机械制造技术基础第二版
机械制造技术基础(第二版)第一章3-2
剃齿
剃齿主要加工滚 齿或插齿后未经 淬火的圆柱齿轮， 精度可达到7-6 级，属于展成法 加工。
剃齿是“自由啮 合”的展成加工 方法，不能修正 分齿误差。
图1.47 剃齿原理
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珩齿
பைடு நூலகம் 珩齿是用珩磨轮在珩齿机上进行的一种齿形光整加工方法， 其原理和方法与剃齿相同，主要用于加工经过淬火的齿轮。 用于消除淬火后的氧化皮，减小表面粗糙度。
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滚齿：滚刀旋转形成 主运动，滚刀沿工件 轴线方向的移动为进 给运动。
滚刀沿工件轴线方向 进给,实现直齿圆柱 齿轮的加工。如果加 工斜齿圆柱齿轮，需 要增加由刀架沿工件 轴向移动和工件附加 旋转运动组成的差动 运动，产生螺旋线齿 长。
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图1.41 滚齿加工
24
滚齿的特点 滚齿法精度较高，可获得8-7级精度的齿轮。 滚齿方法可以用同一模数的滚刀，滚削出相同
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铣齿的特点 成本低：铣齿可以在一般的铣床上进行，刀具
也比其他齿轮刀具简单，因为加工成本低。 加工精度低：由于铣刀分成若干组，齿形误差
较大，且铣齿时常用分度头转角度，定位精度 低，再加上铣齿时的冲击和振动等 生产率低：铣齿时，每铣一个齿槽都要重复切 入、切出、退刀和分度等，故生产效率低。
故铣齿仅适用于单件小批生产或维修工作种精 度不高的低速齿轮。
➢ 坐标镗分立式和卧式。 立式镗床还有单柱、 双柱之分。
图1.27 立式单柱坐标镗床
5
➢ 金刚镗床(fine boring machine)是一种高速精密镗床。 因初期采用金刚石镗刀而得名， 后已广泛使用硬质合金刀具。 这种镗床的工作特点是进给量 很小，切削速度很高（600～ 800米/分）。
➢ 在大批量生产的汽车、拖拉机 等行业中应用很广，主要用于 加工连杆轴瓦、活塞、油泵壳 体等零件上的精密孔，在航空 工业中也用于铝镁合金工件的 加工。加工孔的圆度在3微米以 内，表面粗糙度Ra0.63～0.08 微米。
机械制造技术基础（第2版）课后习题答案
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第四章 机械加工质量及其控制4-1 什么是主轴回转精度？为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转，而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的？解：主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度，它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。
车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低，随工件回转可减小摩擦力；外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高，顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。
4-2 在镗床上镗孔时（刀具作旋转主运动，工件作进给运动），试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。
