期末复习思考题0612

思考题

1.什么是切削用量三要素？

答：P263

切削速度v=nd(m/s或m/min)；

c1000

进给量f，有v=fn=fzn(mm/s或mm/min)；

fz

切削深度a

p

d—d

=―wm(mm)

2

d

(外圆)或d(mm)(钻孔);

2.

p2

硬质合金刀具材料主要牌号有哪几种，比较YG、YT、YW的特性，各主要适用于切削加工什么样的工件材料，哪些刀具材料适用于切削不锈钢、耐热合金，哪些刀具不适合，为什么？

答：P269

YG：加工铸铁；随Co含量升高，韧性、强度提高，更适于粗加工；导热性好，可用于低速切削不锈钢，高温合金；

YT：切削塑性材料；随Ti含量升高，韧性下降，导热性下降，不易粗加工；由于导热性差，切削温度高，不宜于加工不锈钢和含Ti高温合金；

YW：综合性能提咼，硬度咼，导热性好，易于加工不锈钢、咼温合金等；

刀具标注角度参考系有哪几种，它们是由哪些参考平面构成的，如何定义？答：P273

(1)正交主剖面参考系P—P—P；

rso

(2)法剖面参考系P—P—P；

rsn

⑶进给、切深剖面参考系P—PJ

基面P：通过切削刃上选定点，垂直于主运动方向的平面；r

切削平面P:通过切削刃上选定点与切削刃S相切，并垂直于基面P的平面;

sr

主剖面P:通过切削刃上选定点，同时垂直于基面P和切削平面P的平面;

ors

法剖面P:通过切削刃上选定点，垂直于切削刃上的平面；

n

进给剖面P:通过切削刃上选定点，平行于进给运动方向并垂直于基面P的平面;

fr

切深剖面P:通过切削刃上选定点，同时垂直于基面P和进给剖面P的平面；

prf

主偏角、副偏角、刃倾角、前角、后角是在哪个参考平面内度量的，如何定义？答：P275

主偏角K:在基面P内度量的切削平面P和进给剖面P的夹角；

rrsf

副偏角K，:在基面P内度量的副切削刃和进给方向f的夹角；

rr

刃倾角九：切削平面内度量的主切削刃S与基面P的夹角;

sr

前角Y0:主剖面内度量的前刀面与基面戶的夹角;

后角-0:主剖面内度量的后刀面与切削平面戶的夹角;

确定一把单刃刀具切削部分几何形状，最少需要哪几个基本角度，有几组？答：P275

切断车削时，进给运动怎样影响刀具工作角度？镗内孔时，刀具安装高低怎样影响刀具工作角度？

答：P279

考虑进给运动后，切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为一平面阿基米德螺旋线，切削

平面变为通过切削刃切于螺旋面的平面P,基面也相应倾斜为P,角度变化值为耳,工作sere

主剖面P仍为P；

oeo

镗内孔时，刀具装高，丫下降，a上升；刀具装低，丫上升，a下降；变化角度

0e0e0e0e

h

量为0满足tan9=p卩J（d/2）2-h2

试述金属切削三个变形区的变形特征。

答：P282

创（始滑血）!7幽（终滑面）所形成的塑件变形区称为发生住|切般上的第I变形区。

特征:沿滑移线（等萸应力线）的眄幼变形和随Z产生的“加丁硕化"现象。

当切用沿前力面流动时.dt］于切們甄前刀面接触处有相当大的肆擦力阻止切們的流动.囲此切們底部的甜粒又进一步纤维化’淇纤维化的方向卩前刀血平行。这一沿着前刀ifti的变形区称为第1【变形区中

特征:由于纤维化塑性变形.切們底面非常光跆而外侧曲则呈毛茸状.

