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机械制造学（1）习题
一、单项选择选择题
★1．加工铸铁时，产生表面粗糙度主要原因是残留面积和 等因素引起的。……（ ）
（A）切屑崩碎 （B）鳞刺 （C）积屑瘤
★2．砂轮的硬度是指……………………………………………………………………（ ）
（A）磨粒的硬度 （B）磨粒脱落的难易程度 （C）磨粒、结合剂、气孔的体积比例
3．在刀具标注角度主剖面参照系中，经过主切削刃上一点与切削速度相垂直的平面称为（ ）
（A）主剖面 （B）基面 （C）切削平面
4．常用的切削液有三种，其中兼顾冷却与润滑作用较好的切削液为…………………（ ）
（A）水溶液 （B）乳化液 （C）切削油
5．下列切削加工条件中，可以避免积屑瘤的是………………………………………………（ ）
（A）增大前角 （B）减小后角 （C）加大刀尖圆弧半径
★6．通常刀具磨钝的标准是规定控制……………………………………………………………（ ）
（A）刀尖磨损量 （B）后刀面磨损高度VB （C）前刀面月牙洼的深度
7．控制积屑瘤生长的最有效途径是………………………………………………………（ ）
（A） 改变切削速度 （B） 改变切削深度 （C）改变进给速度
8．在麻花钻头的后刀面上磨出分屑槽的主要目的是…………………………………………（ ）
（A）利于排屑及切削液的注入 （B）加大前角，以减小切削变形 （C）降低轴向力
9．在切削铸铁时，最常见的切屑类型是（ ）。
（A）带状切屑 （B）崩碎切屑 （C）挤裂切屑
★10．在切削用量三要素中，（ C ）对切削力的影响程度最大。
（A）切削速度 （B）进给量 （C）背吃刀量
★11．在切削加工中（ ）易使工件变形并产生振动。
（A）切削力 （B）进给力 （C）背向力
12．拉削加工的切削速度较低，适合（ ）。
（A）大批量生产 （B）单件生产 （C）小批量生产
13．切削铸铁工件时，刀具的磨损部位主要发生在………………………………………（ ）
（A）前刀面 （B）后刀面 （C）前、后刀面
★14．影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是………………………………………（ ）
（A）主偏角 （B）刃倾角 （C）前角
15．粗车碳钢工件时，刀具的磨损部位主要发生在………………………………………（ ）
（A）前刀面 （B）后刀面 （C）前、后刀面
16．钻削时，切削热传出途径中所占比例最大的是………………………………………（ ）
（A）刀具 （B）工件 （ C）、切屑
17．车削时切削热传出途径中所占比例最大的是………………………………………（ ）
（A）刀具 （B）工件 （C）切屑
18．对铸铁材料进行粗车，宜选用的刀具材料是………………………………………（ ）
（A）YT15(P10) （B）YG3X(K01) （C）YG8(K20)
19．下列刀具材料中，强度和韧性最好的是………………………………………（ ）
（A）高速钢 （B）YG类硬质合金 （C）立方氮化硼
20．安装外车槽刀时，当刀尖低于工件的回转轴线，与其标注角度相比刀具工作角度将会……（ ）
（A）前角不变，后角变小 （B）前角变大，后角变小 （C）前角变小，后角变大
21．ISO标准规定刀具的磨钝标准是控制………………………………………………………（ ）
（A）沿工件径向刀具的磨损量 （B）后刀面上平均磨损带的宽度VB （C） 前刀面月牙洼的深度KT
★22．一般当工件的强度、硬度、塑性越高时，刀具耐用度：………………………………………（ ）
（A）不变 （B）越高 （C）越低
23．下列刀具材料中，适宜制造形状复杂的机用刀具的材料是………………………………（ ）
（A）碳素工具钢 （B）高速钢 （C）硬质合金
24．滚切或插削钢质齿轮时，一般………………………………………………………（ ）
（A）不用切削液 （B）用极压切削油 （C）用水溶液
25．磨削加工时一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为………………………………………（ ）
（A）润滑作用强 （B）冷却、清洗作用强 （C）防锈作用好
26．对下述材料进行相应热处理时，可改善其切削加工性的是………………………………………（ ）
（A）对高碳钢进行球化退火处理 （B）对中碳钢的淬火处理 （C）对中碳钢进行渗碳处理
★27．生产中用来衡量工件材料切削加工性所采用的基准是………………………………………（ ）（A）切削退火状态下的45钢，切削速度为60m/min时的刀具耐用度
（B）切削正火状态下的45钢，刀具工作60min时的磨损量
（C）刀具耐用度为60min时，切削正火状态45钢所允许的切削速度
28．在工件上攻螺纹、铰孔或拉削时，一般………………………………………………………（ ）（A）用极压切削油或极压乳化液 （B）用水溶液 （C）用低浓度乳化液
29．为减小工件已加工表面的粗糙度在刀具方面常采取的措施是………………………………（ ）
（A）减小副偏角 （B）减小前角 （C）增大主偏角
★30．在刀具方面能使主切削刃的实际工作长度增大的因素是………………………………（ ）
（A） 减小前角 （B）增大后角 （C）减小主偏角
二、填空题
1. 产生于切削变形区的切削热的主要来源是切削层金属剪切滑移变形 切屑与刀具前刀面的摩擦 刀具后刀面与工件的摩擦
2．在车削加工中，影响切削层厚度的因素有背吃刀量 刀具主偏角 。
★３．刀具角度在切削加工中起着非常重要的作用。刀具前角γ0增大后，切削变形减小，切削力减小，刃口强度降低， 散热条件变差
4．适宜铰削的孔有通孔 带内回转槽的孔 锥孔.
５．切屑的基本种类有带状切屑 挤裂切屑 单元切屑 崩碎切屑四种。
6．在车削加工中的切削层参数包括切削层厚度 切削层宽度 切削层面积
８．车床镗内孔时，刀尖安装低于工件回转中心，则刀具工作角度与标注角度相比，前角增大，而后角减小。
９．常用硬质合金中，YG类硬质合金的塑性性能比YT类硬质合金好，故通常加工45等中低碳钢时应选择YT类硬质合金，加工铸铁等材料时应选择YG类硬质合金。
★10．在车削加工中，影响切削层宽度的因素有．进给量 刀具主偏角
11．积屑瘤在切削过程中起到增大前角 保护前刀面的作用，但又由于其具有周期（不稳定性，会影响加工零件的表面粗糙度和尺寸精度，故在粗加工时可利用，精加工时要尽可能避免。
12．砂轮磨钝的磨料会脱落或碎裂，因此砂轮具有自锐性，砂轮硬度越高，磨粒越不容易脱落；磨粒越粗，磨削加工的效率越高，表面粗糙度值越大。
★13．在铣床上加工六方形工件，可用的刀具有三面刃铣刀 圆柱铣刀 立铣刀
14．是前角的符号，是在正交平面内测量的　前刀面与基面的夹角。
15．是刃倾角的符号，是在切削平面内测量的主切削刃与基面的夹角。
★16．过选定点，垂直于切削刃在基面内投影的剖面叫正交平面。
17．砂轮的硬度是磨粒受力后从砂轮表面脱落的难易程度，工作材料硬，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。
18．在插齿机上能完成下列哪些零件上齿面的加工直齿圆柱齿轮 多联齿轮 内齿轮。
19．回转成形面可选用的加工方法有车削 铣削 磨削。
20．常用的刀具材料有碳素工具刚 合金工具刚 高速刚 硬质合金 金刚石 立方氮化硼（答出任意四个。
21．用大前角的刀具，较高的切削速度和较小的进给量切削塑性材料时，容易得到带状切屑。
22．在车削外圆时，总切削力可以分解成3个互相垂直的分力，其中消耗功率最多的是切削力，容易使工件变形并产生振动 背向力。
23．金刚石刀具最适合加工的工件材料是有色金属和非金属；不适合加工铁族金属材料，原因是金刚石的碳元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化成石墨，失去切削性能。
★24．常用来衡量切屑变形程度的指标主要有变形系数 剪切角 剪应变。
★25．切削用量三要素对切削温度的影响的顺序是：切削速度 > 进给量 > 背吃刀量。
26．工件材料强度、硬度高时，应选用较小的前角；工艺系统刚性差时，应选用较小的后角。
27．CA6140型普通车床能车削四种标准的螺纹中，米制螺纹与模数螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是分段等差数列；英制螺纹与径节 螺纹的传动路线相同，但挂轮不同，这两种螺纹的导程是分段调和数列。
28．对于麻花钻，越接近钻头外缘，其前角越大，越接近钻头中心，其前角越小；由于麻花钻横刃具有很大的负前角，钻削时横刃处会发生严重的挤压而造成很大的轴向力。
29．圆周铣削的两种铣削方式中，逆铣时切入工件时切削厚度最小，切出时的切削厚度最大；顺铣切入工件时的切削厚度最大，切出时的切削厚度最小。
30．砂轮的特性主要由：磨料 粒度 结合剂 硬度 组织 形状尺寸等因素决定。

