第八章工件材料的切削加工性与切削液
切削液的主要作用和用途
切削液的主要作用和用途在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。
要达到这些目的，一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状,如随着碳素钢、高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；另一方面采用性能优良的切（磨）削液往往可以明显提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，取得良好和经济效益切削液作用有如下几方面：１．冷却作用冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。
切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。
此外，液体的流动条件和热交换系数也起重要作用，热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。
水具有较高的比热容和大的导热率，所以水基的切削性能要比油基切削液好。
改变液体的流动条件，如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对于对于冷却效果差的油基切削液，加大切削液的供液压力和加大流量，可有较提高冷却性能。
在枪钻深孔和高速滚齿加工中就采用这个办法。
采用喷雾冷却，使液体易于汽化，也可明显提高冷却效果。
切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。
低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。
切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体－液体－气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能就好，液体能迅速扩展到刀具与工件，刀具与切屑接触的缝隙中，便可加强冷却效果。
金属工艺学复习题参考答案
《金属工艺学》复习题一、填空题第一章钢铁材料及热处理1. 机械设计时常用屈服点和抗拉强度两种强度指标。
2．金属材料的力学性能主要有强度、硬度、塑性、冲击韧性等。
3．工程上常用的硬度值有布氏硬度和洛氏硬度。
4．Q235A是碳素结构钢，其中“A”的含义是A级，235表示屈服点。
5．45钢是优质碳素结构钢，45表示含碳量为0.45 %。
6．T8钢是碳素工具钢，8表示含碳量为0.8 %。
7．常见的金属晶胞结构有体心立方晶格和面心立方晶格。
8．铁碳合金在室温时的基本组织有铁素体、渗碳体和珠光体三种。
9．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，其含碳量为0.77 %。
10．奥氏体只在高温时存在，其晶格结构为面心立方晶格，最大含碳量可达2.11 %。
11．钢的热处理一般可分为加热、保温、冷却三个步骤。
12，钢的热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火。
13．回火可分为低温回火、中温回火、高温回火三种。
14．生产中常用的调质处理是淬火加高温回火。
15．钢的表面热处理有表面淬火和化学热处理两类。
16． 1Cr18Ni9Ti是不锈钢钢，其碳的质量分数是0.1 %。
17．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为 2.11 %。
18．QT600-03为球墨铸铁，其中的“600”的含义是抗拉强度为600MPa。
19．HT200为灰口铸铁，其中的“200”的含义是抗拉强度为200MPa。
第二章铸造1．通常把铸造方法分为_砂型铸造和特种铸造两类.2．特种铸造是除砂型铸造以外的其他铸造方法的统称, 如金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。
3．制造砂型和芯用的材料，分别称为型砂和芯砂，统称为造型材料。
4．为保证铸件质量，造型材料应有足够的_耐火性_，和一定强度、透气性、退让性等性能。
5．用_芯砂和芯盒制造型芯的过程叫造芯。
6．为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。
切削液的主要作用和用途
切削液的主要作用和用途在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间磨擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。
要达到这些目的，一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状,如随着碳素钢、高速钢硬质合金及陶瓷等刀具材料的相继问世以及使用转位刀具等，使金属切削的加工率得到迅速提高；另一方面采用性能优良的切（磨）削液往往可以明显提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，取得良好和经济效益切削液作用有如下几方面：１．冷却作用冷却作用是依靠切削液的对流换热和汽化把切削热从固体（刀具、工件和切屑）带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。
切削液的冷却作用取决于它的热参数值，特别是比热容和热导率。
