金属切削刀具第二版乐兑谦剖析

一、填空题(作业、考试、实验报告和考试名单)1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金；非金属材料有金刚石、立方氮化硼等。

3．切削用量要素包括切削速度、进给量、切削深度三个。

4．切屑类型有带状切屑、节状切屑、粒状切屑和崩碎切屑四种基本态。

这通过切削速度、切削深度、刀具前角等可加以控制。

5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。

其中正常磨损有前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面同时磨损三种。

6．防止积削瘤形成，切削速度可采用高速或低速加以避免。

7．常用的切削液有：水溶液、乳化液和切削油三大类。

采用硬质合金刀具时，由于刀具红硬性，故一般不使用切削液。

8．乳化液主要起冷却作用，油溶液主要起润滑作用。

9．切削液的作用有____冷却作用______、____润滑作用_____、__防锈作用____和__清洗和排屑作用____等。

10．用圆柱铣刀加工平面时有：逆铣和顺铣两种铣削方式。

其中顺铣方式可以提高刀具耐用度；逆铣方式多用于粗加工。

11．车床的切削时的三个切削分力FZ、FX和FY，在一般情况下，FZ、FY、FX力最大。

磨削呢？径向分力大于切向分力 (FP=(1.6-3.2)Fc)，Fc大于轴向分力Ff(Ff=(0.1-0.2)Fc)。

12．麻花钻切削性能最差的部位是在横处；钻头最易磨损部位是在刀尖处。

钻削加工时轴向力主要是由横刃产生。

二、判断题1．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。

（）√2．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。

（）√3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。

（）√4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值，所以高速钢刀具是耐磨损的。

（）×5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。

（）√6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前角。

（）√7．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。

（）√8．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削用量，提高生产效率。

（）√9．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情况下，加工塑性金属材料时引起的。

（）√10．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。

（）√11．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速度切削淬火等硬度较高的材料。

（）√12．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。

（）×15．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。

（）√16．切削铸铁等脆性材料时，切削层首先产生塑性变形，然后产生崩裂的不规则粒状切屑，称为崩碎切屑。

（）√18．刀具的寿命等于刀具的耐用度。

（）×三、选择题1．在中等背吃刀量时，容易形成“C”形切屑的车刀卷屑槽宜采用。

（外斜式平行式内斜式）2．刀具产生积屑瘤的切削速度大致是在范围内。

（低速中速高速）3．切削过程中，车刀主偏角κr增大，切削力F P。

（增大不变减小）5．当切屑变形最大时，切屑与刀具的摩擦也最大，对刀具来说，传热不容易的区域是在，其切削温度也最高。

（刀尖附近前刀面后刀面）6．背吃刀量ap增大一倍时，切削力FC也增大一倍；但当进给量f增大一倍时，切削力FC约增大倍。

（0.5 0.8 1.0）7．切削用量对刀具寿命的影响，主要是通过切削温度的高低来影响的，所以影响刀具寿命最大的（背吃刀量进给量切削速度）8．车削时切削热主要是通过和进行传导的。

（切屑工件刀具周围介质）9．刀具磨钝标准通常都按后刀面的磨损值制订值的。

（月牙洼深度 KT 后刀面 VB 月牙洼深度KB）10．刀具磨损过程的三个阶段中，作为切削加工应用的是阶段。

（初期磨损正常磨损急剧磨损）11．车削细长轴类零件时，为了减小径向力Fp的作用，主偏角κr，采用角度为宜。

（小于30° 30°~45°大于60°）12．切削刃形状复杂的刀具有（）材料制造较合适。

A、硬质合金B、人造金刚石C、陶瓷D、高速钢14．碳钢精车时宜用牌号为（）的硬质合金作为刀具材料。

A、YT5B、YT30C、YG3D、YG815．车削时为降低表面精糙度，可采用（）的方法进行改善。

A、增大主偏角B、增大进给量C、增大副偏角D、增大刀尖圆弧半径16．枪钻属于（）。

A、外排屑深孔钻B、内排屑深孔钻C、喷吸钻D、BTA钻17．粗车时，切削速度的增大，主要受（）限制。

A、表面粗糙度B、尺寸精度C、刀具角度D、刀具耐用度18．加工一些大直径的孔，( )几乎是唯一的刀具。

①麻花钻②深孔钻③饺刀④镗刀19．当工件表面有硬皮时，不宜采用( )方式。

①顺铣②逆铣20．粗加工时（）切削液更合适，精加工时（）切削液更合适。

A，水B，低浓度乳化液C，高浓度乳化液D，矿物油22．金属切削中多数以什么刀面的磨损量来制定刀具的磨钝标准。

A.前刀面的磨损B.边界磨损C. 后刀面的磨损23．判别工件材料的切削加工性的优劣时，所采用的基准是：。

（A）正火状态下的45钢（B）淬火状态下的45钢（C）回火状态下的45钢四、问答题：1．为什么圆体成形车刀的加工精度低于棱体成形车刀？答：圆体成形车刀的加工误差，等于圆体成形车刀本身的双曲线误差，加上由于刀刃与工件母线不重合产生的产生的双曲线误差。

