金属切削加工方法与设备习题答案16页Word文档格式.docx

1、（2）切削层公称宽度bD 切削层公称宽度是指沿过渡表面测量的切削层尺寸。（3）切削层公称横截面面积AD 切削层公称横截面面积是指切削层横截面的面积大小。1-3 如图1-37所示，画出r =90外圆车刀、r =45弯头车刀的正交平面及法剖面静止角度参考系及其相应几何角度，并指出刀具的前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃及刀尖位置：（1）r=90外圆车刀的几何角度：r=90，o=15，o=o=8，s=5，r=15；（2）r=45弯头车刀的几何角度：r=r=45，o=-5，o=o=6，s=-3。图1-37 几种车刀 （略）1-4 刀具材料应具备那些性能？它们对刀具的切削性能有何影响？ （1）

2、高的硬度（2）高的耐磨性（3）足够的强度与韧性（4）高的耐热性（5）良好的工艺性1-5 试比较普通高速钢和高性能高速钢的性能、用途、主要化学成分，并举出几种常用牌号。 钨系高速钢 早期常见的牌号是W18Cr4V，它具有较好的综合性能和可磨削性，可制造各种复杂刀具和精加工刀具。钨钼系高速钢 较常见的牌号是W6Mo5Cr4V2，它具有较好的综合性能。由于钼的作用，其碳化物呈细小颗粒且分布均匀，故其抗弯强度和冲击韧性都高于钨系高速钢，并且有较好的热塑性，适于制作热轧工具。高碳高速钢 含碳量提高到0.91.05%，其典型牌号为95W18Cr4V。高钒高速钢 含钒量提高到35%，其典型牌号为W6Mo5C

3、r4V3。钴高速钢 普通高速钢中加入钴，从而提高了钢的高温硬度和抗氧化能力，其典型牌号为W2Mo9Cr4VCo8。铝高速钢 普通高速钢中加入少量的铝，从而提高了钢的耐热性和耐磨性，它是我国独创的新型高速钢，有良好的综合性能，其典型牌号为W6Mo5Cr4V2Al。1-6 试比较YG类与YT类硬质合金的性能、用途、主要化学成分，并举出几种常用牌号。 钨钴类硬质合金（YG）它由碳化钨和钴构成，其硬度为8991.5HRA，耐热性为800900oC，主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。常用牌号有YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为Co的百分含量。硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工；含钴

4、量少者用于精加工。YG类硬质合金不适合加工钢料，因其切削温度达640时，刀具与钢会产生粘结，使刀具发生粘结磨损。钨钛钴类硬质合金（YT）它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为89.592.5 HRA，耐热性为9001000oC，主要用于加工塑性材料。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的数字代表TiC的百分含量，其余为WC和Co。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯强度有所下降。它不适合加工含Ti元素的不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。TiC的质量分数高则适于精加工，低则适于粗加工。1-7 根据切屑外形，通常可

5、把切屑分为几种类型？各类切屑对切削加工有何影响？ 通常根据切屑外形将切屑分为以下四种类型：（1）带状切屑 外形呈带状，底面光滑，背面无明显裂纹、呈微小锯齿形。加工塑性金属，如碳钢、合金钢、铜、铝等材料时，常形成此类切屑。（2）节状切屑 切屑底面较光滑，背面局部裂开成节状。切削黄铜或低速切削钢时，容易得到此类切屑。（3）粒状切屑 切屑沿厚度断裂为均匀的颗粒状。切削铅或很低的速度下切削钢时，可得到此类切屑。（4）崩碎切屑 切削脆性金属如铸铁、青铜时，切削层几乎不经过塑性变形就产生脆性崩裂，从而使切屑呈不规则的细粒状。1-8 试述积屑瘤的成因，它对切削加工的影响及减小或避免时应采取的主要措施。 关于