此外，液体的流动条件和热交换系数也起重要作用，热交换系数可以通过改变表面活性材料和汽化热大小来提高。
水具有较高的比热容和大的导热率，所以水基的切削性能要比油基切削液好。
改变液体的流动条件，如提高流速和加大流量可以有效地提高切削液的冷却效果，特别对于对于冷却效果差的油基切削液，加大切削液的供液压力和加大流量，可有较提高冷却性能。
在枪钻深孔和高速滚齿加工中就采用这个办法。
采用喷雾冷却，使液体易于汽化，也可明显提高冷却效果。
切削液的冷却效果受切削液的渗透性能所影响，渗透性能好的切削液，对刀刃的冷却速度快，切削液的渗透性能与切削液的粘度和浸润性有关。
低粘度液体比高粘度液体渗透性能要好，油基切削液的渗透性能比水基切削液渗透性能要强，含有表面活性剂的水基切削液其渗透性能则大大有所提高。
切削液的浸润性能与切削液的表面张力有关，当液体表面张力大时，液体在固体的表面向周围扩张聚集成液滴，这种液体的渗透性能就差；当液体表面张力小时，液体在固体表面向周围扩展，固体－液体－气体的接触角很小，甚至为零，此时液体的渗透性能就好，液体能迅速扩展到刀具与工件，刀具与切屑接触的缝隙中，便可加强冷却效果。
青岛科技大学 刀具切削期末考试题库
一、选择题91、在切削温度实验公式中背吃刀量指数最小的主要原因是A 背吃刀量增大摩擦系数减小B 背吃刀量增大传到刀具上的热量少C背吃刀量增大刀具的散热条件改善显著 D 背吃刀量增大切削变形减小92、增大前角对切削过程的影响是A 有利于减小切削力B有利于减小切削温度C有利于提高加工表面质量 D 有利于提高刀具耐用度93、规定刀具磨损限度的原则是A 硬质合金刀具比高速钢的大B硬质合金刀具比高速钢的小C 加工钢比加工铸铁大D加工钢比加工铸铁小94、切削液中加乳化剂的作用是A 起冷却润滑作用B 在金属表面形成保护膜C 抑制细菌繁殖D 防止形成泡沫95、极压添加剂是指A 在切削液中添加的一种润滑剂B 在切削液中添加的维持润滑膜强度的物质C 在切削液中添加的提高润滑膜抗压力的物质D 在切削液中添加的减少摩擦系数的物质96、切削液中加入硫、磷、氯等有机化合物的主要作用是A 提高切削液的冷却效果B提高切削液的润滑效果C 提高切削液的防腐能力D提高切削液高温高压下润滑能力97、评定材料切削加工性最主要的指标是A 切削温度的高低B刀具耐用度的长短 C 可获得的加工表面质量的高低 D 材料是否容易断屑98、影响材料切削加工性的主要因素是A 材料的化学成分B 材料的热处理状态C 材料的金相组织D材料的物理机械性能99、高锰钢难加工的主要原因是A 强度高、硬度大B 塑性、韧性高C加工硬化现象特别严重 D 导热系数小100、不锈钢难加工的主要原因是A强度高、硬度大B塑性、韧性高C易粘刀，产生积屑瘤，不易断屑D导热系数小，切削温度高101、评定已加工表面质量的最主要指标是A 加工表面硬化的深浅B 表面残余应力及其分布C表面粗糙度的高低 D 表面是否有积屑瘤102、降低已加工表面硬化层最有效的措施是A 减小进给量B 减少背吃刀量C 提高切削速度D增大前、后角103、刃倾角λs=―20°～―30°的车刀最宜用于A 一般钢件的粗加工B间断切削加工C 薄层切削精加工 D 要求增大前角的精加工104、车削细长轴时刀具几何角度选择的特点是：A主偏角为90° B 刃倾角为负C 后角较大D刀尖圆弧较小105、机床动力不足时切削用量选择的次序是A ap→f→VcB f→ap→VcC Vc→f→apD ap→Vc→f106、选择切削用量时，如受机床的功率限制，应优先选A 降低切削速度B 降低进给量C 降低背吃刀量D 降低刀具耐用度107、机床动力足够时切削用量选择的次序是A ap→f→VcB f→ap→VcC Vc→f→apD Vc→ap→f108、选择切削用量时，如受刀具耐用度限制，应优先A降低切削速度 B 降低进给量C 降低背吃刀量D 降低刀具耐用度109、ap、f选定后，切削速度确定的方法是A 按刀具耐用度计算允许的切削速度B 按刀具材料允许的最高切削速度确定C 按加工精度确定D 按机床现有的主轴转速计算决定110、保持切削面积不变的情况下，为减小切削力，切削用量选择的次序为A 尽可能加大背吃刀量减小进给量B尽可能加大进给量减小背吃刀量C尽可能用高速、大进给量、小背吃刀量D尽可能用高速、小进给量、大背吃刀量111、粗加工限制进给量提高的主要原因是A 机床动力B 工件刚性C 加工表面粗糙度要求D 刀片强度112、选择进给量f时应考虑到限制的因素有A 工件的刚性B 刀片的强度C 图纸规定的表面粗糙度D 机床进给量允许的范围113、选择背吃刀量ap时应考虑到限制的因素有A 机床的功率B 加工余量C 零件加工的尺寸精度D 零件加工的表面粗糙度114、提高切削用量的途径中最主要的方面是A 提高工件安装刚度B 选用新型高性能的刀具材料C 选用高转速的机床D 改善刀具几何参数115、影响可转位车刀角度的主要因素是A 刀片的角度B 刀槽的角度C 刀片夹紧的机构D 刀片的牌号116、可转位车刀刀槽设计时，需已知的参数是A 刀片的几何参数B车刀标注的独立角度 C 刀槽主剖面前角 D 刀槽切削刃剖面前角117、成形车刀标注前、后角规定的坐标平面是A 主剖面B 纵剖面C 进给剖面D 切深剖面118、成形车刀安装形成的工作前角变化规律是A 大直径处工作前角大，小直径处工作前角小B大直径处工作前角小，小直径处工作前角大C 工作前角不随工件直径变化 D119、圆形成形车刀安装要求（R=设计基准点半径，Ra=最前端刀刃半径）A刀刃截形设计基准点对准工件中心 B 最前端刀刃与工件中心等高C中心抬高H=R sin af D 中心抬高H=Ra sin af120、成形车刀后角的选择是根据A 成形车刀的类型B 成形车刀的材料C 成形车刀安装结构D 加工零件的材料121、当使用γf>0°、af=0°的成形车刀时，工件与刀具廓形的关系是A 