北大-侯书林主编-机械制造基础(下册)课后习题答案

1、一般情况下，车削的切削过程为什么比刨削、铣削等平稳？对加工有何影响？答：除了车削断续表面之外，一般情况下车削过程是连续进行的，不像铣削和刨削，在一次走刀过程中刀齿有多次切入和切出，产生冲击。并且当车刀几何形状、背吃刀量和进给量一定时，切屑层公称横截面积是不变的。因此，车削是切削力基本上不发生变化，车削过程要比铣削平稳。又由于车削的主运动为工件回转，避免了惯性力和冲击的影响，所以车削允许采用较大的切削用量进行高速切削或强力切削，有利于提高生产率。2.无心磨的导轮轴线为什么要与工作砂轮轴线斜交a角？导轮周面的母线为什么是双曲线？零件的纵向进给速度如何调整？答。由于导轮是用橡胶结合剂做的，磨粒较粗，零件与导轮之间的摩擦较大，所以零件有导轮带动旋转。导轮轴线相对于零件轴线倾斜一定角度（a=1~5度），以使导轮与工件接触点的线速度V分解为两个分量Vwt和Vwa,Vwt是零件旋转速度，即圆周进给速度，Vwa为零件轴向移动速度，即纵向进给速度，Vwa使零件沿轴向做自动进给。导轮倾斜a角后，为了使导轮表面与零件表面仍能保持线接触，导轮的外形应修整成单叶双曲面。3.何为周铣和端铣？为什么在大批量生产中常采用端铣而不用周铣？周铣：是用铣刀圆周表面上的切削刃铣削零件，铣刀的回转轴线平行。端铣：是用铣刀端面上的切削刃铣削零件，铣刀的回转轴线与加工平面垂直。由于端铣的切削过程比周铣平稳，有利于提过加工质量，并且端铣可达到较小的表面粗糙度，端铣还可以采用高速铣削提高生产效率，也提过已加工表面质量。4.镗床镗孔与车床镗孔有何不同？各适合于什么场合？答。镗床镗孔时，镗刀刀杆随主轴一起旋转，完成主运动，进给运动可由工作台带动零件纵向移动，也可由镗刀刀杆轴向移动实现。车床镗孔主运动和进给运动分别是由零件的回转和车刀的移动。回转体零件上的轴心孔多在车床上加工。箱体类零件上的孔或孔系（相互有平行度或垂直度要求的若干个孔)常用镗床加工。5.若用周铣法铣削带黑皮铸件或锻件上的平面,为减少刀具磨损，应采用顺铣还是逆铣？为什么？答。应采用逆铣，因为铸件或锻件平面带有黑皮时，硬度一般较高，而顺铣时，铣齿首先接触黑皮，对铣齿产生较大的冲击力，而逆铣时，铣齿首先接触已加工表面，切削力逐渐增大，铣齿的引入和退出非常顺利，因此，逆铣比较适合于带有黑皮的零件表面的加工。6.为什么刨削，铣削只能得到中等精度和较大的表面粗糙度Ra值？刨削:在龙门刨床上用宽刃细刨刀以很低的切削速度，大进给量和小的切削深度，从零件表面上切去一层极薄的金属，因切削力小，切削热少和变形少。铣削：在铣削过程中铣削力是变化的，切削过程不平稳，容易产生振动，这就限制了铣削加工质量和生产率的进一步提高。7.用周铣法铣平面，从理论上分析，顺铣比逆铣有哪些优点？实际生产中，目前多采用哪种铣削方式？为什么？顺铣比逆铣刀具耐度高，零件表面质量好，零件夹持的稳定性高。多采用逆铣，因为逆铣时，水平分力Fct与进给方向相反，铣削过程中工作台丝杆始终压向螺母，导致因为间隙的存在而引起零件窜动。目前，一般铣床尚没有消除工作台丝杆螺母之间间隙的机构，所以，生产中常采用逆铣法。当铣削带黑皮表面铸件或锻件时，若用顺铣法，因铣齿首先接触黑皮将加剧刀齿的磨损。1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动。（1）车端面：主运动：工件的旋转运动进给运动：刀具垂直于工件轴线的直线运动。(2)在钻床上钻孔：主运动：刀具（钻头）的旋转运动；进给运动：刀具（钻头）沿轴线的直线运动。(3)在铣床上铣平面：主运动：铣刀的旋转运动进给运动：工作台带动工件的直线运动。(4)在牛头刨床上刨平面：主运动：刨刀的直线往复运动；进给运动：工件垂直于刨刀运动方向的间歇的直线运动。(5)在平面磨床上磨平面。主运动：砂轮的旋转运动；进给运动：工作台带动工件的直线运动。在车床上钻孔——主运动：工件旋转；进给运动：刀架移动在车床上镗孔——主运动：工件旋转；进给运动：刀架移动在镗床上镗孔——主运动：镗杆旋转；进给运动：工件移动在龙门刨床上刨平面——主运动：刀架移动；进给运动：工件移动在内圆磨床上磨孔——主运动：磨头旋转；进给运动：工件移动13.