机械制造技术基础重点

第1页共12页第一章金属切削过程及其控制第一节金属切削过程的基本知识Explanationofnouns：1.金属切削过程：就是刀具和工件之间通过不同形式的相对运动，由刀具从工件表面上切去多余材料，从而得到预期形状精度、尺寸精度、位置精度和表面粗糙度的机械零件的过程。2.金属切削加工：刀具和工件按一定规律作相对运动，通过刀具切削刃切除工件上多余的或预留的金属，使工件形状、尺寸精度及表面质量满足预定要求。Shortanswerquestion：1.试述切削加工应具备的条件：刀具与工件之间要有相对运动刀具具有适当的几何参数——几何角度刀具材料具有一定的切削性能Gapfilling：1.按作用来分，切削运动可分为（主运动）和（进给运动）。Computationalproblems：车削直径80mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm，f=0.5mm/r，n=240r/min,试计算切削速度Vc、切削机动时间tm，切削层厚度hD和切削层宽度bD,材料切除率Q为多少？Explanationofnouns：•1、基面Pr：通过主切削刃上选定点垂直于主运动方向的平面。•2、切削平面Ps：通过主切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面。•3、主剖面Po：通过主切削刃上选定点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。•4、前角γo：前刀面与基面之间的夹角。•5、后角αo：后刀面与切削平面的夹角。•6、副后角：•7、刃倾角λS：主切削刃与基面之间的夹角。•8、主偏角kr：主切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。•9、副偏角kr’：副切削刃在基面上的投影与进给方向的夹角。•10、直角切削/正切削：主切削刃与合成切削速度方向垂直。•11、斜角切削/斜切削：主切削刃与合成切削速度方向不垂直。•12、自由切削：只有直线型主切削刃参加切削工作。•13、非自由切削：曲线型主切削刃或主副切削刃均参加切削。第2页共12页Constructionproblems：标出下图车刀的前角γo、副前角γo′、后角αo、副后角αo′，刃倾角λs、副刃倾角λs′，主偏角Kr，副偏角Kr′，楔角β0，刀尖角εr第二节金属切削过程的基本规律与控制Judgmentquestion:•切削脆性金属时前刀面靠近刀尖处温度最高.•剪切面上温度几乎相等.•切屑靠近后刀面的一层上温度梯度很大.•前后刀面的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离处.Shortanswerquestion:1.为什么前后刀面的最高温度都不在刀刃上，而是在离刀刃有一定距离处?答：这是摩擦热沿刀面不断增加的缘故。在前刀面上后边一段的接触长度上，由内摩擦转化为外摩擦，摩擦逐渐减少，热量又在不断传出，所以温度开始逐渐下降。Gapfilling:1.正常磨损有()、()、()三种形式。2.正常磨损分为()、()、()三个阶段。Shortanswerquestion:1.为什么后刀面的C区和N区磨损较严重?答：Explanationofnouns：1.刀具寿命：刀具寿命是指一把新刀具从开始使用到报废为止的总切削时间。它是刀具耐用度与刀具刃磨次数的乘积。2.刀具耐用度：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨损标准为止的净切削时间称为刀具耐用度，以T表示，单位为min。第3页共12页第三节金属切削基本条件的合理选择Gapfilling:1.在生产中所用的刀具材料主要是()和()两类。Shortanswerquestion:1.试述前角的作用及其选择原则?答：作用：直接影响刀具的锋利程度；直接影响切削刃的强度和刀头强度直接影响切屑的形状和断屑效果选择原则：在刀具强度许可条件下，尽量选用大的前角；对于成形刀具来说(车刀、铣刀和齿轮刀等)，减小前角可减少刀具截形误差，提高零件的加工精度；前角的数值应由工件材料、刀具材料和加工工艺要求决定。