《机械制造技术基础》第3版-(卢秉恒-著)课后习题答案-机械工业出版社

第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。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。2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。工作角度是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确定的刀具角度。2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是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。2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：2.8背吃刀量和进给量对切削力的影响有何不同？答：2-9切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？答：被切削的金属在刀具作用下，会发生弹性和塑性变形而消耗功，因此切削热的主要来源就是切屑的变形功和前、后刀面的摩擦功。不能，因为产生切削热的同时，还通过切屑、刀具、工件将一部分热量散入到空气中，因此无法说明切削区温度的高低。2-10切削温度的含义是什么？他在刀具上是如何分布的？他的分布和三个变形区有何联系？答：切削温度一般是指前刀面与切屑接触区域的平均温度。三个发热区与三个变形区是相对应的。2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否是一样？为什么？如何指导生产实践？答：不一样。切削速度影响最大，进给量次之，背吃刀量最小。从他们的指数可以看出，指数越大影响越大。为了有效地控制切削温度以提高刀具寿命，在机床允许的条件下选用较大的背吃刀量和进给量，比选用打的切削速度更为有利。2-12增大前角可以使切削温度降低的原因是什么？是不是前角越大切削温度越低？答：因为前角增大，变形和摩擦减小，因而切削热减小，但前脚不能郭达，否则到头部分散热体积减小，不利于切削温度的降低。2-13刀具的正常磨损过程可分为几个阶段？各阶段特点是什么？刀具的磨损应限制在哪一阶段？答：（1）初期磨损阶段新刃磨的道具后刀面存在粗糙不平之处以及显微裂纹、氧化或脱碳层等，而且切削刃较锋利，后刀面与加工表面接触面积较小，应力较大，所以该阶段磨损较快。（2）正常磨损阶段刀具毛糙表面已经磨平，这个阶段磨损比较缓慢均匀，后刀面磨损量随着切削时间延长而近似地称正比例增加，这一阶段时间较长。（3）急剧磨损阶段刀具表面粗糙度值增大，切削力与切削温度均学苏升高，磨损速度增加很快，一直刀具损坏而失去切削能力。2-14刀具磨钝标准是什么意思？他与哪些因素有关？答：刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度称为磨钝标准2-15什么叫刀具寿命？刀具寿命和磨钝标准有什么关系？磨钝标准确定后，刀具寿命是否就确定了？为什么？答：一把新刀或重新刃磨过的刀具从开始使用直至达到磨钝标准所经历的实际切削时间叫做刀具寿命。2-16简述车刀、铣刀、钻头的特点。答：2-17切削用量对刀具磨损有何影响？在VTm=C关系中，指数m的物理意义是什么？不同刀具材料m值为什么不同？答：切削速度影响最大，进给量次之，背吃刀量最小，和对切削温度影响顺序完全一致。m是刀具寿命线的斜率。因为不同的材料耐热性不同，因此有不同的m值，耐热性越低，斜率越小，切削速度对刀具寿命影响越大，也就是说，切削速度改变一点，刀具寿命变化很大，反之亦然。2-18选择切削用量的原则是什么？从刀具寿命出发时，按什么顺序选择切削用量？从机床动力出发时，按什么顺序选择？为什么？答：（1）首先尽可能选大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的切削速度。（2）2-19粗加工时进给量选择受哪些因素限制？当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法能增加进给量，而保证表面粗糙度要求？答：粗加工时以提高生产率为主，同时要保证规定的刀具寿命，因此一般选取较大的背吃刀量和进给量，切削速度不能很高。要保证零件加工精度和表面质量时，则往往逐渐减小贝齿道理那个来逐步提高加工精度，进给量的大小主要依据表面粗糙度的要求来选取。2-20如果初定切削用量后，发现所需的功率尝过机床功率时，应如何解决？答：分两次或多次进给降雨量切完。2-21提高切削用量可采取哪些措施？答：2-23刀具材料应具备那些性能？常用的材料有哪些？各有什么优缺点？答：（1）高硬度、高耐磨性、高耐热性、足够的强度和韧性、良好的工艺、良好的热舞理性和耐热冲击性能。（2）碳素工具钢：硬度高，价格低廉，但耐热性较差，温度达到200°C时就会失去原油硬度，淬火时易变形和裂纹。合金工具钢：与碳素工具钢相比，热处理变形减小，耐热性有所提高。高速钢：其耐热性比前两者有显著提高，600°C时仍能正常切削，许用的切削速度较高，强度、韧性、工艺性都较好。硬质合金：耐磨、耐热性好，许用切削速度高，但强度和韧性比高速钢滴，工艺性差。2-24试比较磨削和单刃刀具切削的异同？答：磨削的切削刃很多，所以加工过程平稳、精度高、表面粗糙度值小。2-26高速切削有何优点？答：加工效率高、加工精度高、加工表面质量高、加工能耗低、节省制造资源2-27分析切削切削时切削力、切削热、与切削速度变化的关系？答：（1）切削开始时，随切削速度的增加，摩擦因数增加，剪切角减小，切削力增加。