三、判断题
1．切削运动包括主运动和进给运动，主运动一定是旋转的、连续的，进给运动一定是直线的、间歇的。 （错）
2．积屑瘤的存在增大了刀具实际工作前角，使切削轻快，所以在精加工时，希望产生积屑瘤。 （ 错 ）
★3．用麻花钻钻孔容易产生引偏，所以加工的孔质量不高。 （ 对 ）
★4．能用来加工平面的切削方法有车削、铣削、刨削、磨削、钻削。（ 错 ）
5．传入工件的热会使工件变形，影响加工精度，传入刀具的热会加剧刀具的磨损，降低使用寿命。 （ 对 ）
6．背吃刀量或进给量增大，均使切削力增大，但背吃刀量的影响大， 所以生产中选择切削用量时应优先选取尽量大的进给量。（ 错 ）
★7．硬质合金受抗拉强度和韧性的限制，目前主要用于制造形状比较简单的切削刀具。（ 对 ）
★8．刀具前刀面磨损对工件加工表面粗糙度影响最大，而后刀面磨损对加工精度影响最大。（ 错 ）
9．切削塑性材料时，若切削速度和切削厚度较大，最容易出现后刀面磨损。（ 错 ）
10．切削用量、刀具材料、刀具几何角度、工件材料和切削液等因素对刀具耐用度都有一定的影响，其中切削速度影响最大。（ 对 ）
★11．切削用量三要素对切削力的影响程度不同，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。（ 对 ）
★12．在刀具角度中，对切削温度有较大影响是前角和主偏角。（ 对 ）
13．精车加工塑性金属时为避免积屑瘤的产生，常采用高速或低速切削。（ 对 ）
14．在保持生产率不变的条件下，适当降低切削速度，而加大切削层面积，可以提高刀具耐用度。（ 对）
15．切削用量中对切削温度影响最大的是背吃刀量（切削深度），其次是进给量。（ 错 ）
16．在刀具角度中，对切削力影响最大是主偏角和后角。（ 错 ）
17．在三个切削分力中，磨外圆时切削力Fc 最大，车外圆时背向力Fp最大。（ 错 ）
★18．当用较低的切削速度，切削中等硬度的塑性材料时，常形成挤裂切屑。（ 对 ）
19．成形法加工齿轮是利用与被切齿轮的齿槽法向截面形状相符的刀具切出齿形的方法。（对 ）
20． 拉削相当于多刀刨削，粗、半精和精加工一次完成，因而生产率高。（ 对 ）

