机械制造技术基础第三章课后答案卢

机械制造技术基础Fundamentals of Manufacturing Technology

机械制造中的 加工方法及装备第三章

第三章 机械制造中的加工方法及装备

机器零件都是由若干不同类型的基本表面(例如

外圆表面、内圆表面、平面等)构成的，零件的加工过程实际上就是获得这些表面的过程。

零件中的大多数表面都需要经过机械加工来获得。 根据零件的结构特征、加工表面形式及其加工要 求、生产率要求等条件，可以采用不同的加工方 法及工艺过程来保证加工要求。

第三章 机械制造中的加工方法及装备

第一节 概

述

一、机械制造中的加工方法 机械制造中的加工方法很多，按照工件在加工过

程中质量的变化(Δm),可将加工方法分为三种形式：

材料去除加工( Δm < 0)材料成形加工( Δm = 0)

材料累积加工( Δm > 0)

第三章 机械制造中的加工方法及装备

1.材料去除加工

材料去除加工是通过在被加工对象上去除一部分材料后才制成一合格零件的。其材料利用率较低，

但加工精度相对较高、表面质量相对较好，并且有很强的加工适应性，故至今仍然是机械制造中 应用最广泛的加工方法，而且在未来相当长的时

期内仍将占有重要地位。

在材料去除加工中，还可按材料去除方式

机械制造技术基础Fundamentals of Manufacturing Technology

机械制造中的 加工方法及装备第三章

第三章 机械制造中的加工方法及装备

机器零件都是由若干不同类型的基本表面(例如

外圆表面、内圆表面、平面等)构成的，零件的加工过程实际上就是获得这些表面的过程。

零件中的大多数表面都需要经过机械加工来获得。 根据零件的结构特征、加工表面形式及其加工要 求、生产率要求等条件，可以采用不同的加工方 法及工艺过程来保证加工要求。

第三章 机械制造中的加工方法及装备

第一节 概

述

一、机械制造中的加工方法 机械制造中的加工方法很多，按照工件在加工过

程中质量的变化(Δm),可将加工方法分为三种形式：

材料去除加工( Δm < 0)材料成形加工( Δm = 0)

材料累积加工( Δm > 0)

第三章 机械制造中的加工方法及装备

1.材料去除加工

材料去除加工是通过在被加工对象上去除一部分材料后才制成一合格零件的。其材料利用率较低，

但加工精度相对较高、表面质量相对较好，并且有很强的加工适应性，故至今仍然是机械制造中 应用最广泛的加工方法，而且在未来相当长的时

期内仍将占有重要地位。

在材料去除加工中，还可按材料去除方式

《机械制造技术基础》部分习题参考解答

第三章 机械制造中的加工方法及装备

3-1 表面发生线的形成方法有哪几种？

答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。 具体参见第二版教材p69图3-2。

3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？ 答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转nc是主运动，工件旋转nw、砂轮的横向移动fr、工作台往复运动fa均为进给运动。

3-3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。

答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。

动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。

3-4 什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？

答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。如铣床、钻床传动链；

内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。如车螺纹、滚齿的传动链。 外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求

《机械制造技术基础》部分习题参考解答

第三章 机械制造中的加工方法及装备

3-1 表面发生线的形成方法有哪几种？

答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。 具体参见第二版教材p69图3-2。

3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？ 答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转nc是主运动，工件旋转nw、砂轮的横向移动fr、工作台往复运动fa均为进给运动。

3-3 机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。

答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。

动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。

3-4 什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？

答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。如铣床、钻床传动链；

内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。如车螺纹、滚齿的传动链。 外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求

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

第3章 练习题

1. 填空题

1-1 直角自由切削，是指没有 参加切削，并且刃倾角 的切削方式。 1-2 在一般速度范围内，第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02～0.2mm。切削速度 ，宽度愈小，

