《金属工艺学》下册习题答案.docx
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《金属工艺学》下册习题答案
《金属工艺学》（下册）习题答案
一、填空题
1．在切削加工过程中，工件上会形成三个表面，它们是已加工表面、
待加工表面、和过渡表面。
2．切削运动分主运动和__进给运动___两类。
3．切削用量包括切削速度、进给量和___背吃刀量___。
4.刀具静止参考系主要由基面、主切削面、正交平面所构成。
5.
是前角的符号，是在正交平面内测量的前刀面与基面间的夹角。
6.
是刃倾角的符号，是在切削平面内测量的主切削刃与基面间的夹角。
7.过切削刃上的一个点，并垂直于基面和切削平面的是正交平面。
8.为了减小残留面积，减小表面粗糙度Ra值，可以采用的方法和措施有：
减小主偏角、减小副偏角和减小进给量。
9.常见切屑种类有：
带状切屑、节状切屑和崩碎切屑。
10.切屑厚度压缩比是切屑厚度与切削层公称厚度之比值，其数值越大，切削力越大，切削温度越高，表面越粗糙。
11．总切削力可分解为切削力、进给力和背向力三个切削分力。
12.刀具磨损的三个阶段是：
初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段。
刀具重磨和换刀应安排在正常磨损阶段后期、急剧磨损发生之前。
13．刀具耐用度是指刀具从开始切削至磨损量达到规定的磨钝标准为止的实际切削总时间。
14．产生积屑瘤的条件是：
①切削塑性金屑，②中等切速切削，粗加工加工时可利用积屑瘤，精加工加工时尽量避免产生积屑瘤。
15．用圆柱铣刀铣平面时，有两种铣削方式，即 逆铣 和 顺铣 。
一般铣削常采用逆铣 。
16．对钢材精车时用高速，其主要目的是避免产生积屑瘤。
17.磨削加工的实质是磨粒对工件进行刻划、滑擦和切削三种作用的综合过程。
18.砂轮的硬度是磨粒受力后从砂轮表面脱落的难易程度，工件材料硬，应选用硬度较软砂轮，磨削有色金属等软材料时，应选用较硬砂轮。
19．机床上常用的传动副有带传动、齿轮传动、齿轮齿条传动、丝杠螺母（螺杆）传动和蜗轮蜗杆传动
20．机床传动系统中，常用的机械有级变速机构有：
滑移齿轮变速、离合器式齿轮变速等
21．对于刚度好、长度长、余量多的外圆面，先用横磨法分段进行粗磨，相邻两段间有5-10的搭接，工件上留下0.01～0.03的余量，再用纵磨法精磨，这种加工方法称为综合磨法。
22．珩磨一般在专门的珩磨机床上进行，珩磨头与机床主轴应浮动连接。
单件小批生产时亦可在改装的立式钻床或卧式车床上进行。
23．根据齿轮传动的特点和不同用途，对齿轮精度的主要要求有：
①运动的准确性；②传动的平稳性；③齿面承裁的均匀性。
24．渐开线圆柱齿轮副分成13个精度等级，其中0、1、2级为远景级，7级精度为基本级。
25．机床主轴上的齿轮，圆周速度高，其传动的平稳性精度要求高些；测量仪器及分度机构上的齿轮，要求传递运动准确，其传递运动的准确性精度要求高些；起重机械及矿山机械上的齿轮，传递功率大，其载荷分布的均匀性精度要求高些。
26．插齿时，分齿运动控制的是插齿刀与齿轮坯之间保持一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的。
27．剃齿主要是提高齿形精度和减小齿面粗糙度值。
28.珩齿主要是减小热处理后的齿面粗糙度值。
29．一个或一组工人，在同一工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。
30．为保证加工表面和非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作为粗基准。
31．以工件的重要表面作为粗基准，目的是为了__保证重要加工面均匀___。
32．铸件、锻件、焊接件毛坯须进行时效处理。
33.生产类型一般分为单件小批生产、中批、中量生产、大批大量生产。
