机械制造工程学习题集(含答案)

第一章金属切削的基本要素习题1．1车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？答：刃倾角错误!未找到引用源。（找不到对应答案知道的在群里说一下）1．2高速钢是在高碳钢中添加了哪些主要合金元素？高速钢按其化学成分，切削性能和制造方法可分为哪些类型？答：添加了W、Cr、V、Co等合金元素；按其化学成分分类可分为：钨系、钼系、钨钼系；按其切削性能分类可分为：通用型高速钢和高性能高速钢；按其制造方法分类可分则有：熔炼高速钢和粉末冶金高速钢1．3什么是硬质合金？其性能取决于哪些因素？可分为哪四大类型？各适宜哪些加工范围？答：硬质合金是由金属碳化物粉末和金属粘结剂经粉末冶金方法制成其性能主要取决于：含碳量、合金含量、晶粒大小、孔隙以及热处理等因素可以分为：普通硬质合金、超细晶粒硬质合金、涂层硬质合金（书上好像只有这三种）普通硬质合金又分为：P类、M类、K类：P类主要用于切削长切屑的各种钢件，但不适宜切削含Ti元素的不锈钢；M类能用来切削钢材和铸铁，又称通用硬质合金；K类主要用于切削短切屑铸铁和有色金属以及硬质合金，以及非金属材料和含有Ti元素的不锈钢等工件材料；超细晶粒硬质合金：优化了P、K类硬质合金，可用于加工冷硬铸铁、淬硬钢、不锈钢、高温合金等难加工材料涂层硬质合金：在立铣刀、硬质合金钻头、可转位刀片上得到广泛应用特别是加工非黑色金属和纤维材料1．4高速钢和硬质合金各有哪些优缺点？能否将这两种刀具材料进行组合形成一种新的刀具材料以发挥其综合优势？答：高速钢的抗弯强度较好，常温硬度62~66HRC，耐热性可达600℃，可以制造刃形复杂的刀具；硬质合金的耐磨性好，耐热性可达800~1000℃。因此硬质合金的切削速度比高速钢的切削速度高4~10倍，刀具使用寿命可提高几十倍。但其抗弯强度较低，韧性差，不能承受冲击和振动。不太可能，因为刀具材料的硬度越高，其耐磨性越好，但其韧性和抗冲击的能力越差。硬度和耐磨性与韧性是相互矛盾的。（有待大家考证）第二章金属切削过程及切削参数优化选择习题2．1如何划分金属切削过程中的三个变形区？在这三个变形区内各形成哪些变形？各自有何特征？答：1）第一变形区：在滑移面附近的区域，产生剪切滑移变形2）第二变形区：在前刀面附近的区域。产生挤压、摩擦变形3）第三变形区：在刃口附近的区域。产生挤压、摩擦变形第Ⅰ变形区：即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程的塑性变形主要集中于此区域。第Ⅱ变形区：靠近前刀面处，切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。此变形区的变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤的主要原因。第Ⅲ变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力的主要原因。2．2切屑形态一般可分为哪四种类型？各自形成的切削条件有哪些？答：1）带状切屑:切削塑性材料，切削厚度较小，切削速度较高，前角较大。其切削过程较平稳，切削力波动较小，表面粗糙度较小。2）节状切屑（挤裂切屑）:切削塑性材料，切削厚度较大，切削速度较低，前角较小。3）粒状切屑（单元切削）切削塑性材料，切削厚度较大，切削速度很低，前角较小或负前角，或加工较硬的材料。4）崩碎切屑切削铸铁或脆性材料，工件材料越硬、越脆，前角越小，切削厚度越大，越易产生崩碎切屑。2．3试描述积屑瘤现象及其产生条件？试说明积屑瘤的形成原因及其与切削速度的关系？答：1）.积屑瘤现象及其产生条件当切削塑性材料，切削速度在中低速，易形成带状切屑的情况下产生积屑瘤。取决于切削温度的高低。2）.积屑瘤的成因滞流不流成刀瘤。刀-屑之间为紧密型接触的摩擦形式。一定温度、压力作用下，切屑底层与前刀面发生粘接粘接金属严重塑性变形，产生加工硬化与切削速度的关系：低速没有积屑瘤高速没有积屑瘤2．4积屑瘤对切削过程有哪些影响？如何控制积屑瘤的形成？答：积屑瘤对切削过程的影响1)积屑瘤包围着切削刃，可代替切削刃进行切削，从而保护了刀刃，减少了刀具的磨损。