机械制造技术基础(贾振元)第1章 课后答案

第一章机械加工方法及切削机床 1、车床有哪些主要类型？简述各种车床的工艺范围及组成。 答：（1）CA6140型卧式车床：通用程度高，适用范围广，适用于中、小型的轴类和盘套类零件的加工；可车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹；也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身等部件组成。 （2）立式车床：主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸较小、且形状比较复杂的大型或重型零件，按其结构形式可分为单柱式和双柱式两种。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架、尾架和床身（直径很大的圆形工作台）。 （3）转塔车床：适用于加工形状比较复杂的小型棒料工件。 它由主轴箱、进给箱、溜板箱、床鞍、刀架和床身等部件组成。（没有尾座） 2、车床的主运动和两个主参数是什么？ 答：主运动是主轴的旋转运动；卧式车床两个主参数分别是床上工件的最大回转直径、工件最大长度；立式车床两个主参数分别是最大车削直径、最大工件高度。 3、试写出CA6140型卧式车床的主传动路线的表达式？ 答：电动机经变速机构带动主轴旋转，实现主运动。

4、在CA6140型卧式车床的主运动、车螺纹运动、纵向和横向进给运动、快速运动等传动链中，那条传动链的两端件之间具有严格的传动比，那条传动链是内联系传动链？ 答：车螺纹、纵向和横向进给的两端件之间具有严格的传动比且是内联系的传动链。 5、铣削、车削、镗削、钻削各有什么特点和不同? 答：（1)铣削特点：生产率较高；刀齿散热条件较好；铣削加工的应用范围广泛；铣削时容易产生振动。 （2）车削特点：适用范围广；易于保证被加工零件各表面的位置精度；可用于有色金属零件的精加工；切削过程比较平稳；生产成本较低；加工的万能性好。 （3）镗削的特点：镗床是加工机座、箱体、支架等外形复杂的大型零件的主要设备；加工范围广；能获得较高的精度和较低的表面粗糙度；镗削可有效的校正原孔的轴线偏斜，保证孔及孔系的位置精度；镗削的生产率率低。 （4）钻削的特点：容易产生“引偏”；排屑困难；切削热不易传播；加工精度差。 6、成批和大量生产中，铣削平面时采用端铣还是周铣法？为什么？ 答：多采用端铣。因为端铣的加工质量较好、生产率较高。 7、实际生产中，目前多采用顺铣还是逆铣？为什么？ 答： 逆铣。由于工作台进给丝杆和螺母之间的间隙在进给方向的前方，该力将使工件连同工作台和丝杆一起向前窜动，使进给量突然增加，可能造成刀具的损坏（打刀），而逆铣时由于FH与工件进给方向相反，不会出现上述情况。目前，一般铣床尚没有消除工作台丝杠螺母之间间隙的机构，所以，在生产中仍采用逆铣法。另外，当铣削带有黑皮的表面时，如铸件或锻件表面的粗加工，若用顺铣法，因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀齿的磨损，所以也应采用逆铣法。 8、为什么扩孔钻扩孔比钻头扩孔的加工质量好？ 答：因为（1）扩孔钻的刚性较好（2）导向性好（3）切削条件较好 9、镗床镗孔和车床镗孔有何不同？各适用于什么场合？ 答：⑴区别：车床车孔的精度不高，而且受工件的形状限制，而镗床镗孔的精度高，不受工件形状的限制。⑵适用范围：镗床：加工各种复杂和大型工件上（如箱体）有预制孔的孔，尤其是直径较大的孔或孔系；车床：精度要求不高，回转体工件。 10、在镗床上镗孔有哪四种方法？各自的应用场合如何？ 答：①镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动这种方式镗削的孔径一般小于120mm左右；②镗床主轴带动刀杆和镗刀旋转，并做纵向进给运动，这种方式主轴悬伸的长度不断增大，刚性随之减弱，一般只用来镗削长度较短的孔；③镗床平旋盘带动镗刀旋转，工作台带动工件做纵向进给运动，Φ200mm以上的孔多用这种镗削方式，但孔不宜过长；④浮动镗削：镗床和铣床镗孔多用单刃镗刀。在成批或大量生产时，对于孔径大（＞Φ80mm）、孔深长、精度高的孔，均可用浮动镗刀进行精加工。 11、滚齿机和插齿机各有何工艺特点？简述它们各自的特点及主要应用范围。 答：滚齿：①获得齿形是按展成法原理形成，与铣齿相比，无论是齿形精度，还是机床分度精度都要高，可以获得8—7 级的齿轮精度；②可以用同一模数的滚刀滚削出模数相同而齿数不同的齿轮，可以减少大量刀具，不但提高了精度，还降低了刀具成本；③加工范围广，可以加工直齿、轮斜齿轮及涡轮；④滚齿属连续切削，精度和生产效率都高；⑤滚齿不能滚削内齿轮和相连太近的多联齿轮；⑥滚齿适宜于单件小批量生产，也适宜于成批大量生产。适用范围：滚齿：直齿轮，斜齿轮，涡轮。 插齿：①获得齿形是按展成法原理形成，刀具的选用只要求模数和压力角与被切齿轮相同，与齿数无关，节省了刀具，降低了成本；②插齿与滚齿加工精度基本相同，但插齿的表面粗糙略低于滚齿；③齿形比滚齿高，但分度精度略低于滚齿；④回程是空程，所以生产率不如滚齿高；⑤可以加工内齿轮相距很近的多联齿轮。适用范围：直齿圆柱齿轮，内齿轮，双联或多联齿轮。 12、磨削加工有何特点？ 答：①加工精度高，表面粗糙度小；②可加工高硬度材料，不宜加工塑性很大硬度很低的有色金属及其合金；③径向分力大；④磨削温度高；⑤砂轮有自脱性；⑥应用越来越广泛。 13、试简述在外圆磨床上磨外圆锥面的三种方法。 答：M1432A型万能外圆磨床：①头架绕其垂直轴线转动一定角度，磨削锥度较大的圆锥面；②砂轮架可以绕其垂直轴线旋转一定角度以满足磨削短圆锥面； 普通外圆磨床：③头架、砂轮架不转位，无内圆磨头，工艺范围窄，但刚度高，旋转精度好，适于中、大批量磨削外圆柱面、小锥度外圆锥面及阶梯轴轴肩。 