机械制造基础下重点

机械制造基础（下）1.什么是积屑瘤；积屑瘤是怎样形成的？积屑瘤对切削加工有什么样的影响？控制积屑瘤的主要措施有哪些？形成：在一定的切削速度范围（中速）内切削钢、铝合金与球墨铸铁等塑性金属时，由于前刀面上挤压和摩擦的作用，使切削底层中的一部分材料停滞和堆积在刃口附近，形成积屑瘤。

（经变形强化，积屑瘤的硬度很高，可达工件材料硬度的2到3.5倍，可代替切削刃切削。

影响：不利方面：①当积屑瘤突出于切削刃之外时，会造成一定的过切量，从而使切削力增大，在工件表面划出沟纹并影响到零件加工的尺寸精度。

②由于积屑瘤局部不稳定，容易使切削力产生波动而引起振动。

③积屑瘤形状不规则，使切削刃形状发生畸变，直接影响加工精度。

④积屑瘤被撕裂后，若被切削带走，会划伤刀面，加快刀具的磨损，若留在已加工表面上，会形成毛刺，影响工件表面质量。

有利方面：①积屑瘤包覆在切削刃上，代替刀具进行切削，对切削刃起到一定的保护作用。

②形成积屑瘤时，增大了实际工作前角，可使切削力减小；其中形成积屑瘤时前角增大较多，形成鼻形积屑瘤时使刀—屑实际接触长度减小，也可使切削力减小。

措施：①对塑性金属材料来说，可采取适当的热处理，改变其金相组织。

例如低碳钢通过正火、调制处理后，能提高其硬度，降低其塑性，减小积屑瘤生长。

②避开积屑瘤的生长速度范围。

③采用润滑性能好的切削液可以抑制积屑瘤。

④增大前角也可以抑制积屑瘤，当035oγ≥时，一般不再产生积屑瘤。

⑤其他如减小切削厚度，采用人工加热切削区等措施，也可以减小甚至消除积屑瘤。

2.试述刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角对切削过程的影响以及如何合理选择。

前角 影响：①增大前角能减小切削的变形，减少切削力，降低切削温度和动力消耗②增大前角能改善切削对前刀面的摩擦，减少刀具磨损，提高刀具耐用度③增大前角能改善加工表面质量，抑制积屑瘤与鳞刺的产生，减少切削振动④前角过大，将削弱刃口强度，减少散热体积，影响刀片受力情况，容易造成崩刀。

选择：①工件材料的塑性越大时，前角合理的数值越大，加工脆性材料时应取较小的前角②当工件材料的强度、硬度越大时，合理的前角数值越小③抗弯强度及抗冲击韧性比较好的刀具材料可以选较大前角④粗加工选择较小前角，精加工选择较大前角。

后角 影响：①增大后角能减少后刀面与加工表面之间的摩擦，从而减少刀具的磨损，提高加工表面质量和刀具耐用度。

②增大后角，在同样的磨钝标准VB 条件下，刀具由新刃磨用到磨钝，允许磨去的金属体积较大，因而有利于提高刀具耐用度。

③如后角α过大，楔角β减小，则将削弱刃口强度，减少散热体积，磨损反而加剧，导致刀具耐用度下降，且易发生颤振。

选择：①切削厚度越小，后角越大，切削厚度越大，后角越小②粗加工时选用较小后角，精加工时选用较大后角③工件材料硬度、强度高，宜取较小后角，工件材料较软，应取较大的后角④工艺系统刚度较差时选用较小的后角。

主偏角 影响：①主偏角r κ的变化影响各切削分力的大小比值与产生振动的可能性。

减小主偏角，则吃力抗力y F 增大，走刀抗力x F 减小。

当工艺系统刚度较差时，如过于减小主偏角，就可能引起振动，造成损坏刀具，顶弯工件。

②主偏角的变化影响切削截面的形状。

在切削深度和进给量一定的情况下，随着主偏角的减小，切削厚度将减小，切削宽度增加，切削刃参与加工工件的长度增加，切削刃单位长度的负荷减轻，刀尖角增大，这就会提高刀尖强度，改善散热条件，因而可提高刀具耐用度③主偏角影响工件表面形状，当车削阶梯轴时，应选用90r κ=o ，而当车削外圆端面及倒角时，则可选择45r κ=o ④主偏角的大小还影响断屑的效果。

