机械制造工程学 第三章 金属切削机床
面向“卓越工程师教育培养计划”的《金属切削机床概论》教学改革探索
面向“ 卓越工程师教育培养计划” 的《 金属切削机床概论》 教学改革探 索
牛宗伟 ， 李 志永
（ 山东理工大学 机械工程学院， 山东 淄博 ２ ５ ５ ０ ４ ９ ）
摘要 ： 机械设计制造及其 自动化 专业是 山东理 工大学 实施教育部首批“ 卓越工程 师教 育培养计 划” 的重点 专业之
的高速联网。随着社会的不断发展 ， 《 土壤肥料学》 教学模 式必须有重大变革， 才能满足社会对人才的需求。网络教 学模式将更助于提高学生学习信息技术的兴趣 ， 更有利于
［ ６ ］ 谢 英荷 ， 洪坚平等． 提 高土壤 学课程教 学质量的探 索卟 山西 农业大学学报 （ 社会科 学版） ， ２ ０ ０ ２ ， ２ （ １ ） ： １ ６ ９ — １ ７ １ ．
一
，
《 金属切 削机康概论》 是该专 ｋ 的 章千专 ｑ ｋ 课程 一 ． ｛业培苯学生认识机床 、 分析机床和选用机床 的能力。机械设
计制造及其自 动化专业“ 卓越工程师教育培养计划” 旨 在培养造就一大批创新能力强、 适应经济社会发展需要的高质量
机械工程技术人才。本文结合“ 卓越工程师教育培养计划” 重在强化培养学生的工程实践能力和创新能力的特点和我校
《 金属切削机床概论》 既具有很强的理论性 ， 又具有跟 生产实践高度切近的特点 ， 这就要求在教学工程中特别注 重培养学生 的工程能力 、 综合能力和创新能力 。本文结合 我校多年来《 金属切削机床概论》 的教学实践经验 ， 对我们 在面向“ 卓越工程师教育培养计划” 实施教学改革过程中 进行 的若干探索进行 了总结 。 二、 在教学过程中加强对学生创新能力的培养 创新能力是运用知识和理论 ， 在科学 、 艺术 技术和各 种实践活动领域 中不断提供具有经济价值 、社会价值 、 生 态价值的新思想 、 新理论 、 新方法和新发明的能力。 创新能 力是 民族进步的灵魂 、 经济竞争的核心 ； 当今社会的竞争 ， 与其说是人才的竞争 ， 不如说是人的创造力的竞争。 《 金属切削机床概论》是让学生在学习过若干专业基 础课 的基础上 ， 掌握各种机床 的工艺范 围、 传动原理和传 动结构 ， 并 为学 习《 金属切削机床设计》 和《 机械制造工艺 学》 奠定基础 。我们在教学过程中注重引导学生对现有的 机床结构和教材 内容进行反思 、 质疑和改进 ， 培养学生的 创新思维和创新能力。例如 ： ［ 案例 １ 】 在Ｃ Ａ ６ １ ４ ０ Ａ车床 的进给传动链中 ， 当车削模
机械制造基础作业(车床本科答案)
机械制造工程学作业金属切削机床答案(2)班级：_________________________姓名：_________________________学号：_________________________一、如图所示为C616型车床主运动的传动系统图，请1、写出主运动传动路线的表达式；2、计算主轴转速级数Z ；3、列出主运动的运动平衡式；4、计算出主轴最高转速n max 和最低转速n min ；（1）传动路线（5分）主电动机→φ90／φ150→Ⅰ36/22 22/45 27/63→V →17/58→ 17/42 →II → 38/30 →Ⅲ→φ178／φ200→Ⅳ→ →ⅤI （主轴） 26/38 42/26 —— M 合——（2）主轴转速级数：Z=3×3×2=18级（8分） （3）主运动的运动平衡式为：n 主轴=n 电动机×φ90／φ150×u I-II ×u II-III ×φ178／φ200×u Ⅳ-ⅤI （11分）（4）主轴最大、最小转速为：n min =n 1=1430×φ90／φ150×17／42×22／45×φ178／φ200×27/37×17／58=10rpm n max =n 12=1430×φ90／φ150×36／22×42/26×φ178／φ200×1=2000rpm （15分）二、简答题：1、发生线的形成方法有哪些？其定义？1）轨迹法：（刀刃为一点）它是利用刀具作一定规律的轨迹运动对工件进行加工的方法； 2）成型法：（仿形法）它是利用成形刀具对工件进行加工的方法；加工钥匙； 3）相切法：（旋切法）它是利用刀具边旋转边作轨迹运动对工件进行加工的方法，它需要二个成形运动，即刀具的旋转运动和刀具中心按一定规律运动来完成； 4）范成法：（滚切法）切削刃沿着由它生成的发生线2滚动或者切削刃和发生线共同完成复合的纯滚动而形成的方法。
CA6136机床参考资料[终稿]
![CA6136机床参考资料[终稿]](https://img.taocdn.com/s3/m/57abf06aa36925c52cc58bd63186bceb19e8ed7a.png)
1 机床简介1.1 金属切削机床的简介1.1.1 金属切削机床概述金属切削机床是机械制造也得基础设备。
随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计技术要求越来越高。
一方面为了适应社会需求的变化，出现了柔性制造系统（FMS）等先进的自动化制造系统，除了传统的机床设计之外，还要求机床增加柔性，并能与柔性有机结合。
另一方面数控技术和CAD技术的发展，为机床设计提供了新的条件和支撑。
因此机床的设计方法和设计技术也在发生着深刻变化。
金属切削机床也称为机床，是用切削的方法将金属毛坯(或半成品)加工成机器零件设备，他是制造机器的机器，所以又称工作母机或工具机。
金属切削机床是加工机器零件的主要设备，它所担负的工作量，通常情况下占机器制造总工作量的40%-60%。
因此，机床的技术性能直接影响机械制造业产品的质量、成本和生产率。