34.确定加工余量的方法有查表法、估计法和分析计算法。
35.渗氮常安排在粗磨之后，精磨之前之前。
36.通常采用的三种定位方法是直接找正法、划线找正法和夹具定位的方法。
37.工件加工顺序安排的原则是先粗后精、先主后次、先基面后其它、先面后孔。
38．研磨时，研磨剂与工件表面之间产生机械作用、化学作用，从而达到较小的表面粗糙度值和较高的尺寸精度。
39.调质处理常安排在粗加工之后之后，半精加工之前。
40．为保证加工表面和非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作为粗基准。
41．与纵磨法相比，横磨的生产率高，表面质量低。
42．V型块定位元件适用于工件以外圆表面定位。
43.18.砂轮的五个特性参数是：
磨料、粒度、组织、结合剂和硬度。
44.铣削加工时，工件的进给方向与铣刀转动方向一致的称为 顺铣 ，方向相反的则称为 逆铣 。
采用方法加工，加工表面质量较好，铣刀寿命较高。
对于进给丝杆和螺母有间隙的铣床，采用 顺铣 方法加工会造成工作台窜动。
45.齿轮加工按轮齿成形原理分成形法和展成法两类，铣齿加工属法，滚齿加工属展成法法。
其中展成法加工的加工精度高、生产率高，一把刀可加工相同模数、压力角的任何齿数的齿轮。
二、判断题
（X）1.刀具的前角越大，切削越轻快，产生热量越少，所以切削温度越低。
（X）2.用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留。
（√）3.车削细长轴类零件外圆时，最好采用主偏角为90°的车刀。
（√）4.刀具的主偏角和副偏角选得适当小些，可以减小表面粗糙度。
（√）5.高速钢的工艺性比硬质合金好，所以用于制造各种复杂刀具。
（×）6.高速钢刀具与硬质合金刀具相比，应选用较小的前角和后角。
（X）7．加工塑性材料与加工脆性材料相比，应选用较小的前角和后角。
（√）8．工艺系统刚度较差时（如车削细长轴），刀具应选用较大的主偏角。
（√）9．精加工与粗加工相比，刀具应选用较大的前角和后角。
（√）10．高速钢并不是高速切削的刀具材料，虽然它的韧性比硬质合金高。
（√）11．硬质合金主要用于制造形状比较简单的切削刀具。
（√）12．刀具前角的大小，可根据加工条件有所改变，可以是正值，也可以是负值，而后角不能是负值。
（X）13.切屑的种类是由工件的材料决定的，无法改变。
（√）14．粗加工时产生积屑瘤有一定好处，故常采用中等切速粗加工；精加工时必须避免积屑瘤的产生，故切削塑性金属时，常采用高速或低速精加工。
（X）15.切削温度是指刀尖处的最高温度。
（√）16.在三个切削分力中，车外圆时切削力Fc最大，磨外圆时背向力Fp最大。
（√）17．切削用量三要素对切削力的影响程度是不同的，背吃刀量（切削深度）影响最大，进给量次之，切削速度影响最小。
（X）18.在切削用量中，对切削热影响最大的是背吃刀量（切削深度），其次是进给量。
（√）19.钻孔时的背吃刀量（切削深度）等于钻头的半径。
（X ）20.扩孔可完全校正钻孔的轴线偏斜。
（√）21.在钻床上钻孔容易出现轴线偏斜现象，而在车床上钻孔则容易出现孔径扩大现象。
（√）22．适宜镗削的孔有通孔、盲孔、台阶孔和带内回转槽的孔。
（X）23．在工件装夹的稳定性、工作台运动的平稳性、刀具的耐用度等方面，顺铣均优于逆铣。
（√）24．在一般情况下，铣削的生产率高于刨削，但对于窄长平面，刨削的生产率高于铣削。
（X）25．珩磨孔既能提高孔的尺寸精度、形状精度，减少表面粗糙度，又能提高孔与其他相关表面的位置精度。
（√）26．滚压螺纹时，由于材料的纤维未被切断，所以与车削的螺纹相比，其强度和硬度都较高。
（ √）27．成形法加工齿轮是利用与被切齿轮的齿槽截面形状相符的刀具切出齿形的方法。
（ √）28．选择齿轮滚刀时，只需根据被切齿轮的模数和压力角选择即可，而不要像选择齿轮铣刀那样，还要考虑被切齿轮的齿数。