由于刀尖不断挤斥己加工表血，而当刀具前移时,工件表血产生反弾.I対此后刀面与己加工表血间存在挤压和摩擦，使

:已加T•表血也产生塑件变彤和晶粒的纤维化及冷纓效果。此

J变形区称为第II【变形区*

如何描述切削变形程度（三种方法），剪切角的大小与变形系数、变形程度的关系答：P283—285

1）

cos®-y）

二F-；（易于测量）

2）

Ascosy

剪应变£==—

Aysin9cos(Q-y)

0

3)

剪切角9冷—占+y0或9

=l-P+y

42o

9减小，E升高，变形程度提高;

卷屑与断屑的机理和方法。

答：P286

1•卷屑机理与方法

使带状切們卷曲的基本原理就足设法使切們沿前刀而流出时受到一个额外的作用力，在这个力的作用下便切屑产生一个附加的变形而弯曲O

具体方法有两种;

如果切屑卷曲成螺旋状后不受_任何阻碍的口山流出则可得螺旋卷状切屑，而这个螺旋卷状切屑会自动折断成段一段。

折断的原理是：旋卷越来越长，用下下垂弯曲，产生弯曲应力。断流出过程中，

随着流出的螺就会左匣力作在弯曲的地方同时在切屑不螺旋卷要绕着

自身轴线旋转也这样在弯曲处随切屑卜部的摆动部分变长而导致弯曲应丿J增加，蜀终折断，成为一定长度的螺旋卷切屑。

(T使卷曲后的切屑与后刀面相碰

b.卷曲半径较小—发条状們或宝塔状屑

a.卷曲半径较大

—C形們

山此可见，仅仅使切屑弯Ittl足不会使其折断的。为使其折断还需要便它产生或对它施加进一步的变形力。

试述积屑瘤现象、形成原因、对切削过程的影响、影响积屑瘤的因素和积屑瘤的控制方法。

答：P287—288

在前刀商匕空成一个非常坚硬的金属堆积物・其硬度比工件基体砸度髙2〜3.5倍，而且不是一块堆积物一宜驻留在刀面上，而是以一定的频率反1）现象：复生氏和脱落。

（D切削塑性材料◎

仪）切削区的温度、斥力和界面状况符合材料在刀面上发生冷焊和相对流动在材料内部进行（即内摩

2）产生条件：擦成为可能）的条件°

3）影响：

优点:（1）如果积屑瘤生长稳定，则它堆积在前71面上，代替刀刃进行切削，保护了刀刃，延长刀

具寿命。（2）积屑瘤加大了实际工作前角'使变形

F降,切削容易进行。

4）控制：粗加工时积屑瘤稳定存在，精加工时抑制积屑瘤产生；

缺点：（1〉积屑瘤的形状极不规则.影响加丁精度和表面粗糙度。

（2）如果积属瘤不能稳定的生长，则在频繁的脱落过程中反复挤压询刀面，从而加速刀具Z磨损并产生振动。

从积屑瘤的高度与切削速度的关系可以看出，通过改变切削速度來控制积屑瘤是最有效的。除此Z外，述可以通过使用冷却润滑液、提薛前刀而表面光沽度或改变前角的方法，來减小摩擦，减缓表面冷焊倾向，抑制积屑瘤的产生。

车削时切削力为什么要分解为三个分力，说明各分力的作用和计算切削力的应用价值。答：P289

为了便于测量和应用，将切削力分解为三个相互垂直的分力：

1）主切削力F:与切削速度v方向一致，是计算切削功率和设计机床的重要依据；

cc

2）切深抗力F:与f方向垂直，F二Fcosk二（0.5〜0.7）F,虽然不做功，但造

ppDrc

成工件变形或引起振动，影响加工精度和已加工表面质量；

3）进给抗力F:与f方向平行，F=Fsink二（0.1〜0.6）F，在设计进给机构或

ffDrc校核其强度时用到它；

为什么许多复杂刀具如滚刀等用高速钢制造？

答:P265高速钢综合性能和可磨削性好，可用于制造复杂刀具；

金刚石刀具适用切削的材料是什么，是否适合于切削钢，CBN刀具如何？

答:P272金刚石刀具能切削陶瓷、高硅铝合金、硬质合金等难加工材料，还可切削有色金属及其合金，但由于碳元素和铁元素有很强的亲和力，它不能切削铁组材料，即不可切削钢；

