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1、机械制造基础第二章作业(答案)2-1、什么叫主运动？什么叫进给运动？试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行讲明。答：主运动是由机床提供的刀具和工件之间最主要的相对运动，主运动是切削加工经过中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工通常只要一个主运动。进给运动是使主运动能够依次地或连续地切除工件上多余的金属，以便构成全部已加工外表的运动。进给运动能够只要一个如车削、钻削，可以以有几个如滚齿、磨削。进给运动速度一般很低，消耗的功率也较少。2-2、根据表2-2和表2-3，分析下列机床型号所代表的意义：MM7132、CG6125B、X62W、M2110、Z5125、T68。答：MM7132
2、：M-类别代号：磨床类；M-通用特性：精细；7-组别代号：平面磨床组；1-系别代号：卧轴矩台平面磨床系；32-主参数：最大磨削直径320mm。CG6125B：C-类别代号：车床类；G通用特性：高精度；6组别代号：落地及卧式车床组；1系别代号：卧式车床系；25主参数：床身上最大回转直径250mm；B重大改良顺序号。X62W(X6132A)：X类别代号：铣床类；6组别代号：升降台铣床组；1系别代号：万能升降台铣床系；32主参数：工作台面宽度320mm；A重大改良顺序号。M2110：M-类别代号：磨床类；2组别代号：内圆磨床组；1系别代号：内圆磨床系；10主参数：最大磨削孔径100mm。Z5125：
3、Z类别代号：钻床类；5组别代号：立式钻床组；1系别代号：方柱立式钻床系；25主参数：最大钻孔直径25mm。T68：T类别代号：镗床类；6组别代号：卧式铣镗床组；8主参数：镗轴直径80mm。2-3、画出0=10、s=6、0=6、0=60、Kr=60、rK=15的外圆车刀切削部分投影图。答：图1典型外圆车刀切削部分构造图图2车刀正交平面参考系及其静止角度图3背平面、假定工作平面参考系及其静止角度图4车刀法平面参考系及其静止角度理解好上面的参考系及其静止角度，根据要求画出静止角度就能够了，注意各视图之间的联络，位置关系。2-6、切削力是如何产生的？为什么要把切削力分解为三个相互垂直的分力？各分力对切
4、削经过有什么影响？答：切削经过中，刀具切入工件，使切削层变为切屑所需要克制的阻力，称为切削力。刀具作用在工件上的切削力，随着加工条件的不同，总切削力F的方向和数值都是变化的。为了应用和测量的方便，常将总切削力F分解三个相互垂直的分力。切削力cF：总切削力F在主运动方向上的投影。cF是也称切向力或主切削力，它是计算工艺装刀具、机床和夹具的强度、刚度以及校验机床功率的所必须的数据。背向力pF：总切削力F在垂直于工作平面方向上的分力。pF也称为径向力，它能使工件变形或产生切削振动，故对加工精度及已加工外表质量影响较大。进给力fF：总切削力F在进给运动方向上的正投影。fF也称为轴向力，它是设计机床走刀
5、机构，计算进给功率所必须的数据。2-7、按下列条件选择刀具材料类型或牌号。1)45#钢锻件粗车；2)HT200铸铁件精车；3)低速精车合金钢蜗杆；4)高速精车调质钢长轴；5)高速精细镗削铝合金缸套；6)中速车削高强度淬火钢轴；7)加工HRC65冷硬铸铁或淬硬钢；答：常用刀具材料:高速钢是一种参加了较多金属W、Cr、Mo、V等碳化物的、含碳量也比拟高的合金工具钢。它能够加工从有色金属到高温合金范围广泛的材料通用高速钢的典型牌号是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。硬质合金钢硬质合金是由高硬度的难熔金属碳化物如WC、TiC、TaC、NbC等和金属粘结剂如Co、Ni等用粉末冶金方法制成的一种刀具材