一个现代化的国家必须有一个现代化的机械制造业，而现代化的机械制造业必须有一个现代化的机床工业做后盾。
因此，机床工业的技术水品、自动化程度、加工精度在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和现代化水平。
1.1.2 金属切削机床的分类1. 按机床的加工性质和使用的刀具分类有12大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，特种加工机床，锯床，其他机床。
2. 同类型机床按万能性程度又可分为：（1）万能机床即通用车床，加工范围广，万能型大，但结构比较复杂，适用于单件小批量生产，如普通车床、万能升降台铣床等。
（2）专门化车床专门加工一定尺寸范围的一类或几类零件某一道或几道工序，适合于成批生产，如曲轴车床、凸轮轴车床、铣端面打中心孔机床等。
（3）专门机床用于某一种零件某一道特定的工序，适合于大批量生产，如组合机床。
3. 按机床的工作精度又可分为：（1）普通精度机床；（2）精密机床：（3）高精度机床；4. 按机床自动化程度又可分为：（1）手动机床；（2）半自动化机床；(3) 自动机床；此外，根据机床的重量又可分为小型机床、中型机床、大型机床和重型机床。
《工程材料及机械制造基础》部分习题参考答案.
14、为什么铸造合金常选用接近共晶点的合金？为什么要进行压力加工的合金常选用单相固溶体成分的合金？近共晶点的合金熔点低，结晶范围小，铸造性能好。
单相固溶体成分的合金具有良好的塑性和小的变形抗力，可锻性好。
15、何谓α、γ、Fe3C、C、P、A、L d、（L d `）？它们的结构、组织形态、力学性能有何特点？α为铁素体，Fe3C为渗碳体，C为碳元素，P为珠光体，γ、A为奥氏体，L d为高莱氏体，（L d `）为低温莱氏体。
α为体心立方结构，溶碳量低，强度、硬度低，塑性、韧性好。
γ、A是碳在γ—Fe中形成的间隙固溶体，为面心立方结构，溶碳量较大，是高温组织，硬度较低，塑性较高，易于成形。
Fe3C是铁和碳的金属化合物，含碳量6.69%，硬度很高，脆性很大，塑性和韧性几乎为零。
P是铁素体与渗碳体的机械混合物，碳的分数为0.77%，具有良好的力学性能。
L d是奥氏体与渗碳体的机械混合物，（L d `）是珠光体与渗碳体的机械混合物，含碳量 4.3%，力学性能与渗碳体接近。
16、碳钢与铸铁两者的成分、组织和性能有何差别？并说明原因。
碳含量小于2.11%是碳钢，大于2.11%是铸铁；碳钢中的碳与铁以金属化合物的形式存在，而铸铁中的碳以游离石墨的形式存在；碳钢的力学性能较好，其硬度、强度随含碳量的增加而增加，塑性、韧性随含碳量的增加而下降，铸铁的力学性能取决于石墨的形状、大小及分布；铸铁的铸造性能优于碳钢；铸铁不能进行压力加工，其焊接性能远不及碳钢。
17、分析碳的质量分数分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓慢冷至室温时的结晶过程和室温组织。
指出这四种成分组织与性能的区别。
碳的质量分数为0.20%、0.60%的铁碳合金均属于亚共析钢，从液态缓慢冷至室温时的结晶过程为：经过AC线时从液态中结晶出A，经过AE线时全部结晶为A，经过GS线时由于贫碳有F析出，经过PSK线时剩余的A转变为P，室温组织为P+F。
机械装备设计第3章机床主要部件设计
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3.1.1 对主轴组件的基本要求
1.旋转精度：主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、空载时，主轴 前端定位面的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值。 主轴组件的旋转精度主要取决于主轴、轴承等的制造精度和装配质量。 工作转速下的旋转精度还与主轴转速、轴承的设计和性能以及主轴组件的
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电动机直接驱动方式
电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的壳体。主 轴单元大大简化了结构，有较宽的调速范围；有较大的驱动功率 和转矩；便于组织专业化生产。
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3.1.2主轴组件结构设计
（2）传动件位置的合理布置
3.1.2主轴组件结构设计
1、主轴组件的支承数目
多数机床的主轴采用前、后两个支承。 特点：结构简单，制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴组 件的刚度，前后支承应消除间隙或预紧。
数控车床主轴组件
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1、主轴组件的支承数目 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承方式对三支 承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。
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3.1.2主轴组件结构设计
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3.1.3主轴