因此可以近似视为一个平面，称为剪切面。 1-3 靠前刀面处的变形区域称为 变形区，这个变形区主要集中在和前刀面接触的切

屑底面一薄层金属内。 1-4 在已加工表面处形成的显著变形层（晶格发生了纤维化），是已加工表面受到切削刃和

后刀面的挤压和摩擦所造成的，这一变形层称为 变形区。

1-5 从形态上看，切屑可以分为带状切屑、 、 和崩碎切屑四种类型。 1-6 在形成挤裂切屑的条件下，若减小刀具前角，减低切削速度，加大切削厚度，就可能得

到 。 1-7 在形成挤裂切屑的条件下，若加大刀具前角，提高切削速度，减小切削厚度，就可能得

到 。 1-8 经过塑性变形后形成的切屑，其厚度hch通常都要 工件上切削层的厚度hD，而

切屑长度Lch通常 切削层长度Lc。 1-9 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移，所以用 的大小来衡量变形程度要比变形系数

机械制造技术基础课后习题答案

第一章机械加工方法

1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同? 答：

1加工是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、热能等出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光、适应性强。

1-2 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 放电过程极为短促具有爆炸性。爆炸力把熔化和企划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。每次电火花放电后是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点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点持续时间的长短控制加工过程。 适应性强任何硬度、软韧材料及难切削加工加工的材料只要能导电都可以加工如淬火钢和硬质合

第一章

△m＜0的制造过程 主要指切削加工。

(1)主运动：切下金属所必须的最主要的运动。 (2)进给运动：不断地把金属层投入切削的运动。

齿面加工

齿轮加工方法:

无屑加工：热轧、冷轧、压铸、注塑、粉末冶金。 切削加工：成形法、展成法。

复杂曲面加工 1）仿形铣： 2）数控铣：

磨削加工特点：

1. 属精加工，尺寸精度IT7～IT5, Ra值0.8~0.2m 2. 能加工硬度很高的工件； 3. 磨削温度高； 4. 磨削的径向力大；

第二章

1、切削运动

金属切削加工 ：通过机床提供的切削运动和动力，使刀具和工件产生相对运动（即切削运动），从而切除工件上多余的材料，以获得合格零件的加工过程。 (1)主运动：切下金属所必须的最主要的运动。 (2)进给运动：不断地把金属层投入切削的运动。

2、切削要素

已加工表面： 已被切去部分多余金属而形成的新表面。 待加工表面：即将被切除金属层的表面。

加工表面(或称过渡表面)：切削刃正在切削的表面。

切削用量三要素： 1）切削速度V：

2）进给量f：

3）背吃刀量（切削深度）ap ：

3. 切削层几何参素： （1）切削厚度ac (hD)

（2）切削宽度aw (bD) －沿加工表面度量

机械制造技术基础课后习题答案

第一章机械加工方法

1-1 特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同? 答：1

和精密微细的零件。 2

3

硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 4

工范围光、适应性强。

1-2 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 放电过程极为短促金属抛离电极表面

适应性

强

工件的材料硬度限制。

阳极

而达到尺寸加工目的。 应用范围管

激光加工 通过光学系统将激光聚焦成一个高能晾凉的小光斑

质爆炸式的喷射去处。

激光束的功率很高

陶瓷、宝石、金刚石等

工作中超声振动还是悬浮液产生空腔形成粉末。 适宜加工各种脆硬材料

、

淬火钢等也能加工

1-3车削加工能形成那些表面 ？答 各种回转面和平面

1-4镗削与车削有什么不同？答（1）主运动不同（2）加工精度不同，一般车削高于镗削。1-5 简述滚切斜齿轮时的四条传动链。

4

3

2

将电镀材料做

镀材料

第二章金属切削切学原理与刀具

2 - 1 .金属切削过程有何特征答

角，刃倾角，前角，后角，副倾角，副后角 2 - 2 .切削过程的三个变形区各有什么特点答 第一变形区

面的接触区域。 这三个变形区汇集在切削刃