《金属切削原理与刀具》试题(后附答案)

《金属切削原理与刀具》试题（后附答案）
一、选择题
1．在车外圆时，工件的回转运动属于________，刀具沿工件轴线的纵向移动属于_________。

A 切削运动
B 进给运动
C 主运动
D 加工运动
2．车外圆时，车刀随四方刀架逆时针转动θ角后，工作主偏角κr将________，工作副偏角κr’将________。

A 增大减小
B 减小增大
C 增大不变
D 不变不变
3．积屑瘤发生在第________变形区，加工硬化发生在第________变形区。

A ⅠⅡ
B ⅠⅢ
C ⅡⅢ
D ⅢⅡ
4．在加工条件相同时，用________刀具产生的切削力最小。

A 陶瓷刀具
B 硬质合金刀具
C 高速钢
D 产生的切削力都一样
5．下列哪种切屑屑形不属于可接受的屑形_______。

A 带状切削
B 短环形螺旋切削
C 单元切削
D 平盘旋状切屑
6. 生产中常用的切削液，水溶性的切削液以________为主，油溶性切削液以________为主。

A润滑冷却 B 润滑润滑C冷却润滑 D 以上答案都不正确
7．加工塑性材料、软材料时前角________；加工脆性材料、硬材料时前角________。

A 大些小些
B 小些大些
C 大些大些
D 小些小些
8 ．高速钢刀具切削温度超过550~600时工具材料发生金相变化，使刀具迅速磨损，这种现
象称为_______磨损。

A 相变磨损
B 磨粒磨损
C 粘结磨损
D 氧化磨损
9．不能用于加工碳钢的是__________。

A 高速钢刀具
B 陶瓷刀具
C PCD刀具
D CBN刀具
10．主偏角、副偏角、刀尖角，三个角之和等于__________。

A 90°
B 180°
C 360°
D 270°
二、填空题
1.1．切削用量三要素。

2．刀具材料种类繁多，当前使用的刀具材料分4类：。

一般机加工使用最多的是和。

3．切削力由于大小与方向都不易确定，为便于测量、计算和反映实际作用的需要，将合力
F分解为3个分力：。

4．切削液的作用有。

5．在切削过程中，当系统刚性不足时为避免引起振动，刀具的前角应，主偏角应。

6．外圆车削时，在刀具4个标注角度中，对切削温度影响较大的角度是和。

三、判断题
1. 车外圆时，切削刃上各点的切削速度相同。

（）
2．工件材料相对加工性指标Kr越小，材料的切削加工性越好，材料越容易加工。

（）3．水溶性切削液以冷却为主，常用于精加工和复杂刀具加工中。

（）
4．高速切削时，切削液对表面粗糙度影响不明显。

（）
5．背向力F p（切深抗力F y）不消耗功率。

（）
6．刀具的寿命等于刀具的耐用度（耐用度指一次刃磨到下一次刃磨的切削时间）。

（）
7. 钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色
金属及非金属。

( )
8. 刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。

（）
9. 切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。

（）
10. 积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。

（）
11. 背吃刀量a p增大一倍时，切削力F C也增大一倍；当进给量f增大一倍时，切削力F C也
增大一倍。

（）
12. 主运动是消耗功率最大的运动，一般情况下主运动可以两个或三个。

（）
13. 当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后
角应取大些。

（）
14. 切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成45°夹角
滑移的过程。

（）
15．积屑瘤的材料是一种既不同于工件也不同于刀具材料的新的合金。

（）
16．陶瓷刀具一般适用于在高速下精细加工硬材料。

（）
17．背向力Fp是引起机床切削振动，影响加工精度的主要原因，它不消耗功率。

（）18．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。

（）19．切削加工时，产生的热量越多，切削温度越高。

（）
20．切削加工时，减小刀具的主偏角κr，切削温度上升。

（）
四、名词解释题（每小题3分，共12分）
1．硬质合金
2. 刀具寿命
3. 残余应力
4．工件材料的切削加工性
五、简答题（每题5分，共30分）
1．试述刀具材料应该具有的性能有哪些？
2. 前角的功用是什么？怎样合理选择？
后角的功用是什么？怎样合理选择？
3. 积屑瘤是如何形成的？它对切削过程有何影响？若要避免产生积屑瘤要采取哪些措施？
4. 已加工表面质量的主要评定标志有哪些?
5 . 钻削过程变形特点
六、计算题（共15分）
车削直径为80mm棒料的外圆，若选用a p=4mm, f=0.5mm/r, n=240r/min。

