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、外圆磨削为例进行说明。

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，主运动是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。切削加工通常只有一个主运动。

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，以便形成全部已加工表面的运动。进给运动可以只有一个（如车削、钻削），也可以有几个（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：M--类别代号：磨床类；

M--通用特性：精密；

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—重大改进顺序号。

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—重大改进顺序号。

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：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0γ=10°、λs =6°、α0=6°、0

α'=60°、K r =60°、r K '=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结构图）

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，按照要求画出静止角度就可以了，注意各视图之间的联系，位置关系。

2-6、切削力是怎样产生的？为什么要把切削力分解为三个互相垂直的分力？ 各分力对切削过程有什么影响？

答：切削过程中，刀具切入工件，使切削层变为切屑所需要克服的阻力，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 分解三个互相垂直的分力。

切削力c F ：总切削力F 在主运动方向上的投影。c F 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p F ：总切削力F 在垂直于工作平面方向上的分力。p F 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表面质量影响较大。 进给力f F ：总切削力F 在进给运动方向上的正投影。f F 也称为轴向力，它是设计机床走刀机构，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) 高速精密镗削铝合金缸套； 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:

高速钢是一种加入了较多金属（W 、Cr 、Mo 、V 等）碳化物的、含碳量也比较高的合金工具钢。它可以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，可加工钢也可以加工铸铁。

1）YT5 5）W18Cr4V 2）YG3X 6）YG8

3）YT30 7）YG6X 立方氮化硼 4）YN10

2-9、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η＜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，可以用刀具的静态角度代替工作角度，也就是说在大多数场合下（如普通车削、镗削、端铣、周铣等），不必考虑工作角度，即可以认为这两个参考系是重合的。

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 κ对切削力的影响：随着r κ的增大,c F 先减小后增,在r κ=60º～75º时，c F 到达到最小值，但c F 的变化范围约在10％ 以内。