刀具廓形深度大于工件的廓形深度B 刀具廓形深度小于工件的廓形深度C 刀具廓形深度等于工件的廓形深度D 不确定122、棱体成形车刀加工精度比圆形成形车刀精度高的原因是A 刀具加工精度高B 刀形容易检验C 加工双曲线误差少D 安装精度高123、圆形成形车刀刃磨前面调整的要求A 控制前角B控制后角 C 控制前角和后角 D 控制前面与中心的偏距124、成形车刀刃磨前面应控制的角度是A γoB γfC γo +a o Dγf +a f125、麻花钻主刀刃后角规定的测量平面是A 进给剖面B 端剖面C 主剖面D 圆柱剖面126、麻花钻主刀刃前、后角随直径变化的规律是A 从外缘到中心前角变大，后角变小B从外缘到中心前角变小，后角变大C 从外缘到中心前角变大，后角变大D从外缘到中心前角变小，后角变小127、普通麻花钻横刃主偏角的数值是A 0°B 45°C 55°D90°128、普通麻花钻横刃前、后角属于A 独立角度B派生角度C 刃磨角度 D 修磨后为独立角度129、普通麻花钻刃磨应控制的参数有A γo、ao、Kr、λsB γf、2φ、ψ、afC 2φ、ψ、afD 2φ、β、ψ、af130、工具厂出厂的铰刀需要研磨后才能使用，不是因为A 工具厂不知道用户铰什么配合的孔B 便于铰刀磨损后的改制C 不知铰孔的收缩量或扩张量D提高校正部分后刀面耐磨性131、拉削方式是指A 拉刀刀齿变化的方式B 拉刀切削厚度变化的方式C 拉削余量在刀齿上的分配方式D 拉刀刀齿负荷分配方式132、综合拉削方式的特点是？A 粗切齿用分块拉削，精切齿用分层拉削B 粗切齿用轮切拉削，精切齿用分层拉削C粗切齿用综合轮切，精切齿用分层拉削 D 粗切齿用综合轮切，精切齿用渐成拉削133、从圆孔拉出方孔，拉刀的切削图形宜选择A 同廓式B 渐成式C 轮切式D 综合轮切式134、拉削韧性大的材料，拉刀容屑槽宜选用的类型是A 直线齿槽B圆弧形齿槽 C 直线双圆弧形齿槽 D 大齿距的齿槽135、拉刀分屑槽深度（hk）与齿升量（af）的关系是A hk=afB hk>afC hk<>afD hk<af136、影响拉削力的主要因素是A 工件材料B 加工余量C 齿距D 工件长度137、成形矩形花键拉刀的前、后引导宜做成的形状分别是A 花键形，花键形B 圆柱形，花键形C 花键形，圆柱形D圆柱形，圆柱形138、用d=250mm、Z=20的端铣刀，选n=120rpm、Vf=480mm/min，则铣削每齿进给量A 0.1mm B0.2mm C 0.3mm D 0.4mm139、圆柱铣刀的前角定义在什么剖面测量A 主剖面B法剖面 C 进给剖面 D 切深剖面140、直槽圆柱铣刀的主偏角、刃倾角分别为A 0°、90°B 90°、0°C 0°、0°D 90°、90°141、铣削背吃刀量ap的测量方向是A 垂直于已加工表面测量B平行于刀轴方向测量 C 垂直于刀轴方向测量 D 垂直于加工表面测量142、圆柱铣刀后角定义在什么剖面内测量A主剖面 B 法剖面 C 进给剖面 D 切深剖面143、机用丝锥与手用丝锥的区别是A 机用丝锥为单支，手用丝锥为两或三支一组B 机用丝锥用于粗加工，手用丝锥用于精加工C 机用丝锥为圆柄，手用丝锥为方柄D 机用丝锥设计成不等径，手用丝锥设计成等径144、插齿刀用钝后刃磨的表面是A 前刀面B 齿顶后刀面C 两侧后刀面D 齿顶及两侧后刀面145、精磨淬火高速钢应选用的磨料是A 棕刚玉B 白刚玉C 黑碳化硅D 绿碳化硅146、粗磨硬质合金刀片，应选用的磨料是A 棕刚玉B 白刚玉C 黑碳化硅D 绿碳化硅147、砂轮粒度的新国家标准是A 粗磨料F4～F220，微粉F230～F1200 B粗磨料8#～F240#，微粉W60～W0.5C粗磨料F4～F220，微粉W60～W0.5 D 粗磨料8#～F240#，微粉F230～F1200 148、人造金刚石磨轮的浓度指A 金刚石含量所占的体积百分比B 金刚石含量所占的重量百分比C 每立方毫米体积中金刚石含有的重量D每立方厘米体积中金刚石含有的重量149、磨削过程可理解为A 磨粒负前角挤压、摩擦金属的过程B 磨粒对金属的切削、抛磨的复合过程C磨粒对金属的切削、刻划、抛光的复合过程D磨粒对金属的挤压、刻划、抛光的复合过程150、磨削烧伤的实质是指A 磨削表面高温引起的氧化B磨削表面高温引起金相组织的变化C 高温引起磨削表面的脱碳D 高温引起磨削表面变色151、磨削比是指A 单位时间磨去金属的体积B 单位时间磨轮消耗的体积C单位时间磨去金属的体积同砂轮磨耗体积之比 D 单位时间砂轮磨耗体积同磨去金属的体积之比第七章：工件材料切削加工性1、什么叫工件材料的切削加工性？什么是相对加工性？答：工件材料的切削加工性指材料用刀具进行切削加工的难易程度；相对加工性：以强度σb=0.637GPa，HBS=170～229的45#钢的V60为基准，记(V60)j，其他加工材料的V60与(V60)j比较，所获得的加工性。
工件材料的切削加工性
以刀具耐用度衡量 以工性
1.工件材料切 削加工性的衡 量指标
以切削力和切 削温度衡量切 削加工性
以加工表面质量 衡量切削加工性
2.工件材料物理力学性能的影响
硬度
强度
塑性与韧性
导热系数
工件材料硬度 包括常温硬度、 高温硬度。
2）合金元素
为了改善钢的性能，可加入一些合金元属如铬（Cr）、镍（Ni）、 钒（V）、钼（Mo）、钨（W）、锰（Mn）、硅（Si）和铝（Al）等。
其中Cr、Ni、V、Mo、W、Mn等元素大都能提高钢的强度和硬度；Si 和Al等元素容易形成氧化铝和氧化硅等硬质点而使刀具磨损加剧。当这 些元素含量较低时（一般以0.3％为限），对钢的切削加工性能影响不 大；当这些元素含量超过0.3％时，对钢的切削加工性是不利的。
1）对钢的切削加工 性的影响
