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第一章金属切削加工的根本学问
1-1试用图表示一般车刀的标注角度、、、和。
答:一般车刀的标注角度、、、和如以下图所示:
1-2怎样划分金属切削变形区?在第一变形区里发生什么样的变形?
答:金属切削过程可以划分为第一变形区、第二变形区和第三变形区,其中第一变形区是由等剪切应力曲线OA线和OM线围成的区域;第二变形区是指刀-屑接触区,第三变形区是指刀-工件接触区。第一变形区内的金属沿滑移面产生剪切变形,并产生加工硬化。
1-3分析积屑瘤产生的缘由及其对消费的影响。
答:积屑瘤产生的缘由:切屑底层材料在前刀面上粘结并不断层积。
积屑瘤对消费具有主动的影响,如疼惜***、增大前角以削减切削变形并降低切削力、增大切削厚度,但也有消极的影响,将增大已加工外表的粗糙度。
1-4切削力产生的缘由?车削时切削力如何分解?
答:切削力来自变形及摩擦,用以抑制加工过程中加工材料对变形的抗力、切屑对***前刀面的摩擦力、***后刀面对过渡外表和已加工外表之间的摩擦力。
车削时,切削力分解为主切削力〔切向力〕、进给力〔轴向力〕和背向力〔径向力或吃刀力〕。
1-5***磨损过程分几个阶段?各阶段的特点是什么?
答:***磨损过程分为正常磨损、非正常磨损两个阶段。在正常磨损阶段,***主要是由于正常磨损而渐渐钝化,按磨损部位的不同分为前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面同时磨损三种形式;在非正常磨损阶段主要是***的脆性磨损〔如崩刃、碎断、剥落、裂纹破损等〕和塑性破损。
1-6什么是工件材料切削加工性?用什么指标来衡量工件材料切削加工性?
答:工件材料切削加工性是指工件材料被切削加工的难易程度。
常用的衡量材料切削加工性的指标是,其含义是:当***寿命为T时,切削某种材料所允许的切削速度。越高,工件的切削加工性越好。
1-7前角和后角选择的主要根据是什么?如何选择?
答:前角选择的主要根据是工件材料。当工件材料的强度、硬度较大时,选择较小前角;当材料的塑性较大时,选择较大前角;加工脆性材料时,选择较小前角。
***后角选择的主要根据是切削厚度hD的大小。hD增大,选择较小后角;hD减小,选择较大后角。
1-8刃倾角的作用有那些?如何选用?
答:刃倾角的作用是限制切屑流出的方向、影响刀头强度和切削刃的锐利程度。
粗加工时,选择负刃倾角,以增加***的强度;断续切削时,选择负刃倾角,可以起到疼惜刀尖的作用;当工件刚性较差时,不宜承受负刃倾角,以防止径向切削力增大;精加工时,选择正刃倾角,以防止切屑流向已加工外表,保证已加工外表不被切屑碰伤。
第二章金属切削机床及***
2-1金属切削机床如何分类?根本的分类方法是怎样的?
答:金属切削机床主要按加工性质和所用***进展分类。根本的分类方法是将机床分为12大类,即车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、超声涉及电加工机床、切断机床、其他机床。
2-2按以下图所示传动系统完成以下各题〔图中为齿轮式离合器〕:
①写出传动路途表达式;
②分析主轴的转速级数;
③计算主轴的最高、最低转速。
解:1〕传动路途表达式:
电动机
1430r/min
——I——II——III--IV--VI〔主轴〕
2〕主轴的转速级数:〔级〕
3〕主轴的最高转速:
主轴的最低转速:
2-3试说明按用处分类,车刀可分为哪几种,各有何用处?
