习题集

（习题集）

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机械工程学院

2013年3月

模块一 切削加工理论及应用

第1章 切削加工理论

一、简答题

1. 写出车外圆、钻孔、拉孔、镗孔及铣削平面这几种加工方法的主运动和进给运动。

2. 刀具角度有哪些作用？主偏角r κ与刃倾角s λ确定了刀具哪一结构的空间位置？

3. 在定义切削速度、刀具参考系和刀具角度时，为何要强调“切削刃上选定点”这一表达？

4. 刀具法平面参考系和正交平面参考系有何异同？在法平面n P 和正交平面o P 内的前角和后角有何关系？什么情况下n P 与o P 重合？

5. 刀具切削部分材料应具备哪些性能？

6. 下列牌号的刀具材料有何特性？适用于何种场合？ （1）W9Mo3Cr4V （2）YG6X

（3）W6Mo5Cr4V2Al （4）YT15

7. 试根据切屑变形模型分析三个变形区的特征。

8. 切削塑性金属时，容易在前刀面上产生积屑瘤，切削速度对其有何影响？它对切削过程有何积极影响和消极影响，

9. 简述影响切削变形的因素。

10. 试分析在常规切削速度条件下加工塑形金属时，切削用量三要素对切削力、切削温度、刀具耐用度的影响规律，这些规律对于生产实际有何指导意义？

11. 以硬质合金刀具和高速钢刀具为例，分析影响刀具磨损的主要原因。

12. 切削塑形金属时，有哪些切削类型？它们之间是怎样相互转换的？

二、作图题

13. 作图表示外圆车刀的几何角度：r κ=45°、'r κ=5°、o γ=15°、o α=15°、s λ=5°、'

o α=10°。 .

14. 作图表示切断刀的几何角度：r κ=90°、'

r κ=2°、o γ=5°、o α=12°、s λ=0°。

三、计算与综合

15. 车削直径为80mm ，长200mm 的棒料外圆，若选用p a =4mm ，f =0.5mm/r ，n =240r/min 。 （1）试计算切削速度c v 、切削机动时间m t 及材料切除率Q ;

（2）若使用车刀的主偏角为r κ=75°，试计算切削厚度D h 、切削宽度D b 及切削层公称面积D A 。

16. 已知用r κ=90°、'

r κ=2°、o γ=5°、o α=12°、s λ=0°的切断刀切断直径为50mm 的棒料。 （1）若切削刃安装时高于中心0.2mm ，不考虑进给运动的影响，试计算切断后，工件端面留下的剪断心柱直径；

（2）若进给量f =0.1mm/r ，切削刃与中心等高，试计算试计算切断后，工件端面留下的剪断心柱直径。

17. 车削外径36mm 、中径33mm 、内径29mm 、螺距6mm 的梯形螺纹时，若使用车刀前角为0°、左刃后角L o α=12°、右刃后角R o α=6°。试问左、右刃工作前、后角是多少？

第2章切削加工理论的应用

1. 切削塑形金属时，有哪些理想的切屑形状？可从哪些方面控制切屑的形态？

2 可以用哪些指标来衡量材料的切削加工性？

3. 试分析钛合金TC9的切削加工性？

4. 已加工表面质量包含哪些内容？怎样减小表面粗糙度(从切削用量、刀具参数及切削过程分析)？

5. 分别说明倒角刀尖、修圆刀尖、刃口圆弧和倒棱的作用和适用场合。

6 切削液有哪些作用？常用切削液有哪些类型？试从工件材料、刀具材料、加工要求及加工方法四个方面说明怎样选择合理的切削液？

7. 在传统的有级变速机床上切削时，切削用量的选择有何原则？选定背吃刀量和进给量后，怎样确定切削速度？在数控机床和加工中心中，这一原则是否仍然使用？为什么？

二、综合应用

8. 用车刀车削一长度为300mm ，直径为30mm 的细长轴类零件，零件毛坯的直径为φ41mm ，要求加工到05

.005.035+-φ，分为粗、精两次加工。已知： 工件材料： 不锈钢1Cr18Ni9Ti （G Pa 539.0=b σ）。 刀具材料： (a) YG3X ；(b) 陶瓷；(c) YG8C ；(d) PCD 。

