机械制造技术基础(第三版)第五章课后题答案
机械制造技术基础第三版课后习题答案,卢秉恒主编, pdf
1 第二章2-1.金属切削过程有何特征用什么参数来表示答2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点它们之间有什么关联答第一变形区变形量最大。
第二变形区切屑形成后与前刀面之间存在压力所以沿前刀面流出时有很大摩擦所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近应力比较集中而且复杂金属的被切削层在此处于工件基体分离变成切屑一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响生产中最有效地控制它的手段是什么答在中低速切削塑性金属材料时刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面两接触表面的金属原子产生强大的吸引力使少量切屑金属粘结在前刀面上产生了冷焊并加工硬化形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上减少了刀具的磨损积屑瘤使刀具的实际工作前角大有利于减小切削力积屑瘤伸出刀刃之外使切削厚度增加降低了工件的加工精度积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见积屑瘤对粗加工有利生产中应加以利用而对精加工不利应以避免。
消除措施采用高速切削或低速切削避免中低速切削增大刀具前角降低切削力采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别若有区别而这何处不同答切屑形成后与前刀面之间存在压力所以流出时有很大的摩擦因为使切屑底层又一次产生塑性变形而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的标注角度与工作角度有何不同答分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角P17。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
2-6金属切削过程为什么会产生切削力答因为刀具切入工具爱你是被加工材料发生变形并成为切屑所以1要克服被加工材料弹性变形的抗力2要克服被加工材料塑性变形的抗力3要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。
机械制造技术基础课后部分习题及答案
2-2切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？答：切削塑性金属材料时，刀具与工件接触的区域可分为3个变形区：①第一变形区（基本变形区）：是切削层的塑性变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；②第二变形区（摩擦变形区）：是切屑与前面摩擦的区域；③第三变形区（表面变形区）：是工件已加工表面与后面接触的区域。
它们之间的关联是：这三个变形区汇集在切削刃附近，此处的应力比较集中而且复杂，金属的被切削层就在此处与工件基体发生分离，大部分变成切屑，很小的一部分留在已加工表面上。
2-3分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-7车削时切削合力为什么常分解为三个相互垂直的分力来分析？分力作用是什么？答：（1）车削时的切削运动为三个相互垂直的运动：主运动（切削速度）、进给运动（进给量）、切深运动（背吃刀量），为了实际应用和方便计算，在实际切削时将切削合力分解成沿三个运动方向、相互垂直的分力。
（2）各分力作用：切削力是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率所必须的；进给力是设计进给机构、计算车刀进给功率所必需的；背向力是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据，与切削过程中的振动有关。
2-11背吃刀量和进给量对切削力和切削温度的影响是否一样？为什么？如何运用这一定律知道生产实践？答：不一样。
机械制造技术基础习题答案
4-16 加工一批工件的外圆，图样要求尺寸为 Φ30±0.07mm，加工后测得本工序按正态分布，有 8%不合格品，且其中一半为可修复不合格品。试分析 该工序的工序能力。 解：已知工序能力为：Cp=T/6σ,故需求σ值。 根据z=(x-μ)/σ，因此，且由题意可知合格率 为92%，且分散范围中心与公差带中心重合，故有： F(z)=0.42，查表可得：z=1.4 由题意可知（x-μ)=0.07，故可得：σ=0.05 由此可得：Cp=0.14/6×0.5=0.467≤0.67， 为四级。工序能力很差，必须加以改进。
c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距 离及平行度，并与毛坯外圆同轴； ① 大平面限制沿Z轴 移动和绕X、Y轴转动共 3个自由度；圆柱销限 制沿X、Y轴的2个移动 自由度；V形块限制沿 X轴的移动和绕Z轴转 动的2个自由度。