14、简述砂轮的自锐性。 答：磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，磨钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，这就是砂轮的自锐性。砂轮有自锐性可使砂轮连续加工，这是其他刀具没有的特性。 15、在无心外圆磨床上与在万能外圆磨床磨外圆相比有何优缺点？ 答：无心磨床适用于大批量的生产中磨削细长轴以及不带中心孔的轴、套、销等零件，而周向不连续的表面或外圆和内孔的同轴度要求很高的表面不宜在无心磨床上加工，它的主参数以最大磨削直径表示。 M1432型万能外圆磨床主要应用于磨削内外圆锥表面、阶梯轴轴间、端面和简单的成形回转体等。这种磨床属于普通精度等级，加工精度可达IT7~IT6级，表面粗糙度Ra为1.25~0.8μm。它的通用性较大，但自动化不高，磨削效率低，所以车间、机修车间和单件、小批量生产的车间。 16、磨内圆远不如磨外圆应用的广泛。为什么？ 答：外圆磨削相比，内圆磨削主要有下列特征： (1)磨削精度较难控制。因为磨削时砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却条件差，工件容易产生热变形；特别是因为砂轮轴细长，刚性差，易产生弯曲变形，造成圆柱度（内圆锥）误差。因此，一般需要减小磨削深度，增加光磨次数。 (2)磨削表面粗糙度Ra大。内圆磨削时砂轮转速一般不超过20000r/min，由于砂轮直径很小，其线速度很难达到外圆磨削时30～50m/s。内圆磨削的粗糙度Ra值一般为1.6～0.4μm。 (3)生产率较低。因为砂轮直径很小，磨耗快，冷却液不易冲走屑末，砂轮容易堵塞，故砂轮需要经常修整或更换。此外，为了保证精度和表面粗糙度，必须减小磨削深度和增加光磨次数，也必然影响生产率。 综上所诉，磨外圆比内园广泛。 17、简述电火花加工、电解加工、激光加工和超声波加工的表面形成原理和应用范围。 答：（1）电火花加工： 原理：放电过程极为短促，具有爆炸性。爆炸力把熔化和汽化的金属抛离电极表面，被液体介质迅速冷却凝固，继而从两极间被冲走。每次电火花放电后使工件表面形成一个凹坑。在进给机构的控制下，工具电极的不断进给，脉冲放电将不断进行下去，无数个电蚀小坑将重叠在工件上。最终工作电极的形状相当精确的“复印”在工件上。生产中可以通过控制极性和脉冲的长短（放电持续时间的长短）控制加工过程。范围：适应性强，任何硬脆、软韧材料及难切削加工的材料，只要能导电，都可以加工，如淬火钢和硬质合金等，电火花加工中材料去除是靠放电时的电热作用实现的，材料可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性，不受工具材料硬度限制。 （2）电解加工 原理：将工件作为阳极，加工工具作为阴极，使工件按照需要的形状去溶解，并由电解液将其溶解物迅速冲走，从而达到尺寸加工的目的。范围：应用范围广，可加工任何高硬度、高强度、高韧性的难加工金属材料，并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔（如锻模、叶片等）。 （3）激光加工 原理：通过光学系统将激光聚焦成一个高能量的小光斑，在此高温下，任何坚硬的材料都将瞬间急剧熔化和蒸发，并产生强烈的冲击波，使融化的物质爆炸式地喷射去除。范围：激光束的功率密度很高，几乎对任何难度加工的金属和非金属材料（如高熔点材料、耐热合金及陶瓷、宝石、金刚石等脆硬材料）都可以加工，也可以加工异型孔。 （4）超声波加工 原理：利用超声频率振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨粒，使其以很大的速度，不断的撞击、抛磨被加工表面，把加工区域的材料粉碎成很细的微粒后打击下来，在工作中，超声振动还是悬浮液产生空腔，空腔不断扩大直至破裂或不断被压缩至闭合。范围：适宜加工各种脆硬材料，特别是电火花加工和电解加工难以加工的不导电材料和半导体材料，如玻璃、陶瓷、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等；对于异电的硬质合金、淬火钢等也能加工，但工作效率比较低。 18、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ 答：（1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细的零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等除去多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于一般金属切削加工，不产生宏观切削，不产生强烈的弹、塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工范围广、适应性强。 （5）各种加工方法易结合形成新工艺方法，便于推广应用。 19、机床运动有哪几类？实现这些运动的传动原理如何表示？试举例。 答：（1）表面成形运动。直接参与切削过程，使工件形成一定几何形状表面的刀具和工件间的相对运动，称为表面成形运动。表面成形运动是机床最基本的运动，亦称为工作运动。表面成形运动包括主运动和进给运动。所谓主运动，是指直接切除工件上的多余部分，使之转变为切屑的运动。所谓进给运动，是指不断的把切削层投入切削，以逐渐切出整个工件表面的运动。主运动和进给运动的形式和数量取决于工件要求的表面形状和所采用的工具的形状。通常，机床主要采用结构上易于实现的旋转运动和直线运动实现表面成形运动，且主运动只有一个，进给运动可有一个或几个。 （2）辅助运动。机床上除表面成形运动以外的所有运动，都是辅助运动。它包括：为