CBN刀具可用于切削淬硬钢、冷硬铸铁、高温合金等，但宜于平稳切削；

说明切削力实验数据处理和建立指数经验公式的方法。

答:P290

实验数据处理:单因素法；指数经验公式建立方法:测力实验—数据归纳分析—模型化处理（线性回归）；

刀具磨损过程分为哪几个阶段，什么是刀具磨钝标准，制定刀具磨钝标准时的依据是什么？

答：P296—297

（1）刀具磨损过程

在实际生产屮必须控制丿J具不进入剧烈瞬损阶段•

根据加工情况规定的最大允许磨损值称为刀具磨钝标准，一般按后刀面磨损量来制定,考虑因素有:工艺系统刚性、工件材料、加工精度和表面质量、工件尺寸；

刀具前角、后角、主偏角、负偏角、刃倾角的功用及选择原则。

答:P300—303

1前角人

(1)前角的功用

控制切削变形和切削力，同时也影响刀具的散热和强度*前角加大会降低切削变形和切削力、切削热的产生,但也便刀尖强度下降，敬热条件恶化。此外，也彫响切膚形态和断用效果，以及加工表而质量*

Q)前角的选择

①工件材抖：加工脆件材料，变形不儿取较小前角'加工塑性材料.取大前角口工件强度、硬度融取小前角口

©刀具材料：砚质合金JJ具强度、韧性差，不耐冲击，取小前角

(-5^15°)*高速钢刀具可取大前角•

③刀具承受冲击载荷，应取较小前角。

①工艺系统刚度低，易振动，应加大前角.以降低切削力。

O自动线上为保证诃靠性+应取较小的前角。

o成形刀具和前命彭响切削卯形状的刀冥*常取较小的前和。

2后角0U

后角的功用

减少后力面与加匸表而间的摩擦、同时也影响刀具的强度和散热条件口后角加大，可以使切削刃更锋利；在相同磨钝标准VB下，还可以延长刀具便用寿命.

后角的选择

①精加工时，切削力和温度条件不严.St提斋加工表面质址应以减少摩擦为主,宜取较大的后角(8^12')；粗加工时,为提髙强度，应取较小的后角(6讥

©工件材料强、帔度高时，为保证切削刃强度，宜取小后角：工件材料软、赠性大时，頂丿J面康擦严巫影响加工表面质虽和刀具熔损，应加大后角：加工脆性材料，应取小后角口

①工艺系统刚性差*易振动I应减小后角，增加阻尼。

◎有尺寸精度要求的刀具，宜取小后角、减小巫磨看尺寸变化。

副后角＜x,—般与后角a4目等。

3刃倾角九

〔1)刃倾角的功用

①影响主切削刃刀尖强度和散热条件.仏刀尖高，-茲刀尖低。作不连续切削吋，「验使远离刀尖的切削刃先切入工件，避免+広时刀尖受冲击而损坏乜同时，-加时刀尖强度和散热条件也较好。

G）控制切屑流向.九卢0时,流屑基本垂直于主切削刃暑肚刘时,刀尖窩，刀刃低，切屑流向待加T表而；5.S<0时，刀尖低，刀刃高.切屑翻向己加工表面,易划伤已加工表ffio通常精加L

①肚工0时，实际前角加大，刀尖钝圆半径变小，使刃口变锋利.

由sin/oe=sin2^-cos2sin/H当丫广1胪时，可得

Xs=0°时，y=10"

丸严30“时，^=22°k汙？5°时,yoc=10°同样的叮即刀尖保持一定的强度.选用大的肚，实际切削前角可以达到很大的值,从而使切削轻快，切削温度较低，此外，斜角切削时,流眉与切速组成的平面.斜截刀尖的钝圆柱,得到椭圆形截面I钝圆半径变小，刀具更锋利乜