1、主轴的构造 主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺
寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。主轴的前端型式取决
于机床类型和安装夹具或刀具的型式。主轴头部的形状 和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。
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3.1.3主轴
3、主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。
《机械制造工程学》习题及思考题
《机械制造工程原理》习题及思考题金属切削原理习题及思考题1.外圆车削加工时，车刀相对工件有哪些运动？2.外圆车削加工时,工件上出现了哪些表面？试绘图说明，并对这些表面下定义。
3.绘出刨削时，刀具和工件的运动关系，同时标出工件上三个表面的位置。
4.合成切削运动是由什么运动合成的？怎么合成？什么叫做合成切削速度角？5.何谓切削用量三要素？怎么定义？6.刀具切削部分有哪些结构要素？试给这些要素下定义。
7.为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么差别？8.刀具标注角度参考系有哪几种？它们是由什么参考平面构成？试给这些参考平面下定义。
9.试绘图说明主剖面标注角度参考系的构成。
10.试绘图表示外圆车刀主剖面标注角度参考系各参考平面移置平面图，并在适当位置标注六个基本角度。
11.试给外圆车刀副切削刃选定点构造一个副剖面参考系，并将这个参考系应标注的角度标出。
12.确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？13.确定一把平前刀面外圆车刀切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？14.试述判定车刀前角γ0 后角α0 和刃倾角正负号的规则15.切断车削时，进给运动怎样影响工作角度？16.纵车时进给运动怎样影响工作角度？17.试证明曲线切削刃和直线切削刃切削时，切削面积均为AD =f ·a P18.何为自由切削？19.切断车刀最后不是车断，而是挤断为什么？20.当用kr=45度的车刀车外圆时，工件加工前直径为62mm,加工后直径为54mm,工件每秒钟转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动1.6mm，试求f, ap,vc, 切削宽度，切削厚度，切削面积。
21.车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？22.研究金属切削变形过程有什么意义？23.研究金属切削变形过程有哪些实验方法？24.怎样划分金属切削变形区？25.在第一变形区里发生了怎样的变形？26.试阐述金属切削过程的本质？27.刀具是怎样把工件材料切下来的？28.切屑分哪几种类型？有什么特征？各类切屑在什么情况下形成？29.阐述刀—屑摩擦的特点。
2021年XXX《机械制造基础》章节测试题参考答案
2021年XXX《机械制造基础》章节测试题参考答案第一章常用工程材料的基本知识边学边练1.金属材料在外力作用下，对变形和破裂的抵抗能力称为（）a.硬度b.韧性c.塑性d.强度2.适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是（）。
a.洛氏硬度b.以上方法都可以c.维氏硬度d.布氏硬度3.材料的冲击韧度越大，其韧性就（）。
a.越差b.难以确定c.无影响d.越好4.金属材料在做疲劳试验时，试样所承受的载荷为（）。
a.冲击载荷b.交变载荷c.静载荷d.无规律载荷5.（）是α-Fe中溶入一种或多种溶质元素构成的固溶体。
a.铁素体b.渗碳体c.奥氏体d.珠光体6.珠光体是一种（）。
a.机械混合物b.金属化合物c.固溶体d.单相构造金属7.自位支承（浮动支承）其感化增加与工件接触的支承点数目，但（）。
a。
0.25%b。
1.4%c。
0.6%d。
2.11%8.灰铸铁中的碳主要是以()形式存在。
a.团絮状石墨b.蠕虫状石墨c.球状石墨d.片状石墨9.黄铜是由()合成。
a.铜和锌b.铜和镍c.铜和铝d.铜和硅本章测验一、单选题（每题10分，共50分）1.拉伸实验中，试样所受的力为（）。
A.冲击载荷B.循环载荷C.交变载荷D.静载荷2.常用的塑性判断根据是（）。
A.伸长率和断面收缩率B.断面收缩率和塑性C.塑性和韧性D.伸长率和塑性3.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试（）。
A.维氏硬度B.XXX硬度C.布氏硬度D.以上都可以4.金属疲劳的判断根据是（）。
A.抗拉强度B.塑性C.疲劳强度D.强度5.牌号为45号钢属于（）。
A.普通碳素结构钢B.碳素工具钢C.铸造碳钢D.优质碳素结构钢二、判断题（每题10分，共50分）6.通常材料的力学性能是选材的主要指标。
（√）7.抗拉强度是表示金属材料抵抗最大均匀塑性变形或断裂的能力。
（√）8.冲击韧性是指金属材料在静载荷作用下抵抗破坏的能力。
（×）9.碳钢的含碳量一般不超过1.5%。
机械制造工程学 习题答案 作者 李伟 谭豫之 第3章 机床与刀具(2)
第3章 机床与刀具
特点：
① 粗切齿制成轮切式结构，分块拉削，精切齿采用 成形式结构，分层拉削。② 缩短了拉刀长度。③ 提 高了拉削生产率。④ 拉削后的表面质量较好。
