课后作业习题讲解(任庆泰)

机床夹具设计
c图X平面限定沿Z方向的移动，绕X轴转动，绕Y轴转动三 图 平面限定沿Z方向的移动， 轴转动， 轴转动三 个自由度，左边短圆柱销限定沿 方向的移动， 个自由度，左边短圆柱销限定沿X方向的移动，沿Y方向 的移动两个自由度。右边的V形块限定了绕 的移动两个自由度。右边的V形块限定了绕Z轴的转动和 两个自由度 三个自由度。 过定位， 沿X、Y方向的移动三个自由度。有过定位，可以把右边 方向的移动三个自由度 的V形块换成削边销。 形块换成削边销。
金属切削及机床基本知识
T＝
CT vc
1 m
解：刀具寿命计算公式为： 刀具寿命计算公式为： 刀具寿命计算公式为 故切削速度： 故切削速度：
vc＝
Cv yv
f
1 n
a sp
1 p
Tm f
x asp v
查表2 17得到参数m=0.2,y =0.15； 查表2-17得到参数m=0.2,yv=0.45,xv=0.15； 得到参数 所以， 所以，vc甲>vc乙>vc丙； 又因 Q=1000vcaspf 故Ｑ甲> Ｑ乙> Ｑ丙
机床夹具设计
7-11、分析图7-125所示的夹紧力方向和 11、分析图7 125所示的夹紧力方向和 作用点，并判断其合理性及如何改进。 作用点，并判断其合理性及如何改进。
机床夹具设计
机床夹具设计
机床夹具设计
机床夹具设计
机械加工工艺规程设计
9-3 指出图中结构在结构工艺性方面 存在的问题，并提出改进意见。 存在的问题，并提出改进意见。
机械加工工艺规程设计
存在问题：轴上的退刀槽宽度不一样， 存在问题：轴上的退刀槽宽度不一样，切槽时需要 更换刀具；键槽的宽度也不相同， 更换刀具；键槽的宽度也不相同，加工时也需要更 换不同的刀具；加工起来费时。 换不同的刀具；加工起来费时。 改进方案：将退刀槽宽度改为一致， 改进方案：将退刀槽宽度改为一致，键槽宽改为 相同的宽度。 相同的宽度。
金属切削及机床基本知识
2-21：在外圆，磨床上磨削淬火钢工件，工 21：在外圆，磨床上磨削淬火钢工件， 件表面粗糙度要求为0.4um， 件表面粗糙度要求为0.4um，工艺系统中等 0.4um 刚度，试选择磨削工件的砂轮特性。 刚度，试选择磨削工件的砂轮特性。 根据工艺和查表2 21选择磨料为白刚玉， 根据工艺和查表2-21选择磨料为白刚玉， 选择磨料为白刚玉 粒度54#～100#均可，结合剂为陶瓷， 粒度54#～100#均可，结合剂为陶瓷，硬 54# 均可 度为中软，组织含磨料52%。 度为中软，组织含磨料52%。 52%
查表2 查表2-5，X 总是大于或等于YFC（ 量相同时，应选择较大的进给量 、cn Fc k 量相同时，FC 总是大于或等于YFC（ Cf，v较、 Fc
Fc
只与被加工材料、加工刀具以及加工形式有关） 只与被加工材料、加工刀具以及加工形式有关） 小的被吃刀量a 。
sp
所以， １ 所以， FC１>FC２ ２
向的V形块限定的自由度为沿Z方向的移动，绕Z轴的转动。 向的V形块限定的自由度为沿 方向的移动， 轴的转动。 无过定位， 完全定位。 无过定位，是完全定位。
机床夹具设计
b图中X平面限定沿Z方向的移动，绕X轴转动，绕Y轴转动 图中X平面限定沿 方向的移动， 轴转动， 三个自由度；左边的V形块限定沿 方向的移动， 三个自由度；左边的V形块限定沿X方向的移动，沿Y方向 的移动。 不完全定位，无过定位。 的移动。为不完全定位，无过定位。
金属切削及机床基本知识
45号钢锻件粗车 45号钢锻件粗车 刀具材料选择： 刀具材料选择： 车刀 质合金 硬质合金钢 粗车 P30 钢锻件 P类硬
金属切削及机床基本知识
HT200铸铁件精车 HT200铸铁件精车 刀具材料选择： 刀具材料选择： 车刀 合金 硬质合金 精车 K01 铸铁件 K类硬质
金属切削及机床基本知识
19 34
×
22 45
×
176 200
×
27 63
×
17 58
= 43.5r/min
金属切削机床基本知识