根据什么原则选择粗基准和精基准？答：（1）精基准的选择原则：①基准重合原则；②基准统一原则；③自为基准原则④互为基准原则；⑤可靠、方便原则。（2）粗基准的选择原则①若零件上具有不加工的表面，为了保证不加工表面与加工表面之间的相对位置要求，则应选择不需要加工的表面作为粗基准。若零件上有多个不加工表面，要选择其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。②若必须保证零件某重要表面的加工余量均匀，则应以该表面为粗基准。③若零件上每个表面都需要机械加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的表面为粗基准。④选作粗基准的表面应尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，以及没有飞边、浇口、冒口或其他缺陷。⑤粗基准一般只能用一次。2.试说明车削时的切削用量三要素，并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。切削用量三要素：切削速度对切削热的影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。粗加工时，从提高生产率的角度出发，应当在单位时间内切除尽量多的加工余量，因而应当加大切削面积，在保证合理的刀具耐用度的前提下，首先选尽可能大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的切削速度。精加工时，应当保证零件的加工精度和表面粗糙度。这时加工余量较小，一般选取较小的进给量和背吃刀量，以减少切削力，降低表面粗糙度，并选取较高的切削速度。只有在受到刀具等工艺条件限制不宜采用高速切削时才选用较低的切削速度。3.简述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用及选择原则。(1)前角γo：前刀面与基面的夹角，在正交平面内测量。适当增大前角，则主切削刃锋利，切削变形小，切削轻快，减少切削力和切削热。但前角过大，切削刃变弱，散热条件和受力状态变差，将使刀具磨损加快，耐用度降低，甚至崩刀或损坏。生产中应根据零件材料、刀具材料和加工要求合理选择前角的数值。加工塑性材料时，应选择较大的前角；加工脆性材料时，应选择较小的前角；精加工时前角可选大些，粗加工时前角可选小些。(2)后角αo:主后刀面与切削平面间的夹角，在主剖面中测量。后角用以减少刀具主后刀面与零件过渡表面间的摩擦和主后刀面的磨损，配合前角调整切削刃的锋利程度与强度；直接影响加工平面质量和刀具耐久度。后角应在保证加工质量和刀具耐用度的前提下取小值。粗加工和承受冲击载荷的刀具，为了保证切削刃的强度，应取较小的后角。精加工为减少后刀面的磨损，应取较大的后角。(3)主偏角κr:主切削刃与进给方向间的夹角，在基面中测量。主偏角的大小影响切削面形状和切削分力的大小。在进给量和背吃刀量相同的情况下，减小主偏角，将得到薄而宽的切屑。由于住切削刃参加切削长度增加，增大了散热面积，使刀具的寿命得到提高。但减小主偏角却使吃刀抗力增加。当加工刚性差的零件时，为了避免零件产生变形和震动，常采用较大的主偏角。(4）副偏角κr’:副切削刃与进给反方向间的夹角，在基面中测量。副偏角的作用是为了减少副切削刃与零件已加工表面之间的摩擦，防止切削时产生振动。粗加工时副偏角取较大值，精加工时取较小值。(5）刃倾角λs:主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。刃倾角主要影响刀头的强度和排屑方向。粗加工和断续切削时，为了增加刀头强度，刃倾角常取负值。精加工时，为了防止切屑划伤已加工表面，刃倾角常取正值或零。4机夹可转位式车刀有哪些优点？