2)积屑瘤使刀具的实际工作前角增大，积屑瘤越高，实际工作前角越大，刀具越锋利。3)积屑瘤前端伸出切削刃外，直接影响加工尺寸精度，增大切削厚度。4)积屑瘤直接影响工件加工表面的形状精度和表面粗糙度。5）加剧刀具磨损抑制积屑瘤的措施1)采用低速或高速切削2)减小进给量,增大刀具前角,提高刀具刃磨质量和合理选用切削液,使摩擦和粘结减少.3)合理调整个切削参数值,以防止形成中温区域.2．5切削热有哪些来源？可由哪些途径传出？影响切削温度的因素有哪些？答：切削热的产生：在切削变形过程中的三个变形区形成了三个发热区，由这三个变形区内产生的变形功和摩擦功几乎全部转变成切削热。切削热的传出：1）通过工件传出2）通过切屑传出3）通过刀具传出4）通过周围介质传出影响切削温度的因素1）切削速度的影响2）进给量的影响3）切削深度的影响4）刀具几何参数的影响5）刀具磨损的影响6）工件材料的影响2．6试解释为什么切削用量中的三要素对切削力的影响与对切削温度的影响正好相反？答：因为切削用量中的三要素增大，使得切削温度升高，但切削温度的升高引起u下降，变形系数减小，塑性变形减小，导致对切削力没有显著影响。因此，切削用量中的三要素对切削力的影响与对切削温度的影响正好相反2．7试分析刀具产生五种磨损的机理和原因？答：①刀具与切屑和工件之间的接触表面为新鲜表面。②接触表面压力大，接触变形大。③接触表面温度高，500～800℃。刀具磨损经常是机械的、热的、化学的三种作用的综合结果。原因：1）.磨粒磨损2）.冷焊磨损（粘结磨损）3）.扩散磨损4）.氧化磨损（化学磨损）5）.热电磨损6）.相变磨损2．8何谓刀具磨钝标准？试述制定刀具磨钝标准的原则？答：刀具的磨钝标准：根据不同的加工情况规定刀具应具有的一个最大允许磨损值。制定磨钝标准的原则：1）工艺系统刚性较差时，应选择较小的VB值，以减小径向力。2）切削难加工材料时，应选择较小的VB值，以减小切削温度。3）工件的加工精度和表面质量要求较高时，应选择较小的VB值。4）精加工时，应选择较小的VB值。自动化生产时，要根据工件的加工精度来制订刀具磨钝标准。5）加工大型工件时，为避免频繁换刀，应选择较大的VB值。2．9刀具磨损过程一般分几个阶段？试述其规律性？答：1）初期磨损阶段：在极短的时间内磨损很快2）正常磨损阶段：在较长的时间内磨损量均匀地缓慢地增加3）剧烈磨损阶段：当刀具磨损量达到一定值时，切削刃钝化加剧，使切削力增大，切削温度增高，刀具的磨损发生了质的变化而进入剧烈磨损阶段2．10刀具使用寿命和刀具磨钝标准有什么关系？答：刀具使用寿命是指刃磨好的刀具从开始参加切削直到刀具磨损量达到规定的磨钝标准为止的纯切削时间。2．11切削用量三要素对刀具使用寿命的影响程度有何不同？答：切削速度对道具的使用寿命影响最大，其次是进给量，背吃刀量影响最小。2．12试述选择刀具合理使用寿命的原则和方法。答：选择刀具合理使用寿命的原则：1）.保证生产率最高的刀具使用寿命2）.保证生产成本最低的刀具使用寿命3）.保证生产利润率最大的刀具使用寿命选择刀具合理使用寿命的方法：1）对制造刃磨容易、成本较低的刀具寿命低些2）制造较复杂的刀具，刀具寿命高些3）换刀时间短，自动化程度高，刀具寿命低些4）装刀，换刀和对刀较复杂的刀具，其寿命高些5）为使整机、整条自动线连续工作，尽可能在停工或换班时调整刀具，故刀具寿命应按班次时间制定2．13试述刀具前角的功用及其合理值的选择？答：⑴前角的功用：1）影响切削变形的程度和切削力的大小2）影响刀头强度和散热条件3）影响切屑形态和断屑效果4）影响已加工表面质量⑵合理前角值的选择：1）工件材料的强度、硬度低，塑性大，前角数值应取大些2）刀具材料的强度和韧性越好，应选取较大的前角3）粗切时为增强切削刃强度，前角取小值。工艺系统刚性差时，应取大值2．14试述刀具后角的功用及其合理值的选择？答：⑴后角的功用1）影响已加工表面质量2）影响切削刃的锋利性3）影响刀具的使用寿命4）影响刀头强度和散热条件⑵合理后角值的选择：后角主要根据切削层公称厚度选取。1）粗切时，进给量大，切削层公称厚度大，可取小值2）精切时，进给量小，切削层公称厚度小，应取大值3）当工艺系统刚性较差或使用有尺寸精度要求的刀具时，取较小的后角4）工件材料的强度、硬度越大，后角应取小值第三章金属切削机床与刀具习题3．