4. 图示说明成形车刀切削刃呈什么形状时,该处的?O=0°,如何改善? 【答题要点】
当成形车刀的切削刃与进给方向在同一平面内时,其后角?O=0°。 改善措施有:可以在该处开设较小的主偏角,开槽或斜向安装。
二、分析题
5. 试分析教材P101图5-6所示自锁式切断车刀切下的切屑变窄机理。 【答题要点】
由于车刀上设置有V形卷屑槽,当切屑流过卷屑槽时,受到V形槽两边的挤压而发生塑形变形,从而切屑变窄。
6. 图为可转位车刀刀片的夹紧机构,试分析刀片的定位和夹紧原理,并说明弹簧8有何作用? 【答题要点】
刀垫2依靠销轴1安装在刀体上,刀片3依靠底面与侧面分别在刀垫2、刀槽和削边支钉7上定位,拧动螺钉6带动锥孔板5通过压板4压紧刀片,锥孔板5与压板4采用齿啮合,防止刀片向外移动。拆卸时依靠弹簧8推动支钉7松开压板4,取出刀片。
三、设计题
7.用计算法算出加工图6-11所示工件的棱体成形车刀的廓形深度值,并用作图法作出成形车刀廓形。 【答题要点】
(1)作图法步骤:
① 取零件的尺寸,绘制零件的主视图和俯视图;
② 主视图上零件的最小尺寸处作刀具的前后刀面的投影线; ③ 作出切削刃上各点的后刀面投影线;
④ 在垂直于后刀面的截面中连接各切削刃投影点与相等于零件廓形宽度的引出线的交点,连接各交点所形成的曲线即为成形车刀廓形。
(2)根据作图计算。
第4章 孔加工刀具
一、简答题
1.麻花钻后角为什么标注在外圆周柱断面中?为什么钻头中心处的后角的数值要磨得大一些? 【答题要点】
麻花钻的后角标注在外圆周柱剖面中是为了方便刃磨和测量,近钻头中心处后角数值要磨得大些,因为:
(1)使横刃获得较大的前角,增加横刃的锋利程度 (2)使切削刃上各点工作后角相差较少。
(3)为和前角的变化相适应,使切削刃上各点的楔角大致相等,强度相当。 2. 麻花钻磨损有何特点?其刃带磨损会产生什么危害? 【答题要点】
(1)麻花钻磨损的特点
① 刀尖处摩擦大,发热量大,散热条件差,磨损快。 ② 麻花钻的磨损形式主要是后刀面磨损。 (2)刃带磨损的危害
① 减小麻花钻外圆直径,从而减小孔的尺寸。 ② 引起较剧烈的振动
3. 分析麻花钻横刃的切削条件,怎样理解横刃在切削过程中的楔劈挤压的过程。 【答题要点】
横刃切削条件很差,对加工工件孔的精度有较大的影响,主要是横刃处容易发生严重的挤压而造成很大的轴向力。尽量减小横刃长度,小钻头的横刃长度可忽略不计,大钻头的横刃长度直接影响切屑力的大小,横刃长度还直接影响工作时的定心精度,可将切屑刃横刃端磨成负切削刃,使横刃形成尖角,工作时,定心好,切屑力小。
4. 为了改善麻花钻的结构缺陷,可修磨麻花钻的哪些结构?各自的目的是什么? 【答题要点】
(1)修磨过渡刃:加大刀尖角?r,增加主切削刃工作长度,减小切削厚度,改善刀尖的强度和散热条件。
(2)修磨过横刃:横刃长度修磨短,磨出前角,有利于钻头的定心和减小轴向力。
(3)修磨前刀面:改变前角的大小和前刀面形式,以适应不同材料的加工。加工硬脆材料时修磨前刀面外缘减小前角以保证切削刃的强度;加工强度很低的材料时在前刀面上磨出卷屑槽以增大前角,为了减小切削变形。
(4)修磨分屑槽:减小切屑尺寸便于排屑。 (5)修磨刃带:减小刃带与孔壁的摩擦。 5. 为什么微调镗刀要产生预紧力和消除螺纹副的轴向间隙?
【答题要点】
产生预紧力的作用是为了防松,保持夹紧可靠,消除螺纹副轴向间隙的目的是使刀头轴向移动准确,便于镗刀的调整,保证加工精度。
6. 相对于固定镗刀,浮动镗刀有何特点? 【答题要点】
(1)可调浮动镗刀的直径尺寸可在一定的范围内调节。 (2)刀片浮动并自动定心。
(3)刀片位置由两刃切削力平衡,可消除由于镗杆偏摆及刀片安装所造成的误差。 (4)不能校正孔的直线度误差和孔的位置偏差。
(5)要求孔的直线度误差小,表面粗糙度值Ra不大于3.2μm,不能加工φ20mm 以下的孔。 (5)制造简单、刃磨方便,特别适合单件小批量加工大直径孔。 7. 分析可转位单刃铰刀能获得较高的加工精度、较小的表面粗糙度和消除孔的多边形误差的原因。 【答题要点】
可转位单刃铰刀不但可调整直径,而且可调整锥度;刀片可转位1次,可重复使用;可获得较高的加工精度、较低的表面粗糙度,更能消除孔的多边形误差,获得较高的表面质量; 8. 设计复合孔加工刀具时,应该着重处理好哪些问题? 【答题要点】
二、深孔钻系统分析
9. 分析如图所示喷吸钻系统的工作原理,并说明这种钻头的应用。 【答题要点】
喷吸钻的工作原理是利用流体的喷吸效应原理。工作时,压力切削液由进液口流入连接装置后分两路流动,其中2/3经内外钻管的间隙并通过钻头的小孔喷向切削区,对切削部分和导向部分进行冷却、润滑并冲刷切屑。另外1/3切削液则通过内钻管上月牙形的喷嘴高速向后喷出,在喷嘴附近形成低压区,从而对切削区形成较强的吸力,并将吸入切削区的切削液连同切屑吸向内钻管的后部并排回集屑液箱。
喷吸钻的应用:用于加工长径比小于 100,直径为 16mm~65mm的孔,钻孔精度为 IT10~IT11,加工表面粗糙度 Ra为 0.8μm~3.2μm,孔的直线度为 1000∶0.1。
三、综合应用
10. 粗铰?30H7的HT200发动机机体通孔时,若采用煤油作为切削液,试确定铰刀的材料、直径、公差、齿形、齿数、齿形、前角、后角、主偏角及刃倾角。 【答题要点】
第5章 铣削刀具
一、简答题
1. 圆柱螺旋铣刀的前角和后角分别在哪个参考平面内标注?这样标注有何好处?
