机械制造技术习题及答0504.doc

机械制造技术习题及解答 第一章 金属切削基本知识 1-1 什么是切削用量三要素？什么是切削层参数？它们之间有什么关系？ 答：切削用量三要素：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap。 切削层参数：切削层公称厚度，切削层公称宽度，切削层公称横截面积 ， ， 1-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试划图标出这些基本角度。 答：前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角、副后角。 1-3 刀具切削部分的材料必须具备哪些性能？ 答：（1）较高的硬度和耐磨性 （2）足够的强度和韧性 （3）较高的耐热性 （4）良好的导热性和耐热冲击性能 （5）良好的工艺性 1-4常用的硬质合金有哪几类？ 答： 1）YG(K)类，即WC-Co类硬质合金 2）YT(P)类，即WC-TiC-Co类硬质合金 3） YW(M)类，即WC-TiC-TaC-Co类硬质合金 屑屑在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常在前刀面切削处粘有剖面呈三角状的硬块。其硬度通常是工件材料硬度的2～3倍，能够代替切削刃进行切削。这部分冷焊在前刀面的金属称为积屑瘤。积屑瘤对切削过程的影响1）实际前角增大它加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，对切削过程起积极的作用。积屑瘤愈高，实际前角愈大。2）使加工表面粗糙度增大积屑瘤的底部则相对稳定一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤。3）对刀具寿命的影响积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时，可代替刀刃切削，有减少刀具磨损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落，反而使磨损加剧。 积屑瘤的主要方法1）降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；4）增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；5）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。 切削工件材料工件材料强度和硬度越大，变形系数越小，即切屑变形越小刀具几何参数刀具几何参数中影响最大的是前角。刀具前角γo越大，剪切角φ变大，变形系数就越小切削用量无积屑瘤的情况切削速度vc越高，变形系数越小 进给量f越大，hD增大，前刀面上的σav增大，摩擦系数减小，剪切角φ加大，变形系数越小有积屑瘤的情况 vc通过积屑瘤前角γb(即实际工作前角γoe)来影响变形系数背吃刀量ap对变形系数基本无影响切屑带状切屑 它的内表面光滑，外表面毛茸。加工塑性金属材料（如碳素钢、合金钢、铜和铝合金），当切削厚度较小、切削速度较高、刀具前角较大时，一般常得到这类切屑。它的切削过程平衡，切削力波动较小，已加工表面粗糙度较小。 2挤裂切屑 这类切屑与带状切屑不同之处在外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。这种切屑大多在切削黄铜或切削速度较低、切削厚度较大、刀具前角较小时产生。 2单元切屑 如果在挤裂切屑的剪切面上，裂纹扩展到整个面上，则整个单元被切离，成为梯形的单元切屑，切削铅或用很低的速度切削钢时可得到这类切屑。 4崩碎切屑 这是属于脆性材料（如铸铁、黄铜等）的切屑。这种切屑的形状是不规则的，加工表面是凸凹不平的。从切削过程来看，切屑在破裂前变形很小，和塑性材料的切屑形成机理也不同。它的脆断主要是由于材料所受应力超过了它的抗拉极限。加工脆硬材料，如高硅铸铁、白口铁等，特别是当切削厚度较大时常得到这种切屑。屑屑实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等。 1工件材料 （1）硬度或强度提高，剪切屈服强度增大，切削力增大。 （2）塑性或韧性提高，切屑不易折断，切屑与前刀面摩擦增大，切削力增大。 2切削用量 （1）背吃刀量（切削深度）ap、进给量增大，切削层面积增大，变形抗力和摩擦力增大，切削力增大。 （2）切削速度vc 加工塑性金属时，切削速度Vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，它们都是通过积屑瘤与摩擦的作用造成的。切削脆性金属时，因为变形和摩擦均较小，故切削速度Vc改变时切削力变化不大。 3刀具几何角度 （1）前角：前角增大，变形减小，切削力减小。 （2）主偏角：主偏角Kr在30-60°范围内增大，由切削厚度hD的影响起主要作用，使主切削力Fz减小；主偏角Kr在60-90°范围内增大，刀尖处圆弧和副前角的影响更为突出， 故主切削力Fz增大。 (3)刃倾角λs：λs对Fz影响较小，但对Fx、Fy影响较大。 λs 由正向负转变，则Fx减小、Fy增大。 4其它因素 （1）刀具棱面：应选较小宽度,使