6、料。YG类硬质合金主要用于加工铸铁，有色金属和非金属材料。粗加工时宜选用含钴量较多的牌号例如YG8，因其抗弯强度和冲击韧性较高；精加工宜选用含钴量较少的牌号例如YG3，因其耐磨性、耐热性较高。YT类硬质合金适用于加工钢料。粗加工时宜选用含钴较多的牌号例如YT5，精加工时宜选用含TiC较多的牌号例如YT15。在加工淬火钢、高强度钢和高温合金时，以及在低速下切削钢时，由于切削力很大，易造成崩刃，也不宜采用强度低、脆性大的YT类合金，而宜采用韧性较好的YG类合金。YN类硬质合金主要用于精加工，不适于重切削及断续切削，可加工钢可以以加工铸铁。1YT55W18Cr4V2YG3X6YG83YT307YG6
7、X立方氮化硼4YN102-9、什么叫刀具的工件角度参考系？什么叫刀具的静态角度参考系？这二者有何区别？在什么条件下工作角度参考系与静态角度参考系重合？答：刀具工作角度参考系，是以实际安装条件下的合成切削运动方向和进给运动方向为基准来建立的；刀具静止参考系，是以“假定主运动方向和“假定进给运动方向为基准来建立的。主要区别：建立参考系的基准不一样。重合条件：通常的进给速度远小于主运动速度合成速度角2?，所以在一般安装条件下，刀具的工作参考系与静止参考系差异甚小，能够用刀具的静态角度代替工作角度，也就是讲在大多数场合下如普通车削、镗削、端铣、周铣等，不必考虑工作角度，即能够以为这两个参考系是重合的。
8、2-10、主偏角对切削加工有何功用？一般选择原则是什么？Kr=90的车刀适用什么场合？答：主偏角r对切削力的影响：随着r的增大,cF先减小后增,在r=60o75o时，cF到到达最小值，但cF的变化范围约在10以内。主偏角的功用：减小主偏角，参加切削的刀刃长度会增加，刀尖角r增大，进而使刀具寿命提高；减小主偏角可使工件外表残留面积高度减小，进而可减小外表粗糙度。然而，减小主偏角会使径向力pF增大，在工艺系统刚性缺乏的情况下，容易引起振动，这不仅会降低刀具寿命，也会使加工外表粗糙度增大。主偏角的选择原则：由主偏角的功用可知，当工艺系统刚性较好时宜选较小的主偏角，反之则选较大的主偏角。r=90o的车
9、刀适用于系统刚性较差、车端面、车外圆、多阶梯轴等的场合。2-11、用P10硬质合金车刀，车削b为650N/mm2的40#钢外圆。切削用量为asp=4mm，f=0.6mm/r，v=110/min；刀具几何度为：0=10，s=5，0=8，Kr=60，=1mm。按公式计算及查表方法确定切削为Fr、FP、Fc及切削时所消耗的功率。答：有下列公式及其参数表格:ccFcFcFFncyxspFcKvfaFcC=csccrcFFFFkMFcKKKKK0=ppFpFpFFncyxspFpKvfaFpC=pspprpFpFFFkMFKKKKK0=ffFfFfFFncyxspFfKvfaFfC=fsffrfFfFF
10、FkMFKKKKK0=1F)650650(F)650(nn=bKFM4106?=cccvFP查课本表2-5Fc=3539.8NFp=1168.2NFf=1284.5NPc=6.4896KW2-12、甲、乙二人每秒钟切下的金属体积完全一样(即生产率一样)，只是甲的吃刀深度比大1倍，而走刀量f比乙小1倍。试比拟二人主切削力的大小，由此可得出什么有益的论？答：生产率:spcDDcfavbhvQ10001000=由于甲乙两人的spa与f的乘积一样,那么甲乙两人的主切削速度cv也一样.主切削力:ccFcFcFFncyxspFcKvfaFcC=通常情况下:ccFFyx乙乙乙乙乙乙甲甲cFcFcFcFcFc
