加工工艺总答案综述.docx

1、加工工艺总答案综述第1章 数控加工的切削基础作业答案思考与练习题1、什么是积屑瘤？它是怎样形成的？对切削过程有何影响？如何抑制积屑瘤的产生？答：切削塑性金属材料时，常在切削刃口附近粘结一硬度很高的楔状金属块，它包围着切削刃且覆盖部分前面，这种楔状金属块称为积屑瘤积屑瘤的形成和刀具前面上的摩擦有着密切关系。一般认为，最基本的原因是由于高压和一定的切削温度，以及刀和屑界面在新鲜金属接触的情况下加之原子间的亲和力作用，产生切屑底层的粘结和堆积。积屑瘤不断发生着长大和破裂脱离的过程，其不稳定性常会引起切削过程的不稳定（切削力变动）。同时积屑瘤还会形成“切削刃”的不规则和不光滑，使已加工表面非常粗糙、尺

2、寸精度降低。实际生产中，可采取下列措施抑制积屑瘤的生成：a.提高切削速度。b.适当降低进给量。c.增大刀具前角。d.采用润滑性能良好的切削液。2、切屑的种类有哪些？不同类型切屑对加工过程和加工质量有何影响？答：根据切削过程中变形程度的不同，可把切屑分为四种不同的形态： 带状切屑 切削过程较平稳，切削力波动较小，已加工表面粗糙度的值较小。 节状切屑 切削过程不太稳定，切削力波动也较大，已加工表面粗糙度值较大。 粒状切屑 切削过程不平稳，切削力波动较大，已加工表面粗糙度值较大。 崩碎切屑 切削力波动大，加工表面凹凸不平，刀刃容易损坏。由于刀屑接触长度较短，切削力和切削热量集中作用在刀刃处。3、试述

3、切削用量三要素对切削温度、切削力的影响规律。答：削用量三要素对切削温度的影响规律：切削速度对切削温度的影响最明显，速度提高，温度明显上升；进给量对切削温度的影响次之，进给量增大，切削温度上升；背吃刀量对切削温度的影响很小，背吃刀量增大，温度上升不明显。 切削用量三要素对切削力的影响规律：背吃刀量对切削力的影响最大（aP加大一倍，切削力增大一倍）；进给量对切削力的影响次之（f加大一倍，切削力增大68%86%）；切削速度对切削力的影响最小。4、试述前角、主偏角对切削温度的影响规律？答：前角增大，切削变形减小，产生的切削热少，切削温度降低，但前角太大，刀具散热体积变小，温度反而上升。主偏角增大，切削

4、刃工作长度缩短、刀尖角减小，散热条件变差，切削温度上升。5、刀具正常磨损的形式有哪几种？分别在何种情况下产生？答： 前刀面磨损 在切削速度较高、切削厚度较大的情况下，切削高熔点塑性金属材料时，易产生前刀面磨损。 后刀面磨损 在切削速度较低、切削厚度较小的情况下，会产生后刀面磨损。 前刀面和主后刀面同时磨损 在中等切削速度和进给量的情况下，切削塑性金属材料时，经常发生前、后刀面同时磨损。6、试述进给量、主偏角对断屑的影响。答：进给量增大，切削厚度也按比例增大，切屑卷曲应力增大，容易折断。主偏角越大，切削厚度越大，切屑在卷曲时弯曲应力越大，易于折断。一般来说，kr在7590范围较好7、车削直径80

5、mm，长200mm棒料外圆，若选用ap=4mm，f=0.5mm/r，n=240r/min，试问切削速度vc，切削时间tm，材料切除率Q为多少？模拟自测题一、单项选择题1、切削脆性金属材料时，材料的塑性很小，在刀具前角较小、切削厚度较大的情况下，容易产生（D）。（A）带状切屑（B）挤裂切屑（C）单元切屑 (D) 崩碎切屑2、切削用量是指（D）。（A）切削速度（B）进给量 （C）切削深度（D）三者都是3、切削用量选择的一般顺序是（ ）。 （A）ap-f-vc （B）ap- vc -f （C）vc -f-ap （D）f-ap- vc4、确定外圆车刀主后刀面的空间位置的角度有（C）。 （A）o 和o

6、（B）o 和Kr （C）Kr 和o （D）s和Kr5、分析切削层变形规律时，通常把切削刃作用部位的金属划分为（ C ）变形区。（A）二个 （B）四个 （C）三个 （D）五个6、在切削平面内测量的车刀角度是 （ D）。（A）前角 （B） 后角 （C） 楔角 （D） 刃倾角7、车削用量的选择原则是：粗车时，一般 （ A），最后确定一个合适的切削速度v。（A） 应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（B） 应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较大的进给量f；（C） 应首先选择尽可能大的吃刀量ap，其次选择较小的进给量f；（D） 应首先选择尽可能小的吃刀量ap，其次选择较小的进给