答：在镗床上镗孔时，由于切削力F 的作用方向随主轴的回转而回转，在F 作用下，主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触，轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动，轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。
4-3 为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求？答：导轨在水平面方向是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向，故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。
4-4 某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000m m ，在垂直面内的直线度误差为0.025/1000m m ，欲在此车床上车削直径为φ60m m 、长度为150mm 的工件，试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。
解：根据p152关于机床导轨误差的分析，可知在机床导轨水平面是误差敏感方向，导轨垂直面是误差不敏感方向。
水平面内：0.0151500.002251000R y ∆=∆=⨯=mm ；垂直面内：227()0.025150/60 2.341021000z RR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯ ⎪⎝⎭mm ，非常小可忽略不计。
机械制造技术基础(第二版)第二章-5-0102
根据变形图像和塑性力学计算出各点的应力状态，称图像—塑性法 。
2、快速落刀法
使刀具快速脱离工件，把切削过程冻结， 将留下的切屑根部做成标本，供观察。
探索不同条件下的切削变形特征，可采用此法。
3、扫描电镜观察法
可观察切屑形貌研究切削变形过程；观察刀具磨损形貌研究磨损机理等。
4、高速摄影法 — 高速摄影机观察切削时金属变形情况 。 5、光弹性、光塑性试验 — 用来研究金属变形区的应力情况
在直角自由切削、以切屑为分离体、忽略其自身重力及剪切面上弯矩条件下，
分析作用在切屑上的力。 来自前刀面的力：
法向力Fn，摩擦力Ff β—摩擦角，γo—刀具前角
来自剪切面的力：
正压力Fns，剪切力Fs φ为剪切角
将各力均画在切削刃前方，可得如下公式：
Fs=τAs=τAc/sinφ Fr =Fs/cos(φ+β-γo）=τAc/sinφcos(φ+β-γo） Fz=Frcos(β-γo）=τAccos(β-γo）/sinφcos(φ+β-γo） Fy=Frsin(β-γo）=τAsin(β-γo）/sinφcos(φ+β-γo） Fy/ Fz =tg(β-γo ）
2.4.1 金属切削层的变形
以塑性材料的切屑形成为例，来说明金属切削层 的变形。金属切削变形金相显微照片如图所示：
1）变形区的划分
根据金属切削变形金相显微照片，可绘制如图所示 的金属切削过程中的滑移线和流线示意图。流线表 示被切削金属的某一点在切削过程中流动的轨迹。
大致划分为三个变 形区。这三个变形 区汇集在切削刃附 近，此处的应力比 较集中而复杂，切 屑与工件本体在此 处分离，大部分变 成切屑，很小一部 分留在已加工表面。
机械制造技术基础(第二版)第二章-4-01
半精加工 半精加工
0.9
精加工
9
YT类与YG类硬质合金相比的优缺点
取决TiC与WC性能差别
YT类硬质合金硬度、耐磨性高于YG类 YT类硬质合耐热性高于YG类 YT对普通钢的抗粘接、抗扩散、抗氧化高于YG
YT类硬质合强度、韧性低于YG类 YT类硬质合金导热性、焊接性能比YG差。
③ YW类硬质合金（ISO标准M类）
金属，相当于我国的YW类。
5
1）常用硬质合金的分类及其性能
根据碳化物含量，钴含量，硬质合金分类： ① YG类硬质合金（ISO标准K类）
