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1、机械制造基础机械制造基础 1. 切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？ 答：切削加工由主运动和进给运动组成。 主运动是直接切除工件上的切屑层，使之转变为切屑，从而形成工件新包表面。进给运动是不断的把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。 2切削用量三要素是什么？ 答：切削用量三要素是切削速度，进给量，背吃刀量。 3刀具正交平面参考系由哪些平面组成？它们是如何定义的？ 答：刀具正交平面参考系由正交平面Po,基面Pr,切削平面Ps组成；正交平面是通过切削刃上选定点,且与该点的基面和切削平面同时垂直的平面；基面是通过切削刃上选定点,且与该点的切削速度方向垂直的平面；切削平面是通过切削刃上
2、选定点,且与切削刃相切并垂直与基面的平面。 4刀具的工作角度和标注角度有什么区别？影响刀具工作角度的主要因素有哪些？ 答：刀具的标注角度是刀具设计图上需要标注的刀具角度，它用于刀具的制造、刃磨和测量；而刀具的工作角度是指在切削过程中，刀具受安装位置和进给运动的影响后形成的刀具角度。 影响刀具工作角度的主要因素有：横向和纵向进给量增大时，都会使工作前角增大，工作后角减小；外圆刀具安装高于中心线时，工作前角增大，工作后角减小；刀杆中心线与进给量方向不垂直时，工作的主副偏角将增大或减小。 5.试述车刀前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角的作用，并指出如何选择？ 答:前角对切削的难易程度有很大的影响；后
3、角是为了减小后刀面与工件之间的摩擦和减小后刀面的磨损；主偏角其大小影响切削条件、刀具寿命和切削分力大小等；副偏角的作用是为了减小副切削刃和副后刀面与工件已加工表面之间的摩擦，以防止切削时产生震动；刃倾角主要影响切削刃的强度和切屑的流出方向。前角的选择原则：粗加工、断续切削、刀材强度韧性低、材强度硬度高，选较小的前角；工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；成形刀具、自动线刀具取小前角；后角的选择原则：粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应增加0 ；精加工取较大后角，保证表面质量；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；工材塑性
4、大取较大后角，脆材减小0；主偏角的选择原则：主要看系统刚性。若刚性好，不易变形和振动，r取较小值；若刚性差，r取较大值；考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取90 ；镗盲孔90 ；r小切屑成长螺旋屑不易断较小r，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击；副偏角的选择原则：系统刚性好时，取较小值，系统刚性差时，取较大值；刃倾角的选择原则：粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，s取负值；精加工、系统刚性差，s取正值；微量极薄切削，取大正刃倾角。 6.车外圆时，车刀装得过高过低、偏左或偏右、刀具角度会发生哪些变化？什么情况下可以利用这些变化？ 答;车刀装得过高时工作前角增大，工作后角减小；过低
5、时工作前角减小，工作后角增大；刀偏左时车刀的工作主偏角减小，副偏角增大；刀偏右时车刀的工主偏角增大，副偏角减小。 7.列举外圆车刀在不同参考系中的主要标准角度及其定义。 答：在正交平面参考系中的主要标准角度有前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。前角是在正交平面内测量的前刀面与基面之间的夹角；后角是在正交平面内测量的主后刀面与切削平面之际的夹角；主偏角是在基面内测量的主切削刃在基面内的投影与进给方向的夹角；副偏角是在基面内测量的副切削刃在基面内的投影与进给方向的反方向的夹角；刃倾角是在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。 8偏角的大小对刀具耐用度和三个切削分力有何影响？当车削细长轴时，主偏