（ √）29．展成法加工齿轮是利用齿轮刀具与被切齿轮保持一对齿轮啮合运动关系而切出齿形的方法。
（X）30．剃齿主要用于消除淬火后的氧化皮和轻微磕碰而产生的齿面毛刺与压痕，可有效地减小齿面粗糙度值。
（X）31．剃齿相当于一对直齿圆柱齿轮传动，是一种“自由啮合”的展成法加工。
（ √）32．剃齿主要是提高齿形精度和齿向精度，但不能修正分齿误差，其分齿精度应由前工序保证。
（X）33．珩齿主要用于加工滚齿或插齿后未经淬火的圆柱齿轮。
（√）34．磨齿是齿形精加工的主要方法，它既可加工未经淬硬的轮齿，又可加工淬硬的轮齿。
（√）35一般来说，车螺纹的精度高、生产率低，而铣螺纹的精度低、生产率高。
（√）36螺纹梳刀只能加工精度低的螺纹，但生产效率高。
（X）37滚齿可以加工内齿轮、双联或多联齿轮。
（X）38插齿的效率高于滚齿。
（X）39研齿既能提高齿轮的精度等级，又能减小齿面的的表面粗糙度Ra值。
（X）40有色金属的精加工适合采用磨削的方式。
（X）41钻—扩—铰可保证箱体类零件孔系间的位置精度要求。
（X）42.精基准是零件精加工中所用基准
（√）43.粗基准一般只能使用一次。
三、选择题
1.在正交平面上测量的角度有 C
A刀倾角λs B主偏角Kr C前角r0
2.将工件上的被切削层转化成切屑所需要的运动是 B
A主运动 B进给运动 C旋转运动
3.切削时，刀上与工件加工表面相对应的面是B
A前面 B主后面 C副后面
4.实验证明，在中速切削A 材料时容易产生积屑瘤。
A塑性 B脆性 C陶瓷
5.当车削特别长的轴类零件时，必须附加辅助支承A
A中心架或跟刀架 B鸡心夹头 C花盘 D顶尖
6.大批量生产中，加工各种形状的通孔常用方法是C
A刨削 B插削 C拉削
7.粗加工时车刀角度选择正确的是D
A前角大值B后角大值C前后角都大D前后角都小
8.刀具磨钝限度，通常用 B作标准。
A.刀尖磨损量；B.刀具后面的磨损程度；
C.前刀面月牙洼的深度；D.后刀面磨损的厚度（即深度）。
9.对刨削加工特点说法正确的是C
A生产效率高B加工质量好C生产成本低D以上都不正确
10.对磨削加工说法正确的是C
A不能磨淬火钢B适应性差C精度高D不能磨一般金属
11.铰刀的刀齿有：
C
A.2～3个；B.3～4个；C.6～12个。
12.扩孔钻的刀齿有：
B
A.2～3个；B.3～4个；C.6～8个；D.8～12个。
13.车外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是A
A.刃倾角大于0°；B.刃倾角小于0°；C.刃倾角等于0°。
14.车削时，切削热传出的途径中所占比例最大的是：
C
A.刀具；B.工件；C.切屑；D.空气介质。
15.钻削时，切削热传出的途径中所占比例最大的是：
B
A.刀具；B.工件；C.切屑；D.空气介质。
16．K类硬质合金刀具常用于切削C 材料。
A.不锈钢 B.耐热钢 C.铸铁 D.一般钢材
17．P类硬质合金刀具常用于切削D 材料。
A.不锈钢 B.耐热钢 C.铸铁 D.一般钢材
18．车单线螺纹时，为获得准确的螺距，必须：
D
A.正确调整主轴与丝杠间的换向机构；B.正确分线；
C.正确刃磨车刀；D.保证工件转一周，车刀纵向移动一个螺距P；
19．在某齿轮传动系统中，电动机直接带动I铀，I轴通过一对啮合的齿轮带动Ⅱ轴，Ⅱ轴与Ⅲ轴之间以及Ⅲ轴与Ⅳ轴之间均有一个变速用的三联滑移齿轮副。
问当电机转动时，Ⅳ轴可以获得不同转速的种数是：
C
A.3种；B.6种；C.9种；D.12种。
20．某机械传动系统，电动机由带轮带动I轴，I轴通过一个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。
问当电机转动时，Ⅲ轴可以获得不同转速的种数是：
B
A.8种；B.6种；C2种。
21．车螺纹是加工螺纹常用方法之一。
这种方法多用于：
A
A.单件小批生产；B.大批、大量生产；C.各种类型的生产。