1）避免了因焊接而引起的缺陷，在相同的切削条件下刀具切削性能大为提高。2）在一定条件下，卷屑、断屑稳定可靠。3）刀片转位后，仍可保证切削刃与零件的相对位置，减少了调刀停机时间，提高了生产效率。4）刀片一般不需重磨，利于涂层刀片的推广应用。5）刀体使用寿命长，可节约刀体材料及其制造成本。5切屑是如何形成的？常见的有哪几种？金属切削过程不是将金属劈开而去除金属层，而是靠刀具的前刀面与零件间的挤压，使零件表层材料产生以剪切滑移为主的塑性变形成为切屑而去除。切削过程也是切屑的形成过程。带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑.6积屑瘤：当切屑沿前刀面流出时，在一定的温度和压力的作用下，切屑与前刀面接触的表层产生强烈的摩擦甚至黏接，是该表面变形层流速减慢，是切屑内部靠近表层的各层间流速不同，形成滞留层，导致切屑层内层处产生平行于黏接表面的切应力。当该切应力超过材料的强度极限时，表面金属被剪断而黏接在前刀面上，形成积屑瘤。影响：积屑瘤由于经历了强烈的塑性变形而强化，因而可代替切削刃而进行切削，它有保护切削刃和之增大实际工作前角的作用，使切削轻快，可减少切削力和切屑变形，粗加工时产生积屑瘤有一定好处。但是积屑瘤的顶端伸出切削刃之外，它时现时消，时小时大，这就使切削层的公称厚度发生变化，导致切削力的变化，引起振动，降低了加工精度。此外，有一些积屑瘤碎片黏附在零件已加工表面上，使表面变得粗糙。因此在精加工时，应当避免产生积屑瘤。控制：将零件材料进行正火或调质处理，以提高其强度和硬度，降低塑性；避免中等切削速度，精车和精铣一般均采用高速切削，而在铰削、拉削、宽刃精刨和精车丝杠、蜗杆等情况下，采用低速切削；采用适当的切削液，课有效降低切削温度，减少摩擦。7刀具的磨损形式：后刀面磨损、前刀面磨损、前后刀面同时磨损。过程分为三个磨损阶段：初期磨损阶段,正常磨损阶段,急剧磨损阶段。刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间成为刀具耐磨度。刀具的耐磨度越长，两次刃磨或更换刀具之间的实际工作时间越长。刀具从开始切削到完全报废,实际切削时间的总和.刀具寿命等于该刀具的耐用度乘以刃磨次数.刀具寿命越长,经济性越好。8如何评价材料切削加工性的好坏?最常用的衡量指标是什么?如何改善材料切削加工性?材料切削加工的好坏往往是相对于另一种材料来说的。切削加工性是指材料被切削加工成合格零件的难易程度。衡量指标：一定刀具耐用度下的切削速度；已加工表面质量；切屑控制或断屑的难度；切削力。改善：进行热处理改变材料的金相组织；调整材料的化学成分；其他辅助性的加工。精密和光整加工:研磨、珩磨、超级光磨、抛光车锥面:转动小滑板法、偏移尾座法、仿形法、宽刃法螺纹表面的加工方法:车螺纹、套螺纹与攻螺纹、铣螺纹、磨螺纹、滚螺纹和搓螺纹圆柱齿轮齿面的加工:成形法、展成法（插齿，滚齿，剃齿，磨齿，垳齿）机械加工工艺过程的组成:工序、工步、走刀、安装、工位生产纲领:企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划.机床夹具组成：定位元件，夹紧元件，导向元件，夹具体六点定位原理：用6个点支承就可以完全确定零件的空间位置。零件定位:完全定位、不完全定位、欠定位、过定位平面定位的定位元件:支承钉、支承板（固定支承）、可调支承，自位支承圆柱孔定位的定位元件:定位销、定位心轴，圆锥销，定心夹紧装置零件以外圆柱面定位的定位元件:V形块、定位套筒斜锲夹紧机构的自锁条件:斜锲的锲角必须小于或等于斜锲分别与零件和夹具体的摩擦角之和.常用基本夹紧机构:斜锲夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构基准的基本概念:零件上用来确定其他点、线或面位置的点、线或面等几何要素.分为设计基准和工艺基准加工顺序的安排:1.基准先行2.先粗后精3.先主后次4.先面后孔工艺尺寸链：按一定顺序连接成封闭形式的关联尺寸组合。封闭环和组成环