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机械制造复习及考试题

发布时间:2020-06-20 08:47

  第一章制造工艺及装备 1.1 教学基本要求 掌握切削运动和切削用量概念,理解刀具角度及其作用,熟悉常用切削刀具的特点及应用;熟 悉金属切削机床的分类、型号编制方法及加工特点;了解几种典型机床的基本结构,工作原理及使 用范围,学会机床传动链的分析方法;了解夹具的种类和组成,工件定位原理和定位类型,定位误 差的分析与计算,典型定位元件的的定位作用,夹紧力的分析与计算,以及几类典型夹具结构。 1.2 知识要点 1.2.1 金属切削刀具 1.主运动――刀具与工件之间实现切削的最基本运动,消耗功率最大。 2.进给运动――不断将被切削层投入切削,维持切削过程直至加工出整个工件表面的运动。 3.切削用量三要素――切削速度,进给量或进给速度,背吃刀量。 4.切削时的工件表面――已加工表面、待加工表面和加工表面。 5.切削层参数——切削层厚度、宽度以及切削层横截面积。 6.刀具切削部分的组成——包括前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、和刀尖。 7.基面——通过主切削刃上选定点,垂直于该点切削速度方向的平面。 8.切削平面——通过主切削刃上选定点,与主切削刃相切,且垂直于该点基面的平面。 9.正交平面——通过主切削刃上选定点,垂直于基面和切削平面的平面。 10.前角——在正交平面内测量,前刀面与基面之夹角。 11.后角——在正交平面内测量,主后面与切削平面之夹角。 12.主偏角——在基面内测量,主切削刃在基面的投影与假定进给方向的夹角。 13.副偏角——在基面内测量,副切削刃在基面的投影与假定进给方向之反方向的夹角。 14.刃倾角——在切削平面内测量,主切削刃与基面之夹角。 15.刀具实际工作角度——在实际切削加工中,由于刀具安装位置以及进给运动的影响,刀具 实际切削角度会发生变化,具体包括大进给量及刀具安装高低对刀具前角、后角的影响,以及刀具 中心线安装偏斜对主偏角、副偏角的影响。 16.常用刀具材料——主要包括高速钢与硬质合金。高速钢在退火状态下可加工,因而可制成 各种形状的刀具但硬度和耐磨性均不如硬质合金。其它刀具材料包括表面涂层、陶瓷、金刚石以及 立方氮化硼等。 17.车刀的种类——包括整体式、焊接式、机夹重磨式和机夹可转位式等几种。 18.孔加工刀具的种类——包括麻花钻、扩孔钻、铰刀等,铰刀用于精加工。 19.逆铣和顺铣的概念——逆铣时,刀切削部位刀齿的旋转方向与工件进给方向相反,顺铣与 其相反。逆铣表面质量差,刀具磨损严重;但顺铣要求进给丝杠与螺母间消除间隙,否则工作台窜 动导致振动。 20.拉刀特点及应用——拉刀适用于各类孔、键槽的大批量精加工生产,其进给运动由齿升实 21.成型法齿轮刀具——主要包括盘形铣刀和指状铣刀,加工精度低,效率低。22.插齿刀——基本形状为一直齿轮,铲背刃磨形成前后角。 23.齿轮滚刀——相当于一个螺旋角很大、齿数很少的斜齿圆柱齿轮,演变为基本蜗杆,开槽 形成前角,铲背形成后角;磨损后刃磨前刀面。 24.有关砂轮的一些基本概念——包括磨料,粒度,硬度,结合剂以及组织;磨料主要为氧化 铝和碳化硅两大类;砂轮的软硬是指磨粒脱离砂轮的难易程度,与磨料本身硬度无关。 1.2.2 金属切削机床 1.机床的分类――按加工性质和用途分12 大类;按通用化程度分3 类:通用机床、专门化机 床和专用机床。 2.工件的表面形成方法――母线沿着导线运动形成工件表面,母线和导线统称生线。机床运动 就是为了形成生线 种:轨迹法、成型法、相切法和展成法。 3.传动链概念――机床上从一个元件到另一元件之间的一系列传动件的集合称之为传动链,传 动链的两端元件称为末端件。传动链有内联与外联之分,内联传动链末端件的计算位移之间有严格 的传动比要求,外联传动链则没有。 4.传动链分析的一般步骤――找出两端件;确定计算位移;列出传动路线表达式;列出平衡方 程式;推导出换置公式。 5.