7、量f。8、车削时的切削热大部分由（ C ）传散出去。（A） 刀具 （B） 工件 （C） 切屑（D） 空气9、切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为（ C ）（A）背吃刀量最大，进给量次之，切削速度最小；（B）进给量最大，背吃刀量次之，切削速度最小；（C）切削速度最大，进给量次之，背吃刀量最小；（D）切削速度最大，背吃刀量次之，进给量最小；10、粗车细长轴外圆时，刀尖的安装位置应（ A ），目的是增加阻尼作用。（A）比轴中心稍高一些 （B）与轴中心线等高 （C）比轴中心略低一些 （D）与轴中心线高度无关11、数控编程时，通常用F指令表示刀具与工件的相对运动速度，其大小为（ C ）。（A）每转进给

8、量f （B）每齿进给量fz （C）进给速度vf （D）线速度vc12、刀具几何角度中，影响切屑流向的角度是（ B ）。（A）前角； （B）刃倾角； （C）后角； （D）主偏角。13、切断、车端面时，刀尖的安装位置应（ B ），否则容易打刀。（A）比轴中心略低一些； （B）与轴中心线等高； （C）比轴中心稍高一些； （D）与轴中心线高度无关。14、（ A）切削过程平稳，切削力波动小。（A）带状切屑 （B）节状切屑 （C）粒状切屑 （D）崩碎切屑15、为提高切削刃强度和耐冲击能力，脆性刀具材料通常选用（ B ）。（A）正前角； （B）负前角； （C）0前角； （D）任意前角。二、判断题（正确的打，

9、错误的打）1、用中等切削速度切削塑性金属时最容易产生积屑瘤。( )2、在金属切削过程中，高速加工塑性材料时易产生积屑瘤，它将对切削过程带来一定的影响。()3、刀具前角越大，切屑越不易流出、切削力也越大，但刀具的强度越高。（ ）4、主偏角增大，刀具刀尖部分强度与散热条件变差。（）5、精加工时首先应该选取尽可能大的背吃刀量。（ ）6、外圆车刀装得低于工件中心时，车刀的工作前角减小，工作后角增大。（ ）7、进给速度由F指令决定，其单位为m/min。（ ）8、前角增加，切削力减小，因此前角越大越好。（ ）9、背吃刀量是根据工件加工余量进行选择的，因而与机床功率和刚度无关。（ ）10、选择合理的刀具几何

10、角度以及适当的切削用量都能大大提高刀具的使用寿命。（）三、简答题1、什么是刀具磨钝标准？什么叫刀具耐用度？影响刀具耐用度的因素有哪些？ 答：根据加工要求规定的主后刀面中间部分的平均磨损量VB允许达到的最大值作为磨钝标准。刀具从刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准为止所经过的总切削时间T，称为刀具的耐用度，单位为min。刀具耐用度T不包括对刀、测量、快进、回程等非切削时间。影响刀具耐用度的因素a. 切削用量 切削用量三要素对刀具耐用度的影响程度为：vc最大、f次之、aP最小。b. 刀具几何参数 前角O增大，切削力降低和切削温度降低，刀具耐用度提高；但前角太大，刀具强度降低，散热变差，刀具耐用

11、度反而降低了。主偏角减小，刀尖强度提高，散热条件改善，刀具耐用度提高；但是主偏角kr太小，FP增大，当工艺系统刚性较差时，易引起振动。c. 刀具材料 刀具材料的红硬性越高，则刀具耐用度就越高。但是，在有冲击切削、重型切削和难加工材料切削时，影响刀具耐用度的主要因素为冲击韧性和抗弯强度。d. 工件材料 工件材料的强度、硬度越高，产生的切削温度越高，故刀具耐用度越低。2、前角的作用和选择原则是什么？前角的作用：影响切削变形和切削力的大小、刀具耐用度及加工表面质量高低。合理前角的选择原则： 加工塑性材料取较大前角；加工脆性材料取较小前角； 当工件材料的强度和硬度低时，可取较大前角；当工件材料的强度和