6、角应选的较大还是较小？为什么？ 答：对耐用度影响：主遍角越小,刀具耐用度越高,相对容易引起振动,。 主遍角越大,刀具耐用度略低,相对切削轻快。对切削力影响：主偏角增大，Fx，Fy减小，Fz增大。切削细长轴硬增大主偏角，轴向力增大，其他力较小，震动减小，相对切削轻快。 9试述刀具的标注角度与工作角度的区别。为什么横向切削时，进给量不能过大？ 答：刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几何角度，即在标注角度参考系中的几何角度。它是制造和刃磨刀具必须的，并在刀具设计图上予以标注的角度；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所确定的刀具角度成为刀具的工作角度，又称实际角度。 因为横向
7、切削时若进给量过大，即刀具背吃刀量过大，使得在切削时工件受挤压严重，甚至是挤断工件，从而影响工件加工质量，同时也降低刀具使用寿命。 10.常用的刀具材料有哪些？各有很么特点？ 答：常用刀具材料有工具钢，高速钢，硬质合金，陶瓷和超硬刀具材料。 1.高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。3.陶瓷刀具有很高的硬度和耐磨性，有很高的耐热性和化学稳定性，有较低的摩擦系数，可应用范围广。4.超硬材料刀具常用的有金刚石刀具和立方氮化硼。金刚石刀具不宜于
8、切削铁及其合金工件。立方氮化硼是高速切削黑色金属的较理想刀具材料。 11.刀具的工作条件对刀具材料提出哪些性能要求？ 答：1，高的硬度和耐磨性，2足够的强度和韧性。3高的耐热性。4.更好的热物理性能和耐热冲击性能。 12.试比较硬质合金和高速钢性能的主要区别？ 答：高速钢有较高的耐热性，有较高的强度，韧性和耐磨性。广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具。2.硬质合金的硬度，耐磨性，耐热性都很高。耐用度较高速钢几十倍，耐用度相同时，切削速度可提高4至10倍。但抗弯性比高速钢低，冲击韧性差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。 13.切削过程的三个变形区各有何特点? 它们之间有什么关联？ 答：第一变形
9、区特征：沿滑移线的剪切变形，以及随之产生的加工硬化。第二变形区特征：使切削底层靠近前刀面处纤维化，流动速度减慢，甚至滞留在前刀面上；切屑弯曲；由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。第三变形区特征：已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压与摩擦，产生变形和回弹，造成纤维化和加工硬化。这三个变形区相互关联、 相互影响、 相互渗透。 14.有哪些指标可用来衡量切削层的变形程度？它能否真实反映出切削过程的全部变形实质？他们之间有什么样的关系？ 答：、相对滑移；、切削厚度压缩比h；剪切角。它们间的关系不大。 15.什么是积屑瘤？积屑瘤产生的条件是什么？如何抑制积屑瘤？ 答：积屑瘤是在加工材料时，
10、而在前刀面处黏着一块剖面有事呈三角状的硬块。积屑瘤产生式由于冷焊产生，具体是切屑和前刀面在一定的温度与压力下产生黏结，这便是冷焊。防止积屑瘤产生的主要方法有：降低切削速度，使切削温度降低，黏结不易产生。增大切削速度，使切削温度提高，黏结不在产生。采用润滑性能好的切削液。增大刀具前角，以减小切屑与前角接触区的压力。适当改变工件材料的加工特性，减小加工硬化倾向。 16.结合切削的形成分析切削力的来源？ 答：切削时，刀具使被加工材料发生变形并成为切、切削所需的力，即为切削 力，而根据切削变形分析知切削力的来源有两方面：是切削层金属，切屑和工件表面金属的弹性变形，塑性变形所以产生的抗力；是刀具与切屑，
11、工件表面间的摩擦阻力。 17.车削时切削力Fr为什么常分为三个相互垂直的分力？说明这三个分力的作用。 答：由于切削力的来源有两方面：是切削层金属，切屑和工件表面金属的弹 性变形，塑性变形所以产生的抗力；是刀具与切屑，工件表面间的摩擦阻力；而为了便于测量与应用，将其分解为三个相互垂直的分离。而三分力的作用：Fz主切削力或切向力，与过度面相切并与基面垂直，是用来计算车刀强度，设计机床零件，确定界定机床功率所必需；Fx进给力，在基面内与轴线方向平行，并与进给方向相反，用来计算车刀进给功率必需；Fy背向力，处于基面内与购并高见轴线垂直，它是用来确定与工件加工精度相关的工件挠度，以及机床零件和车刀强度。
12、 18影响切削力的因素有哪些，分别是如何影响的？ 答：被加工材料的影响，被加工材料的强度越高，硬度越大，切削力越大，同时受材料加工硬化能力大小的影响。化学成分影响材料的物理力学性能，从而影响切削力的大小。切削用量对切削力的影响。被吃刀力和进给量增大，切削力增大；切削速度V对切削力的影响可从F-V关系图上反应。刀具几何参数对切削力的影响。前角增大切削力减小；车刀的负棱是通过其宽度与进给量的比来影响切削力，比越大切削力增大；主偏角对切削力影响。刀具材料对切削力的影响。切削液对切削力的影响刀具磨损对切削力的影响。 19背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一规律指导生产