普通卧式车床加工范围――各种内外回转表面及端面。 6.CA6140 普通车床主运动传动链分析——包括两端件、计算位移、传动路线、平衡方程式; 低速与高速两条传动路线;实现正反转的摩擦片离合器;正反转共36 级转速。 7.车螺纹传动链分析——公制、英制、模数、径节螺纹的概念和导程规律,即等差和分段等比; 在螺纹链中实现等差等比的方式即基本组和增倍组;传动链分析步骤包括两端件、计算位移、传动 路线、平衡方程式及换置公式。 8.纵横向进给传动链——了解光杠与丝杠传动路线的区别及作用。光杠为外联而丝杠为内联传 动链;光杠用于加工普通表面而丝杠加工螺纹。 9.机床典型机械结构——通过三箱结构剖析试验了解主轴结构、前段轴承预紧方式、摩擦离 合器结构、以及变速操纵机构;了解进给箱中移换机构、基本组及增倍组具体结构、滑移齿轮操纵 机构原理;了解溜板箱中光杠丝杠互锁机构、安全超越离合器结构、纵横向进给实现及互锁机构、 快速进给机构原理。 10.滚齿机加工原理——展成法加工,一对螺旋齿轮啮合,其中一个为滚刀,另一个为工件即 可加工出共轭齿面;沿轴向相对运动可加工出整个齿面。 11.利用传动原理图——分析相关传动链及加工原理,搞清换置机构的作用。 12.斜齿轮加工原理——滚刀转Z/K 转,工件若转一转则最终加工出直齿轮;如果滚刀转Z/K 转,工件转一转多一点或少一点,则随着轴向进给的持续进行,将加工出斜齿轮;工件多转一点或 少转一点,决定加工出齿轮是左旋还是右旋;附加转动的量决定工件螺旋角的大小。 13.滚刀安装角度对加工结果的影响——只会影响工件齿形,不会影响螺旋角。 14.Y3150E 滚齿机传动链分析——利用前述传动链分析方法分析主运动、范成运动、轴向进给、 差动传动链;其中主运动和轴向进给为外链传动链,范成链和差动链为内联传动链。 15.搞清合成机构的特点和作用——实为一个双自由度的差动轮系,有两个输入一个输出,输 出端转速为两个输入端转速的线性组合。依靠这一机构可以将附加转动与范成运动进行合成,使滚 刀的转动同时与工件转动及滚刀进给相联系,从而加工出斜齿轮。 16.插齿机所具备的运动——插齿刀的上下往复运动,为主运动;插齿刀与工件对滚,为展成 运动;插齿刀与工件径向进给;插齿刀让刀运动。 17.滚齿机与插齿机加工范围不同点——蜗轮只能用滚齿机;内齿轮只能用插齿机;空刀较小 的双联或多联齿轮只能用插齿机;斜齿轮一般情况下只能用滚齿机,若用插齿机需加螺旋导轨,应 用很少。 18.万能外圆磨床的加工范围——内、外圆柱面;内、外圆锥面。 19.万能外圆磨床为保证加工精度采取了哪些措施——主运动及头架工件驱动均为带传动以保证传动平稳;砂轮主轴采用三块瓦动压滑动轴承;横向进给采用滚动导轨避免爬行;尾座顶尖弹簧 浮动以补偿热变形;横向进给丝杠螺母采用液压闸缸消除间隙;砂轮静平衡避免振动。 20.无心外圆磨床工作原理——导轮与砂轮轴线倾斜一个角度使工件获得一个轴向进给分力; 导轮加工成双曲面以保证与工件线接触;工件靠导轮与托板支撑,中心略高于导轮与砂轮中心连线, 以使工件能够磨圆,避免磨出棱形。 21.组合机床结构及应用——组合机床属于专用机床,由大部分通用件和少量专用件组成,针 对某一工件的某一道工序加工,主要用于较大批量生产。 22.剃齿加工原理——一对螺旋齿轮啮合,其中一个沿齿面开槽形成切削刃成为剃齿刀而另一 个为工件,在啮合点两者速度矢量方向不一致,沿齿面产生相对滑动继而产生切削作用;两者瞬时 啮合为点,旋转过程中啮合点连成线,轴向相对运动则加工出整个齿面。 1.2.3 夹具 1.夹具用途及组成——用于工件定位与夹紧;由定位元件、夹紧装置、对刀装置、连接元件及 夹具体组成。 2.基准及分类——基准是工件上的一些点、线、面,用以确定其它几何要素间的几何关系;分 为设计基准和工艺基准,工艺基准中又分定位、测量、装配和工序基准,其中工序基准相当于具体 工序中的设计基准。 3.定位与夹紧的区分——定位是保证工件相对于机床有一个正确的位置,而夹紧则是保证加工 过程中不会因切削力和其它原因改变位置;一般来说定位与夹紧分别进行,但也有时是同时进行的 (例如卡盘、胀胎心轴等);一般来说夹紧是必须的,但也有时例外(例如超大型工件)。 