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机械制造工程学
3、拉削的工艺特点及应用
第3章 机床与刀具
① 生产率高。
② 加工精度高，表面质量好。IT8~IT7，Ra0.8~0.4 μ m。
陶瓷结合剂：（V）
性适能用：范围：
强适用度于高通，用耐砂热轮、、耐成腐形蚀磨性 好削砂，轮气。孔一率般大V，<3但5m较/s脆。， 弹性差。
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机械制造工程学
三、砂轮的特性与选择
第3章 机床与刀具
4. 结合剂：用来粘结磨料的物质，其性能决定着砂轮 的强度、抗冲击性、耐热性以及抗腐蚀能力
陶瓷结合剂：（V） 树脂结合剂：（B）
第3章 机床与刀具
2_05 镗孔
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机械制造工程学
2、镗孔的特点
① 镗刀的结构简单，调整方便。 单刃镗刀 多刃镗刀
第3章 机床与刀具
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机械制造工程学
2、镗孔的特点
第3章 机床与刀具
① 镗刀的结构简单，调整方便。
单刃镗刀
多刃镗刀 ② 通用性大。
经济精度：IT8~IT7
Ra1.6~0.8 2_10 双刃浮动镗刀
陶瓷结合剂：（V） 树脂结合剂：（B） 橡胶结合剂：（R）
性适能用：范围：
强主度要最用高于金，刚导石热砂性轮好及，电但 自解锐磨性削差用砂。轮常见 。的 磨是 削青 硬铜 质 结合合金剂、。玻璃、陶瓷等。
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机械制造工程学
1、拉刀的特点
第3章 机床与刀具
① 切削刃与被加工表面的横截面形状相同。
机械加工工艺基础(完整完整版)
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2.2 表 面 粗 糙 度
表面粗糙度对零件质量的影响：
零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大， 主要有以下几个方面： 1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触
变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快； 2) 表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，
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2.4零件的加工精度与表面粗糙度的关系
提问
零件的加工精度与表面 粗糙度的关系如何？
• 精度：宏观几何参数的误差
• 表面粗糙度：微观几何参数的误差
• 加工精度高，必须采用一系列的高精度的加工方法，而 经过高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表 面粗糙度低，零件必须采用一系列的降低表面粗糙度的 加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度 的加工方法。
• 指零件上实际要素的形状与理想形状相符 合的程度；
• 国家标准规定了六类形状公差（见下表）
• 形状精度的标注：框格分为2格，
箭头指向待表达的表面，数字表示
允许误差的大小，单位为毫米。
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2.1.3 位 置 精 度
• 指零件的实际要素（点、线、面）相对 于基准之间位置的准确度。
圆圈中的英文字母表示基准，框格分3格，箭头指向待
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第一章
切削加工的基础知识
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返回索引 5
1.1 钳工与机械加工
• 钳工：通过工人手持工具进行切削加工。 • 机械加工：采用不同的机床（如车床、铣
床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。
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2.零件表面质量的概念
零件几何参数： 宏观几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。
机械制造技术基础教学课件PPT金属切削加工的基础
1.2.5 刀具材料
刀具材料的基本性能
高的硬度
刀具材料要比工件材料硬度高，常温硬度在HRC60以上。
高的耐热性
刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。
☆ 曲面：是以曲线为母线作旋转或平移所形成的表面；如螺 旋桨、汽车外型面等，成型主要方法有：铣削、成形磨削、数 控铣削、电火花加工、激光加工等
1.1.2 切削运动
概念：刀具与工件间的相对运动，以切除多余的金属 分类：
主运动：切除切屑所需的基本运动。 3个特点：速度最快；消耗功率最大；唯一性。
进给运动：使金属层不断投入被切削的运动。 3个特点：速度较慢；消耗功率较小；可以为一个或多 个。
