机械制造装备设计 第4版 教学课件 作者 李庆余 孟广耀 岳明君 习题解答 机械制造装备设计第5章习题解答.docx

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1、机械制造装备设计第5章习题解答5-1成形车刀的类型有哪些？各有何特点？⑴平体成形车刀：平体成形车刀除了切削刃有一定形状要求外，刀体结构和普通车刀相同。一般用于单件、小批生产，加工简单成形表面（如车螺纹、车圆弧面和铲齿背等）。⑵棱体成形车刀：刀体为棱柱体，沿前刀面可重磨次数比平体成形车刀多，刀体刚性高；但制造成本较高，且只能加工外成形表面。⑶圆体成形车刀：刀体是一个磨出排屑缺口和前刀面并带安装孔的回转体。它允许的重磨次数最多，制造也比棱体刀容易，且可加工内、外成形表面；但加工精度不如棱体成形车刀高。5-2棱体和圆体成形车刀装夹时，应如何定位、夹紧和调整？棱体成形车刀是以燕尾的底面或与其平

2、行的面作为定位基准面安装在刀夹的燕尾槽内，并用螺钉及弹性槽将刀体夹紧。成形车刀下端的螺钉用于调节刀尖位置的高低，同时可增加刀具工作时的刚性。圆体刀以内孔为定位基准面套装在刀夹的带螺栓的芯轴上，并通过销子与端面齿环相连，以防止刀具工作时受力而转动，将齿环与圆体刀一起相对扇形板转动若干齿，则可粗调刀尖的高度。扇形板同时与蜗杆啮合，转动蜗杆能微调刀尖的高低。扇形板上的销子用来限制扇形板转动的范围。在心轴的表面上还开了一条小的长槽，利用螺钉可避免旋紧螺母时与心轴一起转动，但允许心轴轴向移动。图中T形键的螺栓系使刀夹与机床的刀架相连结。5-3成形车刀的前角和后角是如何形成的？在哪个参考平面内测量

3、的？成形车刀前角和后角是通过刀具的正确制造和正确安装形成的。（1）棱体成形车刀的前角和后角：制造时，将前刀面和后刀面的夹角磨成。安装时，只要将刀体倾斜角，即能形成所需的前角和后角。（2）圆体成形车刀前角和后角：制造时，将它的前刀面作成距其中心为h距离。安装时，再将刀具中心O2比工件中心装高H距离，同时使切削刃上最外点与工件轴线等高，即可形成所需的前角和后角。h和H之值可由下列公式计算：5-4画图分析棱体和圆体成形车刀切削刃上各点的前角和后角的变化规律。5-5说明成形车刀截形设计的必要性。成形车刀磨钝后需要重磨，一般只磨前刀面。要保证重磨后切削刃的形状不发生变化，需要保证在不同位置的法平

4、面内，成形车刀的后刀面截形完全一致。5-6用成形车刀加工圆锥表面时，为什么为产生双曲线误差？棱体和圆体成形车刀产生的双曲线误差有何不同？如何消除或减小该误差？棱体成形车刀，由于前角＞0，使前刀面MM不通过工件轴线，即切削圆锥面部分的切削刃12'不在工件的轴向剖面内。由几何学知：平面MM与理想圆锥表面的交线为外凸的双曲线形状132'。因此，若要加工出准确的圆锥表面，须将MM平面（即前刀面）内切削刃形状设计成与此双曲线形状一致的、内凹的双曲线。但实际上为了简化成形车刀的设计与制造，通常将刀具截形设计成直线，这就必然在工件上多切去一部分材料，因此得到的并非圆锥表面，而是凹的、回转双曲表面，产

5、生的这种加工误差，通常称为双曲线误差。圆体成形车刀加工圆锥表面，除了由于刀具的前角＞0所产生的双曲误差外，因为刀具前刀面与刀具轴线存在h距离，因此，前刀面与刀具锥体部分的交线所形成的切削刃142'为外凸的双曲线。所以用圆体成形车刀加工圆锥表面产生的双曲线误差会更大，一般可达0.4mm甚至更大。减小双曲线误差的措施：⑴减小成形车刀的前角；⑵加工圆锥表面时，尽量选用棱体成形车刀。5-7成形车刀样板为什么要成对设计？成形车刀样板一般需要成对的设计、制造：分为“工作样板”和“校对样板”。“工作样板”用于制造成形车刀时检验刀具截形。而“校对样板”用于检验“工作样板”的精度和使用磨损程度。5-8棱

6、体和圆体成形车刀的主要结构尺寸有哪些？如何确定？棱体成形车刀的装夹部分多采用燕尾结构，因为这种结构装夹稳固可靠，能承受较大切削力。燕尾结构的主要尺寸有：刀体总宽度Lo、刀体高度H、刀体厚度B以及燕尾尺寸M等。刀体总宽度等于成形车刀切削刃总宽度。刀体高度与机床横刀架距主轴中心高度有关。应在机床刀架空间允许的条件下，尽量取大些，以增加刀具的重磨次数。一般推荐H＝55～100mm。如采用对焊结构，高速钢部分长度不小于40mm（或H/2）。刀体厚度B应保证刀体有足够强度、易于装入刀夹、排屑方便、切削顺利。刀体厚度应满足：B≥E＋Amax＋（0.25～0.5）Lo式中E为燕尾槽在刀体厚度方向的尺

7、寸；Amax为工件最大廓形深度。燕尾测量尺寸M　燕尾测量尺寸M值应与切削刃总宽度Lc和测量滚柱直径相适应。圆体成形车刀的主要结构尺寸有：刀体总宽度Lo、刀体外径do、内孔直径d及夹固部分尺寸等。刀体总宽度为成形车刀切削刃总宽度与其它部分宽度之和。确定刀体外径时，要考虑工件的最大廓形深度、排屑、刀体强度及刚度等，取值大小要受机床横刀架中心高及刀夹空间的限制。一般可按下式计算，再取相近标准值，即式中　Do——刀具廓形最大半径；Amax——工件最大廓