6、积屑瘤的形成有许多解释，通常认为是由于切屑在前刀面上粘结造成的。在一定的加工条件下，随着切屑与前刀面间温度和压力的增加，摩擦力也增大，使靠近前刀面处切屑中变形层流速减慢，产生“滞流”现象。越接近前刀面处的金属层，流动速度越低。当温度和压力增加到一定程度，滞流层中底层与前刀面产生了粘结，当切屑底层中剪应力超过金属的剪切屈服强度极限时，底层金属流动速度为零而被剪断，并粘结在前刀面上。该粘结层经过剧烈的塑性变形使硬度提高，在继续切削时，硬的粘结层又剪断软的金属层，这样层层堆积，高度逐渐增加，形成了积屑瘤。减小或避免积屑瘤的措施1）避免采用产生积屑瘤的速度进行切削（如图1-16所示），即宜采用低速或高

7、速切削，但低速加工效率低，故多用高速切削；2）采用大前角刀具切削，以减少刀具与切屑间的接触压力；3）降低工件材料的塑性，提高工件的硬度，减少加工硬化倾向；4）其它措施，诸如减小进给量，减小前刀面的粗糙度值，合理使用切削液等。1-9 刀具磨损过程可划分为哪几个阶段？各阶段的磨损特点是什么？ 1）初期磨损阶段（图示AB阶段） 在刀具开始切削的短时间内磨损较快。这是因为刀具在刃磨后，刀面的表面粗糙度值大，表层组织不耐磨所致。2）正常磨损阶段（图示BC阶段） 随着切削时间的增加，磨损量以较均匀的速度加大。这是由于刀具表面高低不平及不耐磨的表层已被磨去，形成一个稳定区域，因而磨损速度较以前缓慢。但磨损量

8、随切削时间而逐渐增加。这一阶段也是刀具工作的有效阶段。3）急剧磨损阶段（图示CD阶段） 当刀具磨损量VC达到某一数值后，磨损急剧加速，继而刀具损坏。这是由于切削时间过长，刀具与工件接触情况恶化，摩擦过大，切削温度剧增，刀具强度、硬度降低所致。生产中为合理使用刀具并保证加工质量，应在这个阶段到来之前就及时重磨刀刃或更换新刀。1-10 什么是刀具的耐用度？影响刀具耐用度的因素是什么？ 刀具耐用度T 定义为：一把新刃磨的刀具从开始切削至达到磨损限度所经过的总的切削时间，以T 表示，单位为分钟。影响刀具耐用度的因素1）切削速度对刀具耐用度的影响 2）进给量与背吃刀量的影响 3）刀具几何参数 4）工件材

9、料 5）刀具材料 1-11 什么是工件材料的切削加工性？改善工件材料切削加工性的措施是什么？ 工件材料的切削加工性是指工件材料被切削的难易程度。研究切削加工性的目的，是为了寻求改善材料切削加工性的途径。（1）选择易切钢 （2）进行适当的热处理 （3）合理选择刀具材料 （4）合理选择加工方法 1-12 切削液的作用是什么？常用切削液有那几种？ 切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗与防锈作用切削液的种类（1）水溶性切削液（2）油溶性切削液（3）固体润滑剂1-13 刀具的前角、主偏角如何选择？ 前角的选择原则：1）根据工件材料的性质选择前角 工件材料的塑性愈大，前角的数值应选得愈大。加

10、工脆性材料，切削变形很小，前角愈大，刀刃强度较差，为避免刀具崩刃，应选择较小的前角。工件材料的强度、硬度愈高时，为使刀刃具有足够的强度和散热面积，前角应小些。2）根据刀具材料的性质选择前角 使用强度和韧性较好的刀具材料（如高速钢），可采用较大的前角；使用强度和韧性差的刀具材料（如硬质合金），应采用较小的前角。3）根据加工性质选择前角 粗加工时，选择的背吃刀量和进给量比较大，为了减小切削变形，本应选择较大的前角；但由于毛坯不规则和表皮很硬等情况，为增强刀刃的强度，应选择较小的前角。精加工时，选择的背吃刀量和进给量较小，切削力较小，为了使刃口锋利，保证加工质量，可选取较大的前角。主偏角的选择原则是