4.六点定位原理——适当分布的空间六点将对物体的空间六个自由度予以限制;若六个自由度 完全限制称为完全定位,部分限制则称为不完全定位,根据加工需要,不完全定位是允许的;对某 一自由度作重复限制称为超定位,应该限制的自由度未予限制称为欠定位,欠定位是不允许的,超 定位一般也是不允许的。 5.一面两销定位——应用极为广泛的一种定位方式,限制六个自由度;其中一个销为削边销, 以避免超定位。 6.定位误差概念——与定位方式有关的相关尺寸在加工要求方向上的最大变动量;一般包括基 准不重合(工序基准与定为基准)产生的误差和基准位移产生的误差;基准不重合时会将不重合部 分的公差带入定位过程,而出现基准位移时会将该位移误差带入定位过程。 7.工件夹紧的基本要求——夹紧时不能破坏工件的正确位置,例如应使夹紧力位于支撑面内; 夹紧力适当,不能使工件移动或表面损伤;夹紧力作用点应位于工件刚性较好的部位,夹紧力方向 尽量与切削力、重力方向一致。 1.3 小结 本章内容丰富,是本门课程的重点章节。概括起来主要包括三大部分:刀具、机床和夹具。 刀具部分主要掌握切削用量、刀具切削角度、刀具材料以及各种典型刀具结构和特点。其中刀 具切削角度为重点内容,要了解用以定义刀具角度的基准平面,并清楚各切削角度的定义方法及其 作用。在此基础上对各种刀具的特点有所了解。 机床部分主要掌握机床的分类、功能、几种典型机床的传动链分析、结构特点及加工范围。其 中CA6140 普通车床和Y3150E 滚齿机传动链分析,以及各类机床的加工范围为重点内容。 夹具部分主要掌握夹具的功能和用途、基准定义、六点定位原则、典型夹具结构等。其中六点 定位原则为重点内容,要清楚完全和不完全定位、超定位和欠定位概念,熟悉各种典型定位方式所 限制的自由度数目,了解定位误差含义和计算方法。 经过本章内容的学习,应了解对一般零件表面的加工应该选用何种机床,何种刀具,以及何种 夹具;常用机床可以进行何种加工。1.4 自测题 一、简答题 1.切削加工由哪些运动组成?它们各有什么作用? 2.什么是切削用量的三要素,举例说明它们与切削层厚度hd 和切削层宽度bd 各有什么关系? 3.刀具正交平面参考系由哪些平面组成?它们是如何定义的? 4.刀具的基本角度有哪些,它们是如何定义的? 5.刀具的工作角度和标注角度有什么区别?影响刀具工作角度的主要因素有哪些? 6.与其它刀具材料相比,高速钢有什么特点?常用的牌号有哪些?主要用来制造哪些刀具? 7.什么是硬质合金?常用的硬质合金有那几大类?一般如何选用? 8.刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用?如何选用合理的刀具切削角度? 9.常用的车刀有哪几大类?各有何特点? 10.什么是逆铣?什么是顺铣?各有何特点? 11.简述插齿刀的工作原理和加工范围? 12.砂轮的特性主要由哪些因素所决定?一般如何选用砂轮? 13. 自动化加工对刀具有哪些要求? 14.在自动化加工设备中对刀具进行管理的任务和内容是什么? 15.举例说明什么叫表面成形运动?什么叫简单运动和复合运动? 16.机床的传动链中为什么要设置换置机构,分析传动链一般步骤? 17.在什么情况下机床的传动链可以不设置换置机构? 18.证明CA6140 型车床的机床进给量f 横=0.5f 19.在Y3150Z型滚齿机上加工斜齿轮,如果进给挂轮的传动比有误差,是否会导致斜齿轮的螺旋角 产出误差?为什么? 20.万能外圆磨床有哪些成形运动? 21.什么是组合机床?它与通用机床及一般专用机床有哪些主要区别,有什么特点? 22.各类机床中,能用于加工外圆、内孔、平面和沟槽的各有哪些机床?它们的适用范围有何区别? 23.简述数控机床的特点及应用范围? 24.数控机床由哪些组成部分组成的?各有什么作用? 25.开环、闭环和半闭环伺服系统各有什么特点?各适用于什么场合? 26.刀具前角γ 是在那一平面内测量的?27.麻花钻磨钝后刃磨哪个面? 28.齿轮滚刀用钝后,刃磨哪个面? 29.中碳钢与合金钢哪个切削加工性好? 