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图1 精密、超精密切削模型

1 精密、超精密切削时PCD刀具后刀面熨压作用的分析

PCD刀具以其优越的性能在精密、超精密切削加工领域得到越来越广泛的应用。由于精密、超精密切削属于微量切削,切削厚度很小,常与刀刃钝圆半径相当,使得精密、超精密切削有其自身的特点(见图1)。图1中的O点为分流点,ac为切削深度,rn为刃口钝圆半径,u为O点以下的待切削金属层,g0为刀具前角,a0为 刀具后角。由于切削厚度很小,分流点以下的未被切除的金属成为切削层金属中可视的一部分,由于刀刃钝圆半径的作用,这部分金属被迫在很大的压力下绕过刀刃 钝圆而沿后刀面流出,使得此时由于后刀面熨压作用产生的工件的塑性变形比刀具的切削作用更占主导地位,并直接影响已加工表面的形成。图1中的L0为u层与后刀面的接触长度,即后刀面熨压作用的长度,h为 u层金属挤过刃口钝圆后的弹性恢复量。由此可见,在精密、超精密切削过程中,PCD刀具后刀面的熨压作用对切削过程的影响已不容忽视。而到目前为止,对后 刀面熨压作用的专门研究很少,为此本文把PCD刀具后刀面的熨压作用作为研究重点,这对于深入研究精密、超精密切削过程,提高加工表面质量具有实际意义。

图2 刃磨纹理角示意图

图3 后刀面视图
PCD 刀具在使用之前需进行刀具的刃磨,后刀面的刃磨状况、后角、后刀面粗糙度和后刀面刃磨纹理均直接影响后刀面对工件表面的熨压作用。其中,后刀面的刃磨纹理 是指刀具刃磨时砂轮在后刀面上留下的一系列沟槽。砂轮的刃磨方向(即后刀面刃磨纹理方向)与刀具修光刃方向的夹角称为后刀面的刃磨纹理角,用q表示,且0°≤q≤90°(见图2)。图3为后刀面的视图,图中实线代表后刀面的刃磨纹理,虚线代表平行于修光刃的后刀面粗糙度的测量方向,D为测量间距。由图3可见,由于刃磨纹理的影响,使得两条相邻的具有较小间距的平行轮廓间存在着相对位移t,称为错位。t值可以通过测量相邻轮廓峰值的位移获得,也可以利用互相关函数进行估计。若相邻断面廓形函数分别为Fi(x)和Fj(x)(i=1,2,…;j=i+1),则两者的互相关函数Rij(t)为
(1)
Rij(t)取得峰值时,表明相邻断面的廓形具有最大程度的相似性,此时的t值即为相邻断面廓形相对位移的大小。由图3可得qtD的关系为
(2)
D为单位长度时的t值称为错位强度,用K表示,即
(3)
式(3)表示相邻断面廓形间相对位移的大小,即错位的剧烈程度。K与表面纹理方向有着密切关系,q越小,K值越大,相邻断面廓形的相对位移越大,错位越强烈。由于后刀面相邻断面廓形间错位的存在,使得后刀面对工件表面的熨压过程相当于后刀面上平行于修光刃的不同断面交错滑过工件表面的过程,因此PCD刀具后刀面熨压工件表面的实质是错位熨压。
由 图1可看出,后角影响PCD刀具后刀面错位熨压作用的长度;由图3可知,后刀面的粗糙度影响PCD刀具后刀面平行于修光刃方向的不同断面的廓形,而后刀面 的刃磨纹理影响PCD刀具后刀面不同断面廓形间的错位强度,即PCD刀具的后角、后刀面粗糙度和后刀面刃磨纹理的变化直接影响后刀面错位熨压的效果。

2 PCD刀具后刀面错位熨压规律试验


    图4 后角对错位熨压效果的影响规律
  1. 后角对错位熨压效果的影响
    • 试验条件:
    • 机床:CM0420M/2型精密仪表车床
    • 刀具:直线刃PCD刀具(韩国刀片),颗粒度20µm ,g0=0°,主偏角Kr=10°,副偏角Kr'=10°,修光刃长度Lf=0.4mm,q=5°,前刀面粗糙度Rag=0.015µm,后刀面粗糙度Raa=0.08µm,1#a0=5°,2#a0=8°,3#a0=12°,4#a0=15°
    • 工件材料:LY12
    • 切削条件:主轴转数n=1795r/min,切削深度ap=10µm,进给量f=3,5,7,9,15,25µm/r,乙醇切削液
    • 测量仪器:FORM TALYSURF形状轮廓仪
    • 试验结果:见图4,图中纵坐标Raw为工件表面粗糙度,曲线(1)~(4)分别为1#~4#刀的切削结果(以下皆同)
      由图4可见,后角越小的PCD刀具切削后获得的工件表面粗糙度值越小,说明后刀面错位熨压效果越好。

    图5 后刀面粗糙度对错位熨压效果的影响规律
  2. 后刀面粗糙度对错位熨压效果的影响
    • 试验条件:
    • 机床:MSG-325型双轴数控金刚石车床
    • 刀具:直线刃PCD刀具(上海硅酸盐研究所刀片),颗粒度15µm,g0=0°,a0=10°,Kr=K r'=10°,Lf=0.2mm,q=5°, 1#刀Rag= 0.037µm,Raa=0.019µm,2#刀Rag=0.038µm,Raa=0.032µm,3#刀Rag= 0.040µm,Raa=0.140µm,4#刀Rag=0.038µm,Raa=0.563µm
    • 工件材料:LY12
    • 切削条件:n=1000r/min,ap=5µm,f=3,5,7,9,15,25µm/r,烃基冷却液喷雾冷却
    • 测量仪器:FORM TALYSURF形状轮廓仪
    • 试验结果:见图5
      由图5可见,1#刀切削后得到的Raw值较小,4#刀切削后得到的Raw值较大,说明Raa越小时后刀面错位熨压效果越好。

    图6 后刀面刃磨纹理对错位熨压效果的影响规律
  3. 后刀面刃磨纹理对错位熨压效果的影响
    • 试验条件:
    • 机床:MSG-325型双轴数控金刚石车床
    • 刀具:直线刃PCD刀具(上海硅酸盐研究所刀片),颗粒度15µm,g0=0°,a0=10°,Kr=K r'=10°,Lf=0.6mm,Rag= 0.025µm,Raa=0.035µm,1#q=5°,2#q=30°,3#q=60°,4#q=90°
      工件材料:LY12
      切削条件:n=1000r/min,ap=10µm,f=3,5,7,9,15,25µm/r,烃基冷却液喷雾冷却
    • 测量仪器:FORM TALYSURF形状轮廓仪
    • 试验结果:见图6
      由图6可见,在其它条件相同的情况下,后刀面刃磨纹理不同,其切削效果亦不相同,4#刀的切削效果最差,1#刀的切削效果最好,即随着q减小,工件表面粗糙度值减小,PCD刀具后刀面错位熨压效果越好。
综合上述试验结果可知,随着PCD刀具后角的减小、后刀面粗糙度值的减小及后刀面刃磨纹理角的减小,PCD刀具后刀面的错位熨压效果越好,获得的工件表面粗糙度值越小。

3 结论

在 精密、超精密切削过程中,PCD刀具后刀面对工件表面的熨压作用实质上是错位熨压。影响PCD刀具后刀面错位熨压效果的主要因素有刀具后角、后刀面粗糙度 和后刀面刃磨纹理。后角较小、后刀面粗糙度值较小和刃磨纹理角较小的PCD刀具对工件表面的错位熨压作用较强,其错位熨压效果较好,易于获得粗糙度值较小 的工件表面。

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1 引言

随着仪器仪表工业的发展,对具有良好表面完整性的超精密零件的需求日益增加。超精密切削加工零件不但应具有很高的几何尺寸及形位尺寸精度,还应具有极好的稳定性,以保证整机的可靠性。

1
图1 PCD刀具刃口的SEM照片

近年来,超精密切削加工技术得到迅速发展,对某些有色金属材料的 超精密切削加工精度已接近理论极限精度。但是,目前人们对超精密加工的微观切削机理和切削表面完整性的研究尚不够深入,加工表面质量成为影响超精密零件可 靠性的主要因素之一。工件的加工表面质量主要通过表面粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力等指标来反映。在普通切削加工中,由于加工硬化、表面残余应力等 表面质量问题引起的形位尺寸变化相对于零件的尺寸精度要求一般可忽略不计。但在超精密切削加工中,由于零件精度要求极高,因此任何表面参数的变化都会增加 零件的不稳定性。

天然单晶金刚石刀具(简称SPD刀具)是一种单点刀具,用于超精密切削可获得理想的加工精度,但因材料稀缺,因此价格昂贵。人造聚晶金刚石刀具(简称PCD刀具)为多点刀具,与SPD刀具相比价格低廉。以前我们曾对PCD刀具的刃磨及获得超精加工要求的表面粗糙度的机理进行了研究,本文则对PCD刀具与SPD刀具在超精密加工中工件表面质量的实现进行了对比试验研究。

2 试验条件

  1. 刀具几何参数
    超精切削加工为微细加工,切削区集中于刃口附近的微小区域,刀具的锋利程度对工件已加工表面质量具有举足轻重的影响。因此,对于超精切削刀具,除宏观几何参数外,反映刀具锋利度的刃口圆弧半径是最重要的关键参数。图1 所示为试验所用PCD刀具刃口的SEM 照片,其刃口半径约为0.5µm;试验所用SPD刀具的刃口半径也约为0.5µm。试验用刀具的几何参数如图2所示。

    1
    图2 试验用刀具的几何参数

  2. 切削条件
    试验机床:MSG-325 超精密车床
    试验刀具:PCD刀具,SPD刀具(超精加工用刀具)
    工件材料:无氧铜
    切削速度:v=1000r/min
    进给量:(分别取不同值)
    切削深度:ap=5µm
    环境温度控制:20 ± 0.1℃
    冷却方式:烃基冷却液喷雾冷却

3 测试结果

  1. 工件表面粗糙度
    采用英国Taylor-Hobson 公司生产的Form Talaysurf表面轮廓仪测量工件已加工表面粗糙度,该仪器采用激光干涉传感器和天然单晶金刚石探头,测量精度较高。在不同进给量条件下切削无氧铜工件得到的表面粗糙度测量结果如图3所示。

