答：磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，磨钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的自锐性。砂轮有自锐性可使砂轮连续加工，这是其他刀具没有的特性。15在无心外圆磨床上与在万能外圆磨床磨外圆相比有何优缺点？无心磨床适用于大批量的生产中磨削细长轴以及不带中心孔的轴、套、销等零件，而周向不连续的表面或外圆和内空的同轴度要求很高的表面不宜在无心磨床上加工，它的主要参数以最大磨削直径表示。M1432 型万能外圆磨床主要应用于磨削内外圆锥表面、阶梯轴轴间、端面和简单的成形回转体等。这种磨床属于普通精度等级，加工精度可达IT7IT6 级，表面粗糙度 Ra 为 1.250.8m。他的通用性较大，但自动化不高，磨削效率低，所以车间、机修车间和单件、小批量生产的车间。16磨内圆远不如磨外圆应用的广泛。为什么？外圆磨削相比，内园磨削主要有下列特征：(1)磨削精度较难控制。因为磨削时砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却条件差，工件容易产生热变形；特别是因为砂轮轴细长，刚性差，易产生弯曲变形，造成圆柱度（内圆锥）误差。因此，一般需要减小磨削深度，增加光磨次数。(2)磨削表面粗糙度 Ra 大。内圆磨削时砂轮转速一般不超过 20000r/min，由于砂轮直径很小，其线速度很难达到外圆磨削时 3050m/s。内圆磨削的粗糙度 Ra 值一般为 1.60.4m。(3)生产率较低。因为砂轮直径很小，磨耗快，冷却液不易冲走屑末，砂轮容易堵塞，故砂轮需要经常修整或更换。此外，为了保证精度和表面粗糙度，必须减小磨削深度和增加光磨次数，也必然影响生产率。综上所诉，磨外圆比内园广泛。17简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。（1）电火花加工：放电过程极为短促，具有爆炸性。爆炸力把熔化和企划的金属抛离电极表面，被液体介质迅速冷却凝固，继而从两极间被冲走。每次电火花放电后是工件表面形成一个凹坑。在进给机构的控制下，工具电极的不断进给，脉冲放电将不断进行下去，无数个点蚀小坑将重叠在工件上。最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工件上。生产中可以通过控制极性和脉冲的长短（放点持续时间的长短）控制加工过程。适应性强，任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料，只要能导电，都可以加工，如淬火钢和硬质合金等，电火花加工中材料去出是靠4放电时的电热作用实现的材料可加工行主要取决于材料的导电性及热学特性，不受工件的材料硬度限制。（2）电解加工将电镀材料做阳极（接电源正极） ，工件作阴极，放入电解液并接通直流电源后，作为阳极的电镀材料就会逐渐的溶解儿附着到作为阴极的工件上形成镀层。并由电解液将其溶解物迅速冲走，从而达到尺寸加工目的。应用范围管，可加工任何高硬度、高强度。高韧性的难加工金属材料，并能意见单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或行腔（如锻模、叶片）（3）激光加工通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑，再次高温下任何坚硬的材料都将瞬间几句熔化和蒸发，并产生强烈的冲击波，是融化的物质爆炸式的喷射去处。激光束的功率很高，几乎对任何难度加工的金属和非金属材料（如皋熔点材料、内热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料）都可以加工，也可以加工异型孔。（4）超声波加工工作中超声振动还是悬浮液产生空腔，空腔不断的扩大直至破裂或不断压缩至闭合。质疑过程时间极端，空腔闭合压力可达几百兆帕，爆炸时可产生水压冲击，引起加工表面破碎，形成粉末。适宜加工各种脆硬材料，特别是电火花加工和电解加工难以加工的不导电材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石等；队遇到点的硬质合金、淬火钢等也能加工，但工作效率低。18:特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？（1）加工是不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细的零件。（2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等出去多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。