30.高速钢刀具加工灰铸铁毛坯表面是否合适,为什么? 31. CA6140 车床机动纵向进给时开动快速电机是否可以,为什么? 32.M1432A 万能外圆磨床砂轮与内圆磨具主轴均采用皮带传动,换成齿轮传动行不行,为什么? 33.无心磨床加工时工件轴向进给力从何而来? 34.成型法加工斜齿轮,可在什么机床上,用什么夹具加工? 35.顺铣加工优于逆铣,但为何推广受到限制? 36.影响车刀工作角度不同于标注角度的因素有那些? 37.CA6140 车床主轴箱中有几个换向机构?各有何用? 38. CA6140 车床利用光杠反转实现刀架反向移动是否可行?为什么? 39. CA6140 车床进给箱中基本组各变速比有何规律? 40.进给运动的作用?41.车削大导程丝杠时,刀具的工作角度与标注角度相比有何变化 42.车床主轴箱体上表面粗加工时应选择什么刀具材料? 43..加工细长轴零件时主偏角 应选择多大合适,为什么?44.砂轮的软、硬反映了什么? 45.某车床车削圆柱面时发现车出的工件中间细两端粗,而刀具运动轨迹为直线车螺纹进给链分别靠什么实现螺纹表面上螺距的等差,等比规律? 47.CA6140 车床快速电机接反了机床能否正常工作? 48.在Y3150E 上加工直齿轮时,范成链挂轮选错,结果会怎样? 49.在滚齿机上加工一对齿数不同的斜齿圆柱齿轮,加工其一个后加工另一个之前,机床应做那些 调整? 50.CA6140 主轴正转或反转是由什么部件实现的? 51.工艺要求规定车床主轴粗加工后精加工前必须放置8 小时以上,请说明原因。 52.Y3150E 滚齿机能否加工蜗轮?插齿机能否加工蜗轮? 53.某箱体件上主轴孔精加工时采用浮动镗刀板镗削,请说明这符合何种基准选择原则? 54.什么样的齿轮只能用插齿机而不能用滚齿机加工? 55.一般来说,随着产品生产批量的增加,单件成本会怎样,为什么? 56.无心磨床导轮与工件之间是点接触、线.一般情况下,基准转换会使加工精度要求变高还是变低,为什么? 58. 车削圆锥面必须满足哪些条件? 59.箱体零件的主要技术要求包括哪些方面? 60.简述前角、后角的改变对切削加工的影响。 61.什么是主运动?什么是进给运动?各自有何特点? 二、选择题 1.车床能加工出多种内外回转表面,( )通常用于切槽和切断工件。 镗孔刀2.车床主轴的纯轴向窜动对( )加工有影响。 车销螺纹3.制定零件工艺过程时,首先研究和确定的基准是( 测量基准4.零件在加工过程中使用的基准叫做( 测量基准5.车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高,常采用( )来保证 基准统一6.机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程为( 机械加工工艺过程7.受迫振动系统在共振区消振最有效的措施使( )来限制六个自由度,称为()。更具加工要求,只需要少于( )的定位,称为( 定位a.六个支撑点; b.具有独立定位作用的六个支撑点; c.完全; d.不完全; e.欠定位 9.零件装夹中由于()基准和( )基准不重合而产生的加工误差,称为基准不重合误差。 a.设计(或工序);b.工艺;c.测量;d.装配;e.定位 10.工件定位时的欠定位是指( A.少于六个自由度的限制B.定位精度不够 C.不完全定位 D.技术要求应限制的自由度未被限制 11.切削时刀具上切屑流过的那个表面是( A.前刀面B.主后面 C.副后面 A.成形车刀B.转动小滑板 C.偏移尾座 D.手动纵横向进给 13.加工复杂的立体成形表面,应选用的机床是( A.数控铣床B.龙门铣床 C.卧式万能升降台铣床 D.立式升降台铣床 14.在实心材料上加工孔,应选择( A.钻孔B.扩孔 D.镗孔15.砂轮组织表示砂轮中磨料、结合剂和气孔间的( A.体积比例B.面积比例 C.重量比例 D.质量比例 16.在CA6140 车床上用来安装钻头、铰刀等的部件为( A.主轴B.刀架 D.床身17.进给运动为刀具的直线移动的切削加工方法是( C.刨平面D.铣平面 18.