    1
    图3 工件表面粗糙度测量值

    1
    图4 工件表面显微硬度测量值

    1
    图5 工件表面残余应力测量值

  2. 工件表面显微硬度
    采用HX-200型显微硬度计,在加载50g条件下对采用不同进给量切削时的工件表面显微硬度进行测量。图4所示为用PCD刀具和SPD刀具切削加工得到的表面显微硬度值随进给量的变化曲线。
  3. 工件表面残余应力
    表面残余应力测试条件:设备:RIGAKU数控X射线应力仪;电压:20kV;电流:0.6mA;X射线照射面积:4×8mm2;应力常数:- 9.4;Ø角:0°,15°,30°,45°;步长:0.5°;(2q)min=145°;(2q)max=165°。采用PCD刀具和SPD刀具加工的工件表面残余应力测试结果如图5 所示。

4 测试结果分析

  1. 由图3所示工件表面粗糙度试验曲线可知,当进给量f≤4µm/r时,PCD刀具和SPD刀具加工出的工件表面粗糙度均可达到超精加工表面质量要求(Ra≤0.01um);
  2. 图4所示表面显微硬度测试结果表明,两种刀具获得的工件表面显微硬度比较接近,都在HV105~HV125之间;
  3. 图5所示工件表面残余应力曲线表明PCD刀具和SPD刀具获得的工件表面残余应力均为压应力,SPD刀具的加工表面残余应力变化比较平稳。

5 结论

  1. 在采用金刚石刀具的超精切削加工中,工件表面粗糙度、冷作硬化程度、表面残余应力等表面质量指标是保证超精密零件高稳定性和高可靠性的前提,应予以充分重视。
  2. PCD刀具在超精加工无氧铜(f≤4µm/r)时获得的表面粗糙度、表面显微硬度和表面残余应力均非常接近。因此在超精切削加工中PCD刀具可在一定程度上替代SPD刀具。

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(2)Carbide Cutting tools設計

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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1 引言

高 速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接 影响高速切削的加工效率和加工质量,因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新,除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外,刀具切削刃材质的开发 和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。
20世纪70年代中期以来,美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(PCD)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工,使生产效率获得大幅度提高,切削费用成倍下降,因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。
表1
公司名称 国别 牌号 金刚石平均粒径(µm)
GE 美国 Compax-1600
Compax-1300
Compax-1500
Compax-1700
5
10
25
40
Element six
(原De Beers)
英国 Syndite-CTC002
Syndite-CTB002
Synd ite-CTB010
Syndite-CTB025
Syndite-CTH025
2
2
10
25
25
住友电工 日本 DA-200
DA-150
DA-100
DA-90
0.5
5
20+0.5
50
日本 韩国 CF
CM
CC
2
10
25
东名 日本 TDC-FM
TDC-98F2M
TDC-GM
TDC-SM
TDC-HM
TDC-SA
TDC-EpM
TDC-EM
1
1
3
7
10
16
20
36+16

2 PCD复合片的开发

聚 晶金刚石(PCD)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni 等金属粉末均匀混合后,在高压高温下,在碳化钨(WC)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。PCD 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能,同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。PCD 复合片还具有导电性,因此可用线切割机切割成所需刀头,将刀头焊接在刀体上,经过刃磨制成PCD 刀具。
目前国内外已有不少PCD 复合片的生产企业,主要生产厂商及产品牌号见表1。

3 PCD 刀具的动平衡

由于PCD 刀具适宜于高速切削,因此旋转式PCD 刀具的动平衡显得特别重要。动平衡时,应根据刀具允许使用的最高转速(nmax)和动平衡的精度等级(一般控制在G2.5级)查图1,得到许用不平衡率eper值,则其允许的不平衡量可由下式计算 Uper=meper式中eper——许用不平衡率或偏心距(单位:g·mm/kg或微米)
m——刀具质量(kg)
为了达到刀具的动平衡精度要求,常采用去重法(在刀具刀体的适当部位去除适当重量)使刀具的实际不平衡量≤允许不平衡量。

4 PCD刀具的适用范围

由于PCD刀具的性能优越,因此被广泛用于非铁金属和非金属材料的加工(见表2)。

图1 不同平衡精度等级 G的剩余不平衡率(或转子偏心距)与工作转速的关系
表2
被加工材料 加工对象
非铁金属
铝合金
汽车、摩托车:活塞、 汽缸、轮毂、传动箱、泵体、进气管、各种壳体零件等
飞机、机电:各种箱体、壳体、压缩机零件等
精密机械:各种照相机,复印机,计量仪器零件等
通用机械:各种泵体、油压机、机械零件等

铜合金
内燃机船舶 :各种轴、轴瓦、轴承、泵体等
电子仪器:各 种仪表、电机整流子、印制电路板等
通用机械 :各种轴承、轴瓦、阀体、壳体等
硬质合金 各种阀座、汽缸等烧结品及半烧结品等
其它 镁、锌等各种有色金属
非金属 木材 各种硬木、人造板、人造耐磨纤维板及制品
增强塑料 玻璃纤维、碳纤维 增强塑料等
橡胶 纸用轧辊、橡胶环等
石墨 碳棒等
陶瓷 密封环、柱塞等烧结品 及半烧结品
在实际选用时,应根据PCD刀具的使用场合、被切削材料的特性以及加工的具体要求,选用适当牌号和粒径的PCD复合片做刀具刀头。一般情况下,复合片中金刚石体积浓度高或粒径较大的耐磨性较好,金刚石体积浓度低或粒径较小的则韧性较好。

(a)

(b)
图2 HSK刀柄

5 HSK刀柄系统

在 高速旋转条件下,PCD刀具的刀柄定位精度和夹持力是至关重要的。通常 采用DIN69893-1 HSK刀柄系统(目前汽车制造业发动机生产线上所用绝大部分PCD刀具都采用HSK刀柄)。由于HSK刀柄系统采用双重定位配合原则,在足够的拉紧力作用 下,HSK1:10空心工具锥柄和主轴锥孔、锥面及夹持平面之间同时接触,产生摩擦,可提供封闭结构的径向定位和平面夹紧定位,阻止任何轴向窜动。HSK 刀柄具有静、动态刚性高、扭矩传递大、径向定位精确以及换刀重复精度高等特点。HSK刀柄系统的结构形式分别有A、B、C、D、E、F型,常用的有A、 B、C、D型四种:A型为自动换刀型(见图2a),B型为带内冷却孔的自动换刀型,C型为手工换刀型(见图2b),D型为带内冷却孔的手工换刀型;刀柄凸 缘直径一般分为9个规格(分别为25、32、40、50、63、80、100、125、160mm)。HSK刀柄的型式规格标识见图3。

图3 HSK刀柄的型式规 格标识

6 PCD刀具的刃磨

PCD复合片的硬度一般在HV4500~HV8000之间,仅次于金刚石的硬度(HV9000),同时其硬度因生产厂或牌号的不同而不同。因此,如何解决PCD刀具的刃磨问题是加工、使用PCD刀具的关键。目前有两种PCD刀具常用刃磨方法:
  • 金刚石砂轮刃磨法 采用金刚石砂轮来刃磨PCD刀具,对所用机床要求较高:机床系统刚性好,进给机构精度高,有微进给机构,重复精度高,磨头往复摆动平稳无冲击,同时还需选 用合适的金刚石砂轮。瑞士EWAG公司生产的RS系列机床尤其是RS15机床具有精度高、附件多并带有刃磨PCD刀具(带HSK刀柄)的附件等特点,是 PCD刀具刃磨机床的代表。采用RS15机床刃磨PCD刀具,刀具尺寸精度可达0.001mm,表面粗糙度可达Ra0.08左右。
  • 电蚀刃磨法 电蚀刃磨是将工件(PCD刀具)和电蚀轮(或钼丝)形成正负电极,通过正负电极间放电,达到去除PCD的效果。电蚀刃磨法的PCD去除效果取决于电蚀轮 (或钼丝)与PCD刀具刃口间的间隙、走刀进给速度以及电压高低、电流大小等。电蚀刃磨机床的特点是生产效率高,尺寸精度一般在.0.01mm左右,表面 粗糙度在Ra0.25左右。德国VOLLMER公司的QM和QW系列机床是采用电蚀法刃磨PCD刀具的代表,其中的新产品QM110和QWD760都是五 轴联动数控机床。QM110是轮电蚀刃磨机床,用于直线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。QWD760是线电蚀刃磨机床,用于各种曲线形刃口的PCD刀具电蚀 刃磨。
根据不同机床刃磨PCD刀具 的适应范 围,一般说来,对尺寸精度和表面粗糙度要求高的PCD铰刀、镗刀等,在RS15等机床上用金刚石砂轮刃磨;对PCD铣刀、锯片和PCD木工刀具等,用 QM110或QWD760机床进行电蚀刃磨,而用于强化地板开榫的PCD刀具和各种曲线形状的PCD刀具,则采用QWD760机床电蚀刃磨。

7 结语

上 海工具厂有限公司通过技术改造,引进了PCD刀具(包含PCBN刀具) 的先进生产设备,包括瑞士EWAG公司的RS15机床、德国VOLLMER公司的QM110和QWD760机床、德国SCHENCK公司的HSK刀柄动平 衡机、ZOLLER公司的CNC刀具专用测量仪等。通过现有生产技术的配套,上工目前已能生产木工行业、印制电路板行业和汽车制造业所急需的各类PCD铣 刀、镗刀、铰刀,成为国内目前唯一能配套生产带HSK刀柄的PCD刀具的企业。

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1 引言

高 速切削已成为现代制造技术的一个主要发展方向。由于高速切削刀具的开发与应用直接 影响高速切削的加工效率和加工质量,因此具有非常重要的意义。刀具技术的革新,除了刀具本身的几何形状、切削角度等的革新和改进外,刀具切削刃材质的开发 和革新也是提高切削效率、降低切削成本的一个关键因素。
20世纪70年代中期以来,美国、德国、日本等工业发达国家先后开发聚晶金刚石(PCD)刀具并将其用于非金属材料和有色金属材料的高速切削加工,使生产效率获得大幅度提高,切削费用成倍下降,因此被广泛应用于汽车、航空、航天以建材等工业领域。
表1
公司名称 国别 牌号 金刚石平均粒径(µm)
GE 美国 Compax-1600
Compax-1300
Compax-1500
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5
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25
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(原De Beers)
英国 Syndite-CTC002
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25
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DA-150
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TDC-GM
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36+16