答:按用处分类,车刀可分为外圆车刀、端面车刀、内孔车刀、螺纹车刀、成形车刀六种。
外圆车刀用于粗车和精车外回转外表;端面车刀用于车削垂直于轴线的平面;内孔车刀用于车削通孔和盲孔,以及切割凹槽、倒角;切断刀用于切断较小直径的棒料,切窄槽,或切下已加工好的零件;螺纹车刀用于车削工件的内、外螺纹;成形车刀用于加工工件的成形回转外表。
2-4为了实现磨削加工,M1432A型万能外圆磨床须要哪些运动?
答:为了实现磨削加工,M1432A型万能外圆磨床须要外磨和内磨砂轮的旋转主运动、工件的旋转进给运动、工件的纵憧憬复进给运动以及砂轮的横向进给运动。
2-5何谓砂轮硬度?如何选择砂轮硬度?
答:砂轮的硬度是反映砂轮磨粒在磨削力作用下,从砂轮外表上脱落的难易程度。
砂轮硬度主要根据加工工件材料的性质和详细的磨削条件来加以选择。
2-5钻床可完成哪些工作?运用的***有哪些?
答:钻床可完成钻孔、扩孔、铰孔、刮平面、攻螺纹等工作。
运用的***主要有麻花钻、中心钻、深孔钻、扩孔钻、铰刀、丝锥、锪钻等。
2-7何谓组合机床?何谓数控机床?它们各有哪些特点?
组合机床是以系列化、标准化的通用部件为根底,配以少量的专用部件组成的高效自动化专用机床。图
2-74所示为一立卧复合式三面钻孔组合机床。其特点为既具有一般专用机床构造简洁、消费效率高、易保证精度的特点,又能适应工件的变更,重新调整和重新组合,对工件承受多刀、多面及多任务位加工,特殊相宜于大批量消费中,对一种或几种类似零件的一道或几道工序进展加工。
数控机床是一种以数字元元量作为指令信息,通过电子计算机或专用电子逻辑计算装置限制的机床,由信息载体、数控装置、伺服系统和机床本体4部分组成。其特点为对加工工件具有较强的适应性和通用性、能获得更高的加工精度和稳定的加工质量、具有较高的消费效率,能获得良好的经济效益、能实现困难的运动、改善工人的劳动条件,进步劳动消费率、便于实现现代化的消费管理。
第三章机械制造过程及工艺
3-1什么是消费过程、工艺过程、工艺规程?工艺规程在消费中有何作用?
答:消费过程是将原材料转变为成品的全部劳动过程。工艺过程指变更消费对象的形态、尺寸、相对位置和性质等,使其成为半成品或成品的过程是消费过程的一部分。工艺规程是指将产品或零部件的制造工艺过程和操作方法按确定格式固定下来的技术文件,是消费中组织和管理消费的根本根据、指导消费的主要技术文件、新建和扩建工厂的原始资料,也是进展技术沟通、开展技术革新的技术语言和根本资料。
3-2什么是工序、安装、工位、工步?
答:工序指一个工人或一组工人,在一个工作地点,对同一个或同时对几个工件进展加工,所连续完成的那部分工艺过程。安装指将工件在机床或夹具中每定位、夹紧一次所完成的那一部分工序内容。工位指工件相对于机床床身的每一个加工位置上的安装内容。工步指在加工外表、切削***、切削速度、进给量都不变的状况下,所完成的工位内容。
3-3如何划分消费类型?
答:根据产品的消费纲领和投入消费的批量,可将消费分为单件消费、批量消费和大量消费三种类型。
3-4精基准、粗基准的选择原那么有哪些?