12、硬度高时，可取较小前角； 当刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较低时，取较小前角；高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的合理前角大，陶瓷刀具的合理前角比硬质合金刀具小； 粗加工时取较小前角甚至负前角，精加工时应取较大前角； 工艺系统刚性差和机床功率小时，宜选较大前角，以减小切削力和振动； 数控机床、自动线刀具，为保证刀具工作的稳定性（不发生崩刃及破损），一般选用较小的前角。3、后角的作用和选择原则是什么？答：后角的作用：减小后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦；影响楔角o的大小，从而配合前角调整切削刃的锋利程度和强度。合理后角的选择原则： 粗加工时，为保证刀具强度，应选较小后角；精加工时，以保证表面质量，

13、应取较大的后角。 工件材料的强度、硬度高时，宜取较小的后角；工件材料硬度低、塑性较大时，主后刀面的摩擦对已加工表面质量和刀具磨损影响较大，此时应取较大的后角；加工脆性材料时，切削力集中在切削刃附近，为强化切削刃，宜选取较小的后角。 对于尺寸精度要求较高的精加工刀具（如铰刀、拉刀），为减少重磨后刀具尺寸变化，应取较小的后角。 工艺系统刚性差，容易产生振动时，应取较小的后角以增强刀具对振动的阻尼作用。4、主偏角的作用和选择原则是什么？答：主偏角的作用：影响刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。合理主偏角的选择原则：a. 粗加工和半精加工时，硬质合金车刀应选择较大的主偏角，以利于减少振动，提高

14、刀具耐用度和断屑。b. 加工很硬的材料，如淬硬钢和冷硬铸铁时，为减少单位长度切削刃上的负荷，改善刀刃散热条件，提高刀具耐用度，应取Kr=1030，工艺系统刚性好的取小值，反之取大值。c. 工艺系统刚性低（如车细长轴、薄壁筒）时，应取较大的主偏角，甚至取Kr90，以减小背向力Fp，从而降低工艺系统的弹性变形和振动。d. 单件小批生产时，希望用一两把车刀加工出工件上所有表面，则应选用通用性较好的Kr=45或90的车刀。e. 需要从工件中间切人的车刀，以及仿形加工的车刀，应适当增大主偏角和副偏角；有时主偏角的大小决定于工件形状，例如车阶梯轴时，则需用Kr=90的刀具。5、切削液的作用有哪些？答：冷却

15、作用、润滑作用、清洗作用、防锈作用。6、粗、精加工时，切削用量的选择原则分别是什么？答： 粗加工时切削用量的选择原则 首先选取尽可能大的背吃刀量；其次要根据机床动力和刚性的限制条件等，选取尽可能大的进给量；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度。 精加工时切削用量的选择原则 首先根据粗加工后的余量确定背吃刀量；其次根据已加工表面的粗糙度要求，选取较小的进给量；最后在保证刀具耐用度的前提下，尽可能选取较高的切削速度。四、分析题1、外圆车刀：Kr=90，Kr=35，o=8，o=o=10，s= 5，要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。2、（1）45端面车刀：Kr=Kr=45，o= 5，o=o=6，s

16、= 3（2）内孔镗刀：Kr=75，Kr=15，o=10，o=o=10，s= 10要求绘制刀具示意图并标注上述几何角度。答：题1题2（1）题2（2）第2章 数控机床刀具的选择作业答案思考与练习题1、简述数控刀具材料的种类、特点及其应用场合？答：（1）高速钢：具有较好的力学性能和良好的工艺性，可以承受较大的切削力和冲击，但红硬性、耐磨性较差。应用场合：普通高速钢不适于高速和硬材料切削；高性能高速钢用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等；粉末冶金高速钢用于制造大型拉刀和齿轮刀具，特别是切削时受冲击载荷的刀具。（2）硬质合金：具有硬度高（大于89 HRC）、熔点高、化学稳定性好、热稳定性好的特点，但其韧性差，

17、脆性大，承受冲击和振动能力低。应用场合：普通硬质合金：YG类主要用于加工铸铁及有色金属；YT类主要用于加工钢料。新型硬质合金既可用于加工钢料，又可加工铸铁和有色金属。（3）陶瓷刀具：硬度高，耐磨性比硬质合金高十几倍，具有良好的抗粘性能，化学稳定性好，脆性大、强度低、导热性差。应用场合：Al2O3基陶瓷刀具适用于各种铸铁及钢料的精加工、粗加工；Si3N4基陶瓷刀具适于端铣和切有氧化皮的毛坯工件等。此外，可对铸铁、淬硬钢等高硬材料进行精加工和半精加工。（4）立方氮化硼（CBN）：有很高的硬度及耐磨性，仅次于金刚石；热稳定性比金刚石高1倍；有优良的化学稳定性；导热性比金刚石差但比其他材料高得多，抗弯

