09机械制造技术基础4.docx

四、 问答题（5 分/每小题，共30分）1. 试述影响刀具耐用度主要因素，并说明其影响规律1）刀具耐用度的概念 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2）切削用量切削速度Vc、背吃刀量（切削深度）a、进给量增大，使切削温度提高, 刀具耐用度T下降 PVc影响最大、进给量f其次，a影响最小3）工件材料① 硬度或强度提高，使切削温度提高，刀具磨损加大，刀具耐用度T 下降② 工件材料的延伸率越大或导热系数越小，切削温度越高，刀具耐用 度T下降4） 刀具几何角度①前角对刀具耐用度的影响呈“驼峰形”②主偏角Kr减小时，使切削宽度b增大，散热条件改善，故切削温 度下降，刀具耐用度T提高 °（5） 刀具材料刀具材料的高温硬度越高、越耐磨，刀具耐用度T越高 加工材料的延伸率越大或导热系数越小，均能使切削温度升高因而使刀 具耐用度T降低2. 试述切削用量对切削效率、加工质量的影响，如何合理选择切削用量？切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对 加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响所谓“合理的”切削用 量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的前 提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。

1）切削加工生产率在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素a、f、v均保持 线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍然而由于刀具寿 命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小因此，在制订切削用量时， 三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的一般情况下尽量优先增大 a ，以求一次进刀全部切除加工余量 2 ）机床功率背吃刀量a和切削速度V增大时，均使对切削功率成正比增加进 pc给量 f 对切削功率影响较小所以，粗加工时，应尽量增大进给量3）刀具寿命（刀具的耐用度T）切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为Vc、f、a因此, 从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀 量a ；然后再选用大的进给量f；最后求出切削速度Vpc（ 4）加工表面粗糙度精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值因此，它是精加工时 抑制生产率提高的主要因素在较理想的情况下，提高切削速度 V ，能降低表面 c粗糙度值；背吃刀量a对表面粗糙度的影响较小综上所述，合理选择切削用量，应该首先选择一个尽量大的背吃刀量 a ， P 其次选择一个大的进给量f最后根据已确定的a和f,并在刀具耐用度和机床 P 功率允许条件下选挥一个合理的切削速度V。

c3. 什么是逆铣和顺铣？顺铣有何特点？顺铳：切削力F的水平分力，Fx的方向与进给方向的f相同逆铳：切削力F的水平分力，Fx的方向与进给方向的f相反1） 顺铣时，每个刀的切削厚度都是由小到大逐渐变化的当刀齿刚与工作 接触时，切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离， 切削厚度达到一定数值后，刀齿才真正开始切削2） 顺铣时，由于水平铣削力的方向与工作进给运动方向一致，当刀 齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙在存在，工作台会产生 窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会 损坏刀具3） 顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮 的工件4） 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆削相比较功率消耗要少 4．试述制定机械加工工艺规程的步骤1） 确定生产类型；（2） 零件工艺分析；（3） 确定毛坯制造方式；（4） 选择定位基准、拟定工艺路线；（5） 确定各工序的设备和工艺装备；（6） 确定加工余量、工序尺寸；（7） 确定切削用量及时间定额；（8） 填写工艺文件5. 试述减小零件表面粗糙度值的工艺措施1） 减少残留面积高度减小主偏角、副偏角和进给量及增大刀尖圆弧半径,减小残留面积高度；（2） 避免积屑瘤、刺痕的产生可用改变切削速度的方法，来抑制积屑瘤的产生。

如果用高速钢车刀， 应降低切削速度；用硬质合金车刀时，应提高切削速度，增大车刀前角能有效地 抑制积屑瘤的产生3） 防止和消除振纹车削时，由于工艺系统的振动，而使工件表面出现周期性的横向或纵向 的振纹调整主轴间隙、提高轴承精度；合理选择刀具参数，经常保持切削刃光 洁、锋利增加工件的安装刚性；（4） 合理选择运用切削用量在工件材料、刀具几何参数、车床等切削条件一定的情况下，选择切削 用量对表面粗糙度有很大的影响尽可能提高生产效率和保证必要的刀具寿命 首先选择尽可能大的切削深度，然后再选取合适的进给量，最后在保证刀具经济 耐用度的条件下，尽可能选取较大的切削速度；(5) 合理选用切削液，保证充分冷却润滑采用合适的切削液是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法6. 何为工艺系统的弹性变形？在车床上加工细长轴时，有哪些措施可以提高工 件的刚度？工艺系统的弹性变形：由机床、夹具、工件、刀具所组成的工艺系统是一 个弹性系统，在加工过程中由于切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力的作 用，会产生弹性变形，从而破坏了刀具与工件之间的准确位置，产生加工误差； 在细长轴加工过程中，为提高其加工精度，要根据不同的生产条件，采 取不同的措施，以提高细长轴的加工精度。

1) 选择合适的装夹方法 在车床上车削细长轴采用的两种传统装夹方式，采用双顶尖装夹，工件 定位准确，容易保证同轴度但用该方法装夹细长轴，其刚性较差，细长轴弯曲 变形较大； 加工细长轴通常采用一夹一顶的装夹方式但是在该装夹方式中， 如果顶尖顶得太紧，除了可能将细长轴顶弯外，还能阻碍车削时细长轴的受热伸 长，导致细长轴受到轴向挤压而产生弯曲变形 .因此采用一夹一顶装夹方式时， 顶尖应采用弹性活顶尖，使细长轴受热后可以自由伸长， 2) 直接减少细长轴受力变形①采用跟刀架和中心架② 采用轴向拉夹法车削细长轴③ 采用反向切削法车削细长轴④ 采用磁力切削法车削细长轴 少细长轴加工时的弯曲变形，提高细长轴加工精度3) 合理地控制切削用量 切削用量选择的是否合理，对切削过程中产生的切削力的大小、切削热的多少是不同的因此对车削细长轴时引起的变形也是不同的4) 选择合理的刀具角度 为了减小车削细长轴产生的弯曲变形，要求车削时产生的切削力越小越好，而在刀具的几何角度中，前角、主偏角和刃倾角对切削力的影响最大1）建立装配尺寸链（图6-4 ）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为：T = T = T = T = T = （ 0.35-0.1） / 5 = 0.0512345考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到：T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 ,T2 = T5 = 0.023）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。

A4为标准尺寸，公差带位置确 定：除协调环以外各组成环公差按入体标注：A = 43+o.io, A = 5 o , A = 30 o3 0 2 -0.2 1 -0.06计算协调环偏差：由式（5-23），得到： EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1 最后可确定：A = 5 - 0.15 -0.12采用概率算法计算装配尺寸链封闭环公差分配原则同完全互换法1） 建立装配尺寸链（图6-4 ）2） 确定各组成环的公差： 按等公 差法计算，各组成环公差为：T = T = T = T = T =12345（ 0.35-0.1） / 5 = 0.05考虑加工难易程度，进行适当调整（a4公差不变），得到：AA图6-4 齿轮与轴部件装配【例6-1】 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0』^0.35已知各零件有关的基本解】1） 建立装配尺寸链（图6-4 ）2） 确定各组成环的公差：按等公 差法计算，各组成环公差为：T = T = T = T = T =12345（0马5=.0）05,57= 0.05）.06 , T3 =0考虑加=工?难易.程度，进行适当调整（a4公差不变），得到:。