答:粗基准选择原那么:选择重要外表作为粗基准;选择非加工外表作为粗基准;有多个外表须要一次加工时,应选择精度要求最高,或者加工余量最小的外表作为粗基准;在同一尺寸方向通常只允许运用一次;选作粗基准的外表应平整光滑,有确定面积,无飞边、浇口、冒口,以保证定位稳定、夹紧牢靠。
精基准选择原那么:基准重合原那么;基准统一原那么;互为基准原那么;自为基准原那么;精确牢靠原那么。
3-5加工如图3-1所示零件,要求保证尺寸6。但该尺寸不便测量,要通过测量尺寸L来间接保证。试求测量尺寸L及其上、下偏向。
解:根据题意作出尺寸链图,并列出竖式:
根本尺寸
26
-36
6
0
6

-
L
图3-20尺寸链图
解得mm。
图3-1题3-5图
3-6加工套筒零件,其轴向尺寸及有关工序简图如图3-2所示,试求工序尺寸和及其极限偏向。
图3-2题3-6图
解:对于工序1,
解:根据题意作出尺寸链图,并列出竖式:
根本尺寸
50
0
-22
0

图3-20尺寸链图
解得mm。
对于工序2,解:根据题意作出尺寸链图,并列出竖式:
根本尺寸
50
0
-
-
25
0

解得mm。
3-7机械加工外表质量包括哪些内容?
答:机械加工外表质量包含外表层的几何形态特征和外表层的物理力学性能两方面的内容。其中,外表层的几何形态特征主要由外表粗糙度、外表波度、外表加工纹理、伤痕组成;外表层的物理力学性能包括外表层的加工冷作硬化、外表层的金相组织变更、外表层的剩余应力。
3-8常用的装配方法有哪几种?
答:常用的装配方法有互换法、选配法、修配法、调整法四种。
第四章机床常用夹具
4-1机床夹具通常由哪些部分组成?每个组成部分起何作用?
答:机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、连接元件、对刀或导向元件、夹详细和其他装置或元件组成。
定位元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置;夹紧装置的作用是将工件压紧夹牢,并保证工件在加工过程中正确位置保持不变;连接元件用于确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的互相位置;对刀或导向元件的作用是保证工件加工外表及***之间的正确位置;其他装置或元件是根据加工须要,用来实现分度、靠模、上下料、工件顶出以及平衡等。
4-2什么叫定位基准?举例加以说明。
答:定位基准是在加工中用作定位的基准。以下图所示的轴承座用底面A和侧面B来定位,外表A和B就是轴承座的定位基准。
4-3试举例说明什么叫工件在夹具中的“不完全定位〞?
答:不完全定位是指根据工件的要求,并不须要限制工件的全部自由度,这样的定位,称为不完全定位。如以下图所示,并不须要限制x方向的平移和绕x方向的旋转两个自由度,只需由三爪卡盘夹持限制其余四个自由度即可。
4-4针对图4-1工件钻孔工序的要求,试确定:
〔1〕定位方法和定位元件。
〔2〕分析各定位元件限制着哪几个自由度?
图4-1题4-4图
答:〔1〕承受工件底面、上平面、垂直于上平面并及工件左〔右〕侧相切的一个平面定位;定位元件为一块宽支承板和两块窄支承板。
〔2〕及工件上平面接触的窄支承板限制上下方向的挪动自由度和程度面内的旋转自由度;侧面的窄支承板限制左右方向的挪动自由度;宽支承板限制垂直于纸面的挪动自由度和其余两个旋转自由度。
4-5什么叫定位误差?定位误差由哪些因素引起?定位误差的数值一般应限制在零件加工公差的什么范围之内?
答:定位误差指工序基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量,称为定位误差,用
表示。
定位误差产生的缘由有定位基准位移误差、定位基准及工序基准不重合产生的基准不重合误差两个方面。
一般限定定位误差不超过工件加工误差的1/5~1/3,即≤〔1/5~1/3〕。
4-6在图4-2所示工件上欲铣削一缺口,保证尺寸mm,试确定工件的定位方案,并分析定位方案的定位误差。
图4-2题4-6图
答:工件左端面及下部均承受支承板定位,并在垂直于这两块支承板的方向再承受一支承板,及工件母线接触实现完全定位。
由于是平面支承定位,因此该定位方案的基准位移误差为0,即=0;
由于定位基准为左端面,而工序基准为工件右端面,因此,存在基准不重合误差,=。
定位误差=+=。
4-7试分析图4-3所示的夹紧方案是否合理?如不合理,应如何改进?
