hw-6参考答案

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制造工程基础

作业6: 切削运动与切削用量，刀具材料与刀具角度

作业题：

1. 用车刀加工外圆柱面，加工前工件直径为62mm，加工后直径为54mm，主轴转速n＝240 r/min，刀具进给速度vf＝96 mm/min，试计算切削速度vc、进给量f、切深ap和单位时间金属切除量Q。

参考答案：

dn62240

切削速度vc按大径处的线速度计算： v c    46 .7 ( m /min)

10001000

v 96进给量f（主轴每转刀具进给距离）： f  f   0 .4 ( mm/r)n240

6254切深：大径减小径除2： ap4(mm)2

n)i金属切除率：三者相乘（注意单位）：Q46.70.4474.8(cm3/m

注：

（1）如果按平均直径的切削速度计算金属切除率，也视为正确：

Q70(cm3/min)

（2）还可以通过计算切除的筒形体积计算金属切除率：

dw2dm2Qvf70(cm3/min)

22

2. 为什么许多复杂刀具如滚刀等用高速钢制造？金刚石刀具适用于切削的材料是什么？是否适合于切削钢？请按照以下工件材料和加工条件进行相应刀具材料的合理选择。

刀具材料：YG3X、YG8、YT5、YT30、W18Gr4V。工件材料及切削条件：

（1）粗铣铸铁箱体平面；（2）精镗铸铁箱体孔；（3）齿轮加工的剃齿工序；（4） 45钢棒料的粗加工；（5）精车40Cr工件外圆。

参考答案：

高速钢的强度韧性都比较好，价格便宜，特别是工艺性（如锻造，切削，焊接性）好，因此适宜于复杂刀具的制造。

金刚石适宜于切削有色金属及其合金、陶瓷、硬质合金等，不适合切削钢，因为金刚石的碳元素与钢的铁元素有很强亲和作用，在高温下容易转化为石墨结构，失去切削性能。

选择刀具材料：

（1）粗铣铸铁箱体平面； YG8 （2）精镗铸铁箱体孔； YG3X （3）齿轮加工的剃齿工序； W18Gr4V （4） 45钢棒料的粗加工； YT5 （5）精车40Cr工件外圆。 YT30

3. 刀具的主偏角、副偏角、刃倾角、前角、后角分别在哪个参考平面内度量的？画出下列标注角度的用于车削外圆柱面的车刀图：

15,s5 o15,o6,r60,r

并计算其法剖面和切深剖面中的刀具标注角度：n,n,p,p。（参考p.277－278计算公式）

参考答案：

度量的参考平面：

主偏角、副偏角-------------基面刃倾角-------------------------切削平面前角、后角-------------------主剖面

车刀图：参考p.276图11-7画出车刀图，并标出相应的刀具角度

（本题只要求画出基面、切削平面、主剖面内的图形，要求标注出参考平面的符号以及5个刀具角度；特别注意刃倾角的正负，正的刃倾角刀尖较高）

注：教材p276图11－7中，刃倾角的图有错误：表示主切削刃的细实线应该与主切削刃一致！

参考p.277－278计算公式：

narctan(tan0coss)14.950 narccot(cot0coss)6.020

parctan(tan0cosrtanssinr)11.850

parccot(cot0cosrtanssinr)11.690

4. 由几何学知，阿基米德螺线上各点的向量半径随其转角的增减而等比例地增减，也就是说该机构具备等进性，所以在纺织机械、轻工机械以及铲齿加工中广泛应用。采用车削方式加工如题4图所示阿基米德螺线凸轮时，试讨论刀具工作角度的变化情况，并且标注某一瞬时的工作前角、工作后角，同时计算工作后角等于00时的位置。另外，可以采用什么机构来保证得到一致的工作角度？已知：刀具标注前角o10，标注后角o5，阿基米德螺线的方程：

，其中C为比例系数，C3.2，R45。 RC（）

Y

R 

γX

0

α

0

题4图阿基米德螺线凸轮

参考答案： Y

R γ0e

X γ0  α0e

α0

题4图阿基米德螺线凸轮

车削凸轮时刀具工作角度的变化，相当于横向切断时，进给运动对刀具工作角度的影响。在前半周，进给运动使实际前角逐渐变大，实际后角逐渐变小；在后半周，进给运动使实际前角逐渐变小，实际后角逐渐变大；

上图表示了前半周某一瞬时实际基面和切削平面的变化（虚线），以及实际的工作前角0e、工作后角0e

根据阿基米德螺线的方程RC（）可知，每转横向进给量f2C，

fC得到工作角度变化量arctanarctan，0时工作后角等于

dRC00，得到tan50

3.2

，2.63150.80

453.2

关于机构：要保证得到一致的工作角度，需要在刀具横向进给的同时，刀具还具有一个绕刀尖点的旋转运动，补偿工作角度变化量。具体实现形式有很多，下面是一个参考示意图：

被加工凸轮

转动副

进给凸轮

固定

移动副

摆角凸轮

本文来源：https://www.wddqw.com/doc/64edfa68bd1e650e52ea551810a6f524cdbfcb49.html

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