O參响切入切出的平稳性，入尸o时,切削刃同时切入切出,冲击大;3H0时,切削刃逐渐切入工幣冲击小就

竹込COS0F^FDsinKr

4主偏角Kr

忙「影响进给方向切削分力和切深方向分力，也彫响刀具切削刃工作长度口Kr越大,切削刃工作长度临越短.单位切削刃上承受的主切削力负荷越大‘但Fp越小。

切削细长杆等刚度低的工件时，宜采川大的上偏角。

5副偏角K；

K；11：对着已加工表而,主要影响表面粗糙度。精加工吋为降低表面粗糙度，常収甩20的修光刃，

”切斫刀等为了猱证刀头的强度和重磨后刀头宽度变化较小,只能取很小的副偏角Kr'-l^

切削塑性材料和切削脆性材料时，刀具上什么位置切削温度最高，为什么？

答：P294

1）塑性材料：切削沿前刀面流出时热量积累越来越多，而导热又十分不利，造成在距刀尖一定长度的地方切削温度最高；

2）脆性材料：刀尖与工件摩擦，即只有第III变形区产生的热量是主要的，使刀尖且靠近后刀面处切削温度最高；

什么是刀具使用寿命，与切削用量之间的关系是什么？

答：P298刃磨好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间称为刀具使用寿命；

与切削用量之间的关系为Taylor公式T

C

T

V1/mf1/na1/pp

衡量工件材料切削加工性的评价指标和方法有哪些？

答：P304

1）刀具使用寿命T的相对比值Kt；

2）相同刀具使用寿命下切削速度v的相对比值行;

3）切削力大小与切削温度高低；

4）已加工表面质量的优劣；

5）切削控制或断屑难易程度；

切削液的主要作用有哪些？切削液有哪些种类？硬质合金刀具切削时加注切削液要注意哪些问题。

答：P306

作用：冷却、润滑、清洗、防锈；

种类：水溶液、乳化液、切削液；

注意：粗加工时，要使低浓度乳化液和水溶液连续充分浇注，防止热裂；精加工时，要提高切削液的润滑性能；

机床传动链、机床传动原理图的概念？

答：P309

为了得到所需要的运动，需通过一系列的传动件把执行件与动力源，或把执行件与执行件连接起来，以构成传动联系，称为传动链；

为了便于研究机床的传动联系，常用一些简明的符号把运动原理和传动路线表示出来，这就是传动原理图；

钻头横刃切削条件如何，为什么在切削时会产生很大的轴向力？

答：P320

由于横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处发生严重挤压而造成很大轴向力；由于横刃处切削条件差，对于工件孔的尺寸精度有较大影响；

什么是逆铣和顺铣，顺铣有哪些特点，但对机床进给机构有什么要求？

答：

P325

逆铣：切削速度与工件进给速度相反；

顺铣：切削速度与工件进给速度相同；

顺铣时铣刀耐用度与逆铣时相比提高2~3倍，表面粗糙度也可降低，但顺铣不宜于铣削带硬皮的工件，铣床必须配置消除螺纹间隙的装置；

无心磨床的工作原理。

答:

砂轮的特性由哪些因素决定？

答：P342磨料、粒度、结合剂、硬度、组织

号筛网的网号来表示磨粒的粒度；

磨料的粒度的表示方法。

答：P342粒度表示磨粒的大小，以磨粒刚能通过的那

什么叫砂轮硬度，如何选择砂轮的硬度？

答：P343

砂轮硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度，砂轮硬即难脱落；

原则：1）工件硬，砂轮软；2）与工件接触面大选软材料（内圆、端面、薄壁等）；3）精磨和成形磨削选硬材料；4）有色金属选软材料；

什么是机床夹具？它由哪些功能元件组成，这些元件的作用是什么？

答：P347

机床夹具是将工件进行定位、夹紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置，一般由这几部分组成：定位元件、夹紧装置、导向元件和对刀装置连接元件、夹具体和其他；

夹具的类型有哪些？

答：P348按通用化程度分为：

L通用夹具

2.专用夹具

与通川机床配套，作为通用机床的附件,如三爪卡稚、四爪卡盘、虎钳、分度沃和转台等。

根据零件匚艺过程中某匸序的要求专门设计的咒具，此夹具只为该零件川，…般都超成批和人量生产中所笛,数童也比较大.