逆铣与顺铣相比,其优点是( )。(单选) A.散热条件好 B.切削时工作台不会窜动 19.下列加工方法中,能加工孔内环形槽的是( A.钻孔B.扩孔 D.镗孔20.加工复杂的立体成形表面,应选用的机床是( A.立式升降台铣床B.卧式万能升降台铣床 C.龙门铣床 D.数控铣床加工质量好 E.生产率高 21.在车床最适于加工的零件是( C.轮齿成型D.箱体类 22.拉刀拉削圆孔是( A.自为基准B.互为基准 C.基准统一 D.基准重合 23.车床主轴箱加工顶面时,常以主轴孔为定位基准,这是因为—— A.装夹容易 B.主轴孔为重要表面 C.为了基准统一 D。粗基准只能用轴孔 24.浮动铰刀铰孔体现了( )原则. 基准重合25.柴油机壳体多道工序加工均采用一面两销定位,这体现了( )原则. 互为基准26.要加工主轴箱体上的各轴孔,在哪些机床上可以完成?( A.拉床B.镗床 C.铣床 D.组合机床 27.指出下列加工哪些不属于“自为基准”原则。( A.浮动铰刀铰孔B.浮动镗刀镗孔 C.精磨床身导轨面 D.钻削车床主轴内孔 28.一般说来,定位基准与设计基准不重合会导致:( A.加工精度过严B.加工无法进行 C.加工精度降低 D.废品率提高 29.双顶尖定位方式限制( )自由度,其中轴向自由度由( )来限制。 A.4,中心线.三爪卡盘装夹一根φ 20,长30 的棒料,限制了( )个自由度 A.3B.4 C.5 D.6 31.车刀不可能刃磨( A.前刀面B.主后刀面 C.副后刀面 D.主剖面 32.要在平面磨床上磨削一块尺寸为80X100X10 的矩形钢板的两个平面,装夹时应限制( A.3B.4 C.5 D.6 33.下列哪种情况有超定位?( 34.刀具磨钝标准是以()磨损为依据的。 A.刀尖 B.前刀面 C.后刀面 D.刀刃 35.装夹圆柱形工件时以中心线为定位基准,采用图示双 同步相向移动方案可消除( )误差。 A.基准不重合 B.基准位移 C.定位 D.所有 36.右图所示工件若改为放在平台上以下母线为定位基准,则可消 基准不重合B。基准位移 C。定位 D。所有 37.麻花钻刃磨的是( A.刀尖B.前刀面 C.后刀面 D.前刀面与后刀面 38.顺铣比逆铣好是因为( A.顺铣没有丝杠螺母间隙窜动问题B.顺铣使刀具变快 C.顺铣刀具磨损小 D.顺铣应用多 三、判断题 1.工件装夹时超定位、欠定位都是不允许的。( 2.内花键拉削加工限制了5个自由度。( 6.在车床上用三爪卡盘装夹,对一球体钻孔,要求轴线.用小锥度心轴定位,在卧式铣床铣键槽,设计基准为中心线.一面两销定位时,为减小角度误差 四、画图与计算1.图示为某内圆车刀切削部分的工作图,请写出 (前角)(后角)(主偏角)(刃倾角)2、图示滚齿机传动系统图,要求:写出差动链运动平衡方程式;指出差动链是内链还是外链传动 利用差动链配合范成链能否加工出直齿轮?假如差动链内加错了介轮,结果会怎样?滚刀轴向进给一个导程T, )25/22/25a2/b2c2/d236/72u合成e/fa/bc/d1/72=1(工件附加转动) 3.要加工图示零件的两个Φ20孔,指出定位时要限制几个自由度;请选择定位基准并用符号表示 所限制的自由度数,同时说明理由;说明各定位元件的形状。 4.图示三通件,要加工两端面,满足尺寸A 及L,采用了三块V 形块定位。试分析定位基准,限制 了哪些自由度?有没有超定位或欠定位?定位方案是否合理? 5.一外圆车刀切削部份主要几何角度为:γ 。=10,α s=-5,请给出刀具切削部份的工作圆并标明各角度。6.图示连杆在夹具中定位,定位元件分别为支撑平面、短圆柱销和固定V 形块。指出各定位基准, 限制了几个自由度,有无超定位或欠定位,是否合理,如果不合理如何改进。 10 7.图示为某端铣刀切削部分的工作图,请写出 (前角)(后角)(主偏角)(副偏角)(刃倾角)8.图示工件要加工Φ200 外圆,请说明定位基准,限制自由度数目,是否有超定位或欠定位,假如 有,如何改进。 11基准符号表示定为基准及所限制的自由度数,说明可以采用何种定位元件,同时指出是否存在定位 误差。 10.