第一次作业¶

1-1¶

切削加工由那些运动组成？他们各有什么作用？

进给运动调整刀具位置 $V_e = \vec{V_c} + \vec{V_f}$
主运动完成切削

1-19¶

在CA6140普通车床（电动机功率为7.8kW，机床传动效率 ita_m =0.8）上进行外圆车削，已知工件材料为40Cr（调制），刀具材料为YT15，刀具几何参数为Y=15度（带卷屑槽）， $a_0=a'_0=8\degree,b_{\gamma_r}=75\degree,\kappa'_r=10,\lambda_s=0\degree,r_\epsilon=2.0mm$, 切削用量为$a_p=5mm,f=0.4mm/r,v=100m/\min$。

试求$F_z$并验算机床功率。

解析¶

解题步骤：

计算主切削力 $ F_z $：

采用经验公式： $$ F_z = 9.81 \times C_{Fz} \times a_p \times f^{y_{Fz}} \times v^{n_{Fz}} \times K_{Fz} $$ 其中，参数取值为：
- $ C_{Fz} = 270 $（YT15加工调质钢的切削力系数）
- $ y_{Fz} = 0.75 $，$ n_{Fz} = -0.15 $
- $ K_{Fz} = 1 $（假设无修正）
代入数据：
- $ a_p = 5 \, \text{mm} $
- $ f = 0.4 \, \text{mm/r} $
- $ v = 100 \, \text{m/min} $
计算部分项： $$ f^{0.75} = 0.4^{0.75} \approx 0.5029, \quad v^{-0.15} = 100^{-0.15} \approx 0.5016 $$

代入公式： $$ F_z = 9.81 \times 270 \times 5 \times 0.5029 \times 0.5016 \approx 3340.66 \, \text{N} $$
验算机床功率：

有效功率： $$ P_{\text{available}} = P_{\text{motor}} \times \eta_m = 7.8 \times 0.8 = 6.24 \, \text{kW} $$

切削功率： $$ P_{\text{cutting}} = \frac{F_z \times v}{60000} = \frac{3340.66 \times 100}{60000} \approx 5.568 \, \text{kW} $$

比较： $$ 5.568 \, \text{kW} < 6.24 \, \text{kW} \quad \text{（功率足够）} $$

答案：

主切削力 $ F_z $ 为 3341 N，机床功率满足要求。