【答题要点】
前角在法平面内标注,是为了便于测量和制造;后角在端剖面(正交平面)内标注,是为了能够反映实际摩擦的情况。
2. 从铣削宽度和铣削深度分析圆柱铣刀和立铣刀制成较大螺旋角(刃倾角)的原因。
【答题要点】
螺旋齿圆柱铣刀的切削层宽度随刀齿的位置而变化。每个刀齿开始时理论上只是主切削刃上一个点和工件接触。随着刀具的回转,切削宽度逐渐增大,达到最大值后,又逐渐减小。螺旋齿圆柱铣刀每个刀齿的切削宽度是缓慢变化的,因此铣刀的总切削宽度也是缓慢变化的。而直齿圆柱铣刀每齿的切削宽度在ap和0之间变化,导致铣刀总切削宽度变化较大。因此圆柱铣刀和立铣刀常常制成较大螺旋角以使切削过程平稳。
3. 分析圆周铣削时顺铣和逆铣在切削过程和加工表面质量的特点?
【答题要点】
铣削时刀齿的切削厚度从零逐渐增大,由于切削刃钝圆半径的影响使得切削开始时,刀齿在工作表面上打滑、产生挤压和摩擦,直到切削厚度大于切削刃钝圆半径时刀齿才切入工件,切削力有将工件抬起的趋势,容易引起振动,因此加工表面容易出现严重的加工硬化以及划痕,加工质量差。 顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐减小刀零,避免了切入时的挤压、滑擦和啃刮现象。刀齿切削距离短,铣刀寿命长,已加工表面质量好,特别适合加工硬化性强的难加工材料,避免了振动,安全可靠。
4. 端铣时,对称铣削、不对称顺铣和不对称逆铣各适合加工哪些材料?
【答题要点】
(1)对称铣削:具有较大的平均切削厚度,在用较小的每齿进给量铣削淬硬钢时,为使刀齿超越冷硬层切入工件,应采用对称铣削。
(2)铣削碳钢和一般合金钢时,采用这种铣削方式,可减小切入时的冲击,使硬质合金端铣刀的使用寿命提高一倍以上。
(3)用于加工不锈钢和耐热合金时,可减少硬质合金的剥落磨损,可提高切削速度40%~60%。 5. 解释硬质合金面铣刀破损的原因,怎样防止面铣刀的破损?
【答题要点】
硬质合金面铣刀断续切削时,由于其韧性和抗冲击性能差,因此容易产生破损。防止破损的方法有:(1)合理选择铣削用量;(2)合理选择刀具的角度;(3)合理选择刀具的齿数;(4)合理选择刀具的直径;(5)合理选择刀具的安装方式;(6)合理选择铣削方式。 6. 铲齿曲线应满足什么要求?怎样实现?
【答题要点】
铲齿成形铣刀的铲齿曲线应满足:每次沿前刀面重磨后,要求刀齿的刃形不变,后角基本不变。实现方法:铣刀绕铲齿车床主轴作等速旋转的同时,铲刀在具有阿基米德螺线的凸轮的控制下向铣刀轴线等速推进,这样铲出的成形铣刀的齿背曲线为阿基米德螺线。
二、综合应用题
7.已知圆柱螺旋铣刀的前角?O=15°、后角?o=15°、螺旋角?=30°。试解决以下问题: (1)计算法向前角?n及法向后角?n。
【解】tan?n?tan?ocos?s?tan?ocos??tan 15?cos30?=0.1841,?n?10.43?; cot?n?cot?ocos?s?cot?cos??cot15?cos30?=3.2321,?n?17.19?;(2)作图标注以上角度,并说明主偏角为多少度。 【答】标注参考课本,主偏角为90°。
8. 要加工尺寸范围在6000mm×200mm的矩形范围内的材料为HT200零件断续凸台表面,如果采用可转位面铣刀一次性走刀加工完,选择合理的铣削方式、铣刀材料、铣刀直径、前角及主偏角。 【答题要点】
铣削方式采用对称铣削;铣刀直径:1.2~1.6bD(240~320mm);铣刀材料:粗铣采用YG8,精铣采用YG3,或采用高速钢W18Cr4V2也可;前角-5°,后角12°,主偏角45°~60°。
三、设计题
9. 如图为一工件的截形,已知h1?20mm、b1?20mm、23?20mm, 圆弧12和34的半径为25mm。铣刀外径d?100mm、?f?5?、齿数z?10、铲削量K?4.5mm。设计铣刀轴向和前刀面廓形。
—【答】作图如右: 计算方法:
h1??h1?MB?h1?DGh1?AG?ME?KKzBM?DG????2? Kzh1??h1??2???arcsin?Rsin?fa/(R?h1)???fab1??b1