機械制造工藝學(xué)第三版王先逵第五章習(xí)題解答

機械制造工藝學(xué)第三版王先逵第五章習(xí)題解答機械制造工藝學(xué)習(xí)題解答第五章：機械加工表面質(zhì)量及其控制（第3版P267）5-1機械加工表面質(zhì)量包括哪些具體內(nèi)容？答：（P229）機械加工表面質(zhì)量，其含義包括兩個方面的內(nèi)容：A．加工表面層的幾何形貌，主要由以下幾部分組成：⑴表面粗糙度；⑵波紋度；⑶紋理方向；⑷表面缺陷。B．表面層材料的力學(xué)物理性能和化學(xué)性能，主要反映在以下三個方面：⑴表面層金屬冷作硬化；⑵表面層金屬的金相組織變化；⑶表面層金屬的殘余應(yīng)力。5-2為什么機器零件一般總是從表面層開始破壞的？加工表面質(zhì)量對機器使用性能有哪些影響？答：（P231）(1)由于表面是零件材料的邊界，常常承受工作負(fù)荷所引起的最大應(yīng)力和外界介質(zhì)的侵蝕，表面上有著引起應(yīng)力集中而導(dǎo)致破壞的微小缺陷，所以這些表面直接與機器零件的使用性能有關(guān)。(2)加工表面質(zhì)量對機器的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性、零件配合質(zhì)量都有影響。5-3車削一鑄鐵零件的外圓表面，若進給量f=0.40mm/r，車刀刀尖圓弧半徑re=3mm，試估算車削后的表面粗糙度。5-6為什么提高砂輪速度能減小磨削表面的粗糙度數(shù)值，而提高工件速度卻得到相反的結(jié)果？答：（P224）砂輪速度越高，單位時間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)就越多，工件材料來不及變形，因而工件表面粗糙度值越小。而工件速度增大，單位時間內(nèi)通過被磨表面的磨粒數(shù)減少，塑性變形增加，表面粗糙度值將增大。5-7為什么在切削加工中一般都會產(chǎn)生冷作硬化現(xiàn)象？答：（P240）機械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長，進一步變形受到阻礙，這些都會使表面層金屬的硬度增加，統(tǒng)稱為冷作硬化（或稱為強化）。5-17試述加工表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力的原因，試述表面產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力的原因。答：（P245-246）加工表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力的原因：(1)機械加工時加工表面的金屬層內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，使表層金屬的比容增大。由于塑性變形只在表面層中產(chǎn)生，這樣就在表面層內(nèi)產(chǎn)生了壓縮殘余應(yīng)力；(2)當(dāng)?shù)毒邚谋患庸け砻嫔锨谐饘贂r，表層的纖維被拉長，刀具后刀面與已加工表面的摩擦又加大了這種拉伸作用；刀具切離后，彈性變形將逐漸恢復(fù)，而塑性變形不能恢復(fù)，表面層金屬拉伸塑性變形，受到與它相連的里層未發(fā)生塑性變形金屬的阻礙，因此就在表層金屬中產(chǎn)生了壓縮殘余應(yīng)力。表面產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力的原因：(1)在機械加工中，切削區(qū)會產(chǎn)生大量的切削熱，工件表面的溫度往往很高。工件受熱膨脹時，表層金屬處于沒有殘余應(yīng)力作用的完全塑性狀態(tài)中，冷卻時表層金屬收縮受到里層金屬阻礙，這樣就在表面層內(nèi)產(chǎn)生了拉伸殘余應(yīng)力。(2)比容減小，表面層金屬由于相變而產(chǎn)生的收縮受到基體金屬的阻礙，因而在表層金屬產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)力。5-20什么是強迫振動？它有哪些主要特征？答：（P252-253）強迫振動——由外界周期性的干擾力的作用而引起的振動。其主要特征是：其振動頻率與干擾力的頻率相同，或者是干擾力頻率的整倍數(shù)；其振幅既與干擾力幅值有關(guān)，又與工藝系統(tǒng)的動態(tài)特性有關(guān)。若干擾力頻率接近或者等于工藝系統(tǒng)的某一固有頻率時，振幅將明顯增大或者引起共振。5-22什么是自激振動？它與強迫振動、自由振動相比，有哪些主要特征？答：（P253-255）機械加工過程中，在沒有周期性外力（相對于切削過程而言）作用下，由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期性振動，稱為自激振動，簡稱為顫振。與強迫振動相比，自激振動具有以下特征：機械加工中的自激振動是在沒有外力（相對于切削過程而言）干擾下所產(chǎn)生的振動運動，這與強迫振動有本質(zhì)的區(qū)別；自激振動的頻率接近于系統(tǒng)的固有頻率，這