这类合金是由WC和Co组成。我国生产的常 用牌号YG3、YG6、YG8等，数字代表Co 含量。
这类合金的硬度为89-91.5HRA，抗弯强度 为1.1-1.5GPa。
韧性较好，耐磨性较差。主要用于加工铸铁、 有色金属及非金属材料。
6
YG类硬质合金
ISO牌号 中国 牌号
Co(%)
K01 YG3X
3
硬度HRA 91.5
强度GPa
适用 范围
1.1 精加工
K05
K10
K20
YG6X
YG6
YG8
6
6
8
91
89.5
89
1.4
1.45
1.5
精加工
半精加工
粗加工
7
② YT类硬质合金（ISO标准P类）
2.3 刀具材料
2.3.1 刀具材料应具备的性能 2.3.2 高速钢 六大性能 2.3.3 硬质合金 2.3.4 陶瓷 2.3.5 金刚石 2.3.6 立方氮化硼 2.3.7 涂层刀具 2.3.8 刀具材料的发展
六大性能
1
2.3.3 硬质合金
(完整版)机械制造技术基础(第2版)第二章课后习题答案(2)
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第二章 金属切削过程2-1 什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系？ 答：切削用量三要素是指切削速度v 、进给量f 、背吃刀量a p （切削深度）。
在外圆车削中，它们与切削层参数的关系是：sin /sin D rD p r D ph f b a A fa κκ===切削层公称厚度： 切削层公称宽度： 切削层公称横截面积：2-2 确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要几个基本角度？试画图标出这些基本角度。
答：确定外圆车刀切削部分几何形状最少需要7个基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、副前角、副后角和刃倾角，这些基本角度如下图所示（其中副前角、副后角不做要求）。
2-3 试述刀具标注角度和工作角度的区别。
为什么车刀作横向切削时，进给量取值不能过大？答：刀具标注角度是在静态情况下在刀具标注角度参考系中测得的角度；而刀具工作角度是在刀具工作角度参考系中（考虑了刀具安装误差和进给运动影响等因素）确定的刀具角度。
车刀作横向切削时，进给量取值过大会使切削速度、基面变化过大，导致刀具实际工作前角和工作后角变化过大，可能会使刀具工作后角变为负值，不能正常切削加工（P23）。
2-4 刀具切削部分的材料必须具备哪些基本性能？答：（P24）(1) 高的硬度和耐磨性；(2) 足够的强度和韧性；(3) 高耐热性；(4) 良好的导热性和耐热冲击性能；(5)良好的工艺性。
2-5 常用的硬质合金有哪几类？如何选用？答：（P26）常用的硬质合金有三类：P类（我国钨钴钛类YT），主要用于切削钢等长屑材料；K类（我国钨钴类YG），主要用于切削铸铁、有色金属等材料；M类（我国通用类YW），可以加工铸铁、有色金属和钢及难加工材料。
2-6 怎样划分切削变形区？第一变形区有哪些变形特点？答：切削形成过程分为三个变形区。
第一变形区切削层金属与工件分离的剪切滑移区域，第二变形区前刀面与切屑底部的摩擦区域；第三变形区刀具后刀面与已加工表面的摩擦区域。
机械制造技术基础第2版第一章课后习题答案
机械制造技术基础第2版;第一章课后习题答案第一章课后习题答案1. 什么是机械制造技术？机械制造技术是指应用一定的工艺方法和技术手段，通过对原材料进行加工和变形，制造出满足特定要求的机械零件、机械装配件和机械产品的一门技术。
2. 机械制造技术的基本任务是什么？机械制造技术的基本任务是根据产品的设计要求，选择合适的材料，通过加工、装配、调试等工艺方法，制造出合格的机械零部件和机械产品。
3. 机械制造技术的发展趋势有哪些？机械制造技术的发展趋势主要包括以下几个方面：- 数字化：采用计算机辅助设计、计算机数控加工等数字化技术，提高制造过程的自动化程度和生产效率。