22．与切削螺纹相比，滚压螺纹的优点有：
A
A.生产率高；B.适用于各种生产类型；C.可加工多种零件上多种螺纹。
23．精细车铝合金应选用的刀具材料是：
D
A.高速钢；B.P类（相当于钨钛钴类）硬质合金；
C.K类（相当于钨钴类）硬质合金；D.金刚石刀具。
24．4号齿轮铣刀用以铣削21～25齿数范围的齿轮，该号铣刀的齿形按下列哪一个齿数齿轮的齿槽轮廓制作：
A
A.21；B.22；C.23；D.24；E.25。
25.D是一种定位不足而影响加工精度的现象。
A.完全定位B.不完全定位C.过定位D.欠定位
26.零件机加工顺序的安排，一般是A。
A.先基准表面，后其它表面B.先次要表面，后主要表面
C.先精加工，后粗加工D.先孔，后平面
27.选择粗基准时，若要保证某重要表面余量均匀，则应选择B
A.余量小的表面B.该重要表面C.半精加工后的表面D.任意
28.φ60H6铝合金箱体孔的加工方案可以是D
A.钻—扩—粗铰—精铰B.粗镗—半精镗—粗磨—精磨
C.钻—扩—拉D.粗镗—半精镗—精镗—精细镗
29.C是自为基准的加工
A.钻孔B.镗孔C.铰孔D.磨孔
30.在加工前，使工件在机床或夹具上占据一正确位置的过程，称为A。
A.定位 B.夹紧 C.分度 D.安装
四、名词解释
1.刀具寿命：
刀具从开始切削到完全报废，实际切削时间的总和。
2.刀具耐用度：
刃磨后的刀具从开始切削至磨损量达到磨钝标准所经历的实际切削时间。
3.砂轮的自锐性：
砂轮在磨削过程中自行推陈出新，保持自身锋锐的特性。
4.切削层公称横截面积：
是在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积。
5.切削层公称宽度：
是在给定瞬间，作用主切削刃截形上两个极限点间的距离，在切削层尺寸平面中测量。
6.定位：
确定工件在机床上或夹具中具有正确位置的过程。
7.夹紧：
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。
8.安装：
工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容。
9.工序：
一个或一组工人，在同一工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
五、简答题：
1.刀具材料应具备哪些基本性能？
常用的刀具材料有哪些？
（1）刀具材料应具备：
硬度较高；强度和韧性较好；耐磨性较好；热硬性较好；
工艺性较好。
（2）常用的刀具材料：
碳素工具钢；合金工具钢；硬质合金；高速钢。
2.K01、K30、P01、P30是什么刀具材料？
各适合于加工哪类工件材料？
在怎样的加工要求下选用？
答：
K01是钨钴类硬质合金、适合精加工铸铁、青铜等脆性材料；
K30是钨钴类硬质合金，适合粗加工铸铁、青铜等脆性材料；
P01是钨钛钴类硬质合金、适合精加工钢件；
P30是钨钛钴类硬质合金、适合粗加工钢件；
3.较易形成带状切屑的条件有那些？
①切削低碳钢时；
②较小的进给量和背吃刀量；
③较高的切削速度；
④较大的前角。
4.简述切削热的来源和切削热传出的途径
切削热的三个主要来源是：
（1）被加工材料的变形（切屑变形）、
（2）切屑与前刀面的摩擦
（3）后刀面与工件已加工表面摩擦；
切削热传出的四条途径是：
切屑、工件、刀具和周围介质。
5.机床传动系统中，最常见的机械传动方式有：
带传动，齿轮传动，蜗杆传动，齿轮齿条传动，丝杠螺母（螺杆）传动。
6.磨削轴上外圆时常走几次“光磨行程”，其目的是：
①减少工件因工艺系统弹性变形所引起的形状误差，
②减小外圆表面粗糙度值。
7.在精密和超精密（研磨、珩磨、超级光磨、抛光）加工方法中，哪些加工方法不能提高工件的尺寸精度？
哪些加工方法不能降低表面粗糙度值？
不能提高工件尺寸精度的是：
超级光磨、抛光
不能降低表面粗糙度值的是：
抛光
8.逆铣和顺铣各有什么特点?