图示零件铣键槽,定位方案为如下所示的双 形块同步相向移动,工件外圆及内孔尺寸和公差如图示。 试确定当工序基准分别为中心线孔上 母线及外圆 下母线三种情况 下的定位误差。 11.图示零件调整法加工孔A,定位方案如下,试确定尺寸的定位误差 1212.图示定位方式,调整法加工,心轴水平放置,要求加工尺寸 形块内定位,利用钻模板加工孔O1,O2,O3,试就工序尺寸 A1,A2,B1,B2,分别计算 其定位误差。 13 五、改错题:试改进下列各图中的不合理之处,并简述理由 改进前: (a)铸件上钻孔 (b)铣床加工槽 1.5 自测题解题方法分析及参考答案 一、简答题 1.切削加工由哪些运动组成?它们各有什么作用? 答:主运动和进给运动 主运动:使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本运动。 进给运动:不断地把被切削层投入切削,以逐渐切削出整个工件表面的运动。 2.什么是切削用量的三要素,举例说明它们与切削层厚度hd 和切削层宽度bd 各有什么关系? 答:三要素:切削速度,进给量,背吃刀量 Hd==f*sinkr (kr 表示刀具的主偏角) Bk=ap/sinkr 3.刀具正交平面参考系由哪些平面组成?它们是如何定义的? 答:正交平面参考系由基面、切削平面、正交平面组成。 基面:通过主切削刃上的选定点,垂直于该点切削速度方向的平面; 切削平面:通过主切削刃上的选定点,与主切削刃相切,且垂直于该点基面的平面; 正交平面:通过切削刃上选定点,垂直于基面和切削平面的平面。 4.刀具的基本角度有哪些,它们是如何定义的? 答:前角:在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角; 后角:在正交平面内测量的主后刀面与切削平面间的夹角; 主偏角:在基面内测量的主切削刃在基面上的投影与假定进给运动方向的夹角; 副偏角:在基面内测量的副切削刃在基面上的投影与假定进给运动反方向的夹角; 刃倾角:在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。 5.刀具的工作角度和标注角度有什么区别?影响刀具工作角度的主要因素有哪些? 答:刀具的标注角度:制造和刃磨所需要的,并在刀具设计图上予以标注的角度。 刀具的工作角度:由于刀具的安装位置和进给运动的影响,车刀的标注角度会发生一定的变化,基 本原因是基面、切削平面和正交平面位置发生变化,这种发生变化后的切削过程中实际的基面、切 削平面和正交平面作为参考系所确定的刀具角度称为刀具的工作角度。 影响刀具工作角度的因素: 1.横向进给运动,如切端面; 14 2.轴向进给运动,如大螺距螺纹或螺杆; 3.刀具安装高低; 4.刀杆中心线.与其它刀具材料相比,高速钢有什么特点?常用的牌号有哪些?主要用来制造哪些刀具? 答:高速钢具有较高的硬度和耐热性,与碳素工具钢和合金工具钢相比,高速钢能提高切削速度 1-3 倍,提高刀具耐用度10-40 倍,甚至更多。它可以加工包括有色金属、高温合金在内的范围广泛 的材料。常用的牌号是W18Cr4V 用来制造螺纹车刀、成型刀、拉刀等,W6MN5CR4V2 用来制造加 工轻合金、碳素钢、合金钢的热成型刀具及承受冲击,结构薄弱的刀具。 7.什么是硬质合金?常用的硬质合金有那几大类?一般如何选用? 答:硬质合金是用高耐热性和高耐磨性的金属碳化物与金属粘接剂在高温下烧结而成的粉末冶金制 类型:钨钴类硬质合金(YG类):耐热性和耐磨性较差,因此一般不用于普通钢材的切削加工,韧 性好,导热系数大,可用来加工不锈钢和高温合金钢等难加工材料; 钨钛钴类硬质合金(YT 类):抗弯强度和冲击韧性较差,故主要用于切削一般呈带状的普通碳素钢 和合金钢等塑性材料; 钨钛钴类硬质合金(YW 类):主要用于不锈钢,耐热钢、高速钢的加工,也适用于普通碳钢和铸 铁的加工。 8.刀具的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角各有何作用?如何选用合理的刀具切削角度? 答:1).前角:前角越大,切削越有利。