工程材料与机械制造基础课后习题答案

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3、在快速成形技术中哪一种使铸件适时生产成为可能? 激光选择烧结成形技术。

4、SLA在哪些方面得到运用?

产品外形评估、功能实验、快速制造电极和各种快速经济模具。 5、什么是高能率成形技术?主要有哪些类型?

高能率成形技术是一种在极短的时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。包括:爆炸成形、电液成形、和电磁成形等。 6、高能率成形具有哪些特点?

特点:模具简单、零件精度高、表面质量好、可提高材料的塑性变形能力及成本低。

7、爆炸成形主要用于哪类零件的生产? 主要用于板材的拉深、胀形、校形等。

8、什么是半固态成形技术?常用的半固态成形技术有哪些? 半固态成形技术:在金属的凝固过程中,用一定的工艺方法改变初生固相的形核和长大过程,得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定初生固相的固-液混合浆料,利用这种混合浆料直接进行加工成形,或先将固-液混合浆料完全凝固成坯料,根据需要将坯料切分,再将切分的坯料重新加热至固液两相区,用这种半坯料进行成形加工。的半固态成形技术有:流变铸造、触变压铸成形、触变锻造成形、压射成形和流变扎制成形等。: 9、生产中常用什么方法制备半固态金属? 电磁搅拌和机械搅拌

10、简述触变压铸的生产过程。

(1)半固态金属原始坯料的制备、原始金属坯料的半固态重熔加热和半固态坯料的触变压铸成形。

(2)根据压铸件的质量或尺寸,将已经完全凝固的半固态金属坯料切割成一定的大小,再将切割的半固态坯料放入加热装置内进行快速半固态重熔加热,并控制坯料的固相率或液相率。

(3)将半固态金属坯料送入压铸机的压射室,进行压射成形,并进行适当的保压,随后卸压开型,取出铸件,清理型腔和喷刷涂料。 11、试述常用几种半固态成形技术的特点。

流变铸造:将金属液从液相到固相冷却过程中进行强烈搅动,在一定固相率下,直接将所得到的半固态金属浆液压或挤压成形。生产的铝合金铸件力学性能较挤压铸件高。l

12、焊接机器人主要有哪几部分组成? 由机器人和焊接设备组成。

13、简述现代成形技术发展趋势。 (1)材料制备与加工一体化; (2).精确成形加工。

(3.)采用超高压、超高温、超高真空、极低温、超高速冷却及超高纯等极端条件合成和制造新材料。

(4)利用计算机技术,基于智能材料成形技术模拟仿真新材料。

第13章 切削加工基础知识(P248)

1、试述切削加工的分类,特点及发展方向。

1) 机械加工:包括车削、钻削、镗削、铣削、刨削、磨削等。2)钳工:包括划线、鏨削、锯割、锉削、刮削、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹、机械装配和设备维修等。

主要特点: 1)精度高,表面粗糙度值低;2)运用广泛; 3)生产率高;4)刀具和工件具有一定强度和刚度,刀具材料硬度比工件材料硬度高。

发展方向:与计算机、自动化系统论、控制论及人工智能、计算机辅助设计与制造、计算机集成等高新技术及理论相融合,向精密化、柔性化、智能化方向发展。

2、试述合理选用切削用量三要素的基本原则。

考虑加工精度及生产率,粗加工以生产率为主选用小的切削速度,大的进给量和背吃刀量。精加工以精度为主选用大的切削速度,小的进给量和背吃刀量。 3、试说明下表中几种切削加工方法的主运动和进给运动方式是转动还是移动,并说明是由刀具还是由工件实现的。 运动方式 车床车 车床钻孔 车床镗孔 钻床钻孔 龙门刨床镗床镗孔 外圆 刨平面 主运动 工件转动 工件转动 工件转动 刀具转动 工件移动 刀具转动 进给运动 刀具移动 刀具移动 刀具移动 刀具移动 刀具移动 工件移动 运动方式 牛头刨床铣床铣平插床插平拉床拉键平面磨床外圆磨床刨平面 面 面 槽 磨平面 磨外圆 主运动 工件移动 刀具转动 刀具移动 刀具移动 刀具转动 刀具转动 进给运动 刀具移动 工件移动 工件移动 刀具移动 工件移动 工件转动 4、车削外圆时,已知工件转速n=320r/min,vt=64mm/min,dm=94mm,dw=100mm,求切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap。

?dn??100?320vc???1.675m/s

1000?6060000f?vt64??0.2mm/r n320dw?dm100?94??3mm 22?p?5、车削外圆时,工件转速n=360r/min,vc=150m/min,测得此时电动机功率Pc=3kw,

设机床转动效率η=,试求工件直径dw、主切削力Fz。 解:dw=1000v/(nπ)=1000×150/(360×=133mm Fz=1000Pcη/ vc =1000×3××60/150=960N

6、请说明为什么现在常用高速钢制造拉刀和齿轮刀具这类形状复杂的刀具,而不采用硬质合金。

因为高速钢可进行冷热加工成形,刃磨性能好,热处理变形小,适于制作形状复杂的刀具。而硬质合金系粉末冶金成形,成形后加工难度较大,多镶片使用,且性能较脆,蹦刃后不能修复,所以不宜制作形状复杂、成本高的刀具。 7、已知下列车刀的主要角度,试画出它们切削部分的示意图。

(1)外圆车刀:γa=10°,α0=8°,kτ=60°,k`τ=10°,λs=4°; (2)端面车刀:γa=15°,α0=10°,kτ=45°,k`τ=30°,λs=-5°;