四、简答题
★1．比较说明周铣和端铣的优缺点。

周铣
端铣
切削刀齿
用圆周刀齿进行铣削
用端面刀齿进行铣削
铣刀轴线方向
与加工表面平行
与加工表面垂直
切削稳定性
参加切削齿数少，有振动
参加切削齿数多，切削平稳
切削厚度
有变化
不变
刀具磨损
逆铣有滑行磨损快，顺铣易打刀
磨损慢
加工表面质量
加工表面质量较差
加工表面质量较好
★2．简述积屑瘤的成因及其对加工过程的影响。
在中低速切削塑性材料，产生带状切屑时，产生高温高压，切屑带走刀具前刀面上的油和氧化层，金属材料新鲜粒子接触产生亲合作用和剧烈摩擦，当其间亲合力与摩擦力合力大于工件材料内部粒子亲合力时，会从切屑上撕下一小块金属粘在前刀面上形成积屑瘤，积屑瘤形成后会逐渐增大，达到一定程度会脱落，然后再产生，如此周而复始。
积屑瘤的硬度较高，覆盖在前刀面上，可代替前刀面进行切削，保护前刀面，且使刀具前角增大，使切削力减小，粗加工可利用；但由于其周期性变化，时大时小，时有时无，故切削精度下降，表面粗糙度增大，精加工时要避免
★3．解释名词：（1）刃倾角 （2）刀具寿命
1）刃倾角：在切削平面内测量的，刀具主切削刃与基面的夹角。
2）刀具寿命：刀具刃磨后开始切削，一直到磨损量达到磨钝标准所经历的总切削时间，用T表示，常用单位min。