② X 自由度被重复限制，属过定位。 ③ 将V形块改为在 X 方向浮动的定位形式。
《机械制造技术基础》习题课
b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；
① 圆柱面限制沿X、Y轴的移动和绕X、Y轴的转动共4 个自由度；端面限制了沿Z轴的移动和绕X、Y轴的转动 共3个自由度。 ② 绕X、Y轴的转动2个自由度被重复限制，属过定位。 ③ 在端面处加球面垫圈，采用自位支承消除过定位。
《机械制造技术基础》习题课
《机械制造技术基础》习题课
2—13、试分析图2.43所示各定位方案中：① 各定位 元件限制的自由度；② 判断有无欠定位或过定位；③ 对不合理的定位方案提出改进意见。 a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；
① 三爪卡盘限制Y、 X2个移动自由度，前 后顶尖限制除绕Z轴 的主动以外的其余5 个自由度。
② X、Y的2个移动自由度被重复限制，属过定位。 ③ 去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。
机械制造技术基础第5章-3
（2）钻模板
作用：用于安装钻套。 类型：固定式、铰链式、分离式和悬挂式等。
固定式钻模板：钻模板直接固定在夹具体上，结构简单， 分离式钻模板：装卸工件方便，精度比铰链式高。
精度较高，但装卸工件困难。
1—钻模板；2—钻套；3—夹紧元件；4—工件
图5-62 分离式钻模板
铰链式钻模板：装卸工件方便，但铰链处存在间隙，故精
1—线圈；2—吸盘；3—隔磁体；4—铁芯；5—导磁体；6—工件；7—夹具体；8—过渡盘 图5-78 电磁卡盘
2．车床夹具设计要点
（1）车床夹具总体结构
夹具的结构应尽量紧凑，重心应尽
量靠近主轴端，一般要求夹具悬伸 不大于夹具轮廓外径。对于弯板式
车床夹具和偏重的车床夹具，应很
好地进行平衡。通常可采用加平衡 块（配重）的方法进行平衡。
当工件定位面较复杂或有其他特殊要求时（例如为了获 得高的定位精度或在大批量生产时要求有较高的生产率）， 应设计专用车床夹具。
如图所示为一弯板式车床夹具，用于加工壳体零件的孔和端面。
1—平衡块；2—防护罩；3—钩形压板
图5-76 弯板式车床夹具
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如图所示为一种利用夹紧元件均匀变形实现自动定心夹紧 的心轴——液塑心轴。这种心轴有较好的定心精度，但由于 薄壁套扩张量有限，故要求工件定位孔精度在8级以上。
定位键与夹具体配合多采用H7/h6，为了提高夹具的安装精度，定 位键的下部（与工作台T形槽配合部分）可留有余量进行修配，或在 安装夹具时使定位键一侧与工作台T形槽靠紧，以消除间隙的影响。
夹具体
定位键
定位键
（2）对刀装置
对刀装置用以确定夹具相对于刀具的位置。铣床夹具的对刀 装置主要由对刀块和塞尺构成。
机械制造技术基础(第三版)课后习题答案——第三版
第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。
第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
2-6金属切削过程为什么会产生切削力？答：因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以（1）要克服被加工材料弹性变形的抗力，（2）要克服被加工材料塑性变形的抗力，（3）要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。
机械制造技术基础课后习题答案-卢秉恒主编-机械工业出版社
机械制造技术基础（第三版）课后习题答案——第三版，卢秉恒主编，机械工业出版社2010-04-28 12:49第二章2-1.金属切削过程有何特征？用什么参数来表示？答：2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点？它们之间有什么关联？答：第一变形区：变形量最大。
第二变形区：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区：已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么？答：在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度；积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见：积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用；而对精加工不利，应以避免。
