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方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。

逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。

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方向与工件进给运动方向相反，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，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，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，而且严重时会损坏刀具。

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严重。

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？

车削使用范围广，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、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。

4、特种加工在成形工艺方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，故加工范围广、适应性强。

（5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，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：在单位时间内，刀具和工件在主运动方向上的相对位移。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（或单位时间内），刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移。

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何不同？

前角：在正交平面内测量的前面与基面之间的夹角。

2）后角：在正交平面内测量的主后面与切削平面之间的夹角。

3）主偏角：在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角。

4）副偏角：在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向的夹角。

5）刃倾角：在切削平面内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何角度，即在标注角度参考系中的几何角度。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何种刀具材料来制造？

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、陶瓷、金刚石、立方氮化硼。

新型刀具材料：陶瓷、立方氮化硼、人造金刚石。

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何特点？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、切削热是如何产生和传出的？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、刀具和周围介质传出。

不能仅从切削热产生的多少来说明切削区温度的高低。切削温度收到多方面的影响：切削用量、刀具几何参数、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、刀具几何参数、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方面：（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。