教材习题参考答案

思考与练习题参考答案（部分）1-1 什么是生产过程、工艺过程、机械制造工艺过程？答：生产过程是根据设计信息将原材料和半成品转变为产品的过程。

工艺过程是在生产过程中，毛坯的制造成形（如铸造、锻压、焊接等），零件的机械加工、热处理、表面处理，部件和产品的装配等是直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为机械制造工艺过程，简称工艺过程。

采用合理有序安排的各种加工方法，逐步地改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程。

1-2 什么是工序、安装、工位、工步和走刀？答：工序是指由一个人（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程；安装——工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序。

工位——在一次工件的安装中，通过工作台的分度、移位可以使工件相对于机床变换加工位置，工件在每一个加工位置上所能完成的加工内容。

工步——在同一工位上，要完成不同的表面加工时，其中加工表面、刀具、切削速度和进给量不变的情况下所完成的工位内容。

走刀——刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。

1-3 什么是生产纲领、生产类型？答：企业根据市场需求和自身和生产能力决定的、在一年内应当生产的产品的产量和进度计划称为生产纲领。

企业（或车间、工段、班组，工作地）生产专业化程度的分类。

一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。

1-4 简述各种生产组织类型的特点。

答：单件小批生产时，其生产组织的特点是要能适应产品品种的灵活多变；中批生产时，采用通用设备与专用设备相结合，以保证其生产组织满足一定的灵活性和生产率的要求；大批大量生产时，广泛采用自动化专用设备，按工艺顺序流水线方式组织生产，生产组织形式的灵活性（即柔性）差。

1-5 简述机械制造过程的基本组成。

答：首先，组成机器的每一个零件要经过相应的工艺过程由毛坯转变成为合格零件；其次，要根据机器的结构与技术要求，把某些零件装配成部件；最后，在一个基准零部件上，把各个零件、部件装配成完整的机器。

3-1金属切削过程的实质是什么？试述前角、切削速度改变对切削变形的影响规律。

答： 金属切削过程的实质，是在机床上通过刀具与工件的相对运动，利用刀具从工件上切下多余的金属层，形成切屑和已加工表面的过程。

前角0γ增大，剪切角ϕ也增大，变形减小。

切削速度提高时，切削层金属变形不充分，第I 变形区后移，剪切角ϕ增大，切削变形减小；在积屑瘤的增长阶段，随切削速度的提高，积屑瘤增大，刀具实际前角0γ增大，切削变形减小。

而在积屑瘤减小阶段，随切削速度的提高，积屑瘤高度减小，实际前角0γ变小，切削变形又增大。

3-2为什么说背吃刀量对切削力c F 的影响系数1c F x ≈，而进给量对c F 的影响指数1c F y <？3-3什么是切削层？切削层的参数是如何定义的？答：切削加工时，刀具的切削刃从加工表面的一个位置移动到相邻的加工表面的另一个位置，两表面之间由刀具切削刃切下的一层金属层称为切削层。

过切削刃上选定点，在基面内测量的垂直于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称厚度。

过切削刃上选定点，在基面内测量的平行于加工表面的切削层尺寸，称为切削层公称宽度。

过切削刃上选定点，在基面内测量的切削层横截面面积，称为切削层公称横截面积。

3-4分别说明切削速度、进给量及背吃刀量改变对切削温度的影响。

答：在切削用量中，切削速度对切削温度影响最大，进给量次之，背吃刀量影响最小。

因为，背吃刀量增大后，切削宽度也增大，切屑与刀具接触面积以相同比例增大，散热条件显著改善；进给量增大，切削厚度增大，但切削宽度不变，切屑与前刀面接触长度增加，散热条件有所改善；切削速度提高，消耗的功增加，产生的热量增多，而切削面积并没有改变，所以切削是影响切削温度的主要因素。

3-5 刀具磨钝标准与刀具耐用度之间有何关系？确定刀具耐用度有哪几种方法？要提高刀具耐用度，前角和主偏角应如何变化？答：刃磨后的刀具，自开始切削到磨损量达磨钝标准为止的总切削工作时间，称为刀具耐用度。

确定刀具耐用度，可以用刀具寿命、达到磨钝标准前的切削路程或加工的零件数表示等方法。

前角增大，变形系数减小，切削力、切削温度都降低。

但前角对刀具耐用度的影响呈“驼峰型”，它的峰顶前角是耐用度最高的前角；主偏角减小，使刀尖 圆弧半径增大，增加了刀具强度和改善了散热条件，所以刀具耐用度增大，允许切削速度也提高。

3-6试论述三个变形区的变形实质及其对加工过程和质量的影响。

3-7车削直径80mm ，长200mm 的棒料外圆，若选用a p =4mm ，f=0.5mm/r ，n=140r/min ，试问切削速度V c 为多少？切削时间t m 为多少？若使刀具主偏角k γ=75°，试问其切削厚度、切削宽度、切削面积各为多少？ 28014011.235.2/min 10001000200 2.86min 0.5140sin 0.5sin 750.50.96590.48344 4.1412sin sin 750.96590.542c m D p D D D D p dn V m L t fn h f k mm a b mm k A h b fa mm γγπππ︒⨯===≈===⨯==︒=⨯========⨯=3-8刀具切削部分材料应具备哪些性能？涂层刀具有哪些优点？有几种涂层材料，它们各有何特点？ 答：刀具切削部分材料应具备：1)强度和耐磨性；2）硬度和韧性；3）耐热性；4）导热性和耐热冲击性；5）抗粘结性；6）化学稳定性；7）良好工艺性与经济性。

涂层刀具的镀膜可以防止切屑和刀具直接接触，减小摩擦，降低各种机械热应力；使用涂层刀，可缩短切削时间，降低成本，减少换刀次数，提高加工精度，且刀具寿命长；可减少或取消切削液的使用。