- 精密化：提高加工精度和表面质量，满足高精度产品的需求。
- 智能化：引入人工智能、机器视觉等技术，实现机械设备的自主感知、自主决策和自主控制。
- 绿色化：采用环保材料和工艺方法，减少对环境的污染和资源的消耗。
- 系统化：实现机械制造全过程的集成化管理，提高生产效率和产品质量。
4. 什么是机械零件？机械零件是指机械装配中的独立零部件，是构成机械装配的基本元素。
机械零件可以分为标准件、普通件和特殊件。
5. 机械零件的分类有哪些？机械零件可以按照用途、结构和加工工艺等方面进行分类。
按照用途可以分为传动零件、支撑零件、密封零件、连接零件等。
按照结构可以分为轴类零件、盘类零件、套类零件、筒类零件等。
按照加工工艺可以分为常规加工零件、特殊加工零件、模具加工零件等。
6. 什么是机械装配件？机械装配件是指由一个或多个机械零件组成，通过装配与其他部件连接在一起，共同构成机械设备的一种零部件。
7. 机械装配件的分类有哪些？机械装配件可以按照装配方式、功能和结构特点进行分类。
按照装配方式可以分为插装件、螺纹连接件、焊接件等。
按照功能可以分为传动件、转动件、固定件等。
按照结构特点可以分为标准件、非标准件、专用件等。
8. 什么是机械产品？机械产品是指由一个或多个机械装配件组成，通过装配和调试后，能够满足特定功能要求的一种产品。
机械制造技术基础(第2版)第一章课后习题答案
《板滞制制技能前提》部分习题参照解问之阳早格格创做第一章绪论1-1 什么是死产历程、工艺历程战工艺规程？问：死产历程——从本资料（大概半成品）进厂，背去到把成品制制出去的各有闭处事历程的总称为该工厂的历程.工艺历程——正在死产历程中，通常属曲交改变死产对付象的尺寸、形状、物理化教本能以及相对付位子闭系的历程.工艺规程——记录正在给定条件下最合理的工艺历程的相闭实质、并用去指挥死产的文献.1-2 什么是工序、工位、工步战走刀？试举例证明.问：工序——一个工人大概一组工人，正在一个处事天对付共一工件大概共时对付几个工件所连绝完毕的那一部单干艺历程.工位——正在工件的一次拆置中，工件相对付于机床（大概刀具）每吞噬一个确切位子中所完毕的那一部单干艺历程.工步——正在加工表面、切削刀具战切削用量（仅指机床主轴转速战进给量）皆稳定的情况下所完毕的那一部单干艺历程.走刀——正在一个工步中，如果要切掉的金属层很薄，可分频频切，每切削一次，便称为一次走刀.比圆车削一阶梯轴，正在车床上完毕的车中圆、端里等为一个工序，其中，n, f, ap稳定的为一工步，切削小曲径中圆表面果余量较大要分为频频走刀.1-3 什么是拆置？什么是拆夹？它们有什么辨别？问：拆置——工件经一次拆夹后所完毕的那一部单干艺历程.拆夹——特指工件正在机床夹具上的定位战夹紧的历程.拆置包罗一次拆夹战拆夹之后所完毕的切削加工的工艺历程；拆夹仅指定位战夹紧.1-4 单件死产、成批死产、洪量死产各有哪些工艺特性？问：单件死产整件互换性较好、毛坯制制细度矮、加工余量大；采与通用机床、通用夹具战刀具，找正拆夹，对付工人技能火仄央供较下；死产效用矮.洪量死产整件互换性佳、毛坯细度下、加工余量小；采与下效博用机床、博用夹具战刀具，夹具定位拆夹，收配工人技能火仄央供不下，死产效用下.成批死产的毛坯细度、互换性、所以夹具战刀具等介于上述二者之间，机床采与通用机床大概者数控机床，死产效用介于二者之间.1-5 试为某车床厂丝杠死产线决定死产典型，死产条件如下：加工整件：卧式车床丝杠（少为1617mm，曲径为40mm，丝杠细度等第为8级，资料为Y40Mn）；年产量：5000台车床；备品率：5%；成品率：0.5%.问：该丝杠加工属于成批死产，不属于大批量死产.年死产目发为：1-6 什么是工件的定位？什么是工件的夹紧？试举例证明.问：工件的定位——使工件相对付于机床占有一个细确的位子的历程.工件的夹紧——将定位以去的工件压紧，使工件正在加工历程中总能脆持其细确位子.如正在铣床上使用台虎钳拆夹一个矩形工件，该当是先定位，后夹紧.1-7 什么是工件的短定位？