解：
顺铣是指铣削工件时铣刀的回转方向与工件的进给方向相同；逆铣是指铣刀的回转方向与工件的进给方向相反。
特点：
1）顺铣刀具使用寿命长，逆铣刀具易磨损，寿命短。
2）顺铣加工过程平稳，逆铣加工过程易周期性振动。
3）顺铣机床工作台可能窜动，逆铣工作台运动平稳。
9.插削主要用于加工那些表面？
解：
主要用于单件小批量生产中加工零件的内表面，如孔内键槽、方孔、多边形孔和花键孔等。
也可以用于加工某些不便于铰削或刨削的外表面。
10.拉削的进给运动是由什么实现的？
解：
利用拉刀刀齿的齿升量实现的。
11.常用螺纹加工的方法有那些？
解：
常用的有车削、铣削、攻螺纹和套螺纹、滚压及磨削。
12.试述积屑瘤的形成及其影响？
答：
１、形成：
积屑瘤是由于切屑前刀面在切削过程中剧烈磨擦而形成的。
（切削沿前刀面流出时，在一定温度和压力作用下，靠近刀刃附近的切削底层金属与前刀面发生剧烈的磨擦，与前刀面接触的切削底层受到很大的磨擦阻力，促使要削底层金属流速减慢，甚至接近于零，这层流速减慢的金属称为滞流层。
当磨擦阻力超过切削本身的分子结合力时，切削滞流层金属与切削分离，粘结在前刀面上刃上而形成积屑流。
）
（2）影响
积屑瘤对切削过程的影响可以总结为以下几点：
1）保护刀具：
因为积屑瘤形成时，金属材料因塑性变形而引起强化，其硬度大于工件硬度，可代替刀具切削，减少刀具磨损。
2）增大前角：
积屑瘤的存在增大了刀具的实际工作前角，使切屑变形和切削力减少，使切削轻快，对粗加工是有利的。
3）增大已加工表面的粗糙度数值：
积屑瘤的存在使刀具几何角度改变，切削力不断变化、引起机床、刀具、振动、从而使表面质量下降，精加工尽量避免瘤的产生。
4）影响尺寸精度：
积屑瘤的顶端伸出切屑刃之外，而且在不断地产生和脱落，使切屑层公称厚度不断变化。
从而使尺寸忽大忽小。
13.刀具磨损形式有哪几种：
什么是刀具的耐用度？
什么是刀具的寿命？
解：
刀具磨损形式有三种：
（1）后刀面磨损
（2）前刀面磨损
（3）前后刀面同时磨损
刀具的耐用度：
刀具两次刃磨之间的实际切削时间（s）
刀具的寿命：
刀具从使用到报废为止的切削时间（s）
14.加工相同材料、尺寸、精度和表面粗糙度的外圆面和孔，哪一个更困难？
为什么？
孔的加工更困难
1）外圆面的加工刀具通用性好且刚性好。
2）加工外圆面比加工孔散热性好。
3）加工外圆面比加工孔排屑容易。
4）加工外圆面比加工孔生产率高。
5）外圆面测量比孔测量方便。
15.粗基准的选择原则：
1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准。
2）选择要求加工余量均匀的表面作为粗基准。
可以保证作为粗基准的加工
时，余量均匀。
3）若零件的所有表面都需加工，应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准。
4）选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准。
5）粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用。
16.精基准的选择原则：
1）基准重合原则。
尽可能选用设计基准作为定位基准，这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差，以保证加工面与设计基准间的位置精度。
2）基准统一原则。
应使尽可能多的加工表面都用同一个定位基准，这样有利于保证各加工面之间的位置精度。
3）选择精度较高、安装稳定可靠的表面作精基准，而且所选的精基准应使夹具结构简单，装夹和加工工件方便。
17.工序安排一般要考虑以下三条原则：
1）基准先行原则。
2）先粗后精原则。
3）先主后次原则。
4）先面后孔原则。
六、综合题
2.车外圆时，已知工件转速n=320r/min，车刀移动速度υr=64mm/min其他条件如图所示，试求切削速度Vc、进给量f、切削深度ap、切削厚度ac、切削宽度aw、切削面积Ac。
Vc=dn/1000=3.14X120X320/1000
=120.64（m/min）
υr=fn
f=υr/n=64/320=0.2（mm/r）
ap=（120-105）/2=7.5（mm）
bD=ap/sin60o=8.66（mm）
hD=fsin60o=0.1732（mm）
AD=apf=7.5X0.2=1.5（mm2）
3.已知外圆车刀的前角10°，后角8°，主偏角60°，副偏角15°，刃倾角4°
请将其标注在左下图中。
4.已知端面车刀的前角-15°，后角10°，主偏角45°，副偏角30°，刃倾角-5°。
请将其标注在右上图中。
8.试分析加工下列各图所示零件，要保证图示的尺寸要求需限制工件的哪几个自由度？
（1）题
（2）题
（1）题：
需限制：
X的移动X的转动Y的移动Y的转动Z的转动
（2）题：
需限制：
X的转动Y的移动Y的转动Z的移动Z的转动
9.判断下列零件的结构工艺性是否合理，若不合理，请在原图上修改。
改后
第
（1）题
改后
第
（2）题
改后
第（3）题
改后
第（4）题
改后
第（5）题
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