不同种类金相组织对 切削加工性有直接影 响。钢中铁素体与珠 光体的比例关系影响 钢的切削加工性。
2）对铸铁切削加 工性的影响
按金相组织的不同，铸 铁可分为白口铁、马口 铁、灰铸铁和球墨铸铁。 它们的硬度依次递减， 塑性依次增高，切削加 工性依次递增。
在钢中加入微量的硫（S）、硒（Se）、铅（Pb）、铋（Bi）、钙 （Ca）等元素会在钢中形成夹杂物，能使钢脆化，或起润滑作用，减轻 刀具磨损，改善工件材料的切削加工性。加入磷（P）虽然使钢的强度 与硬度有所提高，但可使其韧性与塑性显著下降，因此，有利于断屑。
4.工件材料金相组织的影响
工件材料金相 组织的影响
工件材料强度 包括常温强度 和高温强度。
工件材料的塑性 以延伸率表示， 工件材料的线膨 值越大，则塑性 胀系数和弹性模 越大。工件材料 的韧性以冲击韧 量也对切削加工 度表示，值越大， 性有影响。 表示工件材料在 破断时吸收的能 量越多。
机械制造基础判断题大全
1．计算车外圆的切削速度时，应按照待加工表面直径和已加工表面直径的平均值来计算。
（×）2．刀具的前角越大，切削越轻快，产生热量少，所以切削温度较低。
（√）3．用中等速度切削脆性材料时容易产生积屑留。
（×）4．车削细长轴类零件外圆时，最好采用主偏角为90°的车刀。
（√）5．刀具的主偏角和副偏角选得适当小些，可以减小表面粗糙度。
（√）6．刀具后角的大小，可以根据加工情况不同而有所选择，可大些，可小些，也可为负值。
( × ) 7．高速钢的工艺性比硬质合金好，所以用于制造各种复杂刀具。
（√）8．硬质合金的硬度和耐磨性比高速钢好，所以在相同条件下，它的前角比高速钢刀具选得大些。
（×）切屑的种类是由工件的材料决定的，无法改变。
（×）10．节状切屑的形成过程是最典型的切屑过程，形成的表面质量也最好。
( × )11．切削温度是指刀尖处的最高温度。
（×）12．因为硬质合金刀具的耐高温性能好，所以用它切削时一般不用切削液。
( √ )13．刀具刃磨后，用于各刀面微观不平及刃磨后具有新的表面层组织，所以当开始切削时，初期磨损最为缓慢。
（×）工件材料的切削加工性是以标准切削速度下，刀具使用寿命的大小作为比较标准的。
（×）当刀具安装高于工件回转中心时，实际工作角度会使前角增大，后角减小。
( √ )1．用六个支承点就可使工件实现完全定位。
( √ )2．工件夹紧变形会使被加工工件产生形状误差。
( × )3．专用夹具是专为某一种工件的某道工序的加工而设计制造的夹具。
( √ ) P171 4．随行夹具一般是用于自动线上的一种夹具。
( √ )5．斜楔夹紧的自锁条件是：斜角应小于两接触面摩擦角之和。
( √ )6．车床夹具应保证工件的定位基准与机床的主轴回转中心线保持严格的位置关系。
( √ )7．机床、夹具、刀具三者就可以构成完整的工艺系统。
8、金属切削加工基本理论
合成方法，也是利用高温高压加催化剂的方法将六方 氮化硼转变成立方氮化硼。 • 立方氮化硼是六方氮化硼的同素异形体，硬度达 8000~9000HV，是人类已知的硬度仅次于金刚石的材
料，其热稳定性和化学惰性大大优于金刚石，可耐１
３００～１５００°Ｃ的高温，在1200~1300°也不易 与铁系材料发生化学反应，其导热率也大大高于高速
• 2、常用刀具材料
刀具材料类型： 工具钢（高速钢） 硬质合金 陶瓷 超硬材料 最常用
工具钢耐热性差，但抗弯强度高，价格便宜，焊接与 刃磨性能好，故广泛用于中、低切削的成形刀具，不 宜高速切削。
• 3)高速钢 • 高速钢是加入了钨(W)、钼(Mo)、铬(Cr)、钒(V) 等合金元素的高合金工具钢。它们都是强烈的 碳化物形成元素，在熔炼与热处理过程中与碳 形成了高硬度的碳化物，从而提高了钢的耐磨 性。 • 高速钢的强度（抗弯强度为硬质合金的2~3倍 ，为陶瓷的5~6倍）、硬度（62~70HRC）、耐 热性（600~700°C）、韧性、耐磨性和工艺性 均较好，刃磨锋利，故又称“锋钢”，适合于 大部分常用材料的切削加工。
6）超硬刀具材料
• 超硬刀具材料有金刚石和立方氮化硼。金刚石可分天然和人造两 种，其代号分别用JT和JR表示，都是碳的同素异形体。
• 天然金刚石大多属于单晶金刚石，单晶天然金刚石具 有各向异性（即不同晶面上强度、硬度和耐磨性差异很 大，可在100~500倍范围内变化，故制造时应考虑刃磨 方向），选择正确的刃磨方向，可使刀的刃口圆角半 径磨到最小，刀具极为锋利，可用于有色金属及非金 属的超精密加工。 • 天然金刚石价格十分昂贵，使用较少。
第8章 金属切削加工概论
【主要内容】 1．切削加工的基本慨念 (1)切削运动 (2)工件上的加工表面 (3)切削用量及切削层参数 2．切削刀具 (1)刀具材料 (2)刀具的几何形状及角度 (3)刀具的耐用度 3．切削过程中的物理现象 (1)切屑 (2)积屑瘤 (3)切削力 (4)切削热
切削液原理
切削液原理
切削液原理是指在金属切削过程中，通过喷涂润滑油或润滑剂等液体到刀具和工件接触面，以降低切削过程中的摩擦力、降低切削温度、延长刀具使用寿命、改善加工质量等目的。
切削液的使用可以提高切削性能，减少切削热量的传递，防止切削变形和刀具磨损，并清洗切屑。
切削液的主要功能包括润滑冷却、减少切削热量、冲洗切屑和减少切削磨损等。
切削液在切削过程中的作用机制主要有三个方面：机械作用、热传导和润滑冷却。
首先，切削液的机械作用是通过形成润滑膜来降低切削摩擦力。
液体在切削过程中能形成一层薄膜覆盖在刀具和工件接触面上，从而减少切削介面的摩擦。
液膜能够填充切槽，减少摩擦面的接触，有效降低切削力和功率消耗。
其次，切削液能够通过热传导来降低切削温度。
在切削过程中，高速切削会产生大量的热量，这会导致刀具和工件的温度升高，降低切削性能。
切削液可以通过吸收和传导热量来降低切削温度，防止工件和刀具过热。