=10° =6° =6° 2-3：画出Y0=10°、λs=6°、α0=6°、 α’0 =6°、Kr=60°、 K’r=15°的外 =6° =60° =15° 圆车刀刀头部分投影图。 圆车刀刀头部分投影图。
机械加工工艺规程设计
存在问题： 存在问题：圆柱面和圆锥面均有粗糙度 要求，无越程槽，不便于加工。 要求，无越程槽，不便于加工 改进方案： 改进方案：在锥面和圆柱面相交部位增 开越程槽。
机械加工工艺规程设计
图存在问题：内孔的直径不同， 图存在问题：内孔的直径不同，均有粗 糙度要求，中间细，两端粗不便于加工。 糙度要求，中间细，两端粗不便于加工。 改进方案：将内孔的直径改为中间大， 改进方案：将内孔的直径改为中间大，两 端小。 端小。
金属切削及机床基本知识
2-12：甲、乙二人每秒钟切下的金属体积 12： 完全相同(即生产率相同)，只是甲的吃刀 完全相同(即生产率相同) 比乙大1 而进给量f比乙小1 量asp比乙大1倍，而进给量f比乙小1倍。试 切削力的大小， 比较二人主 切削力的大小，由此可得出什 么有益的结论？ 么有益的结论？
金属切削及机床基本知识
2-13：用P10的刀具材料，加σb=650N/mm2 13： P10的刀具材料， 的刀具材料 的碳钢， 增加1倍且f减小1倍时。 的碳钢，当 增加1倍且f减小1倍时。计算 两种情况下切削温度变化的百分数。 两种情况下切削温度变化的百分数。
金属切削及机床基本知识
解：由切削温度公式： 由切削温度公式：
机械加工工艺规程设计
存在问题： 中央凸台未与外边缘对齐， 存在问题： 中央凸台未与外边缘对齐， 加工时需要调整刀具且加工困难。 加工时需要调整刀具且加工困难。 改进方案： 改进方案：将中央凸台的尺寸设计的和边缘 一样高。 一样高。
机械加工工艺规程设计
存在问题：孔设计不合理， 存在问题：孔设计不合理，孔底部无锥面 部分，加工困难。 部分，加工困难。 改进方案：将孔改为通孔。 改进方案：将孔改为通孔。
金属切削机床基本知识
=10° =6° =6° 2-3：画出Y0=10°、λs=6°、α0=6°、 α’0 =6°、Kr=60°、 K’r=15°的外 =6° =60° =15° 圆车刀刀头部分投影图。 圆车刀刀头部分投影图。
金属切削机床基本知识
2-7：按照下列条件选择刀具材料类型和编号。 按照下列条件选择刀具材料类型和编号。
金属切削及机床基本知识
切除率Q=1000v 解： 切除率Q=1000vcaspf ； 由题意可知： 所以ｖ 由题意可知 在选择切削用量的时候, 有益结论：在选择切削用量的时候, ｖ 有益结论：：asp1=2asp2，f1=f2 /2，所以为c1=vc2
x yFc n Fc 主切削力经验公式为: Fc＝C Fc asp Fc f,在切除 主切削力经验公式为: 了减小切削力及劳动力的损耗, 了减小切削力及劳动力的损耗 vc k Fc
低速精车合金钢蜗杆 刀具材料选择要点： 刀具材料选择要点：
在加工淬火钢、高强度钢和高温合金时，以及 在加工淬火钢、高强度钢和高温合金时， 在低速下切削钢时，由于切削力很大， 在低速下切削钢时，由于切削力很大，易造成 崩刃，不宜采用强度低、脆性大的P类合金， 崩刃，不宜采用强度低、脆性大的P类合金，宜 采用韧性好的K类硬质合金。（P49）故选择K01 。（P49 采用韧性好的K类硬质合金。（P49）故选择K01
加工65HRC冷硬铸铁或淬硬钢 加工65HRC冷硬铸铁或淬硬钢 65HRC 刀具材料选择： 刀具材料选择： 加工材料的硬度>65HRC，属于硬态 加工材料的硬度>65HRC，属于硬态 >65HRC 切削，普通刀具无法满足加工要求。 切削，普通刀具无法满足加工要求。 这里，陶瓷刀具是最佳选择。 这里，陶瓷刀具是最佳选择。 是最佳选择
课后作业习题讲解
主讲教师： 主讲教师：刘英教授 助教： 助教：任庆泰 孙明杰
课堂作业:列出机床主运动传动链的传动路线, 并计算主轴最高、最低转速。
课堂作业
传动路线：
计算最高转速： 计算最高转速：1440 × 计算最低转速： 计算最低转速 1440 ×
33 22
×
34 32