11、，在工艺系统刚度允许的情况下，选择较小的主偏角，这样有利于提高刀具耐用度。在生产中，主要按工艺系统刚性选取，1-14 刀具的刃倾角有何功用？ 刃倾角的功用1）控制切屑的流向2）控制切削刃切入时首先与工件接触的位置 3）控制切削刃在切入与切出时的平稳性1-15 常见的卷屑与断屑措施有那些？试比较它们的优缺点。 1）切屑在流出过程中遇到障碍物，受到一个弯曲力矩而折断 切屑与卷屑阶台相碰后，受到力的作用，形成一个弯曲力矩，产生较大的弯曲应力而折断在卷屑槽内。2）切屑在流动过程中靠自身重量甩断 第二章 车削加工2-1 车削加工有那些特点？ 1工艺范围广2生产率高3生产成本低4精度范围大5高速精细车是加

12、工有色金属高精度回转表面的主要方法2-2 叙述互锁机构的功用以及CA6140型车床都有那些互锁机构类型；从纵、横机动进给操纵机构图（图2-11）中，找出车螺纹如何能与纵、横向机动进给互锁？ 互锁机构的类型为：车螺纹与纵、横向机动进给互锁，即合上开合螺母，就不能接通纵、横向机动进给；纵、横向机动进给与车螺纹互锁，即接通纵、横任一进给，就不能合上开合螺母；纵向进给与横向进给互锁，即在手柄1的面板上有十字槽，保证了纵向进给与横向进给不能同时被接通。2-3判断下列结论是否正确，并说明理由：（1）车米制螺纹转换为车英制螺纹，用同一组挂轮，但要转换传动路线。（2）车模数螺纹转换为车径节螺纹，用同一组挂轮，

13、但要转换传动路线。（3）车米制螺纹转换为车模数螺纹，用英制传动路线，还要改变挂轮。（4）车英制螺纹转换为车径节螺纹，用英制传动路线，但要改变挂轮。2-4 车床上的附件有哪些？各有何用途？ 1三爪自定心卡盘装夹工件可自动定心，不需找正，特别适合夹持横截面为圆形、正三角形、正六边形等工件。2四爪单动卡盘对工件的夹紧力较大。因其不能自动定心，装夹工件时必须进行仔细找正，因此，对工人的技术水平要求较高，在单件、小批量生产及大件生产中应用较多。3花盘、弯板花盘主要用于加工平面对基准面A有平行度要求、回转表面对基面A有垂直度要求的形状不对称的复杂工件，当工件上需加工的平面相对基准面A有垂直度要求，或加工的

14、孔或外圆的轴线相对基准面A有平行度要求时，如图2-19所示的工件，可以采用在花盘弯板上装夹。4顶尖、卡箍、拨盘5心轴6中心架和跟刀架2-5 叙述常用车刀的种类与应用。为什么机夹可转位车刀是当前重点推广的刀具？ 按照用途的不同，常用车刀可分为八类。1直头外圆车刀245弯头车刀 390偏刀4螺纹车刀5端面车刀6内孔车刀7成形车刀 8切断刀（或车槽刀）可转位车刀是将硬质合金或陶瓷可转位刀片，利用机械方法进行夹固的车刀，如图2-38所示。所用的硬质合金、陶瓷刀片由专门的生产厂模压成形。刀片的种类很多，每种刀片均具有3个以上供转位切削用的刀刃和供切削时选用的几何参数。当一个刀刃用钝后，松开夹紧装置，将刀

15、片转换一个新刃口，夹紧后即可继续切削，直到所有的刀刃都用钝后，才需更换新刀片。换下的刀片也不再需重新刃磨，这样刀具的参数不受磨刀水平影响，是当前重点推广的刀具。2-6 车削外圆时，应如何选择工件的装夹方式？ （1）形状不规则、尺寸较大的单件或小批量毛坯工件 应当采用四爪单动卡盘装夹，当四爪单动卡盘上不便装夹时，可考虑在花盘或花盘角铁上装夹；中批以上生产中，应考虑采用专用夹具进行装夹。 （2）对于车外圆后，尚需铣削、磨削等加工的较长的轴类或丝杠类工件 应当采用双顶尖装夹，并用拨盘、鸡心夹头配合。 （3）对于较重的长轴类工件 粗车外圆时应采用一端用卡盘夹紧，另一端用顶尖的装夹方式。 （4）对于已加