2 PCD复合片的开发

聚 晶金刚石(PCD)复合片是由粒度为微米级的金刚石颗粒与Co、Ni 等金属粉末均匀混合后,在高压高温下,在碳化钨(WC)基材上烧结而成的一种刀坯新材料。PCD 复合片不仅具有金刚石高硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优越性能,同时还具有硬质合金良好的强度和韧性。PCD 复合片还具有导电性,因此可用线切割机切割成所需刀头,将刀头焊接在刀体上,经过刃磨制成PCD 刀具。
目前国内外已有不少PCD 复合片的生产企业,主要生产厂商及产品牌号见表1。

3 PCD 刀具的动平衡

由于PCD 刀具适宜于高速切削,因此旋转式PCD 刀具的动平衡显得特别重要。动平衡时,应根据刀具允许使用的最高转速(nmax)和动平衡的精度等级(一般控制在G2.5级)查图1,得到许用不平衡率eper值,则其允许的不平衡量可由下式计算 Uper=meper式中eper——许用不平衡率或偏心距(单位:g·mm/kg或微米)
m——刀具质量(kg)
为了达到刀具的动平衡精度要求,常采用去重法(在刀具刀体的适当部位去除适当重量)使刀具的实际不平衡量≤允许不平衡量。

4 PCD刀具的适用范围

由于PCD刀具的性能优越,因此被广泛用于非铁金属和非金属材料的加工(见表2)。

图1 不同平衡精度等级 G的剩余不平衡率(或转子偏心距)与工作转速的关系
表2
被加工材料 加工对象
非铁金属
铝合金
汽车、摩托车:活塞、 汽缸、轮毂、传动箱、泵体、进气管、各种壳体零件等
飞机、机电:各种箱体、壳体、压缩机零件等
精密机械:各种照相机,复印机,计量仪器零件等
通用机械:各种泵体、油压机、机械零件等

铜合金
内燃机船舶 :各种轴、轴瓦、轴承、泵体等
电子仪器:各 种仪表、电机整流子、印制电路板等
通用机械 :各种轴承、轴瓦、阀体、壳体等
硬质合金 各种阀座、汽缸等烧结品及半烧结品等
其它 镁、锌等各种有色金属
非金属 木材 各种硬木、人造板、人造耐磨纤维板及制品
增强塑料 玻璃纤维、碳纤维 增强塑料等
橡胶 纸用轧辊、橡胶环等
石墨 碳棒等
陶瓷 密封环、柱塞等烧结品 及半烧结品
在实际选用时,应根据PCD刀具的使用场合、被切削材料的特性以及加工的具体要求,选用适当牌号和粒径的PCD复合片做刀具刀头。一般情况下,复合片中金刚石体积浓度高或粒径较大的耐磨性较好,金刚石体积浓度低或粒径较小的则韧性较好。

(a)

(b)
图2 HSK刀柄

5 HSK刀柄系统

在 高速旋转条件下,PCD刀具的刀柄定位精度和夹持力是至关重要的。通常 采用DIN69893-1 HSK刀柄系统(目前汽车制造业发动机生产线上所用绝大部分PCD刀具都采用HSK刀柄)。由于HSK刀柄系统采用双重定位配合原则,在足够的拉紧力作用 下,HSK1:10空心工具锥柄和主轴锥孔、锥面及夹持平面之间同时接触,产生摩擦,可提供封闭结构的径向定位和平面夹紧定位,阻止任何轴向窜动。HSK 刀柄具有静、动态刚性高、扭矩传递大、径向定位精确以及换刀重复精度高等特点。HSK刀柄系统的结构形式分别有A、B、C、D、E、F型,常用的有A、 B、C、D型四种:A型为自动换刀型(见图2a),B型为带内冷却孔的自动换刀型,C型为手工换刀型(见图2b),D型为带内冷却孔的手工换刀型;刀柄凸 缘直径一般分为9个规格(分别为25、32、40、50、63、80、100、125、160mm)。HSK刀柄的型式规格标识见图3。

图3 HSK刀柄的型式规 格标识

6 PCD刀具的刃磨

PCD复合片的硬度一般在HV4500~HV8000之间,仅次于金刚石的硬度(HV9000),同时其硬度因生产厂或牌号的不同而不同。因此,如何解决PCD刀具的刃磨问题是加工、使用PCD刀具的关键。目前有两种PCD刀具常用刃磨方法:
  • 金刚石砂轮刃磨法 采用金刚石砂轮来刃磨PCD刀具,对所用机床要求较高:机床系统刚性好,进给机构精度高,有微进给机构,重复精度高,磨头往复摆动平稳无冲击,同时还需选 用合适的金刚石砂轮。瑞士EWAG公司生产的RS系列机床尤其是RS15机床具有精度高、附件多并带有刃磨PCD刀具(带HSK刀柄)的附件等特点,是 PCD刀具刃磨机床的代表。采用RS15机床刃磨PCD刀具,刀具尺寸精度可达0.001mm,表面粗糙度可达Ra0.08左右。
  • 电蚀刃磨法 电蚀刃磨是将工件(PCD刀具)和电蚀轮(或钼丝)形成正负电极,通过正负电极间放电,达到去除PCD的效果。电蚀刃磨法的PCD去除效果取决于电蚀轮 (或钼丝)与PCD刀具刃口间的间隙、走刀进给速度以及电压高低、电流大小等。电蚀刃磨机床的特点是生产效率高,尺寸精度一般在.0.01mm左右,表面 粗糙度在Ra0.25左右。德国VOLLMER公司的QM和QW系列机床是采用电蚀法刃磨PCD刀具的代表,其中的新产品QM110和QWD760都是五 轴联动数控机床。QM110是轮电蚀刃磨机床,用于直线形刃口的PCD刀具电蚀刃磨。QWD760是线电蚀刃磨机床,用于各种曲线形刃口的PCD刀具电蚀 刃磨。
根据不同机床刃磨PCD刀具 的适应范 围,一般说来,对尺寸精度和表面粗糙度要求高的PCD铰刀、镗刀等,在RS15等机床上用金刚石砂轮刃磨;对PCD铣刀、锯片和PCD木工刀具等,用 QM110或QWD760机床进行电蚀刃磨,而用于强化地板开榫的PCD刀具和各种曲线形状的PCD刀具,则采用QWD760机床电蚀刃磨。

7 结语

上 海工具厂有限公司通过技术改造,引进了PCD刀具(包含PCBN刀具) 的先进生产设备,包括瑞士EWAG公司的RS15机床、德国VOLLMER公司的QM110和QWD760机床、德国SCHENCK公司的HSK刀柄动平 衡机、ZOLLER公司的CNC刀具专用测量仪等。通过现有生产技术的配套,上工目前已能生产木工行业、印制电路板行业和汽车制造业所急需的各类PCD铣 刀、镗刀、铰刀,成为国内目前唯一能配套生产带HSK刀柄的PCD刀具的企业。

歡迎來到Bewise Inc.的世界,首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力,我們是提供專業刀具製造商,應對客戶高品質的刀具需求,我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求,我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質,這是現有相關技術無法比擬的,我們成功的滿足了各行各業的要求,包括:精密HSS DIN切削刀具協助客戶設計刀具流程DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計超高硬度的切削刀具醫療配件刀具設計汽車業刀具設計電子產業鑽石刀具木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計;從微細刀具到大型刀具;從小型生產到大型量產;全自動整合;我們的技術可提供您連續生產的效能,我們整體的服務及卓越的技術,恭迎您親自體驗!!

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弊社の製品の供給調達機能は:

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Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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一、超高速和超高精度加工技术
高速和超高速加工技术不仅可以提高加工效率,而且也是加工难削材料、提高加工精度、控制振动的重要保障。高速和超高速加工技术的关键是提高机床的 主轴转速 和推给速度。此次博览会上展出的加工中心(MC),最高主轴转速每分钟达到1万至2万转,在短短几年内翻了一番。最高推给速度每分钟达到20至60米,是 过去的好几倍。
线性(磁悬浮)电机的使用是提高速度和精度的一个重要途径。日本丰田工机公司展示的线性电机驱动的超高速磨削机床“Linea M II”,线性电机驱动传输部分没有连接丝杆和螺母、电机和丝杆的连接器等传动因素,因此就消除了由此而造成的弯曲、振动和反跳,工作性能提高到了原来的3 倍以上,满足了高速和高精度加工的要求。
二、复合、多功能、多轴化控制的趋势 
随着信息终端日趋朝着小型化和轻量化的方向发展,对其零部件的加工要求也越来越高。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时,加工的形状却日 益复杂。 多轴化控制的机床适合加工形状复杂的工件。另一方面,产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化,满足各种各样产品的加工需求。这就要求一 台机床能够处理以往需要几台机床处理的工序。
在这种背景下,加工中心(MC)可以说适应了时代的发展潮流。日本森精机制作所此次展出的“NH5000系列”加工中心,实现了全自动无人操作,能够适应长时间、多品种和批量生产。与以往机型相比,加工时间大大缩短,效率和产量得以提高。
日本山崎马扎克公司最新开发的“INETGREX-E系列”多功能复合加工机床,能够进行五轴连动加工。工件一次性装夹调整后,能够全自动完成从 车削到铣 削、淬火和磨削的一系列工序,一台机床可以一次完成以往需要数台机床完成的工作量,不仅提高了效率,而且节省了大量的厂房面积。

三、信息通信技术的应用
信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高,操作者可以通过网络和手机对机床的程序进行远程修改,对其运转状况进行监视并积累有关的数据资料。
随着世界经济的日趋全球化,现代机床在售后服务方面不仅需要满足本地的需求,还必须确立全球化的服务体系,因此,利用网络将生产厂家和用户相连接,通过网络对设备进行维修和检查,不仅可以提高售后服务效率,而且有助于及时改进产品的质量。
日本山崎马扎克公司在会上展出的“INETGREX-E系列”多功能复合加工机床,为操作和管理人员设置了带有指纹认证系统的E(电子)操作塔, 通过操作 塔可以观察生产进程并给予指导,将闲置的非生产时间缩短至最低限度;“求助”功能可帮助操作者改进所有的加工操作。该机可通过网络与手机相连,手机上能够 显示目前的加工状态、进程以及维修要求提示等数据,可谓精密机床与信息技术的完美结合。