什么是工件的过定位？试举例证明.问：短定位——工件定位时该当节制的自由度不节制的局里.过定位——几个定位元件共时节制一个自由度的局里.如：采与三爪卡盘夹持短轴，夹持过短（短销）属于短定位；用三爪卡盘战尾座顶尖拆夹一个轴类工件，也属于过定位.1-8 试举例证明什么是安排基准、工艺基准、工序基准、定位基准、丈量基准战拆置基准.问：安排基准——安排图样上标注安排尺寸所依据的基准；工艺基准——工艺历程中所使用的基准，包罗工序、定位、丈量战拆置基准；工序基准——正在工序图上用去决定本工序加工表面尺寸、形状战位子所依据的基准；定位基准——正在加工中用做定位的基准；丈量基准——工件正在加工中大概加工后，丈量尺寸战形位缺面所依据的基准；拆置基准——拆置时用去决定整件大概部件正在产品中相对付位子所依据的基准.工艺基准应大概战安排基准普遍.（简曲举例略）.1-9 有人道：“工件正在夹具中拆夹，只消有6个定位收启面便是实足定位”，“通常是少于6个定位收启面，便是短定位”，“通常是少于6个定位收启面，便不会出现过定位”，上头那些道法皆对付吗？为什么？试举例证明.问：上述道法皆是分歧过失的.工件正在夹具中拆夹，6个定位收启面不克不迭按央供安插，便不克不迭节制6个自由度；少于6个定位收启面，纷歧定是短定位，果为有些工件不需要节制6个自由度；如正在仄里磨床上用磁力吸盘拆夹工件，只节制3个自由度即可谦脚加工央供.少于6个定位收启面，如果收启规区分歧理，也大概出现过定位.1-10 分解图1-10所示工件（图中工件用细单面划线画制）的定位办法，并回问以下问题：（1）各定位件所节制的自由度；（2）推断有无短定位大概过定位局里，为什么？图中加工里用细乌线标出.图1-10a、b、d、e为车削工序，图1-10c为钻孔工序，图1-10f 为镗A孔工序，图1-10g为钻大头孔工序，图1-10h为铣二端里工序.问：a) 二顶尖节制x移动、y移动、z移动、y转化、z转化5个自由度；三爪卡盘节制x移动、z移动2个自由度；x移动、z移动沉复节制，过定位.b)少销节制y移动、z移动、y转化、z转化4个自由度；台肩左仄里节制x移动、y转化、z转化3个自由度；y转化、z转化沉复节制，过定位.c)底仄里节制z移动、x转化、y转化3个自由度，左边短V 型块节制x移动、y移动2个自由度，左边可移动V型块节制了y 移动；有过定位，定位筹备可止.d)二顶尖节制x移动、y移动、z移动、y转化、z转化5个自由度；鸡心夹只传动扭矩，不节制自由度，该定位筹备可止.e)二戴齿顶尖节制x移动、y移动、z移动、y转化、z转化5个自由度，并传动转矩，该定位筹备可止.f) 底仄里（3个钉）节制z移动、x转化、y转化3个自由度，正里2个收启钉节制y移动、z转化2个自由度，共节制5个自由度，加工d孔，短定位，正在yoz仄里目标应有一个钉，节制x 移动.g)底仄里节制z移动、x转化、y转化3个自由度，左里短销节制x移动、y移动2个自由度，左里可移动短V型块节制z转化1个自由度，该定位筹备合理可止.h)正在z目标二个短V型块节制了x移动、y移动、x转化、y 转化4个自由度，x目标的短V型块节制了z移动、z转化2个自由度，该定位筹备合理可止.习题1-10图1-11 分解图1-11所示工件为谦脚加工央供所节制的自由度.先选定位基里，而后正在定位基里上标出所限的自由度，其画法如图8所示.图中细乌线为加工里.问：a)正在圆柱上钻孔，需要节制除y转化除中的5个自由度，可选中圆表面为定位基里，用二短V型块定位节制4个自由度（x 移动、z移动、x转化、z转化），正在轴背树立一收启钉，节制y 移动，即可谦脚加工央供.b)车短圆柱套筒端里需节制除x转化的5个自由度，可用中圆表面定位，三爪卡盘拆夹，少套筒节制y移动、z移动、y转化、z 转化4个自由度，左端里挡块节制x移动，即可谦脚加工央供.c)正在轴上铣槽需要节制除x转化除中的5个自由度，用功件中圆表面定位，用二短V型块定位节制4个自由度（y移动、z移动、y转化、z转化），正在轴背左正里大概者左正里树立一收启钉，节制x移动，即可谦脚加工央供.d)正在阶梯轴上钻孔需要节制除x转化除中的5个自由度，用功件小端中圆表面定位，用二短V型块定位节制4个自由度（y 移动、z移动、y转化、z转化），正在轴背左正里大概者左正里树立一收启钉，节制x移动，即可谦脚加工央供.e) 正在三角块形工件上加工二孔需要节制工件的6个自由度，可用底仄里定位，节制z移动、x转化、y转化三个自由度，用左正里（yoz仄里）二收启钉定位节制x移动、z转化2个自由度；用xoz左侧大概左侧一个收启钉定位节制y移动.习题1-11图。
