机械制造工程学试题

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1、第一章  金属切削原理 1. 使工件与刀具产生相对运动以进行切削的最基本的运动称为主运动。 其特点是运动的速度最高，消耗功率最大。不论主运动是旋转运动还是直线运动，其主运动的方向是假装工件不动。 2. 使主运动能够继续切除工件上多余的金属，以便形成工件表面所需的运动，称为进给运动。进给运动的方向也是假设工件不动，刀具相对于工件的运动方向。 3. 切削过程中工件上存在三个表面：待加工表面，已加工表面，过渡表面。 4. 刀具切削部分的表面与刀刃：  （1）前刀面A --切下的切屑沿其流出的表面。  （2

2、）主后刀面A --与工件上过渡表面相对的表面。  （3）副后刀面A --与工件上已加工表面相对的表面。  （4）主切削刃S--前刀面与主后刀面相交而得到的边锋，并承担主要切削任务的切削刃。  （5）副切削刃S --前刀面与副后刀面相交而得到的边锋，承担次要切削任务的切削刃。主副切削刃的定义说明两点，其一是切削刃的位置，其二是切削刃的作用，两者缺一不可。（6）刀尖--主、副切削刃之间的连接处，即主、副切削刃的交点。  一般用作标注前、后刀面角度的测量平面有三种：正交平面P ，法平面P ，背平面P 和假

3、定工作平面P 。  车刀前、后刀面的位置由以下两角度确定：  （1）前角  --在主刀刃上选定的正交平面P 内，前刀面与基面之间的夹角。  （2）后角  --在同一正交平面P 内，后刀面与切削平面之间的夹角。  金属切削过程是塑性变形的过程，不但应变大而且是在高速、高温情况下产生的，涉及到塑性理论及金属物理等学科的范围。  工件与刀具作用部位存在着三个变形区：    第一变形区---在切削层上形成切屑的变形区；    第二变形区---切屑流出时，与前刀面接触的切屑底层受摩擦作用后产生的变形区；   

4、 第三变形区---在已加工表面上与后刀面挤压摩擦形成的变形区。  切屑形成的四种形态：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑。  切削变形程度的度量方法：相对滑移ε、变形系数ζ。当切削塑性金属时，在切削速度不高，而又能形成带状切屑的情况下，在刀刃附近的前刀面上粘覆着一块硬度很高的楔形金属块，它的硬度可达工件材料硬度的2-3倍，这一小硬块金属称为积屑瘤。通常认为积屑瘤的形成是由于切屑在刀面上粘结造成的。  积屑瘤的特点：积屑瘤可代替刀刃切削，保护刀刃；可增大刀具的实际工作前角，减小切削变形；但它形成的

5、圆弧刃口对工件产生挤压和过切，降低了加工精度；降低了切削刃口的质量，积屑瘤脱落后粘附在已加工表面上使加工表面粗糙度值增大。所以在精加工时应该尽量避免积屑瘤的产生。形成积屑瘤的条件主要决定于刀、屑间的压力和温度。 防止积屑瘤主要从减小切削变形和减小刀、屑间的摩擦入手，具体方法是：  （1）降低切削速度，使切削温度较低，不易发生粘结现象；  （2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；  （3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；  （4）增加刀具前角，以减小刀、屑接触区压力；  （5）提高工

6、件材料硬度，减少加工硬化倾向。（调质处理）工件材料强度、硬度愈高，切削变形愈小。 刀具要切下金属，必须使被切金属产生弹性变形、塑性变形，以及克服金属对刀具的摩擦，切削力来源以下两个方面：（1）被切金属的弹、塑性变形力；  （2）切屑、工件与刀具间的摩擦力。 切削合力F 可以分解为相互垂直的三个切削分力，即F 、F 和F ，车削时：    F 切削力或切向分力；F 切深抗力或径向分力；F 进给抗力或轴向分力。 切削力的变化规律：  （1）被加工材料强度越高，硬度越大，切削力就越大。  （2）切削力随切

7、削面积的增大而增大。  （3）切削力随切削速度的提高而降低。  （4）切削力随前角的增大而减小。  （5）F 、F 随主偏角  的变化而改变它们之间的比值。  （6）F 、F 随刃倾角的变化而改变。切削热的来源是切削时所消耗的功转换而成的，其热源共有三个：剪切区变形功形成的热Q 、切屑与前刀面摩擦功形成的热Q 、已加工表面与后刀面摩擦功形成的热Q 。           切削塑性金属时切削热主要由剪切区的变形和前刀面摩擦形成；切削脆性金属则后刀面摩擦热占的比例较大。 切削温度一般指的是切削区的平均温

8、度，它的最高温度可达1000度以上，比平均温度高2-2.5倍。测量切削温度的方法有热电偶法、热辐射法、远红外法和热敏涂色法等。热电偶法用的最多，它的测温装置简单、测量方便。热电偶法可分为：自然热电偶法和人工热电偶法。 刀具磨损的原因：硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损。刀具的磨损过程：初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段。 刀具耐用度是指新刃磨好的刀具从开始切削，一直到磨损量达到刀具磨钝标准所经过的总切削时间。 刀具耐用度合理数值的确定，可以用最高生产率或最