（3）加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切削，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。（4）加工能量易于控制和转换，故加工范围光、适应性强。（5）各种加工方法易结合形成新工艺方法，便于推广应用。19:机床运动有哪几类？实现这些运动的传动原理如何表示？试举例。（1）表面成形运动。直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面的道具和工件间的相对运动，称为表面成形运动。表面成形运动是5机床最基本的运动，亦称为工作运动。表面成形运动包括主运动和进给运动。所谓主运动，是指直接切除工件上的多余部分，使之转变为切削的运动。所谓进给运动，是指不断的把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。主运动和进给运动的形式和数量取决于工件要求的表面形状和所采用的工具的形状。通常，机床主要采用结构上易于实现的旋转运动和直线运动实现表面成形运动，且主运动只有一个，进给运动可有一个或几个。（2）辅助运动。机床上除表面成形运动以外的所有运动，都是辅助运动。它包括：为活动一定加工尺寸，使刀具切入工件的切入运动；为缩短辅助时间、提高生产率的快速引进和退回运动；使刀具与工件处于正确相对位置的调位运动（如摇臂钻床钻头移位） ；实现工件周期调换的分度运动（如铣床分度转位）等。此外，机床的启动、停止、变速、变向以及部件和工件的夹紧、松开等操纵控制运动也属于辅助运动。20:车床、铣床、钻床和磨床的主要参数和设计序号如何表示？第二主参数分别是什么？机床主参数表示机床工作能力、影响机床基本构造的主要参数。一般以机床所能加工的最大尺寸的折算表示于组、系代号之后。设计序号：（1）设计单位代号，根据设计单位的不同采用不同的命名方式。（2）组代号，用一位阿拉伯数字（不包括“0” ）表示，放在设计单位代号之后，并用“”分开。专用机床的组，由各机床厂和机床研究所根据产品情况自行确定。（3）设计顺序号，按各机床厂和机床研究所的设计顺序排列，放在专用机床的组代号之后。车床名称 第二主参数卧式车床 工件最大长度立式车床 最大工件高度摇臂钻床 最大跨距坐标镗床 工作台工作面长度外圆磨床 最大磨削长度矩台平面磨床 工作台工作面长度龙门铣床 工作台工作面长度升降台铣床 工作台工作面长21.机床按什么分类？我国机床型号编织法中机床分为哪些大类？这些机床代号非别是什么？答：机床主要是按照加工性质和所用刀具进行分类的。6我国机床分为 12 类，车床 C 钻床 Z 躺床 T 磨床 M 2M 3M 齿轮加工机床 Y 螺纹加工机床 S 铣床 X 刨插床 B 拉床 L 超声波及电加工机床 G 切断机床及其他车床 Q。22.机床上有哪些运动？他们的特点和作用是什么？答：机床上的运动有表面成形运动和辅助运动。表面成形运动分为主运动和进给运动，主运动能切削工件上多余的部分使之转变成切屑的运动.进给运动是指不断地把切屑层投入切削。通常，机床主要采用结构上易于实现的旋转运动和直线运动实现表面成形运动，且主运动只有一个，进给运动可以有好几个。辅助运动可以缩短辅助时间 提高生产效率 使刀具与工件处于正确的相对位置的调动运动.23.机床传动系统的基本组成部有哪些？各部分的作用是什么？答：传动系统包括主传动系统 进给传动系统和其他传动系统。主传动系统对机床的使用性能 结构和制造成本都有明显的影响。进给传动系统是用来实现机床的进给运动和辅助运动.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 2.52 刀具的五个基本角度及主切削刃和副切削刃。77.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。8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。9.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，进给量不能过长？答：刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在几何参考系中的几何角度。而工作角度是指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所确定的刀具角度。在进行横向切削时，实际的切削平面和基面都要偏转一个附加的螺旋升角，使得车刀的工作前角增大，工作后角减小。前刀面的受力也相应增大，影响加工质量和车刀的使用寿命。10.试分析钻孔时的切削厚度、切削宽度及其进给量、背吃刀量的关系。答：答：切削厚度是每次进给量的总和，切削宽度等于背吃刀量11.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。1.