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工程材料及成型技术复习要点及答案

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工程材料及成型技术复习要点及答案

第一章

1、按照零件成形的过程中质量m 的变化,可分为哪三种原理?举例说明。

按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化,可分为三种原理

△m<0(材料去除原理);

△m=0(材料基本不变原理);

△m>0(材料累加成型原理)。

2、顺铣和逆铣的定义及特点。

顺铣:铣刀对工件的作用力在进给向上的分力与工件进给向相同的铣削式。

逆铣;铣刀对工件的作用力在进给向上的分力与工件进给向相反的铣削式。

顺铣时,每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的

逆铣时,由于铣刀作用在工件上的水平切削力向与工件进给运动向相反,所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然,由于水平铣削力的向与工件进给运动向一致,当刀齿对工件的作用力较大时,由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在,工作台会产生窜动,这样不仅破坏了切削过程的平稳性,影响工件的加工质量,而且重时会损坏刀具。

逆铣时,由于刀齿与工件间的摩擦较大,因此已加工表面的冷硬现象较重。

顺铣时的平均切削厚度大,切削变形较小,与逆铣相比较功率消耗要少些。

3、镗削和车削有哪些不同?

车削使用围广,易于保证零件表面的位置精度,可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低,能够保证及系的位置精度。

4、特种加工在成形工艺面与切削加工有什么不同?

(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零件。

(2)加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料,而不是靠机械能切除多余材料。

(3)加工机理不同于切削加工,不产生宏观切屑,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,故加工围广、适应性强。

(5)各种加工法易复合形成新工艺法,便于推广。

第二章

1、什么是切削主运动和进给运动?车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动?

主运动是切削多余金属层的最基本运动,它的速度最高,消耗的功率最大,在切削过程中主运动只能有一个;进给运动速度较低,消耗的功率较小,是形成已加工表面的辅助运动,在切削过程中可以有一个或几个。

车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动

铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动

磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动

镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动

2、切削用量三要素是指什么?

1.切削速度v:在单位时间,刀具和工件在主运动向上的相对位移。即主运动的速度。

2.进给量f:在主运动每转一转或每一行程时(或单位时间),刀具和工件之间在进给运动向上的相对位移。

3.背吃刀量ap(切削深度)。待加工表面与已加工表面之间的垂直距离。

3、前角、后角、楔角、主偏角、副偏角及刃倾角都是在哪一参考平面测量的?标注角度与工作角度有不同?

前角:在正交平面测量的前面与基面之间的夹角。

2)后角:在正交平面测量的主后面与切削平面之间的夹角。

3)主偏角:在基面测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动向的夹角。

4)副偏角:在基面测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反向的夹角。

5)刃倾角:在切削平面测量的主切削刃与基面之间的夹角。当刀尖为主切削刃上最低点时刃倾角小于零;刀尖为主切削刃上最高点时刃倾角大于零。

刀具的标注角度是指在刀具工作图中要标注出的几角度,即在标注角度参考系中的几角度。它是制造和刃磨刀具必须的,并在刀具设计图上予以标注的角度;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所确定的刀具角度成为刀具的工作角度,又称实际角度。

4、车槽时的背吃刀量(切削深度)等于所切槽的宽度。

5、车刀、铣刀、钻头和拉刀通常用选用种刀具材料来制造?

切削加工中常用的刀具材料有:碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、瓷、金刚、立氮化硼。

新型刀具材料:瓷、立氮化硼、人造金刚。

车刀拉刀:钨系高速钢钻头铣刀:钼系高速钢综合:都是高速钢

对刀具性能材料要求:1,高的硬度和耐磨性,2足够的强度和韧性。3高的耐热性。4.更好

的热物理性能和耐热冲击性能

6、画图并解释切削过程的三个变形区各有特点?它们之间有什么关联?

第一变形区特征:沿滑移线的剪切变形,以及随之产生的加工硬化。第二变形区特征:使切削底层靠近前刀面处纤维化,流动速度减慢,甚至滞留在前刀面上;切屑弯曲;由摩擦产生的热量使切屑与刀具接触面温度升高。第三变形区特征:已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压与摩擦,产生变形和回弹,造成纤维化和加工硬化。这三个变形区相互关联、相互影响、相互渗透。

7、切削热是如产生和传出的?仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低?

被切削的金属在刀具的作用下,发生弹性和塑性变形而耗功,这是切削热的一个重要来源。此外,切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功,也产生大量的热量。所以,切削热的来源就是切屑变形功和前后面的摩擦功。切削区域的热量被切屑、工件、刀具和围介质传出。

不能仅从切削热产生的多少来说明切削区温度的高低。切削温度收到多面的影响:切削用量、刀具几参数、工件材料、刀具磨损和切削液。如材料的导热性很好,但是强度硬度高,其切削热变多,但是由于导热性好所以切削温度有所降低。因此不能从切削热产生的多少来

衡量切削温度。

8、刀具的磨损形式有哪三种?什么是磨钝标准,刀具寿命和磨钝标准有什么关系?

前刀面磨损、后刀面磨损和边界磨损

刀具磨损到一定限度后就不能继续使用,这个磨损限度称为磨钝标准。磨钝标准与工件的加工质量、工件的切削加工性、加工条件和刀具类型有关。

一把新刀从开始使用直支达到磨钝标准所经历的实际切削时间,曾为刀具寿命。影响的因素有:切削用量、刀具几参数、工件材料、刀具材料;其它因素。

8、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。

9、增大前角可以使切削温度降低的原因是什么?是不是前角越大切削温度越低?

答:前角加大,变形和摩擦减小,因而切削热少。但前角不能过大,否则刀头部分散热体积减小,不利于切削温度的降低。

10、提高切削用量可采取哪些措施?

答:1. 采用新型刀具材料; 2.改善工件材料加工性; 3.改进刀具结构; 4.改善冷却

润滑条件。

11、简述切削力的产生根源?

答:切削力的产生来于两个面:(1)切削层金属产生弹性变形和塑性变形的抗力;(2)刀具与切屑、工件之间存在着摩擦阻力

12、简述切削用量对切削力的影响?

答:切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。在切削过程中,切削速度对切削力的影响较小;背吃刀量和进给量的增大均使切削力增大,其中,背吃刀量增大一倍时,切削力也会增大一倍,而进给量增大一倍时,切削力增大不到一倍。因此,从降低切削力的角度考虑,加大进给量比加大背吃刀量更为有利。

第三章

1、通常机床由哪几部分组成?

(1)动力源(2)传动系统(3)支撑件(4)工作部件(5)控制系统(6)冷却系统(7)润滑系统(8)其他装置

2、车床有哪三种类型?其中适于加工直径大而高度小于直径的大型工件的是哪一种车床?

卧式车床、立式车床、转塔车床。其中立式车床适于加工直径大而高度小于直径的大型工件

3、什么是砂轮的硬度

砂轮的硬度是指砂轮表面上的磨粒在磨削力作用下脱落的难易程度

典型的车床类床身,工作时承受弯曲和扭荷,一般床身截面为种形状

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