13、实践？ 答：是不一样，背吃刀量增大一倍，主切削力增大一倍，切削热也成倍增加，但对切削温度影响很小。进给量对切削力和切削温度的影响也是有差异的。吃刀深度对切削温度的影响最小，进给量次之，切削速度影响最大。因此，从控制切削温度和成本的角度出发，在机床允许的情况下，选用较大的吃刀深度和进给量比选用大的切削速度更有利。 20解释切削用量三要素对切削力和切削温度的影响为什么正好相反。 答：背吃刀量：背吃刀量直接决定切削宽度和切削刃的实际工作长度。切削变形主要在垂直切削宽度方向的平面内发生，与切削宽度方向尺寸关系不大。这样，背吃刀量增加，切削热增加，但同时切削宽度、切削刃参加工作长度增加，改善散热条件。
14、进给量：进给量增大，切削力、切削热增加，时，切削厚度也增大，刀屑接触长度也增加，由切屑带走的切削热增加，散热面积也增加，这样对温度影响小。 切削速度：切削速度增大，切削力、切削热增大，同时热量散失也快，温度变化不大。 21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，因而切削热减少，但前角不能过大，否则刀头部分的楔角减小使散热体积减小，不利于切削温度的降低。 22.刀具磨损的种类极其原因？ 答：刀具磨损分为正常磨损和非正常磨损；正常刀具磨损有三种形态：前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损。原因是：加工时，在刀刃附近的前、后到面上，形成很大
15、的剪应力；加工硬化。非正常刀具磨损包含塑形破损和脆性破损。原因是：脆性大的刀具材料切削高硬度材料或断续切削；切削一定时间后，刀具材料因交变机械应力和热应力所致的疲劳损坏。 23.切削加工常用的切削液有哪几种？他在切削中的主要作用是什么？ 答：常见的切削液有：水溶液；乳化液；切削油。 在切削过程中，为了降低切削力和切削温度，减小刀具磨损，改善加工质量和提高生产率，常使用各种切削液。使用切削液不仅可以起到冷却作用，而且还可以起到润滑、清洗和除锈的作用。 24.什么叫刀具磨钝标准？刀具磨钝标准和那些因素有关？ 答：刀具磨损到一定限度后就不能继续使用，这个磨损限度 称为磨钝标准。磨钝标准与工件的加工质
16、量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。 25.什么叫刀具使用寿命？刀具使用寿命于哪些因素有关？ 答：一把新刀从开始使用直支达到磨钝标准所经历的实际切削时间，曾为刀具寿命。影响的因素有：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具材料；其它因素。 26.何谓最高生产率耐用度和最低成本耐用度？粗加工和精加工可选用的刀具耐用度是否相同？为什么？ 答：最高生产率耐用度是以单位时间生产最多数量产品或加工每个零件所消耗的生产时间最少来衡量的；最低成本耐用度是以每件产品的加工费用最低为原则来指定的。 粗加工和精加工可选用的刀具耐度不同，因为粗加工主要考虑效率问题，所用刀具制造简单，而精加工主要注重表面粗糙
17、度等问题，所用刀具也是要求较高，所以前者用最高生产率耐用度，后者用最低成本耐用度。 27.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，按什么顺序选择切削用量？为什么？ 答：选择切削用量的原则是要综合考虑生产率、加工质量和加工成本。从刀具的寿命出发，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。从机床的动力出发，首先选择尽可能大的切削速度，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能大的背吃刀量。 28.工件材料切削加工性的含义是什么？为什么说它是相对的？ 答：工件材料切削加工性是指在一定的切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程
18、度。因为切削加工的具体情况和要求不同，不同情况下的衡量指标也不相同，这就使得所谓的难易程度有不同的内容，所以说工件材料切削加工性是一个相对概念。 29.试述改善材料切削加工性的途径。 答：影响工件材料切削加工性的因素包含有物理力学性能、化学成份、金相组织以及加工条件等方面，生产实际中常考虑以下两方面：调整材料的化学成分采用热处理改善材料的切削加工性。 3 0.常用的切屑形态有哪几种？控制切屑形态有哪几种方法？ 答：常用的切屑形态有带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。 控制切屑形态的方法：采用断屑槽、改变刀具角度、调整切削用量。 31.什么是误差复映，减少复映的措施有哪些？ 误差复映：指工件