16、工有内孔，且内孔与外圆有同轴度要求、长度较短的工件 可采用心轴进行装夹。（5）对于车削长径比较大、或需调头加工的长轴，可采用中心架装夹。（6）对于切削余量较小且不允许调头加工的细长光轴精车，可采用跟刀架。2-7在车床上车削圆锥面有几种方法？各有何优缺点？ 1.小滑板转位法此法操作简单，可加工任意锥角的内外圆锥面。但它只能手动进给，加工长度较短。2.尾座偏移法。这种方法只适宜加工长度较长，锥度较小，精度要求不高的工件，而且不能加工内锥面。2-8 车削各种螺纹，需考虑的共同问题有哪些？ 1.刀具的刃磨2.刀具的安装3.螺纹的车削方法4.乱扣的原因及预防乱扣的措施第三章 铣削加工3-1 与车削相比，

17、铣削过程有哪些特点？铣削加工一般可完成哪些工作？1铣削加工生产率高2断续切削3容屑和排屑4同一种表面可以选用不同的铣削方式和刀具3-2 铣床主要有哪些类型？各用于什么场合？1.升降台铣床这类机床应用较广，主要用于单件、小批生产中加工中小型工件。2. 龙门铣床是一种大型高效通用铣床，主要用于加工各类大型工件上的平面、沟槽等。3-3 常用铣床附件有哪些？各适合于什么场合？1.机用平口虎钳。它可用于装夹矩形工件，也可以装夹圆柱形工件，2回转工作台它的主要功用是分度及铣圆弧曲线外形工件。3万能分度头许多机械零件，如花键、离合器、齿轮等在铣削时，需要利用分度头进行圆周等分，才能铣出等分齿槽。4立铣头（如

18、图3-16所示）装在卧式铣床上，可以使卧式铣床起到立式铣床的作用，扩大其加工范围。5.万能铣头（如图3-17所示）也是装在卧式铣床上使用的，它可以在相互垂直的两个垂直平面内都回转3603-4 常用铣刀有哪些？铣刀是一种多齿回转刀具，种类繁多。按照用途，铣刀可分类如下。1加工平面用的铣刀（1）圆柱铣刀可用于在卧式铣床上加工较窄的平面，（2）面铣刀 又称端铣刀，小直径面铣刀用高速钢做成整体式（如图3-19a所示），大直径的面铣刀是在刀体上装夹焊接式硬质合金刀头（如图3-19b所示），或采用机械夹固式可转位硬质合金刀片（如图3-19c所示）。2加工沟槽用的铣刀（1）三面刃铣刀（2）锯片铣刀（3）立铣

19、刀（4）键槽铣刀（5）角度铣刀3加工成形面的铣刀（1）成形铣刀（2）模具铣刀3-5试分析比较周铣时，顺铣和逆铣的优缺点？铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣。逆铣时，刀齿的切削厚度从零逐渐增大至最大值。刀齿在开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压和摩擦，至滑行到一定程度后，刀齿方能切下一层金属层。这样将使刀齿容易磨损，工件表面产生严重的冷硬层。而且，下一个刀齿又在前一个刀齿所产生的冷硬层上重复一次滑行、挤压和摩擦的过程，加剧刀齿磨损，增大了工件表面粗糙度值。此外，刀齿开始切入工件时，垂直铣削分力Fz向下，当铣刀继续转过一定

20、角度后，垂直铣削分力Fz向上，易引起振动，有把工件抬起来的趋势，需较大夹紧力。逆铣时，纵向铣削分力Fx与纵向进给方向相反，使丝杠与螺母间传动面始终贴紧，故工作台不会发生窜动现象，铣削过程较平稳。故在生产中一般用的都是逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，这种铣削方式称为顺铣。顺铣时，刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，没有逆铣时的刀齿滑行现象，加工硬化程度大为减轻，已加工表面质量也较高，刀具耐用度也比逆铣时高。顺铣时，刀齿在不同位置时作用在其上的切削力也是不等的。但是，在任一瞬时垂直分力Fz始终将工件压向工作台，避免了上下振动，铣削比较平稳。另一方面，纵向分力Fx在不同