高合金工具钢（高速钢）
通用型高速钢、高性能高速钢 熔炼高速钢和粉末高速钢
例题：下图为外圆车削示意图，在图上标注：
1 主运动、进给运动和背吃刀量；
2 已加工表面、加工（过渡）表面和待加工表面；
3 基面、主剖面和切削平面；
4 刀具角度0＝15、0＝6、Kr＝55、Kr＝45、s＝－10 。
待加工待表加面工表面
主运动
主运动
加工加表 工表面面
已已加加工工表面 表面
基面
基面
切削平面
第1章 金属切削加工的基础知识
金属切削加工实例
第1章 金属切削加工的基础知识
内容
切削加工运动分析及切削要素 金属切削刀具 切削过程中的物理现象 工件材料的切削加工性 切削液
1.1 切削加工的运动分析及切削要素
机械制造技术基础习题及答案
机械制造技术基础习题及答案学习 2009-07-02 12:23 阅读938 评论1字号：大中小第三章金属切削机床与刀具一、单项选择题1. 普通车床的传动系统中，属于内联系传动链的是( C )。
A.主运动传动链B.机动进给传动链C.车螺纹传动链D.快速进给传动链2. 最常用的齿轮齿廓曲线是( D )。
A. 圆弧线B. 摆线C.梯形线D.渐开线3. 车螺纹时欲获得正确的旋向必须( A )。
A. 正确调整主轴于丝杠间的换向机构B. 正确安装车刀C. 保证工件转一圈，车刀移动一个螺距D. 正确刃磨车刀4. 车单头螺纹时,为获得准确的螺距必须( C )A. 正确调整主轴于丝杠间的换向机构B. 正确安装车刀C. 保证工件转一圈车刀准确移动一个螺距D. 正确刃磨车刀5. 插削齿轮时，齿面精度主要取决于（）。
A. 径向进给量的大小B. 圆周进给量的大小C. 分齿运动速比的大小D. 主运动速度的大小6. 插齿的分齿运动存在于（）。
A. 插齿的全过程B. 插齿的开始阶段C. 插齿的结束阶段D.让刀过程中7. 高速磨削的砂轮速度至少为（）。
A.30m/sB.50m/sC.80m/ sD.100m/s8 . 某传动系统中，电动机经V带副带动Ⅰ轴，Ⅰ轴通过一对双联滑移齿轮副传至Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间为三联滑移齿轮副传动，Ⅲ轴可以获得几种不同的转速（ C ）。
A.3种B.5种C.6种D.8种11. 标准麻花钻切削部分切削刃共有（ B ）。
A. 6B. 5C. 4D. 312. 扩孔钻的刀齿一般有：( B )A. 2-3 个B. 3-4个C. 6-8个D. 8-12个13. 钻头的螺旋角越大，前角( A )。
A．越大B．越小C．无关14. 深孔加工应采用( )方式进行。
A．工件旋转B．刀具旋转C．任意 D. 工件和刀具同时旋转15. 当钻的孔尺寸精度较高，表面粗糙度值较小时，加工中应取（ B ）。
A．较大的进给量和较小的切削速度B．较小的进给量和较大的切削速度C．较大的背吃力量D．较大的进给速度16. 拉孔时，孔的长度一般不超过孔径的（）。
机械制造工程学实验报告-切削力
2.极差分析：
参加实验的因素取了几个水平，每一水平参加了几次实验，就会导致几个结果，把这些结果相加，就求出了每一因素各同一水平结果之和。本例中主轴转速有四个水平，各进行了四次实验，导致四个结果，把这四个结果相加，就得出各水平分别导致的结果之和，如Kn1=3.12+20.07+22.21+21.06=66.46为主轴转速在2000时切削力结果之和，然后将Kn1等分别写到下表3相应位置。极差是指一组数据中最大值和最小值之差，它是用来划分因素的重要程度的依据，极差越大说明该因素水平所引起实验结果的变化最大，根据极差大小，可以排出因素的主次顺序。经计算，3个主要因素切削深度ap、每齿进给量fx和主轴转速对切削力的影响程度依次为：主轴转速、切削深度、每齿进给量。
1.实验目的
（1)了解多分量切削力测力系统的基本结构及其工作原理。
（2）掌握KISTLER多分量切削力测力系统的基本操作方法。
（3）通过实验得出的数据，分析切削三要素对切削力的影响。
（4）分析实验数据，得出实验结论。
2.实验原理
KISTLER多分量切削力测力系统：
（1）切削力传感器具有高刚度，高固有频率，长寿命，大量程的特点；
1.通过极差分析判断主轴转速、每齿进给量、切削深度对切削力影响程度？
答：从小到大依次是主轴转速、每齿进给量、切削深度。
2.根据多元回归方法，求出切削力的经验公式系数，要求有详细的计算过程。
答：表格如下
序号
X1=logap
X2=logfx
X3=logn
Y=logF
1
X11=-1
X12=2.60
机械制造工程原理习题集
第一章金属切削的基本要素习题1．1切削加工时，工件表面是如何形成的？1．2形成发生线的方法有哪些？并说明各种方法中切削刃的形状与发生线的接触方式及其所需要的运动？1．3试用简图及文字说明在下列加工方法中，为了加工出所需零件表面，机床必须具备哪些成形运动？1）用外圆车刀车削外圆锥体。
2）用圆柱铣刀铣削平面3）用螺纹车刀车削外圆锥螺纹4）用麻花钻钻削圆柱孔5）用插齿刀加工直齿圆柱齿轮齿面1．4什么是主运动，什么是进给运动，各有何特征？什么是合成切削运动？什么是合成切削速度角？1．5何谓切削用量三要素？怎么定义？1．6试说明外圆车刀切削部分结构要素中三面两刃一刀的含义？1．7为什么要建立刀具角度参考系？有哪两类刀具角度参考系？它们有什么区别？1．8刀具标注参考系有哪几种？它们是由哪些参考平面所构成？并给这些参考平面下定义。
1．9试绘出外圆车刀主剖面标注角度参考系和法剖面标注角度参考系中的四个参考平面的平面图，并在各参考平面内标注出相应的基本刀具标注角度1．10确定一把单刃刀具切削部分的几何形状最少需要哪几个基本角度？1．11试述判定车刀前角，后角和刃倾角正负号的规则。