适川于组零件的夹具，般都是同类零件，经过调整（如更换、增加•些兀件〕可川来定位、夾紧一组零件°

由许多标准件组合而成,可根据零件加匸工序的需要拼裝，用完后弭拆卸,可用于单件、小批生产口

Vxl

川F自动线上，工杵安装左随行夬具匕随行夹貝•出运输號哉送往各机床，并在机床夹貝威机床工作台上进行定位夹紧。

什么是“六点定位原理”？工件的合理定位是否要求一定要限制它在夹具中的六个自由

度？什么叫完全定位、不完全定位、欠定位、过定位？

答：P350“六点定位原理”即采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自

由度实现完全定位；工件的合理定位不是要求一定要限制它在夹具中的六个自由度；

P353限制6个自由度的称完全定位，少于6个的为不完全定位；

P354根据工件加工面位置尺寸必须限制的自由度没有得到全部限制的定位称为欠定位，而工件定位时，一个自由度被两个或两个以上的约束点约束的定位则称为过定位；

定位和夹紧有什么关系？答：把工件安放在机床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对正确的位置——定位；

工件定位后，将工件固定，使其在加工过程中保持定位位置不变——夹紧；

什么叫可调支承、自位支承、辅助支承？辅助支承与可调支承的区别是什么？答：P357—358

可调支承：支承点位置可以调整的支承；自位支承：在定位过程中，支承本身可随工件定位基准面变化而自动调整并与之适应；辅助支承：在工件定位后参与支承的元件，高度由工件决定，不起定位作用，能承受切削力；

“辅助支承”R“可调支承“时的区别：

辅助支承是在I】件定位后才参与支承的九件，其高度是由匚件确定的，囲此它不起定位作用，但辅助支星锁紧后就成为问定立撑，能承受切削力。

辅助支承主要川来在加工过程中加强被加匸部位的刚度和提高「一作的稳定性，通过增加•些接触点防止I一件在加匸屮变形，但又不影晌原来的定位。

33.定位误差的概念

答：P358定位误差£=基准不重合误差£+基准位移误差£；

DCW

什么是基准不重合误差？

答：P358基准不重合误差即定位基准与设计基准不重合造成的误差；

加工表面质量包括哪几个方面的内容？

答：P365包括1）表面层微观几何形状误差2）表面层物理机械性能；

影响表面粗糙度的因素有哪些？

答：P365—371

1）残留面积；2）塑性变形表面的随机性；3）鳞刺；4）积屑瘤；5）刀具刃口的光滑平直程度和前后刀面的粗糙度；6）磨削加工；7）振动；

工件加工精度包括哪几个方面？

答：P375尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度；

什么是工艺系统，工艺系统误差来源包括哪些？答：加工过程中涉及到的器件统称工艺系统；

系统误差和随机误差的概念，举例说明什么是常值系统误差和变值系统误差，加工方法的原理误差是一种什么误差。

答：P376系统误差——误差大小和方向为确定数值或具有确定性变化规律的误差；例如由于采用近似加工方法所带来的加工原理误差，机床、夹具、刀具和量具的制造误差都是常值误差又如刀具在正常磨损时，其磨损值与时间成线性正比关系，即变值系统误差；

随机误差——误差具有随机性，符合统计规律；原理误差——由于采用了近似加工运动或近似的刀具轮廓而产生的误差；

什么是工艺系统的刚度，它包括哪些方面，写出其表达式。

答：P379工艺系统的刚度是工艺系统受力后抵抗外力的能力，也就是工艺系统在受力方向上产生单位弹性形变所需要的力，包括机床、刀具、工件以及夹具的刚度；

F

平均刚度：K二—；

y

AF瞬时刚度：:二忒;