21、瞬时尽管大小不等，但是方向始终与进给方向相同，因为在工作台下的丝杠与螺母传动副中存在间隙，当纵向分力Fx逐渐增大并超过工作台下的丝杠与螺母传动副中的摩擦力时，铣刀会使工作台带动丝杠向右窜动，造成工作台振动。由于铣削加工采用多刃刀具，切削力不断变化，从而使工作台在丝杠与螺母间隙范围内纵向左右窜动和进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。因此，如采用顺铣，必须要求铣床工作台进给丝杠螺母副有消除侧向间隙机构，或采取其它有效措施。第四章 钻削与镗削加工4-1 试述钻削加工的工艺特点。（1）钻削加工时，钻头在半封闭的状态下进行工作，钻头转速高，切削量大，排屑困难。（2）钻削过程中，刀具与工件摩擦严重，产生热量多

22、，散热困难。 （3）钻削过程中，切削温度高，致使钻头磨损严重。（4）刀具与工件挤压严重，所需切削力大，容易产生孔壁的冷作硬化。（5）孔加工刀具细而悬伸长，加工时容易产生弯曲和振动。（6） 钻孔精度低，尺寸精度为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5m。4-2 标准麻花钻由哪几部分组成？各部分有何作用？（1）麻花钻的组成 标准麻花钻结构如图4-5所示，由柄部、颈部和工作部分组成。 4-3 钻孔、扩孔与铰孔有什么区别？钻孔直径为0.1100mm，钻孔深度变化范围也很大。广泛应用于孔的粗加工，也可以作为不重要孔的最终加工。扩孔是利用扩孔钻扩大工件孔径的加工方法。扩孔常用于已铸出、锻出或钻出

23、孔的扩大。扩孔可作为饺孔、磨孔前的预加工，也可以作为精度要求不高的孔的最终加工，常用于直径在10100mm范围内孔的加工。扩孔加工余量为0.54mm。铰孔是利用铰刀从工件孔壁切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和降低表面粗糙度的方法。它适用于孔的半精加工与精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。4-4 扩孔、铰孔、攻螺纹时应注意哪些问题？扩孔时应注意的问题1）扩孔时切削速度和进给量不宜太大，一般切削速度约为钻孔切削速度的1/2，进给量约为钻孔进给量的2.22.4倍。2）脆性材料之外的其它材料，扩孔时一般都使用切削液，其中以乳化液使用最为广泛。3）扩孔前如没有底孔，应先用0.50.7倍孔径的钻头钻底

24、孔，再用等于孔径的扩孔钻扩孔。铰孔时应注意的问题（1）铰削余量要适中，余量过大，会因切削热多而导致铰刀直径增大，孔径扩大；切屑易堵塞，切削液不易进入切削区，铰出的孔粗糙，铰刀易磨损；余量过小，不能铰去底孔留下的刀痕，使表面粗糙度达不到要求。粗铰余量一般为0.150.35mm,精铰余量一般为0.050.15mm。（2）铰孔过程中应采用较低的切削速度和较小的进给量。（3）合理使用切削液。（4）为防止铰刀轴线与主轴轴线相互偏斜而引起的孔轴线歪斜、孔径扩大等现象，铰刀与主轴之间应采用浮动连接。当采用浮动连接时，铰孔不能校正底孔轴线的偏斜，孔的位置精度应由前道工序来保证。（5）铰孔过程中，铰刀不可倒转，

25、以免切屑挤住铰刀，划伤孔壁，铰刀崩刃。（6）铰刀用钝后应及时修磨。一般只重磨后刀面，并用油石将铰刀的切削部分与校准部分的交接处研磨成小圆角，形成过渡刃，以提高铰刀耐用度和改善加工表面质量。攻螺纹时应注意的问题（1）攻不通孔螺纹时，可在丝锥上做好深度标记，并经常退出丝锥，清除留在孔内的切屑，防止切屑堵塞使丝锥折断或达不到螺纹深度要求。（2）攻塑性或韧性材料时，要加注切削液，以减小切削阻力，降低表面粗糙度值，延长丝锥寿命；一般攻钢材时，使用机油或浓度大的乳化液，螺纹质量要求高时可用植物油；攻铸铁时可用煤油。（3）机攻时要保持丝锥与螺纹孔的同轴度要求；即将攻完螺纹时，丝锥的校准部分不能全部伸出工件，