消除措施：采用高速切削或低速切削，避免中低速切削；增大刀具前角，降低切削力；采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别？若有区别，而这何处不同？答：切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的？标注角度与工作角度有何不同？答：分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角（P17）。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
第5章机械制造技术基础习题讲解
26= (15+A!)-15.3 0=(0+ESA1)-(-0.05)
-0.02=(-0.016+EIA1)-0
R1 15 00.016 R215 .3 0 0.05
R2 R1 A1
尺寸链图
第十一页，编辑于星期日：二十二点 四十六分。
5-33 试编制习图5-33所示拨叉零件的机械加工工艺规程，将有关内容 填入习表5X5-2中。毛坯为精铸件,生产批量30件。
由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：
0.1=0－（EIA3+（-0.05）），→EIA3= -0.05mm; -0.1= -0.1－(ESA3+0)，→ESA3=0。 故：A3= mm 2800.05
第九页，编辑于星期日：二十二点 四十六分。
5-17 加工习图5-17所示一轴及其键槽，图纸要求轴径为
0.1=ESA2－（-0.05），→ESA2=0.05mm;
-0.1=EIA2－0，→EIA2=-0.1mm。
故：A2=
180.05 0.1
mm
第八页，编辑于星期日：二十二点 四十六分。
8 0 10±0.1
－0.05
A3
8
0 －0.05
10±0.1
A3
0
38－0.1
38
0 －0.1
a）
d）
3中为寸）尺 增 计图寸 环 算d， 公：10式± A尺3和，寸0.有1A3是，：8封01为01.0050闭±减=环环03.8，。1－，尺由（和寸直AA3线+838，00尺）.0和5 寸构 ，链成→极一A8是 300=.值个052组0算尺m成m法寸环基链，本，且尺其
第十二页，编辑于星期日：二十二点 四十六分。
机械制造技术基础(第三版)课后习题答案——第三版
机械制造技术基础(第三版)课后习题答案——第三版第二章2-1.金属切削过程有何特征,用什么参数来表示,答:2-2.切削过程的三个变形区各有什么特点,它们之间有什么关联,答:第一变形区:变形量最大。
第二变形区:切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以沿前刀面流出时有很大摩擦，所以切屑底层又一次塑性变形。
第三变形区:已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近，应力比较集中，而且复杂，金属的被切削层在此处于工件基体分离，变成切屑，一小部分留在加工表面上。
2-3.分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效地控制它的手段是什么, 答: 在中低速切削塑性金属材料时,刀—屑接触表面由于强烈的挤压和摩擦而成为新鲜表面,两接触表面的金属原子产生强大的吸引力,使少量切屑金属粘结在前刀面上,产生了冷焊,并加工硬化,形成瘤核。
瘤核逐渐长大成为积屑瘤，且周期性地成长与脱落。
积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损;积屑瘤使刀具的实际工作前角大，有利于减小切削力;积屑瘤伸出刀刃之外，使切削厚度增加，降低了工件的加工精度;积屑瘤使工件已加工表面变得较为粗糙。
由此可见:积屑瘤对粗加工有利，生产中应加以利用;而对精加工不利，应以避免。
消除措施:采用高速切削或低速切削，避免中低速切削;增大刀具前角，降低切削力;采用切削液。
2-4切屑与前刀面之间的摩擦与一般刚体之间的滑动摩擦有无区别,若有区别，而这何处不同, 答:切屑形成后与前刀面之间存在压力，所以流出时有很大的摩擦，因为使切屑底层又一次产生塑性变形，而且切屑与前刀面之间接触的是新鲜表面，化学性质很活跃。
而刚体之间的滑动摩擦只是接触表面之间的摩擦，并没有塑性变形和化学反应2-5车刀的角度是如何定义的,标注角度与工作角度有何不同,答:分别是前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角(P17)。
工作角度是以切削过程中实际的切削平面、基面和正交平面为参考平面确定的刀具角度。
2-6金属切削过程为什么会产生切削力,答:因为刀具切入工具爱你，是被加工材料发生变形并成为切屑，所以(1)要克服被加工材料弹性变形的抗力，(2)要克服被加工材料塑性变形的抗力，(3)要克服切屑与前刀面的摩擦力和后刀面与过度表面和以加工表面之间的摩擦力。
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本文只解答了简答题部分，计算题部分因需作图和一些公式，书写较慢，故省略，请见谅！
5-1什么叫主轴回转误差？它包括哪些方面?
