机械制造工程学金属切削原理与刀具习题11

以刀具耐用度选择切削用量时，选择的顺序应为p—f—v。其 理由可从刀具耐用度表达式T=CT/vXfYpZ中， 由于X>Y>Z， 即切削速度v对刀具耐用度影响最大，其次是进给量f，背吃刀 量p的影响最小。按这个顺序选择切削用量，得到的生产率 最高。如果生产率不变，按这个顺序选择切削用量，刀具耐 用度最高。 根据机床动力选择切削用量时，选择的顺序应为．f—v—p. 其理由从机床功率的计算公
[例11．1] 选择切削用量的原则是什么?从刀具耐 用度出发时，按什么顺序选择切削用量?从机床 动力出发时，按什么顺序选择切削用量?为什么?
[答案] 选择切削用量的原则是：首先选 取尽可能大的背吃刀量p，其次要在机 床动力和刚度允许，又能满足加工表面 粗糙度的前提下，选取尽可能大的进给 量厂，最后根据确定的刀具耐用度选取 或计算切削速度v。
[例11．6] 回答制定切削用量的步骤。
[答案] 确定了工件的加工内容和切削 刀具后，可按下面步骤制定切削用量： (1)选择切削深度p； (2)选择进给量f； (3)选择或计算切削速度v与机床主轴转速 n；(4)校验机床功率与机床进给机构强度； (5)计算工序加T．T时。
[例11Biblioteka Baidu7]
[例11．7] 决定切削速度：已知条件为用YT15 硬质合金车刀(o=15，r=30，r =15， r=1．5 mm)车削b=0．45GPa的45钢轴； p×f=3×0．5mm，T=60min。如在同样条件 下以r=90的车刀加工时，刀具耐用度变化若 干?如刀具耐用度不变，切削速度变化若干?
[例11．8]
[例11．8] 用YTl5硬质合金车刀加工 b=0．55GPa的钢轴外圆，p=1．5mm， f=0．3mm／r，在T=60min时的切削速度 v=180m／min，如果当p=1．5mm，f分别为 0.6、0．9、1．2 mm／r或f=0．3mm／r，而p 分别为3、4．5、6mm时，刀具耐用度变化如 何?绘出图形，解释所得图形意义。
[答案] 理论上影响机床功率大小的因
素排列顺序是p—v—f，所以，选定的切 削用量超过机床功率时，也应按上述顺
序减
小切
削用
量。
但
考虑
减小
，
p
会增
加走刀次数，增加辅助工时，所以在不
希望增加走刀次数的情况下，首先应适
当降低v，然后再考虑减小f。
[例11．4] 制定切削用量时，影响切削速度 的因素有哪些?解释其原因。
工件材料强度、硬度较高时，应选较低 的v，反之则选较高的v；工件材料加工 性愈差，则v也选得愈低。(3)刀具材料的 性能影响切削速度v。刀具材料切削性能 愈好，v可选得愈高，故硬质合金刀具的 v比高速钢刀具要高几倍。 (4)具体加工 条件影响切削速度v。断续、有冲击的切 削，细长、薄壁工件等加工时应减小v。
[答案] (1)根据已知条件，利用教材中的公 式(11．10)及表(11．3)求出系数K。值
[答案] (1)计算r=30时的切削速度v。由教 材公式(11．10)及表11．3和表11．4， 可知
(2)v不变，计算r=90时的刀具耐用度T (3)T不变，计算r=90时的切削速度v 4．计算T、v的变化率
由计算结果知：同样切削条件下，用 r=90的车刀加工时，刀具耐用度将减少
81％；当刀具耐用度不变时，切削速度 将减少28．3％。
机械制造工程学
第十一章 切削用量的制定
切削用量的制定直接影响生产效率和加工成 本。学习本章后应能够根据具体条件和要求， 正确地选择切削用量。
11．1 必备知识和考试要点 1．了解切削用量的制定原则。 2．掌握粗加工时切削用量的选择方法。 3．明确限制选择切削用量的因素和解
决办法。
11．2 典型范例和答题技巧
中， 由于1=XFz>YFz>nFz; 当nFz=0时，影响切削功最小的是f，其次 是v与p；当nFz<0时，通常X，>1十nF，影响切削功率最小的是f， 其次是v，最后是p所以，从机床动力考虑，理论上首先应按影响 功率最小的f、其次v、最后p的顺序选择切削用量。但实际上，考 虑p取小值时，会增加走刀次数，从而增加了辅助工时，因此生产 中一般仍按p—f—v的顺序选择切削用量，即先选择尽可能大的p， 其次选择尽可能大的f, 最后确定v。
半精加工和精加工时，进给量的选择受到表 面粗糙度的限制。此时为减小加工表面粗糙度， 可 采适 用当 修增 光大 刃刀等尖办圆法弧。半此径外，、可减增小大副前偏角角o，r提， 高刀具刃磨质量，选用有效的切削液等措施， 以减小积屑瘤和鳞刺的不利影响。
[例11．3] 如果选定切削用量后发现超过机床功 率时，应如何解决?
[答案] 制定切削用量时，依次选择背 吃来选刀择量切p削和速进度给v量。f后从，公可式用和计表算格或中查可以表 看出影响切削速度的因素有：(1)背吃刀 量粗较选低择加p、的较工进v高时；给的，精量v由加。f于与工速时(p2和度)，工fv均件成p和较材反f大料比均，的例较故性小关应能系，选影，故响择应即 切削速度v。
[例11．2] 粗加工时进给量选择受哪些因素限制?
当进给量受到表面粗糙度限制时，有什么办法增 加进给量，而保证表面粗糙度要求?
[答案] 粗加工时切削力很大，合理的进给量 应是工艺系统所能承受的最大进给量。最大进 给量主要受以下因素限制： (1)机床进给机构 的强度； (2)车刀刀杆的强度和刚度；(3)工件 装夹刚度；(4)硬质合金或陶瓷刀片的强度。
[例11．5] 切削用量选得愈大，加工工时愈短， 是否说明生产率愈高?为什么?
[答案] 切削用量选得愈大，加工工时愈短， 还不能说明生产率愈高。其理由是，生产率的 评定可用单件工序总工时表示。而单件工序总 工时是由单件工序加工工时、工序换刀所需工 时和其它辅助工时组成。刀具换刀工时与刀具 耐用度成反比，刀具耐用度与切削用量成反比。 所以，切削用量愈大，刀具耐用度愈低，工序 换刀工时愈长。以上分析表明：切削用量选得 大，加工工时短，而换刀工时长，生产率不一 定是最高。只有在考虑了刀具耐用度而合理选 择切削用量的情况下，才能获得最高生产率。