1．12试说明切削层各参数的定义及表达式？1．13何为直角切削和斜角切削？何为自由切削和非自由切削？1．14车断车刀最后不是车断，而是挤断为什么？1．15当用Kr=45度的车刀车外圆时，工件加工前直径为62mm，加工后直径为54mm，工件每秒钟转速为4r/s，刀具每秒钟沿工件轴向移动1。
6mm，试求f,ap,Vc，切削宽度，切削厚度，切削面积。
1．16车刀刃倾角等于多少度时，其主剖面和法剖面重合？1．17刀具在高温，高压以及冲击和震动条件下切削时应具备哪些基本要求？1．18高速钢是在高碳钢中添加了哪些主要合金元素？高速钢按其化学成分，切削性能和制造方法可分为哪些类型？1．19什么是硬质合金？其性能取决于哪些因素？可分为哪四大类型？各适宜哪些加工范围？1．20高速钢和硬质合金各有哪些优缺点？能否将这两种刀具材料进行组合形成一种新的刀具材料以发挥其综合优势？1．21什么是超硬刀具材料？各有何特点和优势？第二章金属切削过程及切削参数优化选择习题2．1如何划分金属切削过程中的三个变形区？在这三个变形区内各形成哪些变形？各自有何特征？2．2切屑形态一般可分为哪四种类型？各自形成的切削条件有哪些？2．3试根据变形系数（ξ）公式和剪切角（Φ）公式来判断刀具的前角，摩擦角和剪切角对切削变形的影响？2．4阐述刀—屑摩擦的特点，试说明为什么刀具前刀面上的摩擦不服从古典摩擦法则？2．5试描述积屑瘤现象及其产生条件？试说明积屑瘤的形成原因及其与切削速度的关系？2．6积屑瘤对切削过程有哪些影响？如何控制积屑瘤的形成？2．7影响切削变形的主要因素有哪些？试分析各因素对切削变形的影响程度及规律？2．8分析切削力的来源？切削合力为什么要分解为三个切削力？并说明各切削分力的定义及其作用。
机械制造工程学习题及答案
⑴45钢锻件粗车；
⑵HT200铸件精车；
⑶低速精车合金钢蜗杆；
⑷高速精车调质钢长轴；
⑸中速车削淬硬钢轴；
⑹加工冷硬铸铁。
A. YG3X B. W18Cr4V C. YT5 D. YN10
E. YG8F. YG6X G. YT30
五、分析计算题
1.试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度 、 、 、 、 （要求标出假定主运动方向 、假定进给运动方向 、基面 和切削平面 ）
7.调质只能作为预备热处理。（）
三、选择题
1．在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量，使之成为所需零件的过程称为（）。
A.生产过程B.工艺过程C.工艺规程D.机械加工工艺过程
2．编制机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（）。
A.工步B.工序C.工位D.安装
3．零件在加工过程中使用的基准叫做（）。
即、和。生产类型的划分除了与有关外，还应考虑。
2.零件加工表面的技术要求有、、和。
3.常见毛坯种类有、、和，其中对于形状复杂的毛坯一般采用。
4.工件的定位方法有、、三种。
5.工艺过程一般划分为、、和
。四个加工阶段。
6.工艺尺寸链的两个特征是和。
7.单件时间包括、、、、。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）
四、名词解释
1.积屑瘤
2.加工硬化
3.工件材料的切削加工性
4.刀具耐用度
五、简答题
1.何谓积屑瘤？积屑瘤在切削加工中有何利弊？如何控制积屑瘤的形成？
2.车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括 、 、 、 ）？简述理由。
3.试说明被吃刀量 和进给量 对切削温度的影响，并与 和 对切削力的影响相比较，两者有何不同？
§3.2 金属切削机床部件
机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
§3.2 金属切削机床部件
本节对金属切削机床的主要部件进行介绍。
本节内容： 传动系统
主轴部件
机床支撑件
机床导轨
机床刀架和自动换刀装置
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
3.2.1 机床的传动系统
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
抗振性 抗振性是指其抵抗受迫振动和自激振动的能力。影响抗振性的主要因素 是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。
温升和热变形 温升和热变形主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切削区的切
削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成其所谓的热变 形。主轴热变形可引起轴承间隙变化，润滑油温度升高后会使粘度降低，这些 变化都会影响主轴部件工作性能，降低加工精度。 主轴部件的传动方式 主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。主轴 传动方式的选择，主要决定于主轴的转速、所传递的转矩、对运动平稳性的要 求，以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。 齿轮传动 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、 变载荷工作，应用最广。其缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m/s，不 如带传动平稳。