r κ越大时，切削厚度越大，切削宽度越小，越容易断屑。

⑤主偏角的大小还可能影响残留面积的高度，当主切削刃的直线部分参与形成残留面积时，减小主偏角，可以提高加工表面粗糙度。

选择：①一般在机床工艺系统刚度允许的情况下，选用较小的主偏角。

②加工高强度、高硬度材料时，为减轻单位切削刃上的负荷，增强刀尖强度，改善散热条件，以提高刀具耐用度就要取较小的主偏角1030r κ=o o :。

③在高速强力切削时，为防止振动应选择较大的主偏角，一般大于15o 。

副偏角 影响：①减小副偏角r κ'，可以显着减少切削后的残留面积，提高表面粗糙度。

且可增强刀尖强度。

②但是r κ'太小就会增加副后刀面同已加工表面之间的摩擦，从而可能引起振动。

选择：①一般取515r κ'=o o :；②当加工中间切入的工件时，取3045r κ'=o o :；③而切断刀、槽铣刀等，为了保证刀头强度和重磨后宽度变化较小，只能取很小的副偏角，12r κ'=o o :。

刃倾角 影响：①刃倾角s λ正负值的变化，直接控制切屑的卷曲和流出方向。

直接决定着流屑角λϕ的大小和正负。

当s λ为负值时，切屑流向已加工表面，容易将已加工表面划伤；当s λ为正值时，切屑朝着待加工表面流出。

②刃倾角s λ的正负影响刀尖强度。

在非自由切削断续表面时，负的刃倾角使刀尖位于切削刃的最低点，切入工件时，首先是切削刃上离刀尖较远的部分先接触工件，这样就可以起到保护刀尖的作用，增强了刃口的强度，有利于承受冲击载荷③刃倾角s λ的大小影响切入和切出过程的平稳性。

在断续切削的情况下，当刃倾角0s λ=o 时，整个切削刃上各点同时切入和切出，冲击大；当刃倾角0s λ≠o 时，切削刃逐渐切入工件，冲击小，使切入切出平稳。

且刃倾角越大，过程越平稳。

④刃倾角s λ的正负和大小，影响各切削分力的比值。

负值s λ越大，吃刀抗力y F 越大，当工艺系统刚度较差时，容易引起振动。

选择：①通常加工钢和铸铁，精车时为了避免切屑划伤已加工表面，取04s λ=+o o :；粗车时为了提高人口强度，取04s λ=-o o :。

②当切削断续表面承受冲击载荷时，为了保护刀尖，取较大的负刃倾角515s λ=--o o :。

③车削淬硬钢时，取512s λ=--o o :。

3. 机床型号的含义类别代号、（特性代号）、组别系别代号、主参数、（X 第二主参数）、重大改进顺序号、其他特性代号⑴CM1107A 车床、精密、1组1系（单轴纵切自动）、车削直径70mm 、第一次重大改进⑵CA6140 车床、A 结构、6组1系、最大车削直径400mm⑶Y3150E 齿轮加工机床、3组1系、最大加工直径500mm 、第五次重大改进 ⑷MGB1432A 磨床、高精度、半自动、1组4系、最大磨削直径320mm 、第一次重大改进⑸C6132A 车床、6组1系、最大车削直径320mm 、第一次重大改进型⑹C1312 车床、1组3系、最大车削直径1200mm⑺T4140 镗床、4组1系、最大加工直径400mm⑻L6120 拉床、6组1系、最大加工距离200mm⑼X5032 铣床、5组0系、工作台宽度320mm⑽DK7725 特种加工机床、数控、最大加工厚度250mm4.周铣法与端铣法的比较⑴端铣的加工质量比周铣高。

端铣同周铣相比，同时工作的刀齿数多，铣削过程平稳；端铣的切削厚度虽小，但不像周铣时切削厚度最小时为零，改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，减小表面粗糙度Ra值，端铣刀的修光刃可修光已加工表面，使表面粗糙度Ra值减小。