四、环保和操作环境的改善
保护地球和改善工厂本身的操作环境,对于企业来说已是义不容辞的责任。随着技术的不断进步,现代机床给人的感觉已不再是充满着噪音和钢铁碎末的怪物,而是安全、清洁、高科技的化身。操纵者也不再是满身油污,而必须掌握电脑、网络等尖端的知识。
目前,生产厂家在保护环境方面主要是从减少切削液使用量和电力消耗、延长工具使用寿命、不使用和排出有害物质、控制噪音和粉尘等方面着手。减少切削液使用量分为两种,一种是完全不使用切削液的“干切削”加工法;另一种是使用少量切削液的“半干切削”加工法。
“干切削”对环境的负荷较小,但是,由于处于无润滑状态,温度升高成为问题,为此,一些生产厂家采用了耐热性较高的切削工具,投入了低摩擦系数的 工具材 料。近来,使用微量润滑油的MQL切削法引起了人们的关注。它是将润滑油变成雾状,喷到切削点上。润滑油使用的是生物分解性的植物油。
日本森精机制作所此次展出“NH5000系列”卧式加工中心,每小时润滑油消耗量仅为4.91毫升,相当于以往机种的1/5;电力消耗也大大降低。

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中级钳工应知试题及答案
一、填空题
1、目前切削刀具常用的硬质合金有 硬质合金、 硬质合金等。
2、磨削所用的砂轮的特性包括:磨料的 、 、 、 、 等。
3、工艺系统的几何误差是指 、 、 以及 所具有的原始制造误差。
4、理论误差是由于采用了 加工运动或 刀具轮廓而产生的。
5、某液压千斤顶,小活塞面积为1cm2,大活塞面积为100cm2。当城小活塞上加10N力时,如果不计磨擦阻力等,大活塞可产生 N的力。
6、液压油的物理性质主要有 和 。
7、对特大型工件划线,为减少翻转次数或不翻转工件,常采用 法进行划线。
8、在切削过程中,工件上形成 、 、 三个表面。
9、在切削过程中,刀具的辅助平面有 、 、 。
10、刀具磨损到一定程度后需要刃磨或更新刀,因此对磨损程度规定一个合理的程度,即称刀具的 。
11、磨钝标准有 磨钝标准和 磨钝标准。
12、零件加工后实际几何参数与理论几何的差别称 。
13、工件材料越硬,导热性越低,切削的刀具磨损 。
14、螺旋测微量具按用途可分为 、 、 ,其中 应用最普遍。
15、内径千分尺测量范围很有限,为扩大范围可采用 的方法。
16、水平仪的读数方法有 读数法和 读数法。
17、新产品开发方面的专业技术管理主要包括 、 、 、 、 方面的工作。
18、工艺基准按其作用可分为 基准、 基准、 基准、 基准、 基准。
19、 、 、 、 ,在加工时形成一个统一的整体,称为工艺系统。
20、测量方法的总误差包括 误差和 误差。
21、泵的种类很多,归纳起来可分为 、 、 三大类。
22、压缩机按其原理可分为 压缩机、 压缩机、 压缩机、 压缩机四大类。
23、车床装配后进行精车端面的平面度试验,其目的是检查溜板移动方向对主轴轴线的 精度及溜板移动时本身的 精度。
24、装配的组织形式有 装配和 装配。
25、装配方法有 法、 法、 法、 法四种。
26、表示装配单元的划分及其装配先后顺序的图称 图,这种图能简明直观地反映出产品的 。
27、引起机床振动的振源有 振源和 振源。
28、机外振源来自机床外部。它是通过 将振动传给机床。
29、当形位公差要求遵守最大实体原则时,应按规定注出符号 。
30、据平面几何可知,园与直线相切时其切点就是由被连接园弧的圆心向被连接直线所作 。
31、假想将机件的倾斜部分旋转到与某一选定的基本投影平面平行后,再向该投影面投影所得的视图称 。
32、刀具切削部分的材料应具备以下性能:高的硬度、较好的导热性、足够 的 和 、高的 、高 的 、良好的 。


33、影响切削力的因素有 。
34、刀具磨损的原因主要有 、 。
35、滚动轴承实现预紧的方法有 预紧和轴向预紧两种。
36、等于 毫米。
37、机械制图常见的三种剖视是 、 、 。
38、划线作业可分两种即 、 。
39、锉刀的齿纹有 和 两种。
40、锉刀分 、 、 三类。
41、通过锉削,使一个零件能放入另一个零件的孔或槽内,且松紧合乎要求,这项操作叫 。
42、钻孔时,工件固定不动,钻头要同时完成两个运动 、 。
43、麻花钻头主要由几部分构成 、 、 。
44、用丝锥加工内螺纹称为 ;用板牙套制外螺纹称为 。
45、螺纹要素有 、 、 、 、 和 。
46、螺纹的主要尺寸 有 、 、 、 、 、 、 。
47、装配时按联接松紧程度的不同,可以分为 、 。
48、装配采用以下几种方法 、 、 。
49、平键在装配时,它与轴上键槽的两侧面必须 ,而键顶面和轮毂间必须 。
50、滚动轴承通常由 、 、 、 组成。
51、滚动轴承的装配,主要是指 、 配合。
52、轴承与轴的配合按 与轴承座的配合按 。
53、蜗轮蜗杆用于传递空间 的运动,两轴线通常在空间的交角为 。
54、加工零件中,允许尺寸变化的两个界限值,称 。
55、铸铁通常可分为 、 、 及 。
56、各种热处理工艺过程都是由 、 、 三个阶段组成。
57、将钢件加热到临界点以上,保温一定时间,然后在水、盐水或油中(个别材料在空气中),急速冷却的过程叫 。
58、在已加工工件表面上,用刮刀刮去一层很薄的金属,这种操作叫做 。
59、要想使两个皮带轮的旋转方向相同,就采用 ;要想使两轮旋转方向相反,就采用 。
60、定位销有 、 、 三种类型。
61、冷却润滑液有四个方面的作用 、 、 、 。
62、我厂内常用的起重设备有以下几种 、 、 。
63、在零件图上总有一个或几个起始标注线来确定其他点线面的位置,称为 。
64、凿削使用的工具是 和 。
65、凿子切削部分的材料应比工件的材料 ,且切削部分必须呈 。
66、千斤顶按其结构可分为三大类 、 、 。
67、机械零部件的修理修复方法主要有 、 、 、 和 。
68、锯割硬材料、管子或薄板零件时,宜选用 锯条。
69、钻孔时材料的强度、硬度高,钻头直径大时,宜用较 的切削速度,进给量也应 。
70、液压传动分 传动和 传动。

71、丝锥分有 和 两类。
72、在成套丝锥中,对每支丝锥的切削量分配有两种方式,即 和 。
73、弯曲分为 和热 两种。
74、矩形花键的定心方法有 、 、 。
75、装拆过盈连接的方法大致有三种: 、 、 。
76、游标卡尺的尺身每一格为1mm,游标共有50格,当两量爪并拢时,游标的50格正好与尺身的49格对齐,则该游标卡尺的读数精度为 mm。
77、在划线工序中,找正和 两个过程是有机结合在一起的。
78、锯条的切削角度前角为 ,后角为 。
79、锉削精度可达 mm。
80、机床分为若干种,其中C表示 ,Z表示 ,X表示 ,M表示 。
81、根据平面几何可知,圆与直线相切时其切点就是由被连接圆弧的圆心向被连接直线所作 。
82、向心球轴承适用于承受 载荷。
83、推力轴承适用于承受 载荷。
84、311轴承的类型是 ,其内径是 。
85、齿轮传动应满足两项基本要求 和 。
86、表示泵的工作性能的主要参数有 、 、 。
87、液压泵的流量分为 流量 流量两种。
88、台虎钳按其结构可分为 和 两种。
89、刮刀分为 刮刀和 刮刀两类。
90、平锉刀的规格一般用 部分的长度来表示。
91、液压系统中单向阀的作用是 。
92、钢按质量可分为 、 和 三类。
93、在划好的线条上打冲眼,其冲眼的距离可根据线条的 、 来决定,而在线条的 等处必须冲眼。
94、液压系统由 、 、 、 四部分组成。
95、选择铰削余量时,应考虑孔的尺寸精度、 、 、 和铰刀的类型等。
96、1英尺等于 英寸。
97、滚动轴承是标准件,其内圈与轴的配合应为 制,外圈与轴承孔的配合为 制。
98、轴承是一种 磨擦轴承按其磨擦状态可分为 磨擦 轴承和 磨擦轴承。
99、润滑脂的装填量一般不超过轴承空间的 ,装脂过多,易引起 ,影响轴承的正常工作。
100、滑动轴承的轴瓦主要失效形式是 。
二、选择题
1、下列刀具材料中红硬性最好的是( )
A、碳素工具钢 B、高速钢 C、硬质合金
2、当磨钝标准相同时,刀具耐用度愈大表示刀具磨损( )
A、愈快 B、愈慢 C、不变
3、刀具表面涂层硬质合金,目的是为了( )
A、美观 B、防锈 C、提高耐用度
4、磨削的工件硬度高时,应选择( )的砂轮。
A、较钦 B、较硬 C、任意硬度
5、在夹具中,用来确定刀具对工件的相对位置和相对进给方向,以减少加工中位置误差的元件和机构统称( )
A、刀具导向装置 B、定心装置 C、对刀快
6、夹具中布置六个支承点,限制了六个自由度,这种定位称( )
A、完全定位 B、过定位 C、欠定位
7、在安装过盈量较大的中大型轴承时,宜用( )
A、热装 B、锤击 C、热装
8、当空间平面平行投影面时,其投影与原平面形状大小( )
A、相等 B、不相等 C、相比不确定
9、车削时,传递切削热量最多的是( )
A、刀具 B、工件 C、切屑