26、以避免反转退出丝锥时产生乱扣和损坏丝锥。（4）攻螺纹时切削速度一般为615m/min；攻调质钢或较硬的钢材为510m/min；攻不锈钢为27m/min；攻铸铁为810m/min。攻同样材料时，丝锥直径小时取较高值，直径大时取较低值。4-5 镗削加工的工艺特点有哪些？（1）镗削加工灵活性大，适应性强。在镗床上除可加工孔和孔系外，还可以加工外圆、端面等。加工尺寸可大亦可小，一把镗刀可以加工不同直径的孔，对于不同的生产类型和精度要求都适用。（2）镗削加工操作技术要求高。要保证工件的尺寸精度和表面粗糙度，除取决于所用的设备外，更主要的是与工人的技术水平有关，同时机床、刀具调整时间亦较多，镗削时参加工作

27、的切削刃少，所以一般情况下，镗削加工生产效率较低。（3）镗刀结构简单，刃磨方便，成本低。（4）镗孔可修正上一工序所产生的孔的轴线位置误差，保证孔的位置精度。（5）镗孔时，其尺寸精度为IT7IT6级，孔距精度可达0.015mm,表面粗糙度值Ra值为1.60.8m。4-6 卧式镗床有哪些运动形式？说明它能完成哪些表面的加工工作。主轴箱安装在前立柱垂直导轨上，可沿导轨上下移动。主轴箱装有主轴部件、平旋盘、主运动和进给运动的变速机构及操纵机构等。机床的主运动为主轴或平旋盘的旋转运动。根据加工要求，镗轴可作轴向进给运动或平旋盘上径向刀具溜板在随平旋盘旋转的同时，作径向进给运动。工作台由下滑座、上滑座和上

28、工作台组成。工作台可随下滑座沿床身导轨作纵向移动，也可随上滑座沿下滑座顶部导轨作横向移动。上工作台还可沿上滑座的环行导轨绕垂直轴线转位，以便加工分布在不同面上的孔。后立柱垂直导轨上有支承架用以支承较长的镗杆，以增大镗杆的刚性。支承架可沿后立柱导轨上下移动，以保持与镗轴同轴；后立柱可根据镗杆长度作纵向位置调整。4-7 单刃镗刀和浮动镗刀镗孔时各有何特点？工作时要考虑什么问题？大多数单刃镗刀均制成图中所示的这种可调结构。调节螺钉用于调整尺寸，紧固螺钉起锁紧作用。可调结构的单刃镗刀只能使镗刀头单向移动，如调整时镗刀头伸出量过大，则需用手使其退回，有时可能要反复多次才能调至所要求的尺寸，因而效率较低，

29、调整精度不太高，只能用于单件小批生产。简单的双刃镗刀在镗刀的两端有一对对称的切削刃同时参加切削工作，切削时可以抵消径向力对镗杆的影响，工件孔径的尺寸精度由镗刀来保证。双刃镗刀分为固定式和浮动式两种。4-8 简述同轴孔系、平行孔系、垂直孔系的镗削加工方法。镗同轴孔系1）导向法2）找正法3）镗模法镗平行孔系1）坐标法2）找正法3）镗模法镗垂直孔系1）找正法2）镗模法第五章 磨削加工5-1 试述磨削加工的工艺特点和工艺范围？1切削刃不规则2背吃刀量小、加工质量高3磨削速度高、切削温度高4适应性强5砂轮具有自锐性6径向磨削分力大磨削加工的应用范围广泛，可以加工内外圆柱面、内外圆锥面、平面、成形面和组合面等，5-2 磨床有哪几种类型? M1432A型万能外圆磨床由哪些主要部件组成？磨床的种类很多，其