2.试述后角的作用及其选择原则?答:作用：后角的主要作用是减少后刀面与加工工件之间的摩擦和磨损。后角过大，会削弱切削刃和刀头的强度。选择原则：①粗加工、断续切削、工材强度硬度高，为增加刀刃强度，可在4°～6°范围内选取。精加工取较大后角，一般α0＝8°～12°，保证表面质量，延长刀具寿命；②系统刚性差，易振动，取较小后角；③材料软，塑性大，且易产生加工硬化时，为减小后刀面摩擦，应取较大后角；脆性材料，力集中在刀尖处，↓α0；④对尺寸精度要求高的刀具，如拉刀，宜取较小的α0，限制重磨后刀具尺寸的变化。⑤成形、复杂、尺寸刀具取小后角；3.试述主偏角和副偏角的作用及其选择原则?答：作用：主偏角κr主要影响切削宽度bD和切削厚度hD的比例并影响刀具强度。主偏角κr减小，使切削宽度bD增大、刀尖角εr增大、刀具强度高、散热性能好，故刀具耐用度高。但会增大切深抗力，引起振动和加工变形。此外，增大主偏角κr是控制断屑的一个重要措施。副偏角的主要作用是形成已加工表面。选择原则：工件材料强度、硬度较高时，宜取较小的主偏角；工艺系统的刚性较好时，主偏角应选小值；反之，宜取较大值；粗加工时，选择大的主偏角；精加工时，选择较小的主偏角。4.试述刃倾角的作用及其选择原则?答：作用：影响刀刃锋利性λs↑→γ0e↑、rn↓→锋利性↑；影响切屑流向：正λs切屑流向待加工表面，负λs切屑流向已加工表面，λs=0切屑流向垂直于主切削刃；选择原则：粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，为提高刀具强度，λs取负值；精加工、系统刚性差（细长轴），为不使切屑划伤已加工表面，λs取正值或0；微量极薄切削，取大正刃倾角。第4页共12页5.试述刀尖的作用及其选择原则?答：作用：刀尖是刀具上切削条件最恶劣的部位，刀具的使用寿命很大程度上取决于刀尖处的磨损情况；直接影响已加工表面的形成过程，影响残留面积的高度；选择刀尖几何参数时，一般从刀具使用寿命和已加工表面质量两方面考虑。选择原则：为增强刀尖强度和改善散热条件，常将其做成直线行或圆弧形的过渡刃。倒角刀尖（直线形过渡刃）：刃磨容易，一般使用于粗加工；圆弧刀尖（圆弧形过渡刃）：刃磨较难，但可减小已加工表面粗糙度，较适用于精加工。6.粗加工时如何选择切削用量？精加工时如何选择切削用量？答：1.确定切削深度ap：尽可能一次切除全部余量，余量过大时可分2次走刀，第一次走刀的切削深度取单边余量的2/3～3/4；2.确定进给量f：◆粗切时根据工艺系统强度和刚度条件确定（计算或查表）；◆精切时根据加工表面粗糙度要求确定（计算或查表）；3.确定切削速度v：根据规定的刀具耐用度确定切削速度v（计算或查表）；4.校验机床功率(仅对粗加工)。7.简述切削液的作用?答：1.冷却作用:使切削热传导、对流和汽化，从而降低切削区温度；2.润滑作用（边界润滑原理）:切削液渗透到刀具与切屑、工件表面之间形成润滑膜，具有物理吸附和化学吸附作用；3.洗涤和防锈作用：冲走细屑或磨粒；在切削液中添加防锈剂，起防锈作用。8.简述水溶液的作用?答：主要起冷却作用。9.简述乳化液的作用?答：浓度低的乳化液含水多，主要起冷却作用，适于粗加工和磨削；浓度高的乳化液含水少，主要起润滑作用，适于精加工。10.简述切削油的作用?答：主要起润滑作用。Choicequestion:1.磨削时宜选用（）。A切削油B乳化液C水溶液第5页共12页第二章机械加工设备与典型刀具第一节金属切削机床的基本知识Shortanswerquestion：1.试说出下列代号的意义：CA6140，XKA5032A，MGB1432，C2150×6答：CA6140C车床A结构特性6落地及卧式车床组1卧式车床40主参数直径:400mmXKA5032AX铣床（类代号）K数控（通用特性代号）A（结构特性代号）50立式升降台铣床（组系代号）32工作台面宽度320mm（主参数）A第一次重大改进（重大改进序号）MGB1432M磨床（类代号）G高精度（通用特性代号）B半自动（通用特性代号）14万能外圆磨床（组系代号）32最大磨削外径320mm（主参数）C2150×6C车床（类代号）21多轴棒料自动车床（组系代号）50最大棒料直径500mm（主参数）6轴数为6（第二主参数）Explanationofnouns：1.