带动惯性负载能力较差，一般需要用齿轮减速装
置，多用于中小型数控机床。
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机械制造技术——第三章 金属切削机床 §3.2 金属切削机床部件
直线伺服电动机 直线伺服电动机是一种能直接将电能转化为直线运动机械能的电子驱动装置， 使适应超高速加工技术发展的需要而出现的一种新型电动机。 直线伺服电动机工作原理同旋转电动机相似，可以看作是将旋转型伺服电动机
机械制造工程学_复习题2010A
《机械制造工程学》复习题2010第一章金属切削加工基本概念在切削加工时，直接切除工件上多余金属层，使之转变为切屑，以形成工件新表面的运动，称为主运动。
通常主运动的速度较高，消耗的切削功率也较大。
前角是指在主剖面内度量的基面与前刀面间的夹角。
后角是指在主剖面内度量的后刀面与切削平面间的夹角。
主偏角是指在基面内度量的切削平面与进给平面间的夹角。
副偏角是指在基面内度量的副切削刃与进给运动方向在基面上投影间的夹角。
刃倾角是指在切削平面内度量的主切削刃与基面间的夹角。
刀具材料应具备以下性能： (一)硬度 (二)强度和韧性 (三)耐磨性 (四)耐热性 (五)导热性和膨胀系数 (六)工艺性刀具材料的种类很多，常用的有工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等。
WC—Co类硬质合金一般用于加工铸铁、有色金属及其合金。
WC—TiC—Co硬质合金则用于高速切削钢料。
第二章金属切削基本原理及应用工件材料的强度、硬度越高，切削时前刀面上的正压力越大，同时，刀—屑接触长度减小，因此，正应力增大，摩擦因数减小，剪切角增大，变形系数减小。
良好屑形的主要标志是：不缠绕、不飞溅，不损伤工件、刀具和机床；不影响工人的操作。
粗车、半精车碳钢与合金钢材料时，在车刀上刃磨适当的卷屑槽，能够得到C形屑。
刀具角度中，增大主偏角，可使切屑变厚变窄，卷曲时弯曲应力增大，容易折断；刀具前角增大时，剪切角增大，因而变形系数减小，切削力显著减小。
前角减小时，可使基本变形增大，有利于断屑；进给量增大时，切屑变厚，卷曲时弯曲应力增大，易断屑。
切削速度增大时，切屑基本变形减小，断屑变得困难。
掌握切削力的变化规律，计算切削力的数值，不仅是设计机床、刀具、夹具的重要依据，而且对分析、解决切削加工生产中的实际问题有重要的指导意义。
主切削力是决定机床主电机功率、设计与校验主传动系统各零件以及夹具、刀具强度、刚度的重要依据。
主偏角对主切削力的影响不大。
刃倾角改变时，将使切削合力的方向发生变化，因而改变各分力的大小。
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
（2）复合成形运动：一个复合运动可分解为两个或 多个直线运动或旋转运动，与简单运动相似，但有本 质的区别。
组成复合运动的各个部分必须保持严格的相对运动 关系，是相互依存，而不是独立的。
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
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§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的 传动件把执行件与动力源（如把主轴和电机），或者 把执行件和执行件（例如主轴和刀架）之间联系起来， 称为传动联系。
构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件， 称为传动链。
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§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链 1.传动链
（2）复合成形运动
例3: 用螺纹车刀车削螺纹 母线--车刀的刀刃形状与螺纹轴向剖面轮廓的形状
一致，故母线由成形法形成，不需要成形运动。 导线--螺旋线，由轨迹法形成，需要一个成形运动。
这是一个复合运动，把它分解为工件旋转B11和刀具直 线移动A12。B11和A12之间精品必课件须保持严格的相对运动关
1）工艺范围 2）主要技术参数 3）加工精度和表面粗糙度 4）生产率和自动化程度 5）人机关系 6）成本
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
机器零件 上常用的各 种表面：平 面、圆柱面、 圆锥面、成 形表面等。
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§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动 1.工件表面的成形方法
第 3 章 金属切削机床
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§3-1 金属切削机床概述
金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成 机器零件的机器，是制造机器的机器，因此又称为 “工作母机”或“工具机”，通常简称机床。
一、机床的分类
机床的传统分类方法主要是按加工性质和所用刀 具进行分类。
