一、问答题1. 影响刀具寿命的主要因素有哪些?
切削用量是影响刀具寿命的主要因素,其次是工件材料性能,刀具的几何角度和刀具材料也有影响。
切削用量对刀具寿命的影响程度以切削速度最大,进给量次之,切削深度最小。
2. 粗车时如何选切削用量有利于提高刀具寿命?
粗车时,选大的切削深度,较小的切削速度和较小的进给量有利于提高刀具寿命。
3. 切削热是怎样产生的?
在切削过程中,由于被切削材料的变形及切削中的摩擦而产生的热量称为切削热。切削热主要通过切屑、刀具和工件传散出去。
如果切削时不加切削液,大部切削热由切屑带走,其次传入工件和刀具,空气带走的热量很少。一般情况,切屑带走总热量的60%~80%,传入工件为40%~10%,传入刀具为9%~3%。
4. 影响切削温度有哪些因素?
切削热使切削温度升高,使刀具硬度降低,磨损加快,从而丧失切削能力,同时还引起工件热变形降低加工精度,所以要尽量避免切削热传入刀具和工件。
切削热使切削区域温度升高。切削温度的高低取决于切削产生的热量的多少和传导散热的快慢。它受工件材质(硬度和强度)、刀具材料(导热性)、切削用量、刀具几何角度和切削液的影响。
一般说来,切削强度和硬度高的材料切削温度较高;切削用量中的切削速度越高,切削温度越高;刀具前角越小,切削温度越高;较小的主偏角有利于散热,利于降低切削温度;使用冷却液,有利于降低切削温度,提高刀具寿命。
5. 切削液起什么作用?
使用切削液可以大为延长刀具使用寿命,提高加工质量和生产效率。切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈四方面的作用。使用切削液还可以防止产生积屑瘤。
6. 如何选用切削液?
切削液有乳化液和切削油两种。前者为水溶性的,以冷却功能为主;后者为矿物油液,以润滑功能为主。
精加工,如用高速钢车刀精加工钢体或铣、铰孔时,应选以润滑为主的切削液(油类)。毛坯的粗加工一般不使用切削液;一般粗加工,如钻孔,则应选用冷却为主的切削液。
7. 什么是切削抗力?
金属切削时,切削层与被加工表面之间产生弹性和塑性变形。车刀为这些变形提供了外力作用,反之,车刀也要受到变形抗力作用。车刀在切削过程中受到的抗力称为切削抗力。通常把切削抗力P分解成空间相互垂直的三个分力P
x、P
y、P
z,如图2.8所示。P
z称为主切削力,P
x称为轴向抗力,P
y称为径向抗力。切削力之间的关系是
主切削力P
z与切速速度同方向,是切削力的主要部分。机床动力的90%消耗在主切削力上,是机床功率和切削用量选择的主要依据。
轴向抗力P
x沿进给方向,切削中,工件受此力作用会产生纵向弯曲变形。
径向抗力P
y沿工件半径方向,加工时,工件受径向力作用产生横向弯曲,是引起振动的重要因素。
8. 影响切削力的因素有哪些?
影响切削力的因素有:
(1)工件材料的硬度和强度;
(2)切削用量;
(3)刀具的材料和几何角度;
(4)切削液。
9. 切削过程中,由于切屑的塑性变形,导致已加工表面产生硬化现象,如何减小硬化层的硬度?
切削加工时已加工表面硬化,其硬度可达工件硬度的1.2~2倍。为减轻硬化,用硬质合金刀加工时,不宜取过小进给量和切削深度。
10. 切削用量对切削抗力的影响最大的要素是哪个?
切削用量三要素中,切削深度Ap对切削抗力P的影响最大。
11. 刀具几何角度中对切削抗力影响最大的是哪个角度?
12. 一台C620-1型车床,电动机功率P
E=7kW,η=0.8。如果要在其中以v=80m/min车削短轴,根据计算所需主切削力F
z=4800N,问该车床能否切削?
根据车床功率,计算切削速度v=8m/min时所能提供的主切削力F'
z如下:
(1)车床输出的切削功率:
P'=ηP
E=0.8×7=5.6×10
3(W)。
(2)车床切削时所能提供的主切削力:
比较F'
z与F
z,可知F'
z<F
z,故该车床不能以v=80m/min切削该短轴。应降低切速度,即降低转速后可以进行加工。
13. 已加工表面质量包括哪些内容?
已加工表面质量主要是表面粗糙度、表面加工硬化和残余应力等。表面粗糙度被认为是最能代表表面质量的标志。
14. 影响已加工表面的表面粗糙度的因素有哪些?
(1)被加工材料的塑性和金相组织对其表面粗糙度影响最大,塑性好,金相组织不均匀,表面粗糙度加大。
(2)积屑瘤的产生明显地增大了表面粗糙度。
(3)刀具的几何角度,尤其是副偏角过小,影响表面粗糙度最明显。
15. 怎样减小表面粗糙度?
(1)选择适宜的热处理工艺处理,使材料的切削性能得以改善,如低碳钢的正火,中碳钢的退火等。
(2)选用较大的前角和正刃倾角,合适的副偏角或增加过渡刃,研磨背光副后角,有利于降低表面粗糙度。
(3)选择合适的切削速度,防止积屑瘤。
17. 磨削不同材料时,如何选用砂轮?
磨塑性大的软材料,如低碳钢,应选用粗粒度砂轮;磨硬度高的材料,如调质钢或淬火钢时,应选细粒度砂轮。
磨削工件之前,都要用金刚石对砂轮进行修整,以提高磨削质量。
18. 机床刚性不足对工件有什么影响?
机床刚性不足会引起振动,使加工工件表面粗糙度达不到要求,例如滑板过松时,会使表面粗糙度变得很差即是一例。
19. 什么是夹具?夹具的基本功能是什么?
机械加工过程中,用于装夹工件的工艺装备称为夹具。夹具的基本功能是使工件得到准确的位置和牢固地夹紧,使工件在加工过程中,不出现相对位置的变化。
20. 夹具的作用有哪些?
(1)易于保证工件的加工精度;
(2)扩大机床的工艺范围;
(3)缩短辅助时间。
21. 机床夹具的种类有哪些?
机床夹具有以下几种:
(1)万能通用夹具。如三爪卡盘、四爪卡盘、机床顶尖、机床台钳、回转工作台、万能分度头等。通用夹具通用性强,适应面广。
(2)专用夹具。专门针对某一工件某一工序设计的专一用途夹具。
(3)组合夹具。由一套预先制造好的元件,按不同要求可以组装成不同用途的夹具,适用中、小批量生产。
22. 机床夹具由哪几部分组成?
机床夹具由定位装置(元件)、夹紧装置、对刀元件、夹具体以及辅助元件组成。
24. 什么是定位?什么是夹紧?
将工件放在夹具中使其相对于机床和刀具占有一个正确的确定位置称为定位。
工件定位后,为保证在加工过程中不会由于切削力、惯性力、重力等外力作用产生位移和振动,必须用夹紧装置将工件压紧夹牢,以确保工件定位位置不发生变动称之为夹紧。
25. 什么是夹具的六点定位原则?
工件在定位之前属于自由体。它可以沿空间直角坐标三个轴方向自由移动,同时还可以绕三个坐标轴做自由转动,即具有6个自由度。要使工件在夹具中具有一个确定位置,就必须限制这6个自由度,这就是夹具的六点定位原则。