18、强度和断裂韧性介于硬质合金和陶瓷之间。应用场合：可加工以前只能用磨削方法加工的特种钢，它还非常适合数控机床加工（5）金刚石：具有极高的硬度，耐磨性高，很高的导热性，刃磨非常锋利，粗糙度值小，可在纳米级稳定切削，较低的摩擦系数。应用场合：主要用于加工各种有色金属、各种非金属材料，不能用于加工黑色金属。2、选择刀片（刀具）通常应考虑哪些因素？答： 被加工工件材料的类别：有色金属（铜、铝、钛及其合金）；黑色金属（碳钢、低合金钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等）；复合材料；塑料类等。 被加工件材料性能的状况：包括硬度、韧性、组织状态铸、锻、轧、粉末冶金等。 切削工艺的类别：分车、钻、铣、镗，粗加工、精加工、

19、超精加工，内孔，外圆，切削流动状态，刀具变位时间间隔等。 被加工工件的几何形状（影响到连续切削或间断切削、刀具的切入或退出角度）、零件精度（尺寸公差、形位公差、表面粗糙度）和加工余量等因素。 要求刀片（刀具）能承受的切削用量（切削深度、进给量、切削速度）。 生产现场的条件（操作间断时间、振动、电力波动或突然中断）。 被加工工件的生产批量，影响到刀片（刀具）的经济寿命。3、可转位刀具有哪些优点？答： 刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。 生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。 有

20、利于推广新技术、新工艺 可转位刀具有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。4、数控加工对刀具有哪些要求？答： 刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化； 刀片或刀具材料及切削参数与被加工工件的材料之间匹配的选用原则； 刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化； 刀片及刀柄的定位基准的优化； 刀片及刀柄对机床主轴的相对位置的要求高； 对刀柄的强度、刚性及耐磨性的要求高； 刀柄或工具系统的装机重量限制的要求； 对刀具柄的转位，装拆和重复精度的要求； 刀片及刀柄切入的位置和方向的要求； 刀片和刀柄高度的通用化、规则化、系列化；整个数控工具系统自动换刀系统的优化。5、镗铣类工具系统的结构形式分哪

21、两类？各有何特点？答： 整体式结构结构简单、使用方便、可靠、更换迅速等。缺点是锥柄的品种和数量较多。 模块式结构减少了工具的规格、品种和数量的储备，对加工中心较多的企业有很高的实用价值。但刚性没有整体式好。6、HSK刀柄与7：24锥柄相比，有何优点？适用于什么场合？答：定位精度高。静态、动态刚度高。空心刀柄高速旋转时，在离心力作用下能够“胀大”，与主轴内孔紧密贴合。重量轻、尺寸小、结构紧凑。清除污垢方便。主要用于高速加工。模拟自测题一、单项选择题1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（ D ）材料制造较合适。 （A）硬质合金 （B）人造金刚石 （C）陶瓷 （D）高速钢2、用硬质合金铰刀铰削塑性金属材料

22、时，由于工件弹性变形的影响，容易出现（ A）现象。（A）孔径收缩 （B）孔径不变 （C）孔径扩张3、刀具切削部分材料的硬度要高于被加工材料的硬度，其常温硬度应在（ C ）。（A）HRC4550间 （B）HRC5060间 （C）HRC60以上4、数控机床一般采用机夹可转位刀具，与普通刀具相比机夹可转位刀具有很多特点，但（ A ）不是机夹可转位刀具的特点。（A）刀具要经常进行重新刃磨（B）刀片和刀具几何参数和切削参数的规范化、典型化（C）刀片及刀柄高度的通用化、规则化、系列化（D）刀片或刀具的耐用度及其经济寿命指标的合理化5、YG类硬质合金主要用于加工（A）材料（A）铸铁和有色金属 （B）合金钢

23、（C）不锈钢和高硬度钢 （D）工具钢和淬火钢6、下列那种刀具材料硬度最高（ A ）（A）金刚石 （B）硬质合金 （C）高速钢 （D）陶瓷7、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（ B ）。（A）硬度 （B）红硬性 （C）耐磨性 （D）韧性和硬度8、HRC表示（ D ）。（A）布氏硬度 （B）硬度 （C）维氏硬度 （D）洛氏硬度9、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（ A ）。（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：1210、HSK刀柄柄部锥度为（ B ）。（A）7：24； （B）1：10； （C）1：5； （D）1：1211、车削阶梯轴时，主偏角Kr的大小应满足（ A