（1）试求 Vc；（4分）
（2）若主偏角κr=75°(Sin75°=0.966)。

试求切削公称厚度h D；切削公称宽度b D；切削层公称横截面积A D。

（6分）
七、作图题（15分）
刀具正交平面参考系平面中,用图表示P r,P s,P o以及前角γo、后角αo、主偏角κr、刃倾角λs。

答案：
1 CB
2 A
3 C
4 A
5 A
6 C
7 A
8 A
9 C 10 B
切削速度Vc、进给量f、背吃刀量a p （切削深度）
工具钢，硬质合金，陶瓷，超硬刀具材料
高速钢
硬质合金
切削力F c（主切削力F z），背向力F p（切深抗力F y），进给力F f（进给抗力F x）冷却作用、润滑作用、排屑和洗涤作用、防锈作用
大些大些
γ K r
×××√√×√√××××√√√√×××
1.硬质合金
答：硬质合金是有硬度和熔点很高的碳化物（称硬质相）和金属（称粘结相）通过粉末冶金工艺制成的。

硬质合金刀具中常用的碳化物有WC、TiC、TaC、NbC等。

常用的粘结剂是Co,碳化钛基的粘结剂是Mo、Ni。

2. 刀具寿命
答：刀具寿命定义为刀具磨损到达规定标准时的总切削时间（单位min）。

也可以定义为一把新刀刀报废为止所经历的切削时间，其中包括包括多次重磨（重磨次数用n来表示）时间。

3. 残余应力
答：残余应力指切削过程结束后，残留在金属中的应力，表现为拉应力或残应力，包括宏观残余应力和微观残余应力。

4．工件材料的切削加工性
答：工件材料的切削加工性是指在在一定的加工条件下工件材料被切削的难易程度
1．试述刀具材料应该具有的性能有哪些？
答：1.刀具材料应具备高硬度2.高耐磨性3.足够的强度与韧性4.高的耐热性5.良好的散热性和耐热冲击性能6.刀具材料还需有较好的工艺性与经济性。

2. 前角的功用是什么？怎样合理选择？
答：前角的功用：
1.前角增大时切削刃锋利，切屑流出阻力小、摩擦力小，切削变形小，因此，切削力和功率小，切削温度低，刀具磨损少，加工表面质量高。

2.过大的前角，使刀具的刚性和强度差，热量不易传散，刀具磨损和破损严重，刀具寿命低。

前角合理选择原则：
1.根据被加工材料选择
加工塑性材料、软材料时前角大些，加工脆性材料、硬材料时前角小些。

2.根据加工要求选择
精加工到的前角较大；粗加工和断续切削时前角较小；加工成形面前角应小，这是为了能减小刀具的刃形误差对零件加工精度的影响。

3.根据刀具材料选择
刀具韧性好，强度高时可选前角较大；刀具的硬度高，抗弯强度较低的，前角较小。

2. 后角的功用是什么？怎样合理选择？
后角主要影响刀具后面与加工表面的摩擦、加工精度、刀具刃口强度和耐用度。

精加工时，为防止挤压摩擦，应选用较大的后角；粗加工时，为增加刀头强度，应选用较小的后角。

3. 积屑瘤是如何形成的？它对切削过程有何影响？若要避免产生积屑瘤要采取哪些措施？答：当加工塑性材料时，温度达到一定值，压力又较高时，由于粘结和加工硬化便形成了积屑瘤；积屑瘤影响切削的平稳性、加工精度、加工表面质量；控制措施为降低材料塑性，选用高的或低的切削速度，选用较大的前角，以及切削液
4. 已加工表面质量的主要评定标志有哪些?
已加工表面质量是指加工表面的几何形状和表面层材质的变化。

主要的评定标志是：(1)表面粗糙度；(2)表面层的加工硬化程度及硬化深度；(3)表面残余应力的性质及大小。

5 . 钻削过程变形特点
钻削在半密闭空间内进行，横刃的切削角度不理想，故切削变形较为复杂：
1）钻心处切削刃前角为负——刮削挤压，切屑呈粒状并被压碎；
2）钻心横刃区域工作后角为负——楔劈挤压，轴向力增加；
3）主切削刃各点前角、刃倾角不同——使切屑变形、卷曲、流向也不同，排屑困难； 4）钻头刃带无后角——加工塑性材料容易产生积屑瘤
六解： (1) Vc=πdn/1000=dn/318=80×240/318=60.288m/mim
=f×sinκr=0.5×0.966=0.483mm
(2) h
D
b D=a P/sinκr=4/0.966≈4.14mm。