(3)切断刀:γa=10°,α0=10°,kτ=90°,k`τ=2°,λs=0°; 8、切削力是如何产生的?影响切削力的因素有哪些? 在切削过程中,切屑和工件已加工表面产生弹性—塑性变形,其变形抗力垂直作用于刀具的前面和后面;同时切屑沿前刀面流出、后刀面与工件已加工表面摩擦,产生摩擦力,上述力的合力—切削力。影响切削力的因素:工件材料、切削用量、刀具角度及切削液。

9、切削热是如何产生,又如何转散的?对切削加工有何影响? 切削热来源:切削层金属发生弹性变形和塑性变形的热量以及切屑与前刀面、工件与后刀面之间摩擦产生的热。并通过切屑、工件、刀具和周围的介质传散。 切削热的影响:使工件产生热变形,影响工件的精度。加速刀具的磨损。 10、如何评价材料切削加工性能的好坏?改善材料切削加工性的途径有哪些? 评价材料切削加工性能好坏的指标:在一定刀具耐用度下的切削速度vr和相对加工性Kr。

改善工件材料切削加工性的途径:1.调整材料的化学成分;2.热处理改善显微组织。

11、单一产品大批量生产时,通常采用的自动化措施有哪些? 可采用专用设备、专用流水线、和自动线等刚性自动化措施。

12、为什么采用数控机床对多品种、小批量生产实现自动化非常有利?

因为数控机床通用性强,生产准备时间短,生产效率高,适应性强。当加工对象改变时,只需更换刀具和新的控制介质即可。

13、切断刀如图13-25所示,试分别标出切削平面、基面、主剖面及γ0、α0、κτ、κ·τ。

14、图13-26所示传动系统中的传动结构中,当轴1的转速n1=100r/min时,螺母的移动速度vf是多少?

55?28?60?26?26?26?2?38vf?nⅧp?100?4??4.33mm/min

55?56?45?52?52?52?45?13

15、图13-27所示为某车床主轴的传动图。 (1)写出主运动链;

(2)确定主轴V转速的级数; (3)计算主轴最大转速。

(2)主轴V转速的级数:N=3×2=6级;

120?55?50?2(3)nⅤ?1440?47.12r/min

240?35?40?60

第十四章 零件表面的加工方法(P278)

1、常用的车床类型有哪些?在车床上能完成哪些工作? 常见的车床有卧式、立式、转塔、自动、数控等。 主要功能:各种回转面及其断面的加工。

2、为什么车削运用广泛?车削能够达到的经济精度和表面粗糙度范围是多少? 车削运用广泛是因其工艺特点所决定:它易于保证各加工表面的位置精度、切削

过程平稳、适用于非金属零件的精加工和刀具简单。能够达到的经济精度是IT8-IT7,表面粗糙度值是~μm。

3、在车床上钻孔,若钻头引偏对所加工的孔有何影响? 使孔径变大。

4、铣平面时,为什么端铣比周铣优越?

用端铣刀谈削时,同时参加切削的刀齿数较多。周铣刀同时参加切削的刀齿较少,从同时参加切削的刀齿数分析,端铣优于周铣,当铣削大平面时更为有利。

从刀齿的工作条件看,端铣的刀齿刚刚切入时.切削厚度不等于零,有利于减轻刀尖与加工表面的强烈摩擦,可以提高刀具的耐用度。同时,端铣时,有副刀刃对加工表面起修光作用,可以减少工件表面粗糙度。而圆柱铣刀使已加工表面由许多圆弧所组成。

5、 何谓顺铣和逆铣?它们各有何特点?分别适合于何种场合? 顺铣:铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相同。 逆铣:铣刀和工件接触部分的旋转方向与工件的进给方向相反。 逆铣时,每个刀齿上的切削厚度是由零变到最大。由于刀齿的刃口不能磨得绝对锋利,所以刀刃在开始时不能立刻切人工件,而是挤压加工表面,在其上滑行一段很小的距离后,才能切人工件。这样,会使工件加工表面的加工硬化现象加重,影响工件的表面质量,同时也加剧了刀齿后刀面的磨损。反之,在顺铣时,每齿的切削厚度是由最大变到零,因而就没有逆铣时的这种缺点。只要工件的待加工表面上没有硬表皮,顺铣时,可以获得比逆铣较高的表面质量,同时还可以提高刀具耐用度。

逆铣时,刀齿对工件有向上抬起的垂直分力,不利于工件的夹紧;顺铣时则相反,刀齿对工件的垂直分力是向下的,有利于工件的夹紧。 顺铣时水平分力入与工作台的移动方向(进给方向)是一致的,而且铣刀的切削速度大于工作台的移动速度,所以顺铣时水平分力有把丝扦及工作台沿进给方向朝前(左)推的趋势。又因丝杆与螺母之间有间隙,当FH力足够大时,就可以将工作台向前推过一个距离,于是就使丝杆与螺母的左侧接触,当铣刀的前一刀齿已切离工件、下一刀齿尚未切人工件的瞬间,水平分力FH减少或中断,此时进给丝杆旋转时,使其牙形又恢复到右侧接触,这样丝扦与螺母之间会造成突然窜动、停止和产生新的窜动,使切削过程不平稳,会造成啃力、打刀甚至损坏机床等事故。

逆铣时,由于刀齿作用在工件上的水平分力FH与进给方向相反,因而使丝杆和螺母

在传动过程中始终在牙形的一个侧面接触,铣削时不会发生工作台左右窜动的情况。

综上所述,顺铣有利于提高刀具耐用度和工件夹持的稳固性,从而可以提高工件的加 工质量。但它只能应用在装有消除间隙装置的铣床上,对表面无硬皮的工件进行加工。而

在一般铣床上,由于没有消除间隙的装置,还是多采用逆铣。 6、简述铣削的工艺特点和应用。

工艺特点:生产率高、铣削是容易产生振动、刀齿散热条件较好。可用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽及孔。 7、刨削加工的工艺特点是什么?

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