10、测量误差对加工( )
A、有影响 B、无影响
11、离心泵在单位时间所排出的液体量称( )
A、流量 B、体积 C、容量
12、切削加工时,工件材料抵抗刀具切削所产生的阻力称( )
A、切削力 B作用力 C、削抗力
13、一个Φ200 mm的钢筒在镗床上镗后经研磨机磨成,我们称这个孔经过了( )
A、两个工身 B、两个工步 C、两次进给
14、一个Φ 30 mm的孔在同一个钻床中经削、扩削和铰削( )加工而成。
A、三个工序 B、三个工步 C、三次进给
15、制造各种结构复杂的刀具的常用材料是( )
A、碳素工具 B、高速钢 C、硬质合金
16、单位时间内通过某断面的液压流体的体积,称为( )
A、流量 B、排量 C、容量
17、液压泵的输入功率与输出功率( )
A、相同 B、不同
18、液体单位体积具有的( )称为液体的密度。
A、质量 B、重量
19、在要求不高的液压系统可使用( )
A、普通润滑油 B、乳化油 C、柴油
D、水、润滑油、柴油均可
20、表示装配单元先后顺序的图称为( )
A、总装图 B、工艺流程卡 C、装配单元系统图
21、在铝、铜等有色金属光坯上划线,一般涂( )
A、石灰水 B、锌钡白 C、品紫 D、无水涂料
22、机床设备的电气装置发生故障应由( )来排除。
A、操作者 B、钳工 C、电工
23、钢板下料应采用( )
A、剪板机 B、带锯 C、弓锯
24、装拆内角螺钉时,使用的工具是( )
A、套筒扳手 B、内六方扳手 C、锁紧扳手
25、攻丝前的底孔直径应( )螺纹小径
A、略大于 B、略小于 C、等于
26、切削铸铁一般不用加切削液,但精加工时为了提高表面粗糙度使表面光整而采用( )作切削液。
A、乳化液 B、煤油 C、机油
27、车间内的各种起重机、电瓶车、平板车属于( )
A、生产设备 B、辅助设备 C、起重运输设备
28、在尺寸链中被间接控制的,在其他尺寸确定后自然形成的尺寸,称为( )
A、增环 B、减环 C、封闭环
29、Φ60 mm的孔轴配合是( )配合。
A、间隙 B、过渡 C、过盈
30、国家标准规定,机械图样中的尺寸以( )为单位。
A、毫米 B、厘米 C、丝米 D、英寸
31、加工一个孔Φ50 mm,它公差为( )mm
A、Φ50 B、Φ50 C、0.04 D、0.01
32、轴Φ50 mm与孔Φ50mm的配合是( )
A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合
33、Φ mm的孔与Φ mm的轴相配合是( )
A、基轴过渡配合 B、基孔制过盈配合
C、基孔制过渡配合
34、平键与键槽的配合一般采用( )
A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合
35、轴承7518型的内孔尺寸为( )
A、90 B、60 C、100 D、40
36、位置公差中,平行度表示为( )
A、 B、 C、 D、
37、位置公差中,“ ”表示( )
A、圆住度 B、同轴度 C、位置度
38、形状公差中,“ ”表示( )
A、平行度 B、平面度 C、直线度
39、钳工常用的锯条长度是( )mm。
A、500 B、400 C、300 D、200
40、2英寸等于( )mm。
A、50.8 B、49 C、67.4
41、两带轮的传动比i>1,是( )传动
A、增速 B、减速 C、变速
42、在大批量生产中应尽量采用高效的( )夹具。
A、专用 B、通用 C、组合
43、201轴承的内径是( )
A10 B、12 C、15 D、20
44、某液压千斤顶,小活塞面积为1cm2,大活塞为100cm2,当在小活塞上加5N力时,如果不计磨擦阻力等,大活塞可产生( )N的力。
A、100 B、1000 C、500 D、50
45、有一直齿园住齿轮,m=4,Z=36,它的分度园直径为( )
A、152 B、134 C、144 D、140
46、有一直齿园柱齿轮,m=4,Z=36,它的齿高为( )
A、4 B、9 C、5 D、10
47、在铸铁工件上攻制M10的螺纹,底孔应选择钻头直径为( )


A、Φ10 B、Φ9 C、Φ8.4
48、锯条的切削角度前角是( )
A、30° B、0° C、60° D、40°
49、2英寸等于( )英分。
A、8 B、16 C、20
50、向心球轴承适用于承受( )载荷。
A、轴向 B、径向 C、双向
51、推力轴承适用于承受( )载荷。
A、轴向 B、径向 C、轴向与径向
52、7318轴承的内径是( )
A、40 B、50 C、100 D、90
53、滑动轴承的轴瓦主要失效形式是( )
A、折断 B、塑性变形 C、磨损
54、机床分为若干种,磨床用字母( )表示。
A、“C” B、“X” C、“M” D、“X”
55、两带轮传动,其传动比i=0.5,则它传动是( )传动
A、减速 B、增速 C、等速
56、两带轮传动,其传动比i=0.2,则传动属于( )传动
A、减速 B、增速 C、等速
57、用定位销连接经常拆的地方宜选用( )
A、圆柱销 B、圆锥销 C、槽销
58、用定位销连接承受振动和有变向载荷的地方宜选用( )
A、圆柱销 B、圆锥销 C、槽销
59、在拆卸困难的场合宜用( )
A、螺尾圆锥销 B、圆柱销 C、开尾圆锥销
60、在两轴轴线相交的情况下,可采用( )
A、带轮传动 B、链轮传动 C、圆锥齿轮传动
61、滑动轴承一般用在转速( )的场合。
A、较低 B、很高
62、已知一圆锥体,D=60mm,d=50mm,l=100mm,它的锥度是( )
A、1:5 B、1:10 C、1:20 D、1:7
63、轴承在高速旋转时宜用( )
A、脂润滑 B、油润滑
64、丝杆和螺母之间的相对运动属于( )
A、螺旋传动 B、啮合传动 C、磨擦传动
65、基准孔的下偏差为( )
A、负值 B、正值 C、零
66、锯割薄板零件宜选用( )锯条。
A、细齿 B、粗齿
67、当材料强度、硬度低,钻头直径小时宜选用( )转速
A、较低 B、较高
68、扩孔时的切削速度比钻孔的切削速度( )
A、高 B、低
69、当钻孔用直径很大的钻头时转速宜放( )
A、低 B、高
70、弯曲一块S=3mm的铁板,宜选用( )
A、冷弯法 B、热弯法
71、用S=14mm的铁板卷成直径是Φ200的水管,宜选用( )
A、冷弯法 B、热弯法
72、锉销精度可达到( )
A、1mm B、0.01mm C、0.1mm
73、滚动轴承外圈与轴承孔配合宜选用( )
A、基孔制 B、基轴制
74、301轴承内径是( )
A、10 B、5 C、12 D、17
75、对于传动效率较高,受力较大的机械上宜用( )
A、管螺纹 B、梯形螺纹 C、普通螺纹
76、钻头直径为10mm,以960N/min的转速钻孔时切削速度是( )
A、100米/分 B、20米/分 C、50米/分 D、30米/分
77、一直齿圆柱齿轮,它的分度圆直径是60mm,齿数是20,则它的模数是( )
A、2.5 B、3.5 C、3
78、精刮削的表面要求在25毫米见方出现( )点。
A、2~3 B、20~25 C、12~15
79、细刮削要求在25毫米见方内出现( )点。
A、2~3 B、12~15 C、20~25
80、两轴的中心距较大时宜选用( )传动。
A、齿轮 B、蜗轮蜗杆 C、带轮
81、交叉式带传动其最大传动比不宜超过( )
A、i=3 B、i=10 C、i=6
82、开口式带传动其最大传动比不宜超过( )
A、i=3 B、i=5 C、i=6 D、i=10
83、开口式带传动带的速度一般为( )
A、5~25米/秒 B、3~5米/秒 C、50~100米/秒
84、C型带轮的槽口宽为( )
A、23 B、17 C、14
85、B型带轮的槽口宽为( )
A、23 B、17 C、14
86、带轮槽的夹角一般在( )范围内。
A、34°~40° B、50°~100° C、40°~60°
87、传递功率是1~2.5KW,宜选用( )
A、“C”型胶带 B、“A”型胶带 C、“B”型胶带
88、两传动带轮的对应槽必须在同一平面内,其倾斜角不超过( )
A、10° B、5° C、1° D、15°
89、在重型机械中传递大功率一般选用( )传动。

A、直击圆柱齿轮 B、中齿轮 C、人字齿轮
90、用镀铬的方法修复主轴,其镀层应保证具有( )mm的磨削余量。
A、0.01 B、1 C、0.03~0.1 D、10
91、堆焊方法修复主轴,其堆焊的厚度通常为( )mm。
A、5~10 B、5~8 C、1.5~5
92、有一铸造件,为了降低硬度,便于切削加工,应进行( )处理。
A、淬火 B、退火 C、高温回火
93、一件齿轮轴制作材料为中碳钢,为了提高耐用度,应进行( )处理。
A、淬火 B、退火 C、调质
94、制造轴承座、减速箱一般使用( )铸铁。
A、灰口 B、可锻 C、球墨
95、制造刀具和工具一般选用( )
A、普通碳素钢 B、碳素工具钢 C、结构钢
96、制造农具、汽车零件宜选用( )
A、球墨铸铁 B、可锻铸铁 C、耐热铸铁
97、制造各种弹簧宜选用( )
A、可锻铸铁 B、高速钢 C、弹簧钢
98、在下列制图比例中缩小的比例是( )
A、2:1 B、5:1 C、1:3 D、1:1
99、两线间电压超过( )时称为高压。
A、360V B、220V C、250V D、180V
100、机床上的照明设备和常移动的手持电器都采用( )以下电压,即安全电压。
A、18V B、220V C、36V D、12V
三、判断题
1、碳素工具钢最适合作高速切削刀具用。( )
2、车刀在刀架上安装位置的高低对切削工作角度无影响。( )
3、在车削过程中产生积屑瘤,易影响工件的加工精度。( )
4、工件残余应力引起的误差和变形都很小,不会对机器构成影响。( )
5、各种液压油性能都差不多,因此可任意混合使用。( )
6、钻削精密孔的关键是钻床精度高且转速及进给量合适,而与钻头无关。( )
7、提高切削速度是提高切削效率的最有效途径。( )
8、提高切削速度是提高刀具寿命的最有效途径。( )
9、零件的机械加工质量包括加工精度和表面质量两个部份。( )
10、加工精度的高低主要取决于机床的好坏。( )
11、容积泵是依靠工作室容积的间歇改变来输送液体。( )
12、离心泵流量的单位一般用m3表示。( )
13、离心泵扬程的单位是MPa。( )
14、离心泵在启动前应灌满液体并将出口管路上的阀门关闭。( )
15、离心泵一般属于高压泵。( )
16、在工业企业中,设备管理是指对设备的物质运动形态的技术管理。
17、生产技术准备周期是从生产技术工作开始到结束为止的经历的总时间。( )
18、一般刀具材料的高温硬度越高,耐磨性越好,刀具寿命也越长。( )
19、用硬质合金车削硬钢时,切削速度越慢刀具寿命越长。( )
20、刀具刃磨后,刀面越平整,表面粗糙度越小,刀具寿命越长。( )
21、刀具刃磨后,刀刃的直线度和完整程度越好,加工出的工件表面质量越好。( )
22、加工精度的高与低是通过加工误差的大和小来表示的。( )
23、在长期的生产过程中,机床、夹具、刀具逐渐磨损,则工艺系统的几何误差进一步扩大,因此工件表面精度也相应降低。( )
24、测量误差主要是人的失误造成,和量具、环境无关。( )
25、单件小批生产中应尽量多用专用夹具。( )
26、单件小批生产由于数量少,因此对工人技术水平要求比大批量生产方式要低。( )
27、单件小批生产中应多用专用机床以提高效率。( )
28、表面粗糙度代号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线和它们的延长线上 。( )
29、机件上的每一尺寸一般只标注一次,并应标注在反映该结构最清晰的图形上。( )
30、滚动轴承实现轴向预紧,就是要采取各种方法使其内外圈产生相对位移,以消除游隙。( )
31、圆锥销定位用于经常拆卸的地方。( )
32、圆柱销定位用于不常拆卸的地方。( )
33、槽销定位用于承受振动和有变向载荷的地方。( )
34、链传动是通过链条和链轮牙齿之间的啮合来传递力和运动的,因此属于啮合传动。( )