19、加工后仍然具有类似毛坯误差的现象 措施：多次走刀；提高工艺系统的刚度。 32.什么是磨削烧伤？影响磨削烧伤的因素有哪些？ 磨削烧伤：当被磨工件的表面层的温度达到相变温度以上时，表面 金属发生金相组织的变化，使表面层金属强度硬度降低，并伴随有 残余应力的产生，甚至出现微观裂纹的现象。 影响因素：合理选择磨削用量；工件材料；正确选择砂轮；改善冷却条件。 33.什么是传动链误差？提高传动链传动精度的措施有哪些？ 传动链误差：指传动链始末两端传动元件间相对传动的误差。 措施：缩短传动链；降速传动，末节大降速比；提高传动元件的制造精度和装配精度；误差补偿装置。 34.减少工艺系统受热变形的措施? 减少发
20、热和隔热；改善散热条件；均衡温度场；改进机床机构；加快温度场的平衡；控制环境温度。 35.什么是工艺系统的刚度？误差产生的原因？ 工艺系统刚度：垂直作用于工件加工表面的径向切削分力与工艺系统在该方向的变形之间的比值。 原因：在机械加工过程中，机床、夹具、刀具、和工件在切削力的作用下，都将分别产生变形y机、y夹、y刀、y工，致使刀具和被工表面的相对位置发生变化，使工件产生误差。 36.工艺规程的设计规则？ 所设计的工艺规程应能包装零件的加工质量，达到设计图样上规定的各项技术要求；应使工艺过程具有较高的生产率，使产品尽快投放市场；设法降低制造成本； 注意减轻工人的劳动程度，保证生产安全； 37.什
21、么是粗基准？精基准？选择原则？ 精基准：用加工过的表面作为静基准；基准重合原则，基准统一原则，互为基准，自为基准 粗基准：选用工件上未加工的表面作为基准；保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则合理分配加工余量的原则便于装夹的原则粗基准一般不得重复使用的原则 38.什么叫加工余量？影响加工余量的因素？ 加工余量：毛坯上留作加工用的表面层 影响因素：上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层深度上工序的尺寸公差尺寸公差中没有包括的上工序留下的空间位置误差本工序的装夹误差 39.什么叫时间定额?组成部分？ 时间定额：在一定的生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。 组成部分：基
22、本时间、辅助时间、布置工作地时间、休息和生理需要时间、准备与终结时间 40.夹具的工作原理？ 使工件在夹具中占有正确的加工位置。这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面(定位元件上起定位作用的表面)接触、配合或对准来实现的；夹具对于机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构又保证定位元件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，这就保证了夹具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何 位置，也就达到了工件加工面对定位基准的相互位置精度要求。使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。 41.什么叫定位误
23、差？定位误差产生的原因？ 设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量 原因：定位基准和设计基准不重合产生的定位误差定位副制造不准确产生的定位误差 42夹紧力的确定原则？ 方向确定原则：垂直于主要的定位基准面 使夹紧力最小 使工件变形最小 作用点的确定原则： 应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内落在工件刚性好的部位尽可能靠近加工面，这可减少切削力对夹紧力的力矩，从而减轻工件的振动 大小确定的原则： 切削力，类比法，实验法 43机械加工工序安排的原则？ 先加工定位基准面在加工其他面 先加工主要表面在加工次要表面 先粗加工后精加工 先加工面后加工孔 44影响表面粗糙度的因素？ 切削加工：刀具几何形状的复映；工件材料的性质；切削用量；切削液。 磨削加工：砂轮的粒度；砂轮的硬度；砂轮的修整；磨削速度；磨削径向进给量与光磨次数；工件的圆周进给速度和轴向进给量；冷却液润滑。 45减少原始误差的措施？ 减少原始误差；转移原始误差；均分原始误差；均化原始误差；误差补偿