但在高速切削范围内，则随切削速度提高，摩擦因数减小，剪切角增大，剪切力降低。（2）随切削速度的提高，开始切削温度升高很快，但达到一定速度后，切削温度的升高逐渐缓慢，甚至很少升高。4-1机床夹具有哪几部分组成？各部分起什么作用？答：（1）定位元件———使工件在夹具中占有准确位置，起到定位作用。（2）夹紧装置———提供夹紧力，使工件保持在正确定位位置上不动。（3）对刀元件———为刀具相对于夹具的调整提供依据。（4）引导元件———决定刀具相对于夹具的位置。（5）其他装置———分度等。（6）连接元件和连接表面———将夹具连接到工作台上。（7）夹具体———将各夹具元件装配为一个整体。4-2工件在机床上的装夹方法有哪些？其原理是什么？答：（1）用找正法装夹工件——原理：根据工件的一个或几个表面用划针或指示表找正工件准确位置后再进行夹紧，也可先按加工要求进行加工面位置的划线工序，然后再按划出的线痕进行找正实现装夹。（2）用夹具装夹工件——夹具使工件在夹具中占有正确的加工位置，而且夹具对机床保证有准确的相对位置，而夹具结构保证定位元件的定位，工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，使刀具相对有关定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。4-3何为基准？试分析下列零件的有关基准。答基准——零件上用来确定点、线、面位置时作为参考的其他点、线、面。（1）设计基准——内孔轴线，装配基准——内孔轴线，定位基准——下端面和内孔，测量基准——内孔轴线。（2）设计基准——断面1，定位基准——大头轴线，测量基准——端面1。4-4什么事“六点定位原理”？答：用六个支撑点，去分别限制工件的六个自由度，从而使工件在空间得到确定位置的方法，称为工件的六点定位原理。4-5什么是完全定位，不完全定位，过定位以及欠定位。答：完全定位——工件的六个自由度完全被限制的定位，不完全定位——按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位，欠定位——按工序的加工要求，工件应该限制自由度而未予限制的定位，过定位——工件的一个自由度被两个或两个以上的支撑点重复限制的定位。4-6组合定位分析的要点是什么？答：（1）几个定位元件组合起来定位一个工件相应的几个定位面，该组合定位元件能限制工件的自由度总数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面时所能限制的自由度数目之和，不会因组合后而发生数量上的变化。（2）组合定位中定位元件在单独定位某定位面时原来起限制工件移动自由度的作用可能会转化成限制工件转动自由度的作用，但一旦转化后，该定位元件就不能再起原来限制工件移动自有度的作用了。（3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元。4-7根据六点定位原理，分析题图4-72所示定位方案中，各定位元件所限制的自由度4-8什么是固定支承，可调支承，自位支承和辅助支承？答：（1）固定支承——高度尺寸固定，不能调整的支承。（2）可调支承——顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。（3）自位支承——支承本身的位置在定位过程中能自动适应工件定位基准面位置变化的一类支承。（4）辅助支承——为提高工件刚度和定位稳定性而采用的不起定位作用的支承。4-9定位误差产生的原因有哪些？其实质是什么？答：定位误差产生的原因：（1）定位基准与设计基准不重合产生的定位误差——基准不重合误差△jb（2）定位副制造不准确产生的基准位移误差——基准位移误差△jw。实质：一批工件某加工参数（尺寸，位置）的设计基准相对夹具的调刀基准在该加工参数方向上的最大位置变化量△dw，为加工参数的定位误差。4-104-114-124-13简述夹具夹紧力的确定原则。答：（1）夹紧力方向的确定——1应垂直于主要的定位基准面2应使所需夹紧力最小3应使工件变形尽可能小（2）夹紧力作用点的确定——1应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定支承区域内2应落在工件刚性好的部位3应尽可能靠经加工面（3）夹紧力大小的确定——根据切削力工件重量的大小、方向和子昂胡位置具体计算，并乘以安全系数k。4-14气动夹紧与液压夹紧各有那些优缺点？（1）共同优点：操作简单，动作迅速，辅助时间短。（2）气动夹紧典型的活塞式气缸工作形成较长，且作用力的大小不受工作行程长度的影响，但结构尺寸较大，制造维修困难，寿命短，且易漏气。（3）液压夹紧优于启动夹紧优点——1工作压力高，比气压高出十余倍，故液压缸尺寸比气缸小的多，因传动力大，通常不需增力机构，使夹具结构简单，紧凑2油液不可压缩，因此夹紧刚性的，工作平稳，夹紧可靠。3噪声小，劳动条件好。缺点：成本高。4-15分别简述车、铣、钻床夹具的设计特点。（1）车床夹具的特点：1整个车床夹具随机床主轴一起旋转，要求它结构紧凑，轮廓尺寸尽可能小，质量小，而且重心尽可能靠近回转轴线，以减少惯性力和回转力矩。2应有平衡措施消除回转中不平衡现象，以减少震动等不利影响。平衡块的位置应根据需要可以调整。3与主轴端联接部分是夹具的应定位基准，所以应有较准确的圆柱孔（或锥孔），其结构和尺寸，依据其使用的机床主轴端部结构而定。4高速回转的夹具，应特别注意使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，夹紧力要足够大，且自锁可靠等，必要时回转部分外面可加罩壳，以保