最后，切削液具有润滑冷却的作用。
在切削过程中，切削液能够冷却刀具，并冷却切削区域，降低切削温度。
同时，切削液还能清洗切屑，防止切削屑卡住刀具和工件之间的间隙。
综上所述，切削液在金属切削过程中具有重要的作用。
通过润滑冷却、减少切削热量、冲洗切屑和减少切削磨损等机制，能够提高切削性能、延长刀具使用寿命和提高加工质量。
机械制造工艺与工装总复习题答案
机械制造工艺与夹具设计总复习题答案（204道）一、填空题（根据所学知识在题干后的空格中填上适当的内容，不填、错填均无分。
每空1分，共20分）1、机床夹具的基本组成是_定位元件_、_夹紧装置?和_基础件。
2、夹紧机构的组成_力源_、__中间传力_?、?_夹紧元件__。
3、常用基本夹紧机构_斜楔、_螺旋_、_偏心、铰链_四类。
4、回转分度装置由固定、转动、分度对、抬起、润滑五部分组成。
5、机床夹具的主要功能是定位、和__夹紧。
6、钻套的类型有固定、可换、快换、特殊四类。
7．切削加工中工件上的三个变化的表面分别是已加工表面、待加工表面和过渡表面。
8．目前金属切削加工中，最常用的两种刀具材料是：高速钢和硬质合金。
9．从机械加工工艺规程的工序卡上可以反映出工件的定位、夹紧及加工表面。
10．基准一般分为设计基准和工艺基准两大类11．对于所有表面都需要加工的工件，应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
12．工件装夹的三种主要方法是直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。
13．工件以五个点定位时，不管怎样布局，都不会形成完全定位。
14．切削层三参数指的是切削厚度、切削宽度和切削面积。
15．高速钢按用途可以分为通用型高速钢和高性能型高速钢两种。
16．粗加工一般选用以冷却性为主的切削液，精加工一般选用以润滑性为主的切削液。
17．外圆表面加工中应用最为广泛的一条加工路线:粗车—半精车—精车,孔的加工中应用最为广泛的一条加工路线:钻—扩—铰—手铰。
18．机械加工工艺过程由若干个工序组成，机械加工中的每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步、走刀。
19.机械加工时，工件、机床、夹具、刀具构成了一个完整的系统，称之为工艺系统。
20．为了改善切削性能而进行的热处理，应安排在切削加工之前，为了消除内应力而进行的热处理最好安排在粗加工之后。
21．零件的加工质量包括机械加工精度和加工表面质量，而零件的机械加工精度又包含3方面的内容:尺寸精度、形状精度和位置精度。
工件材料的切削加工性
1.1切削加工性的评定指标
●考虑已加工表面质量的标志方法 在一定的切削条件下，以加工某种材料是否容易达到 所要求的加工表面质量的各项指标来衡量。 ●考虑安全生产和工作稳定性的标志方法 在相同的切削条件下，单位切削力较小的材料，其切 削加工性较好。在重型机床或刚性不足的机床上加工，考 虑到人身和设备的安全和切削力的大小。在自动化生产和 深孔加工中，往往用材料断屑的难易程度来衡量其切削加 工性的好坏。
用切削速度来衡量 的相对切削加工性
也可用加工材料的物理、化学和力学性能的高低来 衡量切削该材料的难易程度。见表4.2
1.2 影响材料切削加工性的因素
工件材料切削加工性的好坏，主要决定于工件材料的物 理、力学性能、化学成分、热处理状态和表层质量等。
1.材料的硬度和强度
工件材料在常温和高温下的硬度和强度越高，则在加 工中的切削力越大，切削温度越高，刀具耐用度越低，故 切削加工性就越差。有些材料在常温下其硬度和强度并不 高，但随着切削温度的升高，其硬度和强度也提高，切削 加工性变差。例如不锈钢。
金属切削加工原理及设备
工件材料的切削加工性
工件材料的切削加工性——是指工件材料可被切削的难 易程度。
1.1 切削加工性的评定指标
●考虑生产率和刀具耐用度的标志方法 生产率一定时，刀具耐用度越高，切削加工性越好。 刀具耐用度一定时，所允许的切削速度越高，切削加工性 越好。切削速度一定时，以达到刀具磨钝标准时所切除的 金属材料体积越大，则材料的切削加工性就越好。
2.材料的塑性和韧性
工件材料的塑性越大，其切削变形就越大；韧性越强，则切 削消耗的能量就越多，这都会使温度升高。材料的塑性和韧性越 高，刀具表面冷焊现象严重，刀具容易磨损，且不易断屑，则切 削加工性变差。若材料的塑性和韧性过低时，则使切屑与刀具前 面接触面过小，切削力和切削热就会集中在刀刃附近，将导致刀 具切削刃破损加剧和工件已加工表面质量下降。即材料的塑性和 韧性过高或过低，都会使其切削加工性能下降。例如高锰钢的硬 度和强度较低，但伸长率和冲击韧度很高。切削时塑性变形大， 加工硬化严重，断屑困难，硬化层较厚，切削时硬度提高较多， 产生的切削力较切削正火 45钢提高一倍以上。高锰钢的热导率 小，切削温度高，刀具易磨损，因此，切削加工性差。
工件材料的切削加工性
第一节工件材料的切削加工性材料的切削加工性是指对某种材料进行切削加工的难易程度。
1.衡量切削加工性的指标切削加工性的指标可以用刀具使用寿命、一定寿命的切削速度、切削力、切削温度、已加工表面质量以及断屑的难易程度等衡量。
某种材料切削加工性的好坏，是相对另一种材料而言的。
因此，切削加工性是具有相对性的。
一般以切削正火状态45钢的v60作为基准，其它材料与其比较，用相对加工性指标Kr表示：（3-1）式中,v60——某种材料其刀具使用寿命为60min时的切削速度；(v60) j——切削45钢，刀具使用寿命为60min时的切削速度。
二。
影响材料切削加工性的主要因素影响材料切削加工性的主要因素有材料的物理力学性能、化学成分和金相组织等。
三。