目前我国将机床分为11大类：车床、钻床、镗床、 磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插 床、拉床、锯床和其他机床。
普通机床（非数控机床）、一般数控机床、加工中
心等
此外，还可按重量和尺寸，主要部件数目等进行分
类。
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§3-1 金属切削机床概述 二、机床的型号编制
标准JB1838-85：金属切削机床型号编制方法，适 用于各类通用机床和专用机床，由汉语拼音字母和数 字按一定规律组合而成。
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§3-1 金属切削机床概述 三、机床的技术性能
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 是利用刀具做 一定规律的轨 迹运动来对工 件进行加工的 方法。
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 （1）轨迹法 （2）成形法 是利用成形刀 具对工件进行 加工的方法。
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§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动
1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 是利用刀具 边旋转边做 轨迹运动来 对工件进行 加工的方法。
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§ 3-2 机床的运动分析
一、成形运动
1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法
（1）轨迹法 （2）成形法 （3）相切法 （4）展成法 是利用工件 和刀具做展 成切削运动 的加工方法。
因此，形成表面所需的成形运动的总数只有两个： 一个是复合运动B11B12；精另品课一件个是简单的成形运动A2。
§ 3-2 机床的运动分析 二、机床传动链
为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须 有执行件、动力源和传动装置三个基本部分。 • 执行件：执行运动的部件，如主轴、刀架、工作台 等。 • 动力源：提供动力的装置，如电动机。 • 传动装置：将运动和动力从动力源传至执行件，并 使有关执行件之间保持某种确定的相对运动关系。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
（1）简单成形运动
简单运动之间是相互独立的，没有严格的相对运动
关系。 例1: 用普通车刀车削外圆
母线--圆，由轨迹法形成，需要一个成形运动B1。 导线--直线，由轨迹法形成，需要一个成形运动A2。
例2: 用成形车刀车削成形回转表面 母线--曲线，由成形法形成，不需要成形运动。 导线--圆，由轨迹法形成精品，课件需要一个成形运动B1。
在每一类机床中，又按工艺范围、布局形势和结 构等，分为若干组，每一组又分为若干系（系别）。
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§3-1 金属切削机床概述 一、机床的分类
1)按照机床的万能性程度，可分为:
普通机床、专门化机床、专用机床
2)按照机床的工作精度，可分为:
普通精度机床、精密机床、高精度机床
3)按照机床具有的数控功能，可分为:
根据传动链的性质，可分为如下两种类型：
1）外联系传动链
联系动力源（如电动机）和执行件（如主轴、刀架、工作台 等）之间的传动链，使执行件获得运动（速度和方向）。 •保证执行件实现简单运动； •不要求动力源和执行件之间有严格的传动比关系； 如：车床上加工外圆
1）零件表面的形成：是一条母线沿一条导线运动而 形成。
母线和导线 统称为表面 发生线。
1--母线，2--导线
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 1.工件表面的成形方法
2）形成发生线的方法 发生线是由刀具的切削刃与工件间的相对运ห้องสมุดไป่ตู้得到 的，由于使用的刀具切削刃形状和采取的加工方法不 同，形成发生线的方法可归纳为四种：轨迹法、成形 法、相切法和展成法。
§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
（2）复合成形运动
例4: 用齿轮滚刀加工直齿圆柱齿轮齿面 母线--渐开线，由展成法形成，需要一个成形运动，
是复合运动，可分解为滚刀旋转B11和工件旋转B12两 部分，B11和B12之间必须保持严格的相对运动关系。
导线--直线，由相切法形成，需要两个独立的成形 运动，即滚刀的旋转运动和滚刀沿工件的轴向移动A2。 其中滚刀的旋转与复合展成运动的一部分B11重合。
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§ 3-2 机床的运动分析 一、成形运动 2.表面成形运动
为获得所需的工件表面形状，机床必须使刀具和工件按上述 四种方法之一完成一定的运动。
成形运动：刀具和工件为了形成表面发生线而作的 相对运动。
直线运动（用A来表示）或旋转运动（用B来表 示）。
成形运动的种类：简单成形运动、复合成形运动
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