机械制造工艺学习题解答
第五章：机械加工表面质量及其控制 （第 3版 P267）
5-1 机械加工表面质量包括哪些具体内容？
答：（P229）机械加工表面质量，其含义包括两个方面的内容： A. 加工表面层的几何形貌，主要由以下几部分组成：⑴表面粗糙度; ⑵波纹度；⑶纹理方向；⑷表面缺陷。
B. 表面层材料的力学物理性能和化学性能，主要反映在以下三个方 面：⑴表面层金属冷作硬化；⑵表面层金属的金相组织变化；⑶表面 层金属的残余应力。
5-2 为什么机器零件一般总是从表面层开始破坏的？加工表面质量对 机器使用性能有哪些影响？
答：（P231） （1）由于表面是零件材料的边界，常常承受工作负荷所引 起的最大应力和外界介质的侵蚀， 表面上有着引起应力集中而导致破 坏的微小缺陷，所以这些表面直接与机器零件的使用性能有关。 （2）加工表面质量对机器的耐磨性、 耐疲劳性、 耐蚀性、零件配合质量 都有影响。
5-3 车削一铸铁零件的外圆表面，若进给量 f=0.40mm/r ，车刀刀尖圆 弧半径 re=3mm ，试估算车削后的表面粗糙度。
答上根据教材P2站舍式，表面粗桂度的估算直为
H
0.4:
0.00667mm =听&jjm
5-4高速精镯呆谓工件的内孔时，采用主値角K,=75%副偏角输一1即前锋利尖刀，当加工表面粗糙度 要求R尸3」—.3 Um.时.问：
⑴衽不考虑工祥材料塑性变形对表而粗糙度影哨的杀件下「进骼量f应选择多大了 (2)分析室际加工表面粗糙度与计算值是否相同，为什么？ ⑶ 进给量f越小’表面祖糙度值是胥越小？
备 ⑴根据教材P2阳公式,H = ------- ---- 可以导出：/ = H(cctKr+cotKj
cot + COtkr
耽 H=23.2nm.则 匸0,QQ32 (1 tan75+l.tanl53 =0,013mm
(2)分析实际加工表面粗粒度与计算渲不同'其頰因是材料有塑性变形，还有弹性恢复锌匚
⑶在主谍甬因健角前定的皤况下，建给量子越丿卜表面粗穗愛值就越小，
5-6为什么提高砂轮速度能减小磨削表面的粗糙度数值，而提高工件 速度却得到相反的结果？
答：(P224)砂轮速度越高，单位时间内通过被磨表面的磨粒数就越 多，工件材料来不及变形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度 增大，单位时间内通过被磨表面的磨粒数减少，塑性变形增加，表面 粗糙度值将增大。
5-7为什么在切削加工中一般都会产生冷作硬化现象？
答：(P240)机械加工过程中产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变, 晶粒间产生滑移，晶粒被拉长，进一步变形受到阻碍，这些都会使表 面层金属的硬度增加，统称为冷作硬化(或称为强化)。
5-8 为什么切削速度越大， 硬化现象越小？而进给量增大， 硬化现象 增大？
答：（P240-241）增大切削速度，（1）刀具与工件的作用时间减少，使 塑性变形的扩展深度减小， 因而冷硬层深度减小； （2）温度增高， 弱化 倾向增大，冷硬程度降低。 而进给量增大时，硬化现象增大的原因是 随着进给量的增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬 程度增大。但是，这种情况只是在进给量比较大时才是正确的。
5-11 什么是回火烧伤、淬火烧伤和退火烧伤？
答：（P243）磨削淬火钢时，在工件表面形成的瞬时高温将使表层金 属产生以下三种金相组织变化： 1）如果磨削区的温度未超过淬火钢的 相变温度（碳钢的相变温度为720C，但已超过马氏体的转变温度（中 碳钢为300C,工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织 （索氏体或托氏体 ），这称为回火烧伤。 2）如果磨削区温度超过了相变 温度，再加上冷却液的急冷作用， 表层金属会出现二次淬火马氏体织 织，硬度比原来的回火马氏体高；在它的下层，因冷却较慢，出现了 硬度比原来的回火马氏体低的回火组织 （索氏体或托氏体 ），这称为淬 火烧伤。 3）如果磨削区温度超过了相变温度，而磨削过程又没有冷 却液，组织，表层金属的硬度将急剧下降，这称为退火烧伤。
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