刀具角度： ①主偏角：（a ） 30r ＝κ；（b ） 75r ＝κ。②前角：（a ） 10o ＝γ；（b ）

20o ＝γ。③刃倾角：（a ）

5s -＝λ；（b ） 5s ＝λ。

切削用量： (a) 4.2=p a mm ，5.0=f mm/r ，60=c v m/min ；(b) 6.0=p a mm ，1.0=f mm/r ，

100=c v m/min

回答以下问题：

（1）选择粗车和精车时刀具材料；

（2）选择粗车和精车时切削用量；

（3）选择粗车和精车的合理刀具角度并说明理由；

（4）查表计算粗加工时的切削力c F 和消耗的功率Pc 。

（5）试计算粗加工时求刀具寿命为60min 时的切削速度60v

模块二切削刀具及其应用

第3章车削刀具

一、简答题

1. 相比焊接车刀，机夹可转位车刀有何特点？某一可转位刀片的型号为SCMA，试分析该刀片的特点及应用场合。

2. 普通卧式车床上使用的可转位车刀和数控机床上使用的可转位车刀有何差别？（分别从刀片的装夹方式和刀具的装夹和对刀简述）

3. 成形车刀的前角和后角是怎样形成的？在哪个参考平面内测量？前角大于0°时，刀具廓形和工件廓形是否相同？

=0°，如何改善？

4. 图示说明成形车刀切削刃呈什么形状时，该处的

O

二、分析题

5.试分析教材P101图5-6所示自锁式切断车刀切下的切屑变窄机理。

6. 图为可转位车刀刀片的夹紧机构，试分析刀片的定位和夹紧原理，并说明弹簧8有何作用？

三、设计题

7.用计算法算出加工图6-11所示工件的棱体成形车刀的廓形深度值，并用作图法作出成形车刀廓形。

第4章孔加工刀具

一、简答题

1．麻花钻后角为什么标注在外圆周柱断面中？为什么钻头中心处的后角的数值要磨得大一些？

2. 麻花钻磨损有何特点？其刃带磨损会产生什么危害？

3. 分析麻花钻横刃的切削条件，怎样理解横刃在切削过程中的楔劈挤压的过程。

4. 为了改善麻花钻的结构缺陷，可修磨麻花钻的哪些结构？各自的目的是什么？

5. 为什么微调镗刀要产生预紧力和消除螺纹副的轴向间隙？

6. 相对于固定镗刀，浮动镗刀有何特点？

7. 分析可转位单刃铰刀能获得较高的加工精度、较小的表面粗糙度和消除孔的多边形误差的原因。

8. 设计复合孔加工刀具时，应该着重处理好哪些问题？

二、深孔钻系统分析

9. 分析如图所示喷吸钻系统的工作原理，并说明这种钻头的应用。

三、综合设计

10. 粗铰730H 的HT200发动机机体通孔时，若采用煤油作为切削液，试确定铰刀的材

料、直径、公差、齿形、齿数、齿形、前角、后角、主偏角及刃倾角。

第5章铣削刀具

一、简答题

1. 圆柱螺旋铣刀的前角和后角分别在哪个参考平面内标注？这样标注有何好处？

2. 从铣削宽度和铣削深度分析圆柱铣刀和立铣刀制成较大螺旋角（刃倾角）的原因。

3. 分析圆周铣削时顺铣和逆铣在切削过程和加工表面质量的特点？

4. 端铣时，对称铣削、不对称顺铣和不对称逆铣各适合加工哪些材料？

5. 解释硬质合金面铣刀破损的原因，怎样防止面铣刀的破损？

6. 铲齿曲线应满足什么要求？怎样实现？

二、综合应用题

7．已知圆柱螺旋铣刀的前角O γ=15°、后角o α=15°、螺旋角β=30°。试解决以下问题： （1）计算法向前角n γ及法向后角n α。

（2）作图标注以上角度，并说明主偏角为多少°。

8. 要加工尺寸范围在6000mm ×200mm 的矩形范围内的材料为HT200零件断续凸台表面，如果采用可转位面铣刀一次性走刀加工完，选择合理的铣削方式、铣刀材料、铣刀直径、前角及主偏角。

