機(jī)械制造基礎(chǔ)第二章作業(yè)及答案

1、第一章金屬切削過程及其控制1-1什么是切削用量三要素？在外圓車削中，它們與切削層參數(shù)有什么關(guān)系？答：切削用量是指切削速度v c、進(jìn)給量f（或進(jìn)給速度v f）、背吃刀量a p三者的總稱，也稱為切削用量三要素。它是調(diào)整刀具與工件間相對運(yùn)動速度和 相對位置所需的工藝參數(shù)。（一） 切削速度V c切削刃上選定點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時速度， 在計算時應(yīng)以最大的切削 速度為準(zhǔn)，如車削時以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計算，因為此處速度最高，刀具磨損最快。（二） 進(jìn)給量f工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時，刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的相對位移量。 進(jìn)給速度Vf是指切削刃上選定點(diǎn)相對工件進(jìn)給運(yùn)動的瞬時速度。（三）背吃刀量a p通

2、過切削刃基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量。1-2怎樣劃分切削變形區(qū)？第一變形區(qū)有哪些變形特點(diǎn)?答：根據(jù)切削時試驗時制作的金屬切削層變形圖片，繪制出金屬切削過程中 的滑移線和流線示意（流線表示被切削金屬的某一點(diǎn)在切削過程中流動的軌跡）， 可將切削變形區(qū)劃分為第一變形區(qū)、第二變形區(qū)、第三變形區(qū)。第一變形區(qū)的變性特點(diǎn)有：沿滑移線的剪切變形以及隨之產(chǎn)生的加工硬化1-3什么是積削瘤？它對加工過程有什么影響？如何控制積削瘤的產(chǎn)生？（李金德）答：在加工過程中，由于工件材料是被擠裂的，因此切屑對刀具的前面產(chǎn)生 有很大的壓力，并摩擦生成大量的切削熱。在這種高溫高壓下，與刀具前面接觸 的那一部分切屑由于摩

3、擦力的影響， 流動速度相對減慢，形成“滯留層”。當(dāng)摩 擦力一旦大于材料內(nèi)部晶格之間的結(jié)合力時，“滯流層”中的一些材料就會粘附在刀具靠近刀尖的前面上，形成積屑瘤。可采用耐磨性好的刀具，減小刀具的前角和主偏角，降低切削速度等措施。以及對材料進(jìn)行熱處理等。1-4常用的切屑形態(tài)有哪幾種？它們一般都在什么情況下生成？怎樣對切屑形態(tài)進(jìn)行控制？答：帶狀切屑，擠裂切屑，單元切屑，崩碎切屑。帶狀切屑一般在切削塑性較高的金屬材料時產(chǎn)生，擠裂切屑在切削黃銅或用低速切削鋼產(chǎn)生，單元切屑在切削鉛或用很低的速度切削鋼時產(chǎn)生， 崩碎切屑在切削脆性金屬時產(chǎn)生。 生產(chǎn)中 常利用切屑轉(zhuǎn)化條件對切屑形態(tài)進(jìn)行控制。1-5試述刀具破損

4、的形式及防止破損的措施。答：脆性破損：崩刃、碎斷、剝落、裂紋破損；塑性破損防止破損的措施:（1）合理選擇刀具材料；（2）合理選擇刀具幾何參數(shù)；（3）保證刀具的刃磨質(zhì)量；（4）合理選擇切削用量；（5）工藝系統(tǒng)應(yīng)有較好的剛性1-6什么是刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)？什么是刀具耐用度和刀具使用壽命？試分析切削用量三要素對刀具使用壽命的影響規(guī)律。答：（1）規(guī)定刀具用到產(chǎn)生急劇磨損前必須重磨或更換新刀刃時的磨損量稱為 磨損限度或磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。（2）刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 所經(jīng)歷的總切削時間稱為刀具耐用度。刀具耐用度與刀具重磨次數(shù)的乘積就是刀 具壽命，即一把新刀具從開始投入使用直到報廢為止的總切削。（

5、3）1.當(dāng)背吃刀量ap、進(jìn)給量f、切削速度vc增大時，都能使切削時間減小。但一般情況下 應(yīng)優(yōu)先增大aq，以求一次進(jìn)刀全部切除加工余量，增高生產(chǎn)效率。2.機(jī)床功率 當(dāng)背吃刀量aq、切削速度vc增大時，都能使切削功率成正比增加。此外，增大背吃刀量aq，使切削力增加得多，而增大進(jìn)給量f卻使切削力 增加得較少、消耗功率也較少。所以，在粗加工時，應(yīng)盡量增大進(jìn)給量f,合理使用機(jī)床功率。3.在切削用量參數(shù)中，對刀具耐用度影響最大的是切削速度vc,其次是進(jìn)給量f， 影響最小的是背吃刀量aq。所以優(yōu)先增大背吃刀量aq不但能達(dá)到高的生產(chǎn)率， 相對于vc與f來說，還能更好地發(fā)揮刀具切削性能、降低加工成本。1-7影響

6、切削溫度的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：影響切削溫度的因素：切削用量，刀具幾何參數(shù)，工件材料和切削液等。影響規(guī)律：對于切削力來說，ap影響最大，fn其次，v有降低F的作用對于溫 度來說，v影響最大，fn其次，ap最小。1-8影響切削力的主要因素有哪些？試論述其影響規(guī)律。答：影響切削力的因素主要有四個方面： 工件材料，進(jìn)給量， 刀具幾何參數(shù)。 影響規(guī)律：（1）工件材料。 當(dāng)切削條件相同時， 刀具材料與工件材料的工件材料。 當(dāng)切削條件不變時.不同的工件材料切削力的大小是不一樣的，并且可能相差甚 遠(yuǎn)，因而工件材料是決定切削力大小的主要因素之一。 （2）一般，進(jìn)給量越大， 切削力越大，當(dāng)進(jìn)給量

7、增大時， 切削力卻增大不到1倍。這是由于進(jìn)給量的增大 使切屑減少，從而使切削力相應(yīng)減少。 （3）主偏角和刀夾圓弧半徑。主偏角對切 削力的影響較小，一般不超過10%，但刀夾圓弧半徑的切屑變形較大，它所占實 際參與切削刃的比例越大， 切削力也越大。 因此， 刀尖圓弧半徑增大時切削力增 大。摩擦系數(shù)、親和力越小切削力越小。1-9刀具切削部分的材料必須具備哪些基本性能？常用的硬質(zhì)合金有哪幾類？如何選用？（梁飛）答：（1）性能優(yōu)良的刀具材料，是保證刀具高效工作的基本條件。刀具切削部分在強(qiáng)烈摩擦、高壓、高溫下工作，應(yīng)具備如下的基本要求。1.高硬度和高 耐磨性2.足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性3.高耐熱性4.良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性.（2）常 用刀具材料有工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多 的為高速鋼和硬質(zhì)合金。1-10什么是砂輪硬度？如何正確選擇砂輪硬度？ 答：砂輪磨具的硬度是反映磨粒在磨削力的