1在铣床上可完成哪些加工？铣削方式上顺铣和逆铣各有何优缺点？答：可加工平面、沟槽以及螺旋面、齿面、成形表面。在专用铣床上还可加工外圆。铣削方式上顺铣和逆铣各优缺点：（百度的）顺铣,作用垂直分力向下,逆洗垂直分力向上,易翻转工件,发生事故;逆铣表面光洁度要好,顺铣要差一点采用逆铣时，刀具易磨损顺铣时，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些顺铣时刀具寿命长。顺铣时表面质量好。顺铣时夹紧力比逆铣小。顺铣时容易造成工件窜动。3．2砂轮的硬度和磨粒的硬度有何不同？砂轮的硬度对磨削加工有哪些影响如何选择？砂轮组织的选择原则？答：砂轮的硬度是指磨粒在磨削力的作用下从砂轮表面上脱落的难易程度。而磨粒的硬度就是常规的硬度，也就是抵抗局部塑性变形的能力。也就是我们一般说的硬度是一个概念第四章工件的定位夹紧与夹具设计习题4．2试说明产生定位误差的原因？定位误差包括哪两部分？定位误差的数值一般应控制在工件加工误差的什么范围内？答：产生定位误差的原因有两个：一个是定位基准与设计基准（工序基准）不重合；另一个是定位基准与起始（调刀、限位）基准不重合。包括：基准不重合误差、基准位移误差定位误差的数值一般应控制在给定的工序公差范围内4．3工件在夹具中夹紧的目的是什么？夹紧与定位有何区别？对夹紧装置有哪些基本要求？答：工件在夹具中夹紧的目的是用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来定位是在加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程。定位在前，夹紧在后；定位是首要的。对夹紧装置的基本要求：1）加紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置2）夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变3）加紧可靠，手动夹紧要保证自锁4）夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应5）工艺性好，使用性好。其结构应力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力4．4何谓“六点定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夹具中的六个自由度？答：六点定位原理是指工件在空间具有六个自由度，即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度。不一定，定位分完全定位和不完全定位，在定位过程中，根据加工要求，没有必要限制工件的全部自由度，即不完全定位，同样是合理的。4．5工件在夹具中定位时，是否只要有六个定位支承点作用于工件定位基面上即为“完全定位”？为什么？答：不是的，六个定位支承点必须满足限制了六个自由度，才是“完全定位”。4．6工件在夹具中定位时，是否只要实现了“完全定位”，就不会出现“欠定位”？为什么？答：是的，完全定位已经限制了六个自由度，不会出现应该限制但没有限制的自由度，所以不会出现欠定位。4．7工件在夹具中定位时，是否只要作用于工件定位基面上的定位支承点不超过六个，就不会出现“过定位”，为什么？答：不是的，不超过六个定位支承点并不意味着这些支承点没有重复限制一个或几个自由度（即过定位）。4．8工件在夹具中定位时，由于受定位元件的约束而得到定位与工件被夹紧而得到固定的位置有何不同？工件不受定位元件的约束只靠夹紧而固定在某一位置上，是否也算定位？答：定位是把工件装好，就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。而夹紧则是把工件夹牢，就是指将定位好的工件夹紧固定，使工件在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。工件不受定位元件的约束只靠夹紧而固定在某一位置上不算工件的定位，因为它只起到了固定作用，并不能够保证在机床上使工件相