金属切削原理和刀具第版课后习题-答案

. 第一章：刀具几何角度及切削要素 1-11-1 车削直径车削直径 80mm80mm，长，长 200mm200mm 棒料外圆，若选用棒料外圆，若选用 ap=4mmap=4mm，，f=0.5mmf=0.5mm，，n=240r/minn=240r/min，试计算切削速度，试计算切削速度 vcvc，机动切削时间，机动切削时间 tmtm，材料去除率，材料去除率 Q Q 是多少是多少? ? dn80240 答：切削速度 vc 60.32m/min 10001000 dlA802004 1.67min 机动时间 t m  1000v cap f100060.3240.5 材料去除率 QQ 1000a p fv c 100040.560.32120640mm3/min 1-21-2 正交平面参考系中参考平面正交平面参考系中参考平面 prpr，，psps，，popo 及刀具角度γ及刀具角度γo o，α，αo o，κ，κr r，λ，λs s 如何定义？如何定义？ 答：基面 pr：过切削刃上选定点，平行或垂直与刀具上的安装面（轴线）的平面 切削平面 Ps：过切削刃上选定点，与切削刃相切并垂直于基面的平面 正交平面 po：过切削刃上选定点，同时垂直于基面和切削平面的表面 前角γo：在正交平面中测量的，基面和前刀面的夹角 后角αo：在正交平面中测量的，切削平面和后刀面的夹角，主偏角κ r：在切削平面中测量的，切削刃 和进给运动方向的夹角。 刃倾角λs：在切削平面中测量的，切削刃和基面的夹角。 1-31-3 法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下，法平面参考系与其基本角度的定义与正交平面参考系及其刀具角度的定义有何异同？在什么情况下， γγo=o= γγn n 答：法平面参考系和正交平面参考系的相同点：都有基面和切削平面。不同点：法平面参考系的法平面是 过切削刃选定点垂直于切削刃的表面，法平面不一定垂直于几面；正交平面参考系中的正交平面是过切削 刃选定点同时垂直于切削平面和基面的表面。 刀具角度定义的相同点为：都有偏角，刃倾角。不同点是：法平面参考系中定义前角和后角分别为法 平面中测量的法前角和法后角；而正交平面参考系定义的前角和后角为正交平面中测量的前角和后角。 只有当刀具的刃倾角为 0 时，γo= γn 1-41-4 假定进给工作平面假定进给工作平面 pfpf，， 背平面背平面 pppp，， 假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γ假定工作平面参考系刀具角度是如何定义的？在什么情况下γf=f= γγ o o，， γγp=p= γγo o 答：假定工作平面假定工作平面 PfPf：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面：过切削刃选定点，平行与假定进给运动方向并垂直于基面的平面 背平面背平面 PpPp：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。：过切削刃上选定点，同时垂直于假定工作平面和基面的平面。 假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面假定工作平面参考系刀具角度定义了在基面中测量的主偏角和副偏角，在假定工作平面 PfPf 中测量的中测量的 侧前角和侧后角，背平面侧前角和侧后角，背平面 PpPp 中测量的背前角和背后角。中测量的背前角和背后角。 当刀具的主偏角为当刀具的主偏角为 9090 度时，度时， γγf=f= γγo o，当刀具的主偏角为，当刀具的主偏角为 0 0 度时γ度时γp=p= γγo o 1-6 poe1-6 poe 系平面系平面 poepoe，，psepse，，prepre 及工作角度γ及工作角度γoeoe，α，αoeoe，κ，κrere，λ，λsese 如何定义如何定义? ? 答：工作基面答：工作基面 prepre：过切削刃上选定点，垂直于合成切削速度的平面。：过切削刃上选定点，垂直于合成切削速度的平面。 工作切削表面工作切削表面 psepse：过切削刃上选定点，和切削刃相切并垂直于工作基面的平面。：过切削刃上选定点，和切削刃相切并垂直于工作基面的平面。 工作正交表面工作正交表面 poepoe：过切削刃上选定点，同时垂直于工作基面和工作切削表面的平面。：过切削刃上选定点，同时垂直于工作基面和工作切削表面的平面。 γγoeoe，α，αoeoe：在工作正交表面中测量的前刀面和工作基面的夹角为γ：在工作正交表面中测量的前刀面和工作基面的夹角为γ oeoe，后刀面和工作切削表面，后刀面和工作切削表面 的夹角为α的夹角为αoeoe。。 κκrere：在工作基面中测量的切削刃和进给运动方向的夹角。λ：在工作基面中测量的切削刃和进给运动方向的夹角。λsese：在工作切削表面中测量的切削刃：在工作切削表面中测量的切削刃 和工作基面的夹角。和工作基面的夹角。 . . 1-71-7 已知用κ已知用κr= 90r= 90°，°， κκ’r= 2’r= 2°° γγo=5o=5°° ，α，αo=12o=12°° ，， λλs=0s=0 °的切断刀切断直径°的切断刀切断直径 50mm50mm 棒料，若切棒料，若切 削刃安装时高于工件中心削刃安装时高于工件中心 0.2mm0.2mm，， 试计算试计算 （不考虑进给运动的影响）（不考虑进给运动的影响） 切断后工件端面留下的剪断心柱直径。切断后工件端面留下的剪断心柱直径。 解：在车床上进行切断加工时，若切削刃安装高于工件中心，加工过程中会使工作后角减小，若减小到解：在车床上进行切断加工时，若切削刃安装高于工件中心，加工过程中会使工作后角减小，若减小到 0 0°，切削刃将无切削作用。即后角的减小值ε°，切削刃将无切削作用。即后角的减小值ε= =ααo=12o=12°时，对应的直径为剪断心柱直径。°时，对应的直径为剪断心柱直径。 D=2h/sinD=2h/sinεε=2=2××0.2/sin12=1.92mm0.2/sin12=1.92mm 答：切断后工件端面留下的剪断心柱直径为答：切断后工件端面留下的剪断心柱直径为 1.92mm1.92mm 1-8:1-8: 车削外径车削外径 36mm36mm，中径，中径 33mm33mm、内径、内径 29mm29mm、螺距、螺距 6mm6mm 的梯形螺纹时，若使用刀具前角为的梯形螺纹时，若使用刀具前角为 0 0°、左°、左 刃后角α刃后角αoLoL 为为 1212°，右刃后角α°，右刃后角αoRoR 为为 6 6°，试问左右刃工作前、后角是多少？°，试问左右刃工作前、后角是多少？ f 解：所加工梯形螺纹的螺旋升角为：解：所加工梯形螺纹的螺旋升角为：  artg d w 式中式中 f=6mmf=6mm，，dw=36mmdw=36mm，计算得η，计算得η=3.04=3.04°° 在在 pfpf 平面内，对左切削刃，工作前角增大了η，变为平面内，对左切削刃，工作前角增大了η，变为 3.043.04°，工作后角减小了η，变为°，工作后角减小了η，变为 8.968.96°。°。 对右切削刃，工作前角减小了η，变为对右切削刃，工作前角减小了η，变为-3.04-3.04°，工