24、）。（A）Kr90 （B）Kr75 （C）Kr90 （D）Kr=012、金刚石刀具与铁元素的亲和力强，通常不能用于加工（ B ）。（A）有色金属； （B）黑色金属； （C）非金属； （D）陶瓷制品13、机夹可转位刀片的ISO代码是由（ C ）位字符串组成的。（A）8 （B）9 （C）10 （D）1314、高速钢刀具的合理前角（ B ）硬质合金刀具的合理前角。（A）小于 （B）大于 （C）等于 （D）与刀具材料无关15、下列哪种刀柄适用于高速加工（ D ）（A）JT （B）BT （C）ST （D）HSK二、判断题（正确的打，错误的打）1、YT类硬质合金中，含钴量多，承受冲击性能好，适合粗加工。（

25、 ）2、可转位式车刀用钝后，只需要将刀片转过一个位置，即可使新的刀刃投入切削。当几个刀刃都用钝后，更换新刀片。（ ）3、在高温下，刀具切削部分必须具有足够的硬度，这种在高温下仍具有较高硬度的性质称为红硬性。（ ）4、YG类硬质合金主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。（ ）5、由于硬质合金的抗弯强度较低，抗冲击韧性差，其合理前角应小于高速钢刀具的合理前角。（）6、金刚石刀具主要用于加工各种有色金属、非金属及黑色金属。（ ）7、高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。（）8、硬质合金按其化学成分和使用特性可分为钨钴类（YG）、钨钛钴类（YT）、钨钛钽钴类（YW）、碳化钛基

26、类（YN）四类。（）9、高速钢车刀的韧性虽然比硬质合金高，但不能用于高速切削。（）10、JT/BT/ST刀柄的定心精度比HSK刀柄高。（ ）第3章 数控加工中工件的定位与装夹作业答案思考与练习题1、车削薄壁零件如何夹紧工件？答：轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积。2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？答：根据工件加工精度要求。3、试简述定位与夹紧之间的关系。答：任务不同，定位使加工前工件在机床上占有正确的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上。两者相辅相成，缺一不可。4、采用夹具装夹工件有何优点？答：a. 易于保证工件的加工精度。 b. 使用夹具可改变和扩大原机床的

27、功能，实现“一机多用”。 c. 使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可采用高效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。 d. 用夹具装夹工件方便、省力、安全。 e. 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？答：以保证工件加工精度为原则，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。6、什么情况下才需要计算定位误差？答：用夹具装夹、

28、调整法加工一批工件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。若采用试切法加工，不存在定位误差，因而也不需要计算定位误差。7、如何理解定位面与定位基准的区别？答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，工件以平面定位时，定位面就是定位基准；工件以内、外圆柱面定位时，定位面是内、外圆柱面，而定位基准则是中心线。8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？答：工件外圆上选择相距较远的两点，用百分表找正。模拟自测题一、单项选择题1、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。（A）平面 （B）自由度 （C）圆柱面 （D）方向2、若工件采取一面两销定位，限制

29、的自由度数目为（A ）（A）六个 （B）二个 （C）三个 （D）四个3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（D ）的原则。（A）基准重合 （B）基准统一 （C）自为基准 （D）互为基准4、采用短圆柱芯轴定位，可限制（ A ）个自由度。（A）二 （B）三 （C）四 （D）一5、在下列内容中，不属于工艺基准的是（ D ）。（A）定位基准 （B）测量基准 （C）装配基准 （D）设计基准6、（ A ）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。（A）斜楔形 （B）螺旋 （C）偏心 （D）铰链7、精基准是用（ D ）作为定位

30、基准面。（A）未加工表面 （B）复杂表面 （C）切削量小的 （D）加工后的表面8、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（ D ）方向一致。（A）退刀 （B）振动 （C）换刀 （D）切削9、选择粗基准时，重点考虑如何保证各加工表面（ D ），使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图要求。（A）对刀方便 （B）切削性能好 （C）进/退刀方便 （D）有足够的余量10、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（ C ）。（A）13倍 （B）1/101/100 （C）1/31/5 （D）同等值11、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。（A）专用 （B）通用 （C）组合 （D）随身12、 决定某种定位方法属几点定位，主要根据（ B ）。（A）有几个支承点与工件接触 （B）工件被消除了几个自由度（C）工件需要消除几个自由度 （D）夹具采用几个定位元件13、轴类零件加工时，通常采用V形块定位，当采用宽V形块定位时，其限制的自由度数目为（ B ）。（A）三个 （B）四个 （C）五个 （D）六个14、车细长轴时，要使用中心架或跟刀架来增加工件的（ C ）。（A）韧性 （B）强度 （C）刚度 （D）稳定性