35、当两轴轴线相交时,可采用蜗轮蜗杆传动。( )
36、直齿圆柱齿轮传动比斜齿圆柱齿轮平稳。( )
37、在两轴轴线相交的情况下,可采用圆锥齿轮传动。( )
38、滑动轴承一般用在转速不太高的地方。( )
39、滚动轴承的精度等级C级最低而G级最高。( )
40、加工铸铁时,一般不用冷却润滑液,因铸铁内的石墨也起一定的润滑作用。( )
41、被加工零件的精度等级越低,数字越小。( )
42、被加工零件的精度等级数字越大,精度越低,公差也越大。( )
43、零件的公差等同于偏差。( )
44、加工零件的偏差是极限尺寸与公称尺寸之差。( )
45、锥度等同于斜度。( )
46、轴承在低速旋转时一般采用脂润滑,高速旋转时宜用油润滑。( )
47、某尺寸莲共有几个组成环,除1个封闭环外,共有n-1个组成环。( )
48、液压传动容易获得很大的力、低速、大扭矩的传动,并能自动控制扭矩输出。( )
49、液压传动效率高,总效率可达100%。( )
50、螺纹的作用是用于连接,没有传动作用。( )
51、丝杆和螺母之间的相对运动,是把旋转运动转换成直线运动。( )
52、退火的目的是使钢件硬度变高。( )
53、Φ50 的最大极限尺寸是Φ 49.985。( )
54、上偏差的数值可以是正值,也可以是负值,或者为零。( )
55、实际偏差若在极限偏差范围之内,则这个零件合格。( )
56、实际偏差的数值一定为正值。( )
57、基准孔的最小极限尺寸等于基本尺寸,故基准孔的上偏差为零。( )
58、基准轴的最大极限尺寸等于基本尺寸,故基准轴的下偏差为零。( )
59、尺寸精度越高,粗糙度越低。( )
60、精密量具也可以用来测量粗糙的毛坯。( )
61、20r合金钢表示含碳量为0.2%。( )
62、当两轴间距离过远时,适宜采用齿轮传动。( )
63、齿轮齿条传动是把直线运动变为旋转运动。( )
64、链传动适宜用于交错轴之间的传动。( )
65、采用交叉皮带传动能使两带轮转向相同。( )
66、液压千斤顶是依靠液体作为介质来传递能量的。( )
67、液压传动系统不需另加润滑装置,零件使用寿命长。( )
68、液压传动分动力式液压传动和静力式液压传动。( )
69、液压千斤顶是属于静力式液压传动。( )
70、锯割软材料或锯缝较长的工件时,宜选用细齿锯条。( )
71、锯割硬材料、管子或薄板零件时,宜选用粗齿锯条。( )
72、钻孔时,钻头是按照螺旋运动来钻孔的。( )
73、钻孔时,材料的强度、硬度高,钻头直径大时,宜用较高的切削速度,进给量也要大些。( )
74、当材料的强度、硬度低,或钻头直径小时,宜用较高的转速,走刀量也可适当增加。( )
75、当钻头直径小于5毫米时,应选用很低的转速。( )
76、扩孔时的切削速度一般为钻孔的,进给量为钻孔时的1.5~2倍。( )
77、攻丝前的底孔直径应大于螺纹标准中规定的螺纹内径。( )
78、套丝过程中,圆杆直径应比螺纹外径大一些。( )
79、一般材料厚度在5毫米以下时,采用热弯法。( )
80、刮削是一种粗加工方法。( )
81、平键连接对中性良好,但不能传递轴向力。( )
82、花键连接的特点是轴上零件对中性好,能传递较大的转矩。( )
83、矩形花键采用齿侧定心,其定心精度最高。( )
84、内螺纹圆锥销多用于盲孔。( )
85、锉削精度可达1个丝。( )
86、1英尺等于10英寸。( )
87、1英寸等于8英分。( )
88、滚动轴承内圈与轴的配合是基孔制。( )
89、滚动轴承外圈与轴承孔的配合是基轴制。( )
90、向心球轴承不能承受径向载荷。( )
91、推力轴承适用于承受径向载荷。( )
92、201轴承内径是10。( ) 93、7518轴承既能承受轴向载荷也能承受径向载荷。( )
94、一圆锥体D=24mm,d=22mm,l=32,则它的锥度是1:8。
95、两带轮传动,n1=1450r/min,n2=725r/min,D2=260mm,则可求得D1=520mm。( )
96、两带轮传动,若要使两带轮获得相反的运动方向,则必须采用开口式皮带传动方式。( )
97、车削时传递切削热量最多的是工件。( )
98、液压泵的输入功率与输出功率相同。( )
99、磨钝标准相同的刀具,其耐用度愈大表示表示磨损愈快。( )
100、拆内大角螺钉时,使用套筒扳手。( )
四、简答题。
1、绘图时选择主视图的原则是什么?
2、零件图上的技术要求包括哪些内容?
3、简述切削液的种类及作用?
4、刀具磨损的主要原因是什么?
5、刀具磨损的形式有几种?
6、什么叫加工精度?
7、简述机床夹具的作用?
8、车床装配调试完毕,进行满负荷强度试验的目的是什么?
9、机床在工作时发生振动有何危害?
10、技术管理的作用是什么?
11、什么是机械加工工艺过程?
12、什么是机械加工工艺规程?
13、三相异步电动机怎样改变其旋转方向?
14、简述选用液压油的方法?
15、工业生产中广泛使用的是哪种电动机?这种电动机由哪些主要部件组成?
16、常见的齿轮有哪些种类?
17、零件工作图包括哪些内容?
18、弹簧的种类有哪些?
19、装配图的内容包括哪些内容?
20、常用的长度单位有哪些?
21、水平仪的种类有哪些?
22、水平仪有什么用途?
23、简述厚薄规的用途?
24、什么是金属材料的机械性能?
25、金属材料有哪些基本性能?
26、什么是强度?
27、什么是塑性?
28、什么是弹性变形?
29、什么是金属材料的工艺性能?
30、铸铁有哪些种类?
31、金属材料退火后有什么变化?
32、金属材料淬火的目的是什么?
33、皮带传动有什么特点?
34、皮带拉力与包角有什么关系?
35、齿轮传动有什么优点?
36、齿轮传动有什么缺点?
37、简述蜗轮蜗杆传动的应用及特点?
38、简述离合器的用途和种类。
39、什么是基本尺寸、实际尺寸和极限尺寸?
40、计算圆内接四边形边长。
41、求三角形边长。已知在△ABC中,<A=30°,a=10,求b,c。
42、求锥度


43、有一直齿圆柱齿轮,m=4,Z=36,求各部分尺寸。
44、孔的尺寸为Φ28+0.023,轴的尺寸为Φ28 ,求孔与轴的最大间隙与最小间隙。
45、两带轮传动,n1=1450r/min,D1=130mm,D2=260mm,求n 2。
46、在中碳钢和铸铁工件上,分别攻制M10的螺纹,求钻头直径。
47、钻头直径为10mm,求以960转/分的转速钻孔时的切削速度是多少?
48、已知一圆锥体,D=24mm,d=22mm,L=32mm,求它的斜角a。
49、某液压千斤顶,小活塞面积为1cm2,大活塞为100cm2,当在小活塞上加20N力时,如果不计摩擦阻力等,大活塞可产生多少N的力。
50、已知一正五边形的外接圆半径为R,求五边形的边长。
中级钳工应知试题答案
一、填空题答案
1、钨钴类;钨钴钛类 2、粒度;结合剂;组织;形状;尺寸
3、机床;夹具;刀具;工件本身 4、近似的;近似的
5、1000 6、粘度;密度 7、拉线与吊线
8、待加工表面;加工表面;已加工表面
9、基面;切削平面;主截面
10、磨钝标准 11、粗加工;精加工 12、加工误差
13、越快 14、千分尺;内径千分尺;深度千分尺;千分尺
15、加接长杆 16、相对、绝对
17、产品设计准备;工艺准备;物质准备;产品试制与鉴定;生产组织准备 18、装配;测量;定位;工序
19、机床;夹具;刀具;工件 20、系统;随机
21、容积泵;叶片泵;流体作用泵
22、离心式;往复式;回转式;轴流式
23、垂直度;直线度 24、固定;移动
25、互换装配;分组装配;修配;调整
26、装配单元系统;单配顺序 27、机内;机外 28、地基
29、 30、垂线的垂足 31、旋转视图