难加工材料的切削加工性（一）、高锰钢的切削加工性高锰钢加工硬化严重，塑性变形会使奥氏体组织变为细晶粒的马氏体组织，硬度急剧增加，造成切削困难。
高锰钢热导率低，仅为45钢的1/4，切削温度高，刀具易磨损，高锰钢韧度大，约为45钢的8倍，其伸长率也大，变性严重，导致切削力增加，并且不易断屑。
（二）不锈钢的切削加工性奥氏体不锈钢中的铬、镍含量较大，铬能提高不锈钢的强度及韧性，但使加工硬化严重，易粘刀。
不锈钢切屑与前刀面结出长度较短，刀尖附近应力较大，经计算刀尖所收的应力为切削碳钢的1.3倍，造成刀尖易产生塑性变形或崩刀。
奥氏体不锈钢导热性差，切削温度高。
另外，锯齿形切屑并不因速度增高而有所改变，所以切削波动大，易产生振动，使刀具破损。
断屑问题也是不锈钢车削中的突出问题。
车削不锈钢时，多采用韧性好的YG类硬质合金刀片，选择较大的前角和小的主偏角；较低的切削速度，较大的进给量和背吃刀量。
四、改善材料切削加工性的基本方法1．在材料中适当添加化学元素??? 在钢材中添加适量的硫、铅等元素，能够破坏铁素体的连续性，降低材料的塑性，使切削轻快，切屑容易折断，大大地改善材料的切削加工性。
在铸铁中加入合金元素铝、铜等能分解出石墨元素，利于切削。
金属切削原理 (陈日瞿)提纲
金属切削原理与刀具习题与思考题第一章基本定义基本概念：主运动和进给运动、工件的三种表面切削用量三要素参考平面、参考系及关系主要标注角度(γo 、αo、κr 、κr’、λs，)定义及图示工作角度的定义、改变原因切削厚度切削宽度难点与重点：几何参数的基本定义，标注角度图示问题：1、在车床上切槽，使用定义分析其主运动和进给运动、工件的三种表面、刀具上的各刀面和刀刃；找出γo 、αo、αo’、κr 、κr’、λs，γn、αn、γf、αf、γP、αP；用公式描述进给过程中γoe 和αoe的变化规律。
2、列表表示车削内、外圆时选定点高、低于工件回转中心情况下刀具工作角度与标注角度、偏移距离之间的关系。
3、试分别画出主偏角为45o的外圆车刀车外圆和车端面时的所有标注角度。
4、试分别画出主偏角为45o的外圆车刀车外圆和车端面时的切削厚度和切削宽度。
5、车削外圆，其他条件不变，f或κr增大切削厚度怎样变化？a p或κr增大切削宽度怎样变化？6、刀刃上同一点的主剖面与法剖面之间的夹角是多少？为什么？7、车削外径36mm、中径33mm、内径29mm、螺距6mm的梯形螺纹时，若使用刀具前角γο=0o，左刃后角αfL=12o，右刃后角αfR=6 o。
试问左、右刃的工作前、后角是多少？8、半精车45钢外圆，试选择刀具材料牌号；车刀角度κr =75o，κr’=15o，γo=10o，αo=6o，λs=8o；试按制图标准标注刀具角度。
9、粗车HT200内圆，直径80mm，试选择刀具材料牌号；内圆车刀κr =45o，κr’=45o，γo=5o，αo=8o，λs=0o试标注刀具角度(符合制图标准)。
第二章刀具材料难点与重点：刀具材料应具备的性能常用刀具材料性能及应用问题：1、刀具材料是在什么条件下工作的？应具备哪些性能？2、对比高速钢和硬质合金性能指标。
3、常用高速钢有哪些型号？用在哪些场合？列举5种高速钢刀具。
4、常用硬质合金有哪几类？各有哪些常用牌号？其性能特点如何？加工钢料和加工铸铁、粗加工和精加工应如何选择硬质合金？为什么？5、简述YT 、YG两类硬质合金的牌号及应用范围；6、解释YT15 、YT30 、YG6、YG3牌号的含义。
金属切削过程基本规律的应用
金属切削过程基本规律的应用学习了金属切削过程基本规律的应用以后，就要学会运用规律，用于指导生产实践。
本节主要从控制切屑、改善材料的切削加工性、合理选择切削液、合理选择刀具几何参数和切削用量等五个方面问题，来达到保证加工质量、降低生产成本和提高生产效率的目的。
一、工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性：是指工件材料被切削成合格零件的难易程度。
其研究的目的是为了寻找改善材料切削加工性的途径。
1、评定工件材料的切削加工性的主要指标1）刀具耐用度指标：切削普通金属材料：用刀具耐用度达到60min时允许的切削速度V60的高低来评定材料的加工性。
切削难加工金属材料：用刀具耐用度达到20min时允许的切削速度V20的高低来评定材料的加工性。
同样条件下，V60或V20大，加工性越好。
相对加工性：KV=V60/V60j,(以45钢的V60为基准，记为V60j）2）加工表面粗糙度指标：粗糙度值越小，加工性越好。
另外，还用切屑形状是否容易控制、切削温度高低和切削力大小（或消耗功率多少）来评定材料加工性的好坏。
其中，粗加工时用刀具耐用度指标、切削力指标，精加工时用加工表面粗糙度指标，自动生产线时常用切屑形状指标。
此外，材料加工的难易程度主要决定于材料的物理、力学和机械性能，其中包括材料的硬度HB、抗拉强度σb、延伸率δ、冲击值αk和导热系数k，故通常还可按它们数值的大小来划分加工性等级，见表。
2、改善材料切削加工性的措施1）调整化学成分如在不影响工件材料性能的条件下，适当调整化学成分，以改善其加工性。
如在钢中加入少量的硫、硒、铅、锁、磷等，虽略降低钢的强度，但也同时降低钢的塑性，对加工性有利。
2）材料加工前进行合适的热处理低碳钢通过正火处理后，细化晶粒，硬度提高，塑性降低，有利于减小刀具的粘结磨损，减小积屑瘤，改善工件表面粗糙度；高碳钢球化退火后，硬度下降，可减小刀具磨损；不锈钢以调质到HRC28为宜，硬度过低，塑性大，工件表面粗糙度差，硬度高则刀具易磨损；白口铸铁可在950～1000°C范围内长时间退火而成可锻铸铁，切削就较容易。
习题与思考题