×
176 200
= 2019.6r/min
机床夹具设计
7-6：试分析图7-120中的定位元件所限制 试分析图7 120中的定位元件所限制 的自由度，并判断有过定位， 的自由度，并判断有过定位，对不合理的 地方提出改进意见。 地方提出改进意见。
机床夹具设计
a图中Z轴方向的两个V形块限定的自由度为：绕X轴的转动， 图中Z轴方向的两个V形块限定的自由度为： 轴的转动， 沿 X方向的移动，绕Y轴的转动，沿Y方向的移动；X轴方 方向的移动， 轴的转动， 方向的移动；
1)45钢锻件粗车 1)45钢锻件粗车 3)低速精车合金钢蜗杆 3)低速精车合金钢蜗杆 5)高速精密镗削铝合金缸套 5)高速精密镗削铝合金缸套 6)中速车削高强度淬火钢轴 6)中速车削高强度淬火钢轴 7)加工冷硬铸铁或淬硬钢 7)加工冷硬铸铁或淬硬钢 2)HT200铸铁件精车 2)HT200铸铁件精车 4)高速精车调质钢长轴 4)高速精车调质钢长轴
金属切削及机床基本知识
高速精车调质钢长轴 刀具材料选择： 刀具材料选择： 车刀 精车 硬质合金 P01 调质钢 P类
பைடு நூலகம்
金属切削及机床基本知识
高速精密镗削铝合金缸套 刀具材料选择： 刀具材料选择： 加工条件：高速、 加工条件：高速、精密镗削 加工材料： 加工材料：铝合金 应选择选择金刚石刀具加工！ 应选择选择金刚石刀具加工！
金属切削及机床基本知识
中速切削高强度淬火钢轴 刀具材料选择： 刀具材料选择： 加工材料：高强度淬火钢轴。 加工材料：高强度淬火钢轴。这种条 件下普通刀具已经无法满足加工要求！ 件下普通刀具已经无法满足加工要求！ 选择立方氮化硼 陶瓷刀具 氮化硼或 刀具！ 选择立方氮化硼或陶瓷刀具！
金属切削及机床基本知识
机械加工工艺规程设计
存在问题：螺纹孔应该加工成通孔， 存在问题：螺纹孔应该加工成通孔，有利 于消气，保证螺纹连接的可靠性。 于消气，保证螺纹连接的可靠性。 改进方案： 改进方案：孔钻成通孔
机械加工工艺规程设计
存在问题：钻孔时， 存在问题：钻孔时，孔的底部应该有锥形部 分，如图做成圆柱形孔尾不便于加工。 如图做成圆柱形孔尾不便于加工。 改进方案：在孔底部增加锥形部分。 改进方案：在孔底部增加锥形部分。
机械加工工艺规程设计
存在问题：螺纹孔一边为通孔， 存在问题：螺纹孔一边为通孔，另一边为 盲孔，加工时需反转零件， 盲孔，加工时需反转零件，加工不便。 改进方案：将盲孔改为通孔， 改进方案：将盲孔改为通孔，以便于一次 加工成型。 加工成型。
机械加工工艺规程设计
9-7如图所示的毛坯，在铸造时内孔2与外圆1有偏心。 如图所示的毛坯，在铸造时内孔2与外圆1有偏心。 如果要求获得： 如果要求获得：①与外圆有较高同轴度的内孔应如何选 择粗基准？②内孔2的加工余量均匀，应如何选择粗基 择粗基准？ 内孔2的加工余量均匀， 准？
2
故：
q% =
q2 - q1 13.29% q1
这里你也可以根据指数0.26 0.41， 0.26注：这里你也可以根据指数0.26-0.41，算 出一个变化范围，答案是8.7%-20.6% 出一个变化范围，答案是8.7%-20.6%。 8.7%
金属切削及机床基本知识
丙三人高速车削 2-15 ：甲、乙、丙三人高速车削 σb=750N/mm2的碳钢。切削面积(asp × f )各 的碳钢。切削面积( 为10×0.2，5×0.4，4×0.5，三人的经济耐用 10×0.2， 0.4， 0.5， =60分钟 比较三人的生产率， 分钟， 度Tc=60分钟，比较三人的生产率，解释生 产率不同的原因？ 产率不同的原因？
0.04 q = Cq vc0.26~0.41 f 0.14 asp
0.04 q1 = Cq vc0.32 f 0.14 asp
现令改变用量之前： 现令改变用量之前： 现 vc¢= 2vc f ¢= 1 f
2
0.32 q 则有： 2 = Cq vcⅱ f 0.14
0.04 0.04 asp = Cq (2vc )0.32 ( 1 f )0.14 asp » 1.1329q1