32、强度;韧性;耐磨性;耐热性;工艺性
33、工件材料;切削用量;刀具几何参数
34、机械磨损、热效应磨损 35、径向
36、14.2875毫米 37、全剖视;局部剖视;半剖视
38、平面划线;立体划线 39、单齿纹;双齿纹
40、普通锉;特种锉;整形锉(什锦锉) 41、锉配
42、切削运动;进刀运动 43、柄部;颈部;工作部分
44、攻丝;套丝 45、牙形;外径;螺距;头数;精度和旋转方向 46、大径(d)尺寸;小径(d)尺寸;螺距(t);导程(S)
47、固定联接;活动联接 48、完全互换法;速配法;修配法;调整法 49、带有一定的过盈;留有一定的间隙
50、外圈;内圈;滚动体;保持架
51、滚动轴承内圈与轴;外圈与轴承座的孔的配合
52、基孔制;基轴制 53、两交叉轴;90° 54、极限尺寸
55、白口铸铁;灰铸铁;可锻铸铁;球墨铸铁
56、加热;保温;冷却 57、淬火 58、刮削
59、开口皮带;交叉皮带 60、圆柱销;圆锥销;槽销
61、冷却作用;润滑作用;清洗作用;防锈作用
62、千斤顶;葫芦;吊车 63、基准 64、手锤;凿子
65、硬;楔形 66、螺旋千斤顶;齿条千斤顶;液压千斤顶
67、机械修复法;电镀法;喷涂法;焊接法;粘接法
68、细齿 69、低;减小 70、动力式液压;静力式液压
71、粗牙;细牙 72、锥形分配;柱形分配
73、冷弯曲;热弯曲 74、外径定心;内径定心;齿侧定心
75、打入和打出;压入和压出;热装和冷装 76、0.02
77、借料 78、0°;40° 79、0.01
80、车床;钻床;铣床;磨床 81、垂线的垂足
82、径向 83、轴向 84、向心球轴承
85、传动平稳;承载能力高 86、流量;扬程;功率
87、理论;实际 88、固定式;旋转式 89、平面;曲面
90、锉身 91、保证油液只能向一个方向流动
92、普通钢;优质钢;高级优质钢
93、长短;曲直;交叉;转折
94、驱动元件;执行元件;控制元件;辅助元件
95、表面粗糙度;孔径大小;材料硬度 96、12
97、基孔;基轴 98、滑动;液体;非液体
99、 ~ ;磨擦发热 100、磨损
二、选择题答案
1、C 2、B 3、C 4、A 5、A 6、 A 7、C 8、A 9、C 10、C 11、A 12、A 13、 A 14、B 15、B 16、A 17、B 18、A 19、A 20、 C 21、A
22、C 23、A 24、B 25、A 26、B 27、C 28、C
29、A 30、A 31、C 32、C 33、C 34、A 35、A
36、B 37、B 38、B 39、C 40、A 41、B 42、 A 43、B 44、C 45、C 46、B 47、C 48、B 49、B 50、 B 51、A 52、D 53、C 54、C 55、A 56、 B 57、A 58、C 59、A 60、C 61、A 62、 B 63、B 64、A 65、C 66、A 67、B 68、 B 69、A 70、A 71、B 72、B 73、B 74、 C
75、B 76、D 77、C 78、B 79、B 80、C
81、C 82、B 83、A 84、A 85、B 86、A
87、B 88、C 89、C 90、C 91、C 92、B
93、C 94、A 95、B 96、B 97、C 98、C
99、C 100、C

三、判断题答案
1× 2× 3× 4× 5× 6× 7× 8× 9× 10× 11√ 12× 13× 14√ 15× 16× 17× 18√
19× 20√ 21√ 22√ 23√ 24× 25× 26× 27×
28√ 29√ 30√ 31√ 32√ 33√ 34√ 35× 36×



32、强度;韧性;耐磨性;耐热性;工艺性
33、工件材料;切削用量;刀具几何参数
34、机械磨损、热效应磨损 35、径向
36、14.2875毫米 37、全剖视;局部剖视;半剖视
38、平面划线;立体划线 39、单齿纹;双齿纹
40、普通锉;特种锉;整形锉(什锦锉) 41、锉配
42、切削运动;进刀运动 43、柄部;颈部;工作部分
44、攻丝;套丝 45、牙形;外径;螺距;头数;精度和旋转方向 46、大径(d)尺寸;小径(d)尺寸;螺距(t);导程(S)
47、固定联接;活动联接 48、完全互换法;速配法;修配法;调整法 49、带有一定的过盈;留有一定的间隙
50、外圈;内圈;滚动体;保持架
51、滚动轴承内圈与轴;外圈与轴承座的孔的配合
52、基孔制;基轴制 53、两交叉轴;90° 54、极限尺寸
55、白口铸铁;灰铸铁;可锻铸铁;球墨铸铁
56、加热;保温;冷却 57、淬火 58、刮削
59、开口皮带;交叉皮带 60、圆柱销;圆锥销;槽销
61、冷却作用;润滑作用;清洗作用;防锈作用
62、千斤顶;葫芦;吊车 63、基准 64、手锤;凿子
65、硬;楔形 66、螺旋千斤顶;齿条千斤顶;液压千斤顶
67、机械修复法;电镀法;喷涂法;焊接法;粘接法
68、细齿 69、低;减小 70、动力式液压;静力式液压
71、粗牙;细牙 72、锥形分配;柱形分配
73、冷弯曲;热弯曲 74、外径定心;内径定心;齿侧定心
75、打入和打出;压入和压出;热装和冷装 76、0.02
77、借料 78、0°;40° 79、0.01
80、车床;钻床;铣床;磨床 81、垂线的垂足
82、径向 83、轴向 84、向心球轴承
85、传动平稳;承载能力高 86、流量;扬程;功率
87、理论;实际 88、固定式;旋转式 89、平面;曲面
90、锉身 91、保证油液只能向一个方向流动
92、普通钢;优质钢;高级优质钢
93、长短;曲直;交叉;转折
94、驱动元件;执行元件;控制元件;辅助元件
95、表面粗糙度;孔径大小;材料硬度 96、12
97、基孔;基轴 98、滑动;液体;非液体
99、 ~ ;磨擦发热 100、磨损
二、选择题答案
1、C 2、B 3、C 4、A 5、A 6、 A 7、C 8、A 9、C 10、C 11、A 12、A 13、 A 14、B 15、B 16、A 17、B 18、A 19、A 20、 C 21、A
22、C 23、A 24、B 25、A 26、B 27、C 28、C
29、A 30、A 31、C 32、C 33、C 34、A 35、A
36、B 37、B 38、B 39、C 40、A 41、B 42、 A 43、B 44、C 45、C 46、B 47、C 48、B 49、B 50、 B 51、A 52、D 53、C 54、C 55、A 56、 B 57、A 58、C 59、A 60、C 61、A 62、 B 63、B 64、A 65、C 66、A 67、B 68、 B 69、A 70、A 71、B 72、B 73、B 74、 C
75、B 76、D 77、C 78、B 79、B 80、C
81、C 82、B 83、A 84、A 85、B 86、A
87、B 88、C 89、C 90、C 91、C 92、B
93、C 94、A 95、B 96、B 97、C 98、C
99、C 100、C

三、判断题答案
1× 2× 3× 4× 5× 6× 7× 8× 9× 10× 11√ 12× 13× 14√ 15× 16× 17× 18√
19× 20√ 21√ 22√ 23√ 24× 25× 26× 27×
28√ 29√ 30√ 31√ 32√ 33√ 34√ 35× 36×


24、答:要使机械零件或工具不被破坏,就要求金属材料必须具有抵抗各种形式的外力的能力。这种能力,称为金属材料的机械性能。
25、答:金属材料的基本机械性能,一般包括:弹性、强度、硬度、塑性、韧性和抗疲性等。
26、答:在外力作用下,金属材料抵抗变形和破坏的能力称为强度。抵抗外力的能力越大,则强度越高。
27、答:金属材料在外力作用下,产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。
28、答:金属零件,在外力作用下,都要引起变形,当外力卸除之后,变形便会消失,金属零件就恢复到原始状态,这种现象,称为弹性变形。
29、答:金属材料的工艺性能,通常指铸造性、可锻性、焊接性切削加工性等。
30、答:铸铁分为:灰口铸铁;可锻铸铁;球墨铸铁和特种铸铁(如耐热铸铁、耐磨铸铁)。
31、答:金属材料退火的目的有:⑴细化晶粒,均匀组织,改善机械性能;⑵降低硬度,便于切削加工;⑶消除内应力。
32、答:淬火的目的是:⑴提高钢件的强度和硬度;⑵提高耐磨性和其他机械性能。
33、答:皮带传动的特点是:⑴结构简单,容易制造,维护简便;⑵可以缓和传动的振动和冲击,传动平稳,无噪声;⑶传动效率低,很少用来传递大功 率;⑷工作有滑动,不能保证固定的传动比,但是载荷过大时,皮带与轮之间产生滑动,就能保证机器不因过载而破坏;⑸皮带的拉力,使轴和轴承受较大的载荷。
34、答:皮带的拉力大小与小皮带轮的包角a有很大的关系。包角越小,则拉力就越小;包角越大,则拉力就越大,一般包角不得小于150℃。
35、答:齿轮传动有以下优点:⑴效率高;⑵结构紧凑;⑶传动比固定不变;⑷工作可靠,寿命长。
36、答:齿轮传动的缺点是:传动不平稳且有噪声,不能无级变速;对齿轮的制造和安装都有较高的工艺要求,当两轴间距离过远时,也不适宜采用齿轮传动。
37、答:蜗轮蜗杆传动用于两轴轴线相交叉成90°,但彼此既不平行也不相交的情况下。特点:⑴仅用两个相互啮合的元件就能传动很大的传动比;⑵传动平稳,噪声小;⑶传递的功率范围极大;⑷结构紧凑,所占空间位置小。
38、答:要使用同一轴线上的两根轴作暂时的联接和分开时(如开动、变向等),可采用离合器。常用离合器有齿式、磨擦式和超越式三种。
39、答:设计给定的尺寸,叫做基本尺寸。通过刚度、强度计算或结构等方面的考虑,按标准直径或标准长度圆整后给定的尺寸,通过测量获得的尺寸叫实际尺寸。允许尺寸变化的两个界限值,叫做极限尺寸。
40、计算圆内接四边形边长a。
已知一圆半径为r,求它的内接四边形
边长a 0 (利用勾股定理)
a2+a2=(2r2)
2a2=4r2
a= r
41、(利用正弦定理)
C====20
b====17.32
42、
==1:5
43、
d=m•Z=4×36=144mm ha=m=4 hf=1.25m=5
h=ha+hf=9mm da=m(Z+2)=152mm
df=m(Z-2.5)=134mm
t=π•m=3.14×4=12.56mm
Xmax=0-(-0.020)=0.020mm
45、