高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。3.陶瓷刀具有很高的硬度和耐磨性，有很高的耐热性和化学稳定性，有较低的摩擦系数，可应用范围广。4.超硬材料刀具常用的有金刚石刀具和立方氮化硼。金刚石刀具不宜于切削铁及其合金工件。立方氮化硼是高速切削黑色金属的较理想刀具材料。12.刀具的工作条件对刀具材料提出哪些性能要求，何者为主？答：1，高的硬度和耐磨性，2 足够的强度和韧性。3 高的耐热性。4.更好的热物理性能和耐热冲击性能。在不同的工作条件下各有偏倚。13.试述各类硬质合金的性能和使用范围。举例说明选用不同牌号时要考虑的问题。答：切削用硬质合金分为三类：1.P 类。此类硬质合金硬度高，耐热性好，在切削韧性材料时的耐磨性较好，但韧性较差。一般适用于加工钢件。2.K 类。此类硬质合金的韧性较好，耐磨性较差。它适用于加工铸铁，有色金属及合金材料。也可用于加工高强度钢，耐热合金等难加工材料。3.M 类。抗弯性能，疲劳强度，冲击韧性，高温硬度和强度，抗氧化能力和耐磨性等较好。既可用于加工铸铁，也可用于加工钢。选用不同牌号要考虑其加工精度。如：加工钢件时 YT5 用于粗加工，YT30 用于精加工。14.试比较硬质合金和高速钢性能的主要区别。9答：高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。耐用度较高速钢几十倍，耐用度相同时，切削速度可提高 4 至 10 倍。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。15.按一下工件材料及切削条件合理选择刀具材料（供选刀具材料：YG3 ，YG8 ，YT5，YT30 ，W18Cr4V）,并说明理由。粗铣铸铁箱体平面。精镗铸铁箱体孔。齿轮加工的剃齿工序。45 钢棒料的粗加工。精车 40Cr 工件外圆。答：选用 YG8。此牌号类刀具常用于粗加工铸铁类工件。选用 YG3。此牌号类刀具常用于精加工铸铁类工件。选用 W18Cr4V。齿轮加工工具常用高速钢刀具。选用 YT5 。此牌号类刀具常用于粗加工钢件。选用 YT30。此牌号类刀具常用于精加工钢件。16 金属切削过程有何特征？用什么参来表示和比较？在切削过程中由于切削过程中的变形和摩擦，会出现许多物理现象，如切削力、切削热、积屑瘤、刀具磨损和加工硬化等。变形程度用剪切滑移面与切削速度之间的夹角剪切角来表示，用切削力，切削功率，切削热，切削温度，刀具的寿命来比较。17 切削过程的三个变形区各有何特点？他们之间有什么联系？第一变形区：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。第二变形区：使切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上；切削弯曲；由摩擦产生的热量使切削与刀具接触面温度上升。第三变形区：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬化。这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而复杂，金属的切削层就在此处与本体材料分离，大部分变成切屑，很少的一部分留在已加工表面上。18.有哪些指标可用来衡量切削层的变形程度？它们能否真实反映出切削过程的全部变形实质？它们之间有什么样的关系？用剪切滑移面与切削速度之间的夹角的剪切角来衡量切削层的变形程度，剪切角又和前角、摩擦角有关系。可以反映变形实质。当前角增大时，剪切角随之增大，变形系数减小。当摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形系数增大。19.什么是积屑瘤？积屑瘤产生的条件是什么？如何抑制积屑瘤？答：由于刀屑接触面的摩擦，当切削速度不高又形成连续切屑时，加工钢料和其它塑性材料时，常常在刀刃处粘着剖面呈三角状硬块。硬度为工件硬度的 2-3 倍，这块金属被称为积屑瘤，叫积屑瘤。高温、高压，粘结、冷焊 当金属切削层从终滑移面流出时，受到刀具前刀面的挤压和摩擦，切屑与刀具前刀面接触面温度升高，挤压力和温度达到一定的程度时，就产生粘结现象，也就是常说的“冷焊”。切屑流过与刀具粘附的底层时，产生内摩擦，这时底层上面金属出现加工硬化，并与底层粘附在一起，逐渐长大，成为积屑瘤，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。1020.结合切削的形成分析切削力的来源？答：因为刀具切入工件时，使被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。21.车削时切削力 Fr 为什么常分为三个互相垂直的分力？说明这三个分力的作用。答：为了便于测量和应用，Fr 常分为三个互相垂直的分力 Fz、Fy、Fx。Fz主切削力或切向