第一章 金属切削基本知识习题与思考题1-1 何谓金属切削加工？切削加工必须具备什么条件？ 1-2 形成发生线的方法有哪几种？各需要几个成形运动？ 1-3 何为简单成形运动和复合成形运动？各有何特点？ 1-4 切削加工由哪些运动组成？它们各有什么作用？1-5 什么是主运动？什么是进给运动？各有何特点？分别指出车削圆柱面、铣削平面、磨外圆、钻孔时的主运动和进给运动。
1-6 什么是切削用量三要素？在外圆车削中，它们与切削层参数有什么关系? 1-7 车刀正交平面参考系由哪些平面组成？各参考平面是如何定义的？ 1-8 刀具的基本角度有哪些？它们是如何定义的？角度正负是如何规定的？1-9 用高速钢钻头在铸铁件上钻φ3与φ30的孔，切削速度为30m/min 。
试问钻头转速是否一样？各为多少？1-10 工件转速固定，车刀由外向轴心进给时，车端面的切削速度是否有变化？若有变化，是怎样变化的？1-11 切削层参数包括哪几个参数？ 1-12 切削方式有哪几种？1-1345º弯头车刀在车外圆和端面时，其主、副刀刃和主、副偏角是否发生变化？为什么？如图1-22所示，用弯头刀车端面时，试指出车刀的主切削刃、副切削刃、刀尖以及切削时的背吃刀量、进给量、切削宽度和切削厚度。
1-14试绘出外圆车刀切削部分工作图。
已知刀具几何角度为： 90=rκ， 10'=r κ，15=o γ， 8'==o o αα， 5+=s λ。
1-15 试述刀具的标注角度与工作角度的区别。
为什么横向切削时，进给量不能过大？ 1-16 影响刀具工作角度的主要因素有哪些?1-17在CA6140机床上车削直径为80mm ，长度180mm 的45钢棒料，选用的切削用量为a p =4mm ；f =0.5mm/r ；n =240r/min 。
试求：①切削速度；②如果kr =45º, 计算切削层公称宽度b D 、切削层公称厚度h D 、切削层公称横截面积A D 。
机械制造课后题答案
1.2 何谓切削用量三要素？怎样定义？如何计算？答：切削用量三要素：切削速度V c、进给量f、背吃刀量ap；切削速度V c：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。
回旋体（刀具或工件）上外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下：m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）;n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。
进给量f：进给速度V f是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。
进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r（毫米/转）。
对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。
对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。
V f = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位mm。
外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算：mm对于钻孔工作ap = mm上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。
1.3刀具切削部分有哪里结构要素？试给这些要素下定义。
(1) 前刀面: 前刀面Ar是切屑流过的表面。
根据前刀面与主、副切屑刃相毗邻的情况分：与主切屑刃毗邻的称为主前刀面；与副切屑刃毗邻的称为副前刀面。
(2) 后刀面: 后刀面分为主后刀面与副后刀面。
主后刀面Aa是指与工件加工表面相面对的刀具表面。
副后刀面是与工件已加工表面相面对的刀具表面。
(3) 切屑刃：切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切屑刃之分。
主切削刃指前刀面与主后刀面相交的锋边；副切削刃指前刀面与副后刀面相交的锋边。
(4) 刀尖：刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主副两条切削刃连接起来的一小段切削刃，它可以是圆弧，也可以是直线，通常都称为过渡刃。
机械制造工程学习题及答案
⑴45钢锻件粗车；
⑵HT200铸件精车；
⑶低速精车合金钢蜗杆；
⑷高速精车调质钢长轴；
⑸中速车削淬硬钢轴；
⑹加工冷硬铸铁。
A. YG3X B. W18Cr4V C. YT5 D. YN10
E. YG8F. YG6X G. YT30
五、分析计算题
1.试画出图2-2所示切断刀的正交平面参考系的标注角度 、 、 、 、 （要求标出假定主运动方向 、假定进给运动方向 、基面 和切削平面 ）
7.调质只能作为预备热处理。（）
三、选择题
1．在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量，使之成为所需零件的过程称为（）。
A.生产过程B.工艺过程C.工艺规程D.机械加工工艺过程
2．编制机械加工工艺规程，编制生产计划和进行成本核算最基本的单元是（）。
A.工步B.工序C.工位D.安装
3．零件在加工过程中使用的基准叫做（）。
即、和。生产类型的划分除了与有关外，还应考虑。
2.零件加工表面的技术要求有、、和。
3.常见毛坯种类有、、和，其中对于形状复杂的毛坯一般采用。
4.工件的定位方法有、、三种。
5.工艺过程一般划分为、、和
。四个加工阶段。
6.工艺尺寸链的两个特征是和。
7.单件时间包括、、、、。
二、判断题（正确的打√，错误的打×）