46、D=d-(1.05~1.1)t
Xc=d-t=10-1.5=8.5mm
Xr=d-1.1t=10-1.1×1.5=8.35mm≈8.4


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概 述隨著人們對環境保護意識的增強和研究的不斷深入,切削液使用所帶來的負面效應也越來越 明顯,侵蝕地面、污染水源和空氣。此外,切削液種類繁多,添加劑各式各樣,使其處理難度越來越大,處理費用隨著不斷增加。同時切削液供應裝置也使得工藝系 統變得複雜。為了消除切削液帶來的負面效應,除開發新型切削液外,最有效的方法就是取消切削液,即進行干切削加工。干切削加工是理想的綠色製造工藝方法。 但干切削並不是簡單地取消切削液就能實現,有意義且經濟可行的干切削加工要求仔細分析特定的邊界條件和掌握干切削加工的複雜因素,並為干切削工藝系統的設 計提供所需的信息數據。干切削的應用越來越廣泛。目前在西歐已有近一半企業採用了干式切削加工,德國企業尤為普遍。日本的「生產設備市場」雜誌選出的 1997年日本工廠自動化行業的國內10大新聞中就包括「保護環境的加工技術具體化」。由此可見,干切削加工技術將成為未來加工技術的主要發展方向之一。 干切削加工由於不採用切削液,刀具工作條件更為惡劣,壽命也會縮短。因此,除選擇合理的刀具材料及進行適宜的塗層外,刀具幾何參數的選擇與設計對干切削具 有至關重要的作用。  二、干切削加工對刀具的要求干切削加工由於不用切削液,對刀具也就提出了更高的要求,主要表現在:1.刀具應具有優異的耐高溫性能 目前的刀具材料,如高性能硬質合金、聚晶陶瓷和CBN等有足夠的耐高溫磨損性能,能夠在干切削條件下使用。國外的某些刀具生產廠家已開始提供用於干切削的 刀具。此外,最有效的方法就是對刀具進行塗層。塗層可阻止將熱量傳遞到刀具基體,能保證刀具切削刃鋒利,使刀頭硬度不會很快下降,可大大提高其耐高溫性 能。2.切屑和刀具之間的摩擦係數要盡可能小,以減小切削力和粘結磨損干切削加工時,切削區產生的高溫是刀具使用中產生化學不穩定性的主要因素。切削區產 生的高溫會使刀具與切屑之間的摩擦增大,極易產生積屑瘤,加劇刀具磨損,因此,減小切屑和刀具之間的摩擦係數就顯得非常重要。最有效的方法就是進行刀具表 面塗層,並輔以排屑良好的刀具結構。如大螺旋角TiAlN塗層絲錐就是具有這種性能的干切削刀具。3.結構排屑要方便快捷,減小熱量堆積干切削加工中,為 了保證工件加工質量和刀具具有一定的壽命,因而傳入其中的熱量就應盡可能地少,這樣在產生相同熱量的情況下,切屑必須帶走更多的熱量,這就要求刀具必須能 夠快速排出切屑,即盡可能以最高的金屬切除率進行加工,這樣可使刀具和工件之間的接觸時間最短,傳入工件和刀具的熱量就會大大減少,當然機床的佈局也要適 應高溫切屑並盡可能使其快速離開工作區。4.刀具材料應有更高的強度和耐衝擊韌性要滿足上述這些要求,一方面是選擇適宜的刀具材料,常用於干切削的刀具材 料有超細晶粒硬質合金、陶瓷和金屬陶瓷刀具材料、金剛石和CBN等,也可在高速鋼、硬質合金基體上進行適宜的塗層,如TiAlN塗層、TiCN塗層、 TiAlN+MoS2塗層、類金剛石DLC(DiamondLikeCarbon)塗層等。CBN可用於干切鑄鐵、過共晶鋁合金、各種鋼和鈦合金 等。在干切削加工中,也可以選擇標準幾何形狀的刀具進行加工,但它不能獲得像加注切削液時的刀具性能。歐洲的刀具製造商已開發出了許多有利於干切削加工的 刀具幾何形狀,設計製造了能較好控制切屑形成和便於排屑的斷屑槽幾何形狀,尤其是還設計出能控制積屑瘤產生和防止或減小刀具磨損的幾何形狀。  三、干切 削刀具設計要點及應用  1.干式車(銑)刀具設計要點干切削刀具通常以月牙窪磨損為主要失效原因,這是因為加工中沒有切削液,刀具和切屑接觸區域的溫度 升高所致。因此,通常應使刀具有大的前角和刃傾角,但前角增大後,刀刃強度會受影響,此時應配以適宜的負倒稜或前刀面加強單元,這樣使刀尖和刃口會有足夠 體積的材料和較合理的方式承受切削熱和切削力,同時減輕了衝擊和月牙窪擴展對刀具的不利影響,使刀尖和刃口可在較長的切削時間裡保持足夠的結構強度。此 外,配合大的刀尖前角,再選擇大的刀尖後角,可使刀具刃口楔角增大,減輕刀具與已加工表面之間的接觸長度,有效降低後刀面的磨損和破損概率。在車削或銑削 加工中,切屑通常帶走大部分熱量,對於普通銑削或車削刀具,由於切屑和前刀面接觸面積大,會使積聚的熱量增加,產生月牙窪磨損,降低刀具壽命。而採用如圖 1所示的幾何形狀刀片,則會大大減少刀具與切屑之間的接觸面積,使切屑帶走大量熱量。圖2所示為干切削加工(車削或銑削)和普通加工的加工過程示意圖。由 圖可見,當切屑流過普通刀片前刀面時,由於接觸面積大,傳入刀具的熱量也多,從而產生月牙窪磨損,降低刀具壽命;而採用圖1所示的刀片,刀具前刀面上有加 強稜,刀具與切屑的接觸面積也大大減小,絕大部分熱量被切屑帶走,切削溫度可比普通刀片降低約400℃,同時也增大了剪切角,使刀具壽命顯著提高,可允許 採用更高的切削速度,若保持普通的切削速度,則刀具壽命可提高3~4倍。對於陶瓷刀具,由於其脆性較大,因此,選用T型或雙T型稜面或研磨,或幾種方法的 組合。如美國Valenite公司推薦將0.5×30°的T型稜面用於Al2O3+TiC刀片,干式加工淬硬鋼,並盡量採用大的副偏角。根據不同刀片幾何 形狀,半精車時的刀具副偏角為-5°~-30°,常用的刀片幾何形狀是正方形、三角形和80°菱形。對CBN刀具,倒稜太大,加工淬硬鋼時,在刃口產生高 溫,使刃口很快磨損,因此,一般不採用大倒稜,刃口可採用斜面或倒圓及負前角,盡可能大的副偏角,建議取值範圍為:15°~25°×0.25mm的T型倒 稜,再進行0.01~0.03mm的研磨。  2.干式螺紋加工刀具設計要點圖1 干銑削刀片的幾何形狀a)普通切削  b)干切削刀片切削圖2 干切削 和普通切削的加工過程比較  德國Emuge螺紋刀具廠為減少環境污染,研製開發了KO絲維,即生態有效絲錐,它可在較廣範圍的材料上攻絲而無須切削 液。為了完成干式攻絲,在絲錐參數設計時必須考慮以下幾方面的問題:1)絲錐幾何參數要使其有低摩擦阻力,以獲得尺寸準確和表面粗糙度值小的螺紋;2)絲 錐槽型設計應使切屑易於捲曲,並自由離開螺孔;3)對絲錐表面進行塗層處理,以獲得理想的表面狀態,保護絲錐。這種絲錐的尺寸範圍有2種,即M5~M10 的加強柄絲錐尺寸系列和M12~M20的絲錐尺寸系列。干切削加工鋼件螺紋的絲錐槽型通常為螺旋槽,加工通孔螺紋和盲孔時的螺旋角大小不同。如加工盲孔螺 紋時,往往採用35°的大螺旋角;當孔深大於2倍絲錐直徑時,可採用小螺旋角,通常取為5°,此時絲錐切削錐部長度為2~3牙。而干切削加工鑄鐵螺紋時, 無論是通孔還是盲孔,絲錐槽型均為直槽,其切削錐部長度為2~3牙。對於小直徑絲錐,為了提高其強度和剛度,其槽型也可設計成特殊形狀,如無槽擠壓絲錐。 無槽擠壓絲錐用於加工小直徑螺紋或塑性較大材料上的螺紋是非常有效的。干切削加工絲錐通常均需進行塗層處理,常用的塗層有TiN或TiCN。圖3所示是用 無槽擠壓絲錐干式擠壓螺紋與有切削液切削絲錐加工M5×0.8螺紋孔數量比較。試驗條件:  工件材料:純鋁LY—2 機床:AG—32螺紋孔形狀:盲 孔,螺紋長11mm底孔直徑:4.2mm(切削),4.5mm(擠壓)切削速度:15m/min(切削),10m/min(擠壓)圖4則是濕式攻絲與干式 攻絲所加工的螺紋孔數比較。由圖可以看出,普通擠壓絲錐加工100個螺紋孔時,切削部分的螺紋牙型就產生粘結現象,與此相圖3 干式與濕式攻絲加工比較 比,干式擠壓絲錐壽命可提高80倍。由於受試驗試件數量的限制,僅作了有限次試驗,但其結果反映了干式攻絲的可能性。加工條件:M6×1—GTP通孔螺 紋,工件材料:鋅鋼板,螺紋長度3.2mm,底孔直徑:5.55mm,切削速度:15m/min。  除此之外,作者對在A3、45鋼等薄板件(2mm 以下)上加工螺紋的工藝進行了探討,採用了新型底孔成孔工藝,並成功地應用了干式切削及擠壓螺紋工藝,采圖4 濕式切削與干式切削螺紋的螺孔數比較用專門 設計和製造的底孔成形刀具和塗層擠壓絲錐可使底孔和螺紋的加工同時完成,避免了原有工藝需要焊接螺母或設計製造專用模具沖孔的麻煩,一舉解決了長期困擾汽 車、鈑金等行業的薄板件螺紋加工工藝,並具有優異的加工效果。干切削加工刀具及其設計@劉志峰$合肥工業大學機械系!230009干切削;;刀具設計;; 加工技術;;工藝方法適宜的刀具材料和刀具幾何參數是干切削加工的關鍵條件之一。在分析干切削加工對刀具要求的基礎上,闡述了干切削刀具設計的要點,並結 合應用實例說明了刀具設計對干切削加工的重要性。度,則刀具壽命可提高3~4倍。對於陶瓷刀具,由於其脆性較大,因此,選用T型或雙T型稜面或研磨,或幾 種方法的組合。如美國Valenite公司推薦將0.5×30°的T型稜面用於Al2O3+TiC刀片,干式加工淬硬鋼,並盡量採用大的副偏角。根據不同 刀片幾何形狀,半精車時的刀具副偏角為-5°~-30°,常用的刀片幾何形狀是正方形、三角形和80°菱形。對CBN刀具,倒稜太大,加工淬硬鋼時,在刃 口產生高溫,使刃口很快磨損,因此,一般不採用大倒稜,刃口可採用斜面或倒圓及負前角,盡可能大的副偏角,建議取值範圍為:15°~25°×0.25mm 的T型倒稜,再進行0.01~0.03mm的研磨。  2.干式螺紋加工刀具設計要點圖1 干銑削刀片的幾何形狀a)普通切削  b)干切削刀片切削圖2  干切削和普通切削的加工過程比較 

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