（1）主轴回转误差——在主轴运转的情况下，轴心线位置的变动量叫主轴回转误差。
（2）包括：1纯轴向窜动△x。
2纯径向移动△r。
3纯角度摆动△Y
5-2在卧式镗床上采用工件送进方式加工直径200mm的通孔时，若刀杆与送进方向…
5-3
5-4什么是误差复映？误差复映系数的大小与那些因素有关？
毛坯的误差部分或全部复映到工件上的现象为误差复映。
误差复映系数E=△I/△毛=C/K系统，K系统越大，E就越小，毛坯误差复映到工件上的部分就越小。
5-8中间深度较两端浅是因为机床刚度有限，工件变形在中间严重造成。
比调整深度小时因为刀架刚度有限，加工时刀架变形收缩。
5-13原因：垫圈、螺母压紧过大，夹紧后使工件在轴线上变形膨胀，加工完成后，卸下夹紧力，工件变形消失，故导致加工不精确，产生壁厚不均匀的误差。
5-15（1）服从偏态分布的误差：有随机误差和突出变值误差的系统服从偏态误差。
如端面圆跳动，径向圆跳动等。
（2）服从正态分布的误差：大批大量生产，工件的尺寸误差是由很多相互独立的随机误差综合作用的结果，且没有一个随机误差是起决定作用的。
如调整好的机床加工好的一批零件。
5-19工艺系统不稳定。
5-20为什么机器零件一般都是从表面层开始破坏？
零件表面和表面层经过常规机械加工或特种加工后总是存在一定程度是微观不平度、冷作硬化、残余应力以及金相组织变化等问题，零件在高应力、高速度、高温等条件下工作时，由于表面作用着最大的应力并直接受外界介质的腐蚀，表面层的任何缺陷都可能引起应力集中，应力腐蚀等现象，从而机器零件一般是从表面层开始破坏。
5-21试述表面粗糙度，表面物理机械性能对机器使用性能的影响。
（1）表面粗糙度对机器使用性能的影响：a对耐磨性，一般表面粗糙度越大，耐磨性越差，但表面粗糙度太小耐磨性也差；b对疲劳强度，表面粗糙度越小，使疲劳强度升高；c对配合质量：表面粗糙度太大，影响配合稳定性；d对抗腐蚀性，表面粗糙度越小，抗腐蚀性越好。
（2）表面层物理机械性能对机器使用性能的影响：a金相组织变化使耐磨性改变；b残余压应力可以提高零件的疲劳强度，而残余拉应力会降低疲劳强度；c在应力状态下会有应力腐蚀；d残余应力会降低零件精度。
5-22为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？
机械加工过程中，因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲，畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面金属的硬度和强度提高，故切削加工中易产生冷作硬化现象。
5-23什么是回火烧伤？什么是淬火烧伤？什么是退火烧伤？为什么切削加工中易产生烧伤？
（1）回火烧伤是指对淬火钢，磨削区温度超过马氏体转变温度，工件表面原来的马氏体组织将转变为回火屈氏体索氏体等与回火组织相近的组织，使表面层硬度低于磨削前的硬度。
（2）淬火烧伤：磨削区温度超过了相变温度，再冷却液的急冷作用，表层金属发生二次淬火，使表面层金属出现二次淬火马氏体组织，其硬度比原来的回火马氏体的高，在它的下层，因冷却较慢，出现了比原来的回火马氏体硬度低的回火组织。
（3）退火烧伤：磨削区温度超过了相变温度，而磨削区域又无冷却液进入，表层金属将产生退火组织，表层硬度将急剧下降。
（4）磨削加工易产生烧伤——因为磨削加工的特点：1磨削过程复杂，单位磨削力大，切深抗力较大，磨削速度高，磨削温度高。
2因气流问题，切血液不能充分冷却工件。
5-24试述机械加工中表面层产生残余应力的原因。
表面层产生残余应力的原因：1切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使金属层的比体积增大。
由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属比体积增大，体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止，因此就在表面金属层产生残余压应力，而在里层金属中产生残余拉应力。
（3）不同的金相组
织有不同的密度，亦有不同的比体积，从而金相组织变化后产生残余应力。
5-25试述机械加工中产生自激振动的条件。
并用以解释再生型颤振、耦合型颤振的激振原理。
（1）机械加工产生自激振动的条件：E吸收>E消耗。
（2）再生型颤振——由于切削厚度变化效应而引起的自激振动。
（3）耦合型颤振——多自由度系统，在切削过程中因偶然干扰使刀架系统产生一定角频率的振动。
5-26 a）强烈振动原因——工艺系统刚度差。
b）升高刀具位置和改变工件转向，削弱自激振动。
c)采用两力加工，平衡切削力，提高工艺系统刚度。
d）增大事迹工作前角，使切削刚度下降，从而减小振动。