⑵端铣的生产效率比周铣高。

端铣时端铣刀一般直接安装在铣床的主轴端部，刀具系列刚性好，同时刀齿可镶硬质合金刀片，易于采用大的切削用量进行强力切削和高速切削，使生产率得到提高，而且工件已加工表面质量也得到提高。

⑶端铣适应性比周铣差，端铣一般只用于铣平面，而周铣可采用多种形式的铣刀加工平面、沟槽和成形面等。

5.砂轮的特性主要由哪些因素来决定试简述磨削加工的过程以及工艺特点有哪些。

砂轮特性：磨料、粒度、硬度、结合剂、组织以及形状和尺寸磨削过程：第一阶段，磨粒从工件表面滑擦而过，只有弹性变形而无切屑。

第二阶段，磨粒切入工件表面，刻划出沟痕并形成隆起。

第三阶段，切削厚度增大到某一临界值，切下切屑。

工艺特点：⑴精度高、表面粗糙度小⑵砂轮有自锐作用⑶径向分布力Fy较大⑷不宜加工较软的有色金属⑸磨削温度高★自锐性：砂轮上圆钝的磨粒能够从其表面脱落，露出一层新鲜锋利的磨粒，从而保持自身锋锐的性能。

6.简述常用的齿轮加工方法有哪些？试比较插齿、滚齿和铣齿的工艺特点以及加工范围。

⑴加工方法：①成形法：铣齿、成形法磨齿②展成法：插齿、滚齿、剃齿、展成法磨齿⑵插齿、滚齿和铣齿的比较：①插齿和滚齿的精度基本相同，且都比铣齿高。

一般情况下插齿和滚齿可以获得8到7级精度的齿轮，若采用精密插齿或滚齿可以得到6级精度，而铣齿仅能达到9级精度。

②插齿齿面的表面粗糙度Ra值较小。

③插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿④插齿刀和滚齿刀加工齿轮数范围较大适用范围：①铣齿：单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条②滚齿：各种批量生产中加工直齿、斜齿和外啮合圆柱齿轮和蜗轮③插齿：各种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮、扇形齿轮、短齿条等，但插削斜齿轮只适用于大批量生产7.对什么样的圆柱齿轮齿形采用精加工？其精加工方法有哪几种？对于精度高于7级、表面粗糙度Ra值小于0.8m或齿面需要淬火的齿轮，在铣齿、插齿、滚齿后，还需要进行齿形的精加工。

常用的精加工方法有剃齿、桁齿和磨齿。

8.什么是定位工件定位的基本要求是什么？实现工件定位基本要求的装夹方法有哪几种？各有何特点？定位：使工件在机床或夹具中占有某一正确位置加紧：工件定位后将其固定，使之在加工过程中保持定位不变的操作装夹方法：①直接找正法，定位精度和找正效率取决于所要求的加工精度、找正工具盒工人技术水平。

其生产效率较低，一般仅适用与单件小批生产或者精度要求较高、形状简单的零件。

②划线找正法，能保证工件相关表面的位置精度，且可通过划线调整加工余量。

但是需要有技术水平较高的划线工人，且定位精度低，一般只能达到0.2到0.5mm，生产效率低，只适用于单件小批生产，毛坯精度较低，以及大型工件等不宜使用夹具的加工情况③夹具定位法，定位效率高，也比较容易保证加工精度的要求，一般可达0.01mm9.工件的基准及选择工件的基准：①设计基准：在设计零件图时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的互相位置关系，用以标注尺寸和各表面相互位置关系时所依据的点、线、面。

②工艺基准：零件在加工、检测和装配中，用作依据的点、线、面。

工艺基准：①工序基准②定位基准③测量基准④装配基准定位基准：①粗基准和精基准②附加基准工件定位基准的选择：⑴粗基准的选择：①保证相互位置要求的原则当要求保证工件上加工表面与不加工表面的相互位置要求时，应选不加工表面作为粗基准。

例如加工套杯时以不加工的外圆表面作为粗基准，可保证各加工面与外圆表面有较高的同轴度或垂直度，且可在一次安装中完成绝大部分要求加工表面的加工。