★4．YT30、YG8、YT5、YG3、WI8Gr4V是什么刀具材料？其组成成分是什么？各适合于加工哪类工件材料？在怎样的加工要求下选用？
YT30是硬质合金、含TiC30%、适合加工钢、粗加工；
YG8是硬质合金、含Co8%、其余成分为WC、适合加工铸铁及有色金属、粗加工；
YT5是硬质合金、含TiC5%、适合加工钢、精加工；
W18Gr4V是高速钢刀具材料，表示含W18%、含Gr4%，含V1%。高速钢刀具材料适合加工钢，易做成复杂刀具使用
5．试说明车削时切削用量三要素, 并简述粗、精加工时切削用量的选择原则。
切削用量选择的基本原则是：粗加工时在保证合理的刀具寿命的前提下，首先选尽可能大的背吃刀量ap，其次选尽可能大的进给量f，最后选取适当的切削速度vc；精加工时，主要考虑加工质量，常选用较小的背吃刀量和进给量，较高的切削速度，只有在受到刀具等工艺条件限制不宜采用高速切削时才选用较低的切削速度。例如用高速钢铰刀铰孔，切削速度受刀具材料耐热性的限制，并为了避免积屑瘤的影响，采用较低的切削速度
★6．试说明下列加工方法的主运动和进给运动。
a)车端面； b) 在牛头刨床上刨平面； c) 在钻床上钻孔 ； d) 在镗床上镗孔； e) 在外圆磨床上磨外圆
车端面：主运动—工件绕轴线高速旋转运动，进给运动—车刀横向直线运动。
在牛头刨床上刨平面：主运动—刨刀的往复直线运动，进给运动—工件间歇的直线进给运动。
在钻床上钻孔：主运动—钻头的高速旋转运动，进给运动—钻头沿轴线的直线运动。
在镗床上镗孔：主运动—镗刀的旋转运动，进给运动—镗刀或工件的进给运动。
在外圆磨床上磨外圆：主运动—砂轮的高速旋转运动，进给运动—工件的旋转运动、工件随工作台的往复直线运动、砂轮的周期性的横向进给运动。
7．为什么插齿和滚齿的加工精度和生产率均比铣齿高？
(1)插齿和滚齿同属于展成法加工 所以选择刀具时只要求刀具的模数和压力角与被切齿轮一致；与齿数无关(最少齿数z＞17)，铣齿属于成形法加工，刀具与齿数有关。
(2)插齿和滚齿的精度相当，且都比铣齿高 插齿刀的制造、刃磨及检验均比镀力方便 插齿刀容易制造且较准确，但插齿机的分齿传动链较滚齿机复杂，增加了传动误差。所以综合起来，插齿和滚齿的精度相当。与铣齿相比，插齿机和滚齿机皆为齿轮的专门化机床，其结构和传动机构都是按加工齿轮的特殊要求而设计和制造的，分齿运动的精度高于万能分度头；滚刀和插齿刀的精度也比齿轮铣刀的精度高。因此，插齿和滚齿的精度都比铣齿高。
(3)插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿 因为滚齿为连续切削，插齿不仅有返回空行程，而且插齿刀的往复运动，使切削速度的提高受到限制。所以，滚齿的切削速度高于插齿。由于插齿和滚齿的分齿运动是在切削过程中连续进行的，省去了铣齿那样的单独分度时间，所以插齿和滚齿的生产率都高于铣齿
8．刀具磨损过程可分为哪几个阶段？在哪个阶段换刀重磨最好？
初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段。
在刀具正常磨损阶段后期、急剧磨损阶段之前，换刀重磨最好。
9．为什么切削钢件时刀具前刀面的温度比后刀面的高？而切削灰铸铁等脆性材料时则相反？
切削钢件时因工材塑性好切屑不易断，与刀具前刀面接触长度长摩擦严重，所以前刀面温度比后刀面的高。切削灰铸铁等脆性材料时形成崩碎切屑，刀屑接触长度很短，而刀工间的摩擦相对突出，所以后刀面温度高。
★10．切削热是怎样传出的？影响切削热传出的因素有那些？
切削热由切屑、工件、刀具及周围介质传出。影响切削热传出的主要因素是工件和刀具的导热系数以及周围介质的情况
11．粗加工时选择切削用量的基本原则是什么？
粗加工选择切削用量时，首先选择尽可能大的背吃刀量，其次根据加工条件和加工要求选取尽可能大的进给量，最后在刀具耐用度或机床功率允许的情况下确定最佳切削速度
12． 积屑瘤产生的原因及其对加工过程的影响？
积屑瘤产生的原因：由于刀-屑接触区（第一变形区）的粘结作用，使切屑底层的材料组织纤维化形成滞留层，形成加工硬化，使剪切滑移发生在滞留层内部某一表面，使滞留层金属停留在刀具前刀面上形成积屑瘤积屑瘤对加工过程的影响：保护前刀面，增大实际前角，提高刀具耐用度；由于积屑瘤时有时无，时小时大，不但使切削过程不稳，而且还会降低表面质量。