四、名词解释
1.积屑瘤
2.加工硬化
3.工件材料的切削加工性
4.刀具耐用度
五、简答题
1.何谓积屑瘤？积屑瘤在切削加工中有何利弊？如何控制积屑瘤的形成？
2.车削细长轴时应如何合理选择刀具几何角度（包括 、 、 、 ）？简述理由。
3.试说明被吃刀量 和进给量 对切削温度的影响，并与 和 对切削力的影响相比较，两者有何不同？
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8.1 工件材料的切削加工性 8.3 切削液及其合理选用
8.1 工件材料的切削加工性
8.1.1 切削加工性的相对性
工件材料的切削加工性是在一定切削条件，工件材料 切削加工的难易程度。
比如：纯铁的粗加工容易，精加工时表面粗糙度很难达 到要求；不锈钢在普通机床上加工容易，在自动化生产时因 不断屑会使生产中断等等。
8.1.2 切削加工性的衡量指标
归纳为以下几种： ➢ 1.以刀具使用寿命衡量切削加工性
在相同的切削条件下，刀具使用寿命长，工件材料的切 削加工性好。
2.以切削速度衡量切削加工性 在刀具使用寿命T相同的前提下，切削某种材料允许的 切削速度vT 高，切削加工性好；如取刀具使用寿命 T=60min，则vT可写作v60。
磨削速度高、温度高，热应力会使工件变形，甚至产生 表面裂纹，且磨削产生的碎屑会划伤已加工表面和机床滑动 表面。所以宜选用冷却和清洗性能好的水溶液或乳化液。但 磨削难加工材料时，宜选用润滑性能好的极压切削油。
（5）封闭或半封闭容屑加工。 钻削、攻丝、铰孔和拉削等需要切 削液有较好的冷却、 润滑及清洗性能，以减小刀-屑摩擦生热带走切屑，宜选用 乳化液、极压乳化液和极压切削液。
8.3.2切削液的合理选用和使用方法
➢ 1、切削液的合理选用 切削液的种类很多，性能各异，应根据工件材料、刀具
材料、加工方法和加工要求合理选用。一般选用原则如下：
（1）粗加工。 选用冷却性能为主的切削液（如质量分数为3%～5%的乳 化液），以降低切削温度。
硬质合金刀具耐热性好，一般不用切削液。 在低速切削时，刀具以硬质点磨损为主，宜选用以润滑性能 为主的切削油； 高速度下切削时，刀具主要是热磨损，要求切削液油良好的 冷却性能，宜选用水溶液和乳化液.
切削液润滑性能的好坏，主要取决于本身的渗透性、成 膜能力和所形成润滑膜的强度。
(3)清洗能力.
切削加工中产生细碎切屑（如切铸铁）或磨料微分 （如 磨削）时，要求切削液且由良好的清洗性能，以清除粘附的 碎屑和磨粉，减少刀具和砂轮的磨损，防止划伤工件的己加 工表面的机床导轨面。
(4)防锈性能。
切削液应具备一定的防锈性能，以减小周围介质对机床、 刀具、工件的腐蚀，
生产中常用相对加工性Kv来衡量， Kv是以强度 σb=0.598GPa的45钢（正火）的v60为基准[写(v60)j],其他切削材 料的v60与之相比的数值，即
Kv= v60/ (v60)j
Kv越大，切削加工性越好；反之Kv越小，切削加工性越差。 常用材料的相对性分为8级，如表8.1所示。
➢ 3.以切削力和切削温度衡量切削加工性 在相同条件下，切削力大或切削温度高，则切削加工性
（2）精加工。 精加工以减小工件表面粗糙度值和提高加工精度为目的， 因此应选用润滑性能好的切削液。
（3）难加工材料的加工。
切削高强度钢、高温合金等难加工材料时，由于材料中 所含的硬质点多、导热系数小，加工均处于高温高压的边界 摩擦润滑状态，因此宜选用润滑和冷却性能均好的极压切削 油或极压乳化液。
（4）磨削加工。
➢ 2 .切削液的种类 常用的切削液可分为水溶液、切削油、乳化液三大类。
(1)水溶液。 水溶液的主要成分是水，冷却性能好，若配成透明状液
体，还便于操作者观察。 （2）切削液。 切削油的主要成分是矿物油（如机油、轻柴油、煤油）、
动植物油（猪油、豆油等）和混合油，这类切削液的润滑性 能较好。
（3）乳化液。 乳化液是用95%-98%的水将由矿物油、乳化剂和添加剂 配制成的乳化油膏稀释而成，外观呈乳白
差。机床动力不足时，常用此指标。 ➢ 4.以加工表面质量衡量切削加工性
易获得好的加工表面质量，则切削加工性好。精加工时， 常用此指标。 ➢ 5.以断屑性能衡量切削加工性
在自动机床、组合机床及自动生产线上，或者对断屑性 能有很高要求的工序（如深孔钻削、盲孔镗削）常用该指标。
8.3 切削液及其合理选用
⑵润滑性能。切削液的润滑性能是指它减小前(刀)面与切 屑、后（刀）面与工件表面间的摩擦的能力。
两种金属表面间的摩擦通常有三种状态：一种干摩擦，它只 发生在绝对清洁的两表面间；第二种是流体润滑摩擦，它由油 膜把两个摩擦表面完成分隔开来；第三种是介于前两种之间的 边界摩擦，即两摩擦表面没有完全被油膜分开，而在部分凸出 点处直接接触。在金属切削过程中，刀具前（刀）面与切屑、 后（刀）面与工件表面间的摩擦大多属于边界润滑摩擦。
在切削过程中，合理使用切削液，可以减小刀具与切屑、 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ具与加工表面的摩擦、降低切削力和切削温度、减小刀具
磨损、提高加工表面质量。8.3.1 切削液具备的基本性能 及种类
➢ 1.切削液应具备的基本性能 ⑴冷却性能。 切削液冷却性能的好坏，主要取决于它的导热系数、比
热容、汽化热、汽化速度、使用的流量和流速等。一般水溶 液的冷却性能最好，油类最差（表8.3）
常见的切削液的选用可参考表8.5
➢ 2、切削液的使用方法
常见的切削液使用方法有：浇注法、高压冷却法、喷雾 冷却法。
浇注法是应用最多的方法。使用时应注意保证流量充足， 浇注位置尽量接近切削区；此外还应根据刀具的形状和切削 刃数目，相应地改变浇注口的形式和数目。切削液的浇注方 法见图8.6。