机械制造技术基础(第二版)第二章-6-7 切削力 6-7
No. 33/52
通常rε↑ → Fx ↓ ， Fy ↑；对Fy、Fx影响程度大。 rε对Fy、Fx 影响较大；对Fz 影响程度较小，通常不考虑。
加工工艺系统刚性差时，为避免振动，易选较小刀尖圆弧。
No. 34/52
刀尖圆弧半径增大，刀刃曲线部分长度增大
No. 35/52
刀尖圆弧半径对切削力的影响
工作状态，如刀具折断、磨损、破损等。
学习要求
了解切削力的来源、分解的方法，掌握各分力的作用； 了解切削力的主要测量方法，掌握测力仪的测量原理； 熟悉切削力指数经验公式及式中个符号的意义； 掌握工件材料、切削用量、刀具角度/材料/磨损、切削液
等对切削力的影响。
第1节 切削力的来源、切削合力、切削功率 No. 4/52 1.1 切削力的来源
⑤ 刃口负倒棱
前刀面有负倒棱br1 时 → 切削力会增大
No. 36/52
一般切钢br1/f ≤5，切灰铸铁br1/f ≤3； 一般负倒棱宽度为：0.1～0.5mm
br1/f↑→切削力↑
切削过程中刀、屑接触长lf： 切钢时lf=（4~5）f，切灰铸铁时lf=（2~3）f
负倒棱负前角γo1绝对值↑→切削力↑ 一般 -10°≤γo1≤ -30°
用于设计进给机构、 计算进给运动功率 等。
No. 7/52
Fy —— 背向力（径向力）
处于基面内并与工 件轴线垂直。
用于计算工件挠度、 刀具强度、机床部 件强度等。
使工件在切削过程 中产生振动的力。
No. 8/52
切削力之间的关系 Fr FZ2 FN2 FX2 FY2 FZ2
No. 9/52
κr ≤60°~ 75°时， κr ↑→ Fz↓ κr增大，刀刃曲线长度将随之增大， 不自由切削长度增大，曲线刃上切削厚度是变化的且小于直线刃。
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机械制造技术基础第二版
目录第一章导论
习题与思考题
第二章制造工艺装备
第一节金属切削刀具的基本知识
第二节常用金属切削刀具与砂轮
第三节金属切削机床的基本知识
第四节车床
第五节齿轮加工机床
第六节磨床
第七节组合机床
第八节数字控制机床简介
第九节机床夹具
习题与思考题
第三章切削过程及控制
第一节金属切削过程的变形
第二节切削力
第三节切削热与切削温度
第四节刀具磨损与耐用度
第五节切削用量的合理选择
第六节切削液的合理选用
第七节磨削过程及磨削特征
第八节非金属硬跪材料的切削
习题与思考题
第四章机械加工质量分析与控制
第一节机械加工精度概述
第二节原理误差与工艺系统几何误差对加工精度的影响第三节工艺系统受力变形对加工精度的影响
第四节工艺系统的热变形对加工精度的影响
第五节加工误差的统计分析
第六节保证和提高加工精度的途径
第七节机械加工表面质量
第八节机械加工中的振动
习题与思考题
第五章机械工艺规程设计
第一节概述
第二节零件的工艺性分析
第三节定位基准的选择
第四节工艺路线的拟定
第五节机床加工工序的设计
第六节工艺过程的生产率与技术经济分析
第七节工艺尺寸链
第八节箱体类零件的加工工艺分析
第九节成组技术
第十节计算机辅助机械加工工艺规程设计第十一节装配工艺规程设计
习题与思考题
第六章特种加工与先进制造技术
第一节特种加工
第二节微细制造技术
第三节超精密加工
第四节柔性制造自动化技术与系统
第五节先进生产模式
习题与思考题
附录部分习题参考答案
参考文献。