传动链：用一系列的传动件把执行件和动力源（例如把主轴和电动机），或者把执行件和执行件（例如把主轴和刀架）连接起来，以构成传动联系。构成一个传动联系的一系列传动件，称为传动链。2.内联系传动链：联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用来保证发生线的性质。3.外联系传动链：联系动力源与执行机构之间的传动链。第二节车床Explanationofnouns：1.传动系统图：传动系统图是表示实现机床全部运动的传动示意图。Shortanswerquestion：1.试写出CA6140的主传动系统的结构式，正反转的级数及最高转速、最低转速。第6页共12页Gapfilling：1.CA6140型普通车床能车削四种标准的螺纹中，米制螺纹与（）螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是（）数列；（）螺纹与（）螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是（）数列。2.第三节钻床与镗床：第四节铣床与刨床Shortanswerquestion：1.试述钻削特点：答：“三差一大”：刚性差：两个大而深的排屑槽使刚性↙↙；导向性差：导向棱少且窄；切削条件差：排屑困难，不易散热；轴向力大：由于横刃的存在，产生较大的轴向力。属于粗加工工序：经济精度：IT13~IT11，Ra25~12.5Explanationofnouns：1.顺铣：铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同。2.逆铣：铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反。3.对称铣：4.不对称顺铣：5.不对称逆铣：Shortanswerquestion：1.试述顺铣和逆铣的特点，试说出那种铣削平时应用较多及理由？答：一般铣床未设有消除工作台丝杠与螺母之间间隙的装置，所以在生产中仍多采用逆铣法；第五节齿轮加工机床Mappingproblem：1.请画出滚直齿轮时的传动原理图并指出滚直齿轮所需的运动及其相关传动链2.请画出滚斜齿轮时的传动原理图并指出滚斜齿轮所需的运动及其相关传动链第7页共12页第七节典型刀具Gapfilling：1.车刀按结构分为（整体车刀）、（焊接车刀）、（焊接装配式车刀）、（机夹车刀）和（可转位车刀）。Shortanswerquestion：1.普通麻花钻有什么缺点，如何改进？答：缺点：标准麻花钻存在切削刃长、前角变化大（从外缘处的大约+30°逐渐减小到钻芯处的大约-30°)、螺旋槽排屑不畅、横刃部分切削条件很差(横刃前角约为-60°）等结构问题。改进：生产中,为了提高钻孔的精度和效率,常将标准麻花钻按特定方式刃磨成“群钻”。其修磨特点为：将横刃磨窄、磨低，改善横刃处的切削条件,将靠近钻心附近的主刃修磨成一段顶角较大的内直刃及一段圆弧刃,以增大该段切削刃的前角。同时，对称的圆弧刃在钻削过程中起到定心及分屑作用；在外直刃上磨出分屑槽，改善断屑、排屑情况。2.什么是砂轮硬度？试说出砂轮硬度选择原则。答:砂轮硬度指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度;选择原则：1.磨削硬材，选软砂轮；磨削软材，选硬砂轮；2.磨导热性差的材料，不易散热，选软砂轮以免工件烧伤；3.砂轮与工件接触面积大时，选较软的砂轮；4.成形磨精磨时，选硬砂轮；粗磨时选较软的砂轮。3.什么是砂轮组织？试说出砂轮组织选择原则答：砂轮组织反映砂轮中磨料、结合剂和气孔三者体积的比例关系，即砂轮结构的疏密程度，分紧密、中等、疏松三类13级。选择原则：紧密组织成形性好，加工质量高，适于成形磨、精密磨和强力磨削；中等组织适于一般磨削工作，如淬火钢、刀具刃磨等；疏松组织不易堵塞砂轮，适于粗磨、磨软材、磨平面、内圆等接触面积较大时，磨热敏性强的材料或薄件。第三章机床夹具设计第一节概述Explanationofnouns：1.定位：工件在机床上加工时，为保证加工精度和提高生产率，必须使工件在机床上