五、计算题
★1．下图为某机床的传动系统图，已知各齿轮齿数如图所示，且已知轴Ⅺ转速为nⅪ=450r/min。求：
（1）写出系统的传动结构式； （2）输出轴ⅩⅢ的转速级数；
（3）轴ⅩⅢ的极限转速nmax和nmin。

解：（1）系统传动结构式为：

（2）输出轴ⅩⅢ的转速级数：z=5×2×2=20
（3）轴ⅩⅢ的极限转速：
(r/min)
(r/min)

2．下图为某机床的传动系统图，已知各齿轮齿数如图所示，且已知电机转速n=1440r/min，带传动效率η=0.98。求：
（1）写出系统的传动结构式；
（2）输出轴Ⅴ的转速级数；
（3）轴Ⅴ的极限转速。

1）系统传动结构式为：

（2）主轴Ⅴ的转速级数：z=4×3=12
（3）主轴的极限转速：
(r/min)
(r/min)

一、 分析题
1．画出外圆车刀的刀头，标注刀具角度g0＝—15°、a0＝6°、Kr＝55°、Kr¢＝45°、ls＝10°；并指出基面、正交平面和切削平面这三个辅助平面在图中的投影线。

★2．下图为车床上加工端面的示意图，在图上标注：
（1）主运动、进给运动和背吃刀量（切削深度）；
（2）刀具角度g0＝—15°、a0＝6°、Kr＝55°、Kr¢＝45°、ls＝10°；
（3）已加工表面、加工表面和待加工表面。
（4）基面、切削平面和正交平面。

3．标注如图所示端面车刀的g0、a0、、、ls(>0°)六个角度，并画图标注切削层参数ap、aw、ac和进给量f。

4．如图所示为滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图。试分析直齿圆柱齿轮的母线、导线分别是什么线？分别用什么方法形成？分别需要几个成形运动（用图中符号表示）？列出全部传动链，并分别说明是内联系还是外联系。

母线：渐开线，由展成法形成，需要一个复合的表面成型运动，可分解为滚刀旋转运动和工件旋转运动；
导线：直线，由相切法形成，需要两个独立的成形运动，即滚刀旋转运动和滚刀沿工件的轴向运动 。
展成运动传动链：滚刀----4----5-------6-----7-----工件，滚刀旋转运动和工件旋转运动之间保持严格的相对运动关系，属于内联系传动链；
主运动传动链：电动机-----1----2----------3----4----滚刀，与动力源直接相连，属于外联系传动链；
进给运动传动链：工件-----7-----8----------9-----10------刀架升降丝杠，工作台为间接动力源，属于外联系传动链。

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