三、设计题

9. 如图为一工件的截形，已知m m 201=h 、m m 201=b 、mm 2023=—

， 圆弧12和34的半径为25mm 。铣刀外径mm 100=d 、?=5f γ、齿数10=z 、铲削量mm 5.4=K 。设计铣刀轴向和前刀面廓形。

第6章复杂刀具

一、简答题

1. 拉刀用于哪些场合？能够达到多高的精度和表面粗糙度？

2. 拉削有哪几种方式？各有何优缺点和适用范围？

3. 拉削过程中会出现哪些影响精度和表面粗糙度度的因素？怎样解决这些问题？

4. 螺纹刀具有哪些类型？各合适在什么场合加工什么样的螺纹？

5. 为什么说拉削丝锥实质上是一把螺旋拉刀，试用拉刀、铲齿成形铣刀的结构参数分析拉削丝锥的几何参数。

6. 按被加工齿轮的类型，切齿刀具有哪些种类？

7. 滚刀的前角与螺旋角有几种组合方式？零前角、直槽滚刀有哪些优点？

8. 滚刀的前角、后角是如何形成的？

9. 决定阿基米德滚刀产形蜗杆轴向齿形角的原则是什么？

10. 使用滚刀时如何正确的安装、调整与重磨？

11．插齿刀在使用时如何正确安装、重磨与校验？

12. 蜗轮滚刀在工作原理、结构方面与齿轮滚刀有何区别？

二、综合应用

13. 加工m m 3n =m 、28=z 、?=30β的斜齿轮。 （1）如果采用盘形齿轮铣刀，刀号应选多少？

（2）如果采用齿轮滚刀，试确定滚刀的外径、孔径、长度。

14. 加工如图所示工件，已知工件材料为35钢，G Pa 60.0=b σ，使用机床为卧式拉床L6110，拉削方式为综合式拉削。已知工件参数如下：

刀具材料选用：W18Cr4V ，刃部热处理至HRC63~65。现设计此拉刀，请完成以下任务。 （1） 确定粗切齿的齿升量I z f 及齿数I Z ；

（2） 选择拉刀的几何参数；

（3） 确定拉刀的齿距、容屑槽和分屑槽；

（4） 试校核拉刀在第一刀齿处的强度。

第7章数控刀具及其工具系统

一、简答题

1. 对比普通刀具，数控刀具应具备哪些特点？

2. 何谓数控刀具的工具系统？它包括哪些部分？

3. 数控刀具尺寸补偿有哪些方式？

4. 说明工具系统模块TMG28A · ISOJT50 · 80-70各符号代表的意义。

二、原理图分析

5 分析如图所示镗刀压电晶体补偿装置的工作原理，并说明镗刀的补偿量由什么参数控制？

7. 分析如图所示刀具自动换刀装置的换刀过程。

1.刀库；

2.刀具；

3.主轴；

4.滑枕；

5.工件

7．分析图示车削工具系统的工作原理。

1—带有椭圆三角短锥接柄的刀头模块 2—刀柄 3—涨环 4—拉杆

8. 分析如图所示HSK 工具系统的工作原理。

弹性卡抓

拉杆

模块三先进切削加工技术

第8章先进切削加工技术

1. 对比常规切削速度下切削速度对切屑变形、切削力和切削温度的影响规律，分析高速切削条件下切削速度对切屑变形、切削力和切削温度的影响规律；并以此规律说明高速切削加工有哪些优势？

2. 高速切削对机床主轴组件、进给系统有何特殊要求？

3.适用于高速切削的刀具材料选择应该遵循哪些原则？

4.为什么高速切削很适合于大型薄壁复杂铝合金零件以及复杂模具型腔的加工？

5. 精密切削时，切削用量三要素对切削力的影响有哪些特殊的规律？

6. 深孔加工应该解决那些问题？目前有哪些典型的深孔加工系统？

7. 以目前普遍接受的观点，振动在切削过程中有哪些作用？应用这些规律解释超声波振动切削机理。

8. 简述加热切削的基本原理。

9. 试论述绿色加工技术的概念，指出目前比较常见的绿色切削类型并简述其加工原理。