图4-3题4-8图
答:图a〕所示夹紧方案中,夹紧力作用点没有落在定位元件的支承面内,不合理。需将夹紧元件左移,使夹紧力落在支承钉的作应范围内。
图b〕所示夹紧方案中,夹紧力的作应点没有工件刚性较差处,不合理。需将夹紧元件挪动位置,使夹紧力落在工件凸台这一刚性较好的位置。
图c〕所示夹紧方案中,夹紧力的方向偏离了定位元件的支承面,产生了使工件翻转的力矩,破坏了工件的定位。需将夹紧力作应点移至及定位元件支承面内。
第五章典型外表加工及特种加工工艺
5-1外圆加工有哪些方法?如何选用?
答:外圆面常用的加工方法有车削、磨削和光整加工。
选择外圆的加工方法时,除了考虑满意图纸技术要求外,还应考虑零件的材料、热处理要求、零件的构造、消费纲领、现场设备、操作者技术水同等因素。一般来说,外圆加工的主要方法是车削和磨削;对于精度要求高、外表粗糙度值小的工件外圆,还须要经过研磨、超精加工等才能到达要求;对某些精度要求不高但需光亮的外表,可通过滚压或抛光获得。
5-2加工如图5-1所示的轴套内孔A,请按表5-1所列的不同要求,选择加工方法及加工依次〔数量:50件〕
表5-1套筒内孔加工的不同要求
内孔A的加工要求
材料
热处理
尺寸精度
外表粗糙度
40H8
45
调质
10H8
45
调质
100H8
45
淬火
40H6
45
/
40H8
ZL104〔铝合金〕
/
答:对于第一种要求,可以承受钻-扩-铰的加工方案实现。
对于第二种要求,可以承受钻-铰的加工方案实现。
对于第三种要求,可以承受粗镗-半精镗-淬火-精镗的加工方案实现。
对于第四种要求,可以承受钻-粗镗-半精镗-粗磨-精磨的加工方案实现。
对于第五种要求,可以承受钻-扩-铰的加工方案实现
5-3平面铣削有哪些方法?各适应于什么场合?
答:平面铣削按加工质量可分为粗铣和精铣。粗铣的精度为IT14-IT12,外表粗糙度值为50-;精铣的精度为IT9-IT7,外表粗糙度值为。
按铣刀的切削方式不同,可分为周铣和端铣。周铣适用于在中小批量消费中铣削狭长的平面、键槽及某些曲面。端铣适用于大批量消费中铣削宽大平面。
5-4特种加工的特点是什么?有哪些工艺方法?
答:特种加工的特点为:主要依靠机械能以外的能量〔电能、化学能、声能、热能等〕去除材料,多数属于“熔溶加工〞的范畴;工具硬度可以低于被加工材料的硬度,即“以柔克刚〞;加工过程中,工具和工件之间不存在显著的机械切削力;主运动的速度一般都较低;理论上,某些方法可能成为
“纳米加工〞的重要手段;加工后的外表边缘无毛刺残留,微观形貌“圆滑〞。
工艺方法有电火花加工、线切割加工、电化学加工、高能束加工、超声波加工、快速成形技术等。
5-5“三束加工〞指哪些加工方法?各有哪些应用?其中最有可能成为纳米加工的方法是哪种?
答:“三束加工〞指激光束、电子束、离子束。
激光束加工技术应用于打孔、切割、电子器件的微调、焊接、热处理、激光存储、激光制导等各个领域。电子束加工应用于高速打孔、型面和特殊面加工、蚀刻、焊接、热处理、光刻等领域。离子束加工应用于刻蚀加工、镀膜加工、离子注入等领域。
其中最有可能成为纳米加工的方法是离子束加工。
5-6非铁金属外圆、平面、孔的精加工一般承受什么方法?
答:非铁金属外圆的精加工一般承受精车或磨削;非铁金属平面的精加工一般承受精铣、精刨、磨削;非铁金属孔的精加工一般承受精铰、精镗、磨削。