粗加工选择较小前角,精加工选择较大前角,脆性材料选 择较小前角,塑性材料选择较大前角; 2).后角:一般选正值,影响切削力和耐用度。切削层厚度越大,后角越小;工件材料越软,塑性 较大,后角越大;工艺系统刚性较差,后角较小;尺寸精度高选择较小后角。 3).主偏角和副偏角:影响刀具的耐用度,表面粗糙度,以及切削分力的大小和比例。工艺系统刚 性较好时,主偏角易取较小值,较差时选择较大值,细长轴主偏角在90-93 之间,以减少径向分力f。 粗加工时副偏角选择较大值,精加工时副偏角选择较小值。 4).刃倾角:影响刀头强度和切屑流动方向。大于零时切屑流向待加工表面,精加工必须选正,刀 具强度好,刃倾角小于零时流向已加工表面,粗加工可选择负值,刀具强度好。 9.常用的车刀有哪几大类?各有何特点? 答:1).硬质合金焊接式车刀:结构简单,刚性好,适应性强,可以根据具体的加工条件和要求刃 磨出合理的刀具角度,但焊接时易在硬质合金刀片内产生应力或裂纹,使刀片硬度下降,切削性能 和耐用度降低; 2).硬质合金机夹重磨式车刀:可避免焊接时引起的缺陷,刀杆可多次重复使用,但其结构较复杂, 刀片重磨时仍有可能产生应力和裂纹; 3).机夹可转位车刀:当一个切削刃磨钝后,只要松开刀片机夹紧元件,将刀片转位,改用另一个 新切削刃,重新夹紧后即可继续切削。 10.什么是逆铣?什么是顺铣?各有何特点? 答:逆铣时,刀齿由切削层内切入,从待加工表面切出,切削厚度由零增至最大值,由于刀刃并非 绝对锋利,所以刀齿在刚接触工件的一段距离上不能切入工件,只在加工表面上挤压滑行,使工件 表面产生严重的冷硬层,降低了表面加工质量,并加剧了刀具磨损。顺铣时,切削厚度由大到小, 没有逆铣的缺点,同时,顺铣时铣削力始终压向工作台,避免了工件上下振动,因而可提高铣刀的 耐用度和加工表面质量;但由于其进给方向的切削分力与进给方向相同,当进给丝杠螺母有间隙时, 可使工作台窜动,引起振动导致工作情况恶化。 11.简述插齿刀的工作原理和加工范围? 答:插齿刀本身为一齿轮,铲背、刃磨形成前后角成为刀具。插齿刀的上下往复运动就是主运动, 同时插齿刀的回转运动与工件齿轮的回转运动相配合形成展成运动,展成运动一方面包络形成齿轮 的渐开线齿廓,另一方面又是切削时的圆周进给运动和连续的分齿运动,为了避免后刀面与工件的 15 摩擦,插齿刀每次空行程退刀时,应有让刀运动。插齿可加工内、外直齿圆柱齿轮,要加工斜齿内 齿轮需采用螺旋导轨,应用不多。 12.砂轮的特性主要由哪些因素所决定?一般如何选用砂轮? 答:砂轮的特性主要由磨料、粘度、结合剂、硬度、组织和形状尺寸等因素所决定。砂轮选择的主 要依据是被磨材料的性质,要求达到的工件表面粗糙度和金属的磨除率。 13.自动化加工对刀具有哪些要求? 答:1.刀具的可靠性要高2.刀具的切削性能要好3.刀具结构应能预调尺寸和便于刀具快速更换4.尽 量减少刀具品种规格5.要求发展刀具管理系统6.要求配备刀具磨损和破损在线.在自动化加工设备中对刀具进行管理的任务和内容是什么? 答:任务:利用所获得的刀具信息在加工过程中根据有关的加工要求,从刀库中选择合适的刀具, 及时准确地提供给相应的机床或装置,以便在维持较高的设备利用率的情况下,高效地生产出合格 的零件。 内容:刀具室的管理,刀具的分配与传输,刀具的监控,刀具信息的处理。 15.举例说明什么叫表面成形运动?什么叫简单运动和复合运动? 答:零件表面可看成是母线沿着导线运动而形成,母线和导线统称生线。机床加工零件时,为了获 得所需的表面,工件与刀具之间作相对运动,用以形成母线和导线,即表面成形运动。简单运动: 单纯的直线或回转运动。复合运动:通过两个或两个以上运动复合运动而生成的合成运动,如展成 法加工齿轮。 16.机床的传动链中为什么要设置换置机构,分析传动链一般步骤? 答:传动链中有两类传动机构,一类是定比传动机构,另一类是换置机构,原因是加工要求不同, 可以改变传动比和传动方向的传动机构,如挂轮变速机构,滑移齿轮变速机构,离合器换向机构等; 分析传动链的一般步骤是:先确定首端件、末端件;再确定两端件之间的计算位移;列出传动路线 表达式;列出平衡方程式;导出换置公式。 