11、FcFcFcFcFcFyxspyxspyyxspyxyxspfafafafa=*21*2212所以，Fc甲Fc乙即甲的主切削力较乙的主切削力大一些。有益的结论：在同等生产率下，应该采用较大的进给量来减小主切削力，延长刀具寿命。2-14、切削用量(asp、f、vc)中，哪个因素对刀具寿命影响最大？哪一个因素对刀具寿命影响最小？为什么？答：切削用量与刀具寿命的关系为：pnmTspcaTfC111?=v当用硬质合金车刀车削b=0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：7502525TC.spcaTfv=由此可见，切削速度cv对刀具寿命影响最大，其次是进给量f，背吃刀量spa的影响最小。2
12、-15、甲、乙、丙三人高速车削b=750N/mm2的碳钢。切削面积(asp?f)各为10?0.2，5?0.4，4?0.5，三人的经济耐用度Tc=60min，比拟三人的生产率，解释生产率不同的原因。答：生产率:spcDDcfavbhvQ10001000=切削速度硬质合金车刀：15045020C.sp.afTvcv=3.0115.0)(CC2.015.045.02.0fspafTvafTvspcv?=由于，丙乙甲fff因而，丙乙甲QQQ即甲的生产率最高，乙的生产率次之，丙的生产率最低。2-16、刀具寿命一定时，从提高生产率出发，选择切削用量的顺序怎样？从降低切削功率出发，选择切削用量的顺序又怎样？
13、为什么？答：当用硬质合金车刀车削b=0.65GPa的中碳钢时，切削用量与刀具寿命的关系为：7502525TC.spcaTfv=生产率:spcDDcfavbhvQ10001000=从上面的公式中能够看出：切削速度cv对刀具寿命影响最大，其次是进给量f，背吃刀量spa的影响最小。而切削速度cv，进给量f，背吃刀量spa对生产率的影响是一样的。所以，从提高生产率出发，首先选择较大的背吃刀量spa，其次选择适宜的进给量f，最后确定切削速度cv。切削功率：4106?=cccvFP而切削力：ccFcFcFFncyxspFcKvfaFcC=刀具寿命：15045020C.sp.afTvcv=通常情况下:ccF
14、Fyx所以，从降低切削功率出发，首先选择较小的切削速度cv其次，选择较大的进给量f，最后确定背吃刀量spa。2-19、选择切削用量的原则是什么?从刀具寿命出发，按什么顺序选择切削用量?从机床动力出发，按什么顺序选择切削用量?为什么?答：选择切削用量时，要综合考虑切削经过的质量、生产率和成本等问题。所谓合理的切削用量是指在充分利用刀具的切削性能和机床性能功率、扭矩以及保证工件加工质量的前提下，能获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。从刀具寿命出发:选择切削用量的原则是在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下，首先选择尽可能大的背吃刀量sPa，其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的
15、进给量f，最后再按刀具寿命的要求确定一个适宜的切削速度cv。从机床动力和刚性的限制等条件出发:选取尽可能大的进给量f；最后根据刀具耐用度确定最佳的切削速度cv。2-20、何谓砂轮硬度？它与磨粒的硬度能否是一回事？怎样选择砂轮硬度？砂轮硬度选择不当会出现什么弊病？答：砂轮硬度是指砂轮外表的磨料在磨削力的作用下脱落的难易程度。砂轮的硬度软，表示磨粒容易脱落;砂轮硬度硬，表示磨粒较难脱落。显然砂轮硬度是由结合剂的粘结强度和数量所决定的，而与磨料本身的硬度无关。选择砂轮硬度的一般原则：磨削软材料时，选用硬砂轮；磨削硬材料时，选用软砂轮。前者是由于在磨削软材料时，砂轮的工作磨粒磨损很慢，不需要太早的脱离下来；后者是由于在磨削硬材料时，砂轮的工作磨粒磨损较快，需要较快地更新。砂轮硬度选择不当：砂轮选得过硬，磨钝的磨粒不易脱落，砂轮易堵塞，磨削热增加，工件易烧伤，磨削效率低，影响工件外表质量；砂轮选得过软，磨粒还在锋利时就脱落，增加了砂轮损耗，易失去正确的几何形状，影响工件精度。