1

系统刚度：

=+++

KKKKK

系统机床刀具工件夹具

什么是复映误差，什么是误差复映系数，采用什么措施减少复映误差？

答：P380

复映误差就是指由于切削力和系统刚度的原因，加工表面的原始形状误差将以缩小的比例复映到已加工工件表面；

A亠

误差复映系数：e—a1，e越小系统刚度越咼；

0

可以通过多次走刀和提咼系统刚度来减小复映误差；

什么是工艺能力系数，它的意义是什么，如何根据工艺能力系数调整加工工艺方法及设备？

答：P391零件加工所要求达到的精度与实际上所能达到的精度的比值称为工艺能力系数，它表示

某种加工方法和加工设备能否胜任零件所要求精度的程度，c=二；

6c

C/1——表示冬件合格的概率趋近于1口

Cp»l——表示所用加工方法桔度过鬲，造成浪费.

C=1——表示加匸能力冇些勉强，遇冇外4來因素或随机因素影响円就会产

生不合格品°

C<1——加工能力不足*加工精度不能满•足要求#咙要进行改进待

了解工艺系统热变形的原理和减少热变形对精度影响的措施。

答：P385

P388

1）减少热源的能量；2）用热补偿方法；3）改善机床结构；4）保持工艺系统的热平衡

5）控制环境温度；

44.图1中可能产生的加工误差的主要形式和原因是什么？

a)

80

c)

图1

a)在车床上粗车长轴；b)在车床上粗镗套筒内孔(设原内孔为©35±1,表面很粗糙);c)在车床上镗套筒内孔；d)在平面磨床上磨平面。

答：

什么是机械加工工艺规程？其设计步骤和内容是什么？工艺规程设计卡片的形式。答：用工艺文件规定的机械加工工艺过程称为机械加工工艺规程；P473

设计机械加工工艺规程的歩骤和内容汇总:

♦图纸分畅

♦工艺性分析和工艺审查

♦选择毛坯

♦确定抑工工艺路域

♦确定各工序的工艺装备

♦嘯定各主要工序的技术要求和检脸方洼

♦确定各工序的力口工余量、计算工序尺寸和公差

♦确定切削用量

♦嘯定时间宦额

♦填写工艺文件

P477；

工艺规程设计卡片P477；

生产类型分为哪几类？零件的生产纲领与哪些因素有关？

答：根据产品的生产纲领将生产分为大量生产，成批生产和单件生产，其中成批生产又分为大批生产，中批生产和小批生产；P475

生产纲领：年生产量

计算方法:N=Q”（l+Q+0）

A'——-零件的生产纲领,件/年

Q—产晶的年产呈“台/年

n-——每台产胡屮,该零件的数呈，件/台

復备晶軍

$—废晶曝P475；

什么是工序、安装、工位、工步、走刀？工序划分在工厂设计中有什么重要作用？答：工序——一个（或一组）工人在工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那部分加工过程；P473

安装——在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分加工；P474工位——在工件的一次安装中，通过分度（或位移）装置，使工件相对机床床身变换加工位置，我们把每一个加工位置上所完成的工艺过程；

工步——在一个工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完

成的加工；

走刀——切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容；P475

工序划分对保证零件质量、提高生产率、降低加工成本至关重要。P485

基准、设计基准、工艺基准、定位基准、测量基准、装配基准的概念。

答：基准——用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面；P478

设计基准——根据零件在装配结构中的转配关系以及零件本身结构要素之间的相互位

置关系所确定的标注尺寸（或角度）的起始位置；P479

工艺基准——零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准；定位基准——加工时用于工件定位的基准（粗基准，精基准，附加基准）；测量基准——在加工中或加工后用来测量工件形状、位置、尺寸误差所采用的基准；装配基准——装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准；

裝配基莊

定位塞椎

n

«««

無基推

基准

《计基准

附加離程

左艺基准

49.试举例说明在零件加工过程中，定位基准(包括粗基准和精基准)的选择原则。

答：P479—481；

(1)一般原则

♦&选择最大的面或线作安装定位基准

♦•首先考虑保证加工面之间的位置精度，其次考虑尺寸精度

(2)粗基准的选择原则

♦挙选加工余量小的、较准确的*光洁的、面积较大的毛面做粗基准

•