常用的涂层材料有TiN 、TiCN 、TiAiN 和超硬材料涂层。

3-9简述断屑过程。

卷屑槽有几种形式，各有何特点？答：在刀具前刀面上制出卷屑槽，促使切屑卷曲，切屑在流经卷屑槽时，受外力作用产生力矩，当卷曲应力大于弯曲强度时而产生断裂。

卷屑槽的槽形有折线形、直线圆弧开和全圆弧形有三种。

3-10粗磨外圆、钻孔、精铰孔、精刨铸铁件、拉孔、滚削齿轮可采用什么切削液？为什么？3-11什么叫相对加工性指标？用材料的哪些性能高低来衡量切削加工性好坏？ 答：以切削正火状态45钢的60c V 作为基准，而把其它各种材料的60c V 同它相比， 比值r k 称为材料的相对加工性。

即60(60)j c r c V k V =。

用材料的刀具耐用度指标、切削力、切削温度指标、加工表面质量指标及断屑难易程度指标来衡量切削加工性的好坏。

4-1 简述车削加工的工艺范围。

答：车削加工的工艺范围包括：车外圆、车端面、车槽、切断、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、车内外圆锥面、车螺纹、车成形面、滚花、攻丝、车台阶等。

4-2 简述车床的类型及各自的特点。

答：卧式车床 ：应用最普遍、工艺范围最广泛的一种类型。

可完成各种类型内外回转体表面的加工，还可进行钻、扩、铰、滚花等加工。

自动化程度低，加工生产率低，加工质量受操作者的技术水平影响较大。

落地车床与立式车床： 适合于加工直径较大面长度较短的工件。

转塔车床：成批加工形状复杂的工件时具有较高的生产率。

4-3 普通车床由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：普通车床的组成包括：基础件、主轴箱、刀架、进给箱、尾座、溜板箱（1）床身——车床其他部件的安装基础；（2）主轴箱——改变齿轮的啮合获得合适的主轴转速；（3）进给箱——传递运动，改变进给速度；光杠和丝杠——用于传递运动；（4）溜板箱——改变运动方向，并有互锁保护装置；（5）刀架——固定和安装刀具；（6）尾座——安装孔加工刀具，并可支承长工件；4-4 在CA6140型车床上车削导程P＝10mm的米制螺纹时，可能有几条传动路线？4-5 什么叫数控车床？数控车床的组成和结构有什么特点？4-6 可转位车刀常用的结构有几种？答：可转位车刀常用的结构有偏心式、杠杆式、楔销式、上压式。

4-7 车刀有哪些类型，各自适用于哪些加工场合？答：车刀有：整体式高速钢车刀、硬质合金焊接式车刀、机夹重磨式车刀和可转位式车刀等几种类型。

整体式高速钢车刀：一般用于较复杂的成形表面的低速精车。

硬质合金焊接式车刀：在一般的中小批量生产和修配生产中应用较多。

机夹重磨式车刀、可转位式车刀：适于大批量生产和数控车床使用。

4-8 成形车刀有哪些种类？各有什么特点？答：成形车刀常见的类型有：平体成形车刀、圆体成形车刀、棱体成形车刀和切向成形车刀。

平体成形车刀用来加工外成形表面，重磨次数少；用于加工宽度不大，成形表面比较简单的工件；圆体成形车刀用于内外回转体成形表面的加工，重磨次数最多，制造比较容易，应用较多；棱体成形车刀用来加工外成形表面，但重磨次数较多；4-9 车床夹具由哪几部分组成？答：车削夹具的基本组成包括夹具体、定位元件、夹紧装置、辅助装置等部分。

5-1与车削相比，铣削过程有哪些特点？答：与车削相比，铣削过程的特点是：1.多个刀齿参与切削，铣削加工生产率高2.每个刀齿依次切入和切出，断续切削，表面质量差。

3.多刃刀具相邻刀齿间容屑空间有限，造成排屑不顺，影响刀具寿命。

4.同一个被加工表面可以采用不同的铣削方式、不同的刀具。

5-2有一工件表面需要铣削宽度为20mm、H9级精度的直槽（通槽），现有尖齿铣刀、直齿三面刃铣刀和键槽铣刀可供选择。

选择哪个铣刀最合适？为什么？5-3试分析比较圆周铣削时，顺铣和逆顺的优缺点。

答：1.逆铣：铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与进给方向相反。

逆铣时，刀齿的切削厚度ac从零逐渐增大。

刀齿在开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压和摩擦，使这段表面产生严重的冷硬层，使刀齿容易磨损，同时使工件表面粗糙度增大，垂直切削分力向上易引起振动。

2.顺铣：铣削时，铣刀切入工件时切削速度方向与进给方向相同。

顺铣时，刀齿的切削厚度从最大逐渐减至零，避免了逆铣时的刀齿挤压、滑行现象，已加工表面的加工硬化程度大为减轻，表面质量也较高，刀具耐用度也比逆铣时高。

同时垂直方向的切削分力始终压向工作台，避免了工件的振动。

但如果丝杆与螺母传动副中存在间隙，易使工作台出现窜动，造成进给不均匀。

5-4可转位面铣刀刀片是怎样定位的？常用的夹固结构有几种形式，各有什么特点？答：可转位面铣刀刀片最常用的定位方式是三点定位，可由刀片座或刀垫实现；常用的夹固结构有：（1）螺钉楔块式：具有结构简单，夹紧可靠、工艺性好等优点；（2）拉杆楔块式：具有结构所占空间小，结构紧凑，可增加铣刀齿数，有利于提高切削效果，用于细齿可转位面铣刀；（3）上压式：具有结构简单、紧凑、零件少、易制造等优点，用于小直径面铣刀。