17.在什么情况下机床的传动链可以不设置换置机构? 答:传动比和传动方向固定不变的传动机构,如定比齿轮副,蜗杆蜗轮副,丝杠螺母副等。 18.证明CA6140 型车床的机床进给量f 横=0.5f 证明:刀架带着刀具作纵向或横向机动进给时,传动链的两个末端件仍是主轴和刀具,计算位移关系为主轴每转一转,刀具的纵向或横向移动量。纵向进给传动链经公制螺纹传动路线的运动平衡式, 横向进给传动链的运动平衡式具体计算过程见书上60 19.在Y3150E型滚齿机上加工斜齿轮,如果进给挂轮的传动比有误差,是否会导致斜齿轮的螺旋角 产出误差?为什么? 答:不会。因为螺旋角是由范成链与差动链共同决定的。如果范成链没有问题,则螺旋角取决与差 动链。具体说,每轴向进给一个导程,工作台附加转动一转,进给的多,附加转动也多,反之亦然。 进给挂轮只影响进给速度,不会影响差动链的计算位移,因而不影响螺旋角。 20.万能外圆磨床有哪些成形运动? 答:砂轮旋转主运动 n1,工件圆周进给运动 n2,工件纵向给进运动f1,砂轮架周期或连续横向进 给运动f2。 21.什么是组合机床?它与通用机床及一般专用机床有哪些主要区别,有什么特点? 答:组合机床是根据特定工件的加工要求,以系列化、标准化的通用部件为基础,配以少量的专用 部件所组成的专用机床。 在整台机床的组合部件中,一般除多轴箱和夹具是专用部件外,其余均为通用部件和零件,数量约 占机床部件的总数的 70%~90%。组合机床与一般专用机床相比,有以下特点:1)设计制造周期短 2)加工效率高3)当加工对象改变后,通用部件可重复使用4)可方便组合机床自动线.各类机床中,能用于加工外圆、内孔、平面和沟槽的各有哪些机床?它们的适用范围有何区别? 答:外圆:车床、铣床、磨床; 内孔:车床、铣床、磨床、钻床、镗床、拉床等; 16 沟槽:车床、铣床; 车床:回转体类零件,如盘类、轴类、套类零件 铣床:箱体类零件,复杂曲线、曲面类零件 磨床:回转体或平面类零件的精加工。 23.简述数控机床的特点及应用范围? 答:特点:1)加工精度高2)对加工对象的适应性强3)加工形状复杂的工件比价方便4)加工生 产率高5)易于计算机通讯网络6)使用维修技术要求高。 应用范围:1)单件、小批2)用普通机床难以加工的形状复杂的曲线)结构复杂、要 求多部件,多工序加工的零件4)价格昂贵、不允许报废的零件5)要求精密复制或准备多次改变设 计的零件。 24.数控机床由哪些组成部分组成的?各有什么作用? 答:输入介质:存储着加工零件所需要的全部操作信息和刀具相对工件的移动信息。 数控装置:译码、数据处理、偏差计算、控制机床运动作用。 伺服系统:把来自数控装置的脉冲信息转换为机床移动部件的运动,使工作台精确定位。 机床本体:实现机床的实际加工。 25.开环、闭环和半闭环伺服系统各有什么特点?各适用于什么场合? 答:1)开环:伺服系统没有检测反馈装置,不能对运动部件的实际位移量进行检测,也不能进行 误差校正,故其位移精度主要决定于步进电机的步距角精度,丝杠螺母的制造精度。适用于中小型 经济型数控机床。 2)闭环:机床工作台上安装直线位移检测装置,反馈到数控系统中与指令要求的位置参数进行比 较,一般应用在高精度的数控机床上。 3)半闭环:位移检测装置安装在传动丝杠或伺服电机轴上,丝杠螺母等传动机构不在控制环内, 它们的误差不能校正,精度介于开环与闭环之间,但检测装置结构简单,系统稳定性好,调试较容 易,因此应用比较广泛。 26.刀具前角γ 是在哪一平面内测量的?答:正交平面(主剖面)。 27.麻花钻磨钝后刃磨哪个面? 答:主后刀面。 28.齿轮滚刀用钝后,刃磨哪个面? 答:前刀面。 29.中碳钢与合金钢哪个切削加工性好? 答:中碳钢。 30.高速钢刀具加工灰铸铁毛坯表面是否合适,为什么? 答:不合适,铸件表面硬层将使刀具迅速磨损。 31. CA6140 车床机动纵向进给时开动快速电机是否可以,为什么? 答:可以,因为有超越离合器。 32.M1432A 万能外圆磨床砂轮与内圆磨具主轴均采用皮带传动,换成齿轮传动行不行,为什么?