而棱体成形车刀本身不存在双曲线误差，只有刀刃和工件母线不重合（当γp≠0）而产生的误差。

因此，圆体成形车刀的加工精度低于棱体成形车刀。

2．（前）后角的功用是什么？粗、精时加工时，如何选择？答：前角的功用有：(1) 直接影响切削区域的变形程度（增大前角，切削刃锋利，变形程度降低，因而切削力和切削功率随前角增大而降低）；(2) 直接影响刀刃强度，受力性质和散热条件（γo↑→刀刃强度↓→散热条件恶化；γo过大，改变刀刃和刀头的受力状态，过大的γo使刀刃承受弯曲应力减小，造成崩刀）；(3) 直接影响切屑形态和断屑效果（较小的前角使切屑变形增大，切屑易于脆化断裂）；(4) 影响已加工表面质量（γo与切削振动密切相关，γo减小，振幅急剧增大）。

粗加工时：特别是断续切削、承受冲击载荷，在有硬皮的锻铸件上进行粗加工时，为保证刀刃有足够的强度（如采用负倒棱和负的刃倾角），应减小γo。

但在采取刀刃强化措施之后也可增大γo 至合理数值。

工艺系统刚性差时，取γo大。

后角的功用有：(1) 后角可以减少后刀面与加工表面之间的摩擦；(2) 在前角一定时，可使刀具切削刃愈锋利；(3) 在磨钝标准一定的条件下，后角增大，允许磨出的金属体积增大、刀具的耐用度提高，但会使工件尺寸精度下降过大；(4) 后角增大，又会使刀刃和刀头部分强度削弱，散热体积减少，刀具耐用度下降。

粗加工时：强力（大进给量）切削及承受冲击载荷的刀具，加固刀刃是首要任务，这时应该选取较小的后角。

精加工时则应该选取较大的后角。

尺寸精度要求高时：刀具应选用小后角，以减少刃磨后的尺寸变化。

3．刀具主偏角、刃倾角的功用如何？（如：λs如何控制切屑流出方向？对切削分力F x、F y如何影响？）答：刀具主偏角可以使刀具强度提高，散热条件好，加工表面粗糙度小。

刃倾角λs能控制切屑流出流向，λs为正时流向未加工表面，λs为负时流向已加工表面，λs 等于0时偏向于已加工表面。

4．简述切削速度与主切削力（表面粗糙度、切屑变形等）的关系？答：在有积屑瘤阶段:随v↑→积屑瘤高度↑→γo↑→变形程度↓→F↓γ↓→变形程度↑→F↑随v↑→积屑瘤高度↓→o在无积屑瘤阶段:随v ↑→温度升高→摩擦系数↓(→变形程度↓)→F ↓切削速度与表面粗糙度切削速度为中速和低速时易形成积屑瘤和鳞次，导致表面粗糙度增加。

但是在高速时，如果系统性好，刀具材料好→表面粗糙度↓切削速度与切削变形主要通过切削温度和积屑瘤影响切削变形：随 V ↓→T ↓→摩擦因素↓→变形↓随 V ↑→T ↑→摩擦因素↑→变形↑随着V进一步↑→切应力↓→摩擦因素↓→变形↓5．深孔加式的主要有哪些问题？答：主要问题有：断屑、排屑、冷却、润滑以及导向。

6．刀具材料的基本要求有哪些？其硬度、耐磨性、强度之间有什么联系？答：应具备高的硬度和耐磨性、高的强度和较好的韧性、较好的耐磨性和耐热性、以及较好的工艺性和经济性；刀具材料硬度越高，其耐磨性就越好，但强度下降。

7．砂轮磨损有那几种形式？答：磨粒变钝、磨粒溃落、表面堵塞、轮廓失真。

8．试述切削过程三个变形区的变形特点？答：第一变形区：从OA线开始发生塑性变形，到OM线晶粒的剪切滑移基本完成，这一区域（I）称为第一变形区。

该区产生剪切滑移变形，特点是：消耗的功率大、产生的热量多。

第二变形区：切屑沿前刀面进一步受到前刀面的挤压和摩擦，使靠近前刀面处的金属沿前刀面方向拉长，基本上和前刀面相平行。

纤维化的变形。

第三变形区：已加工表面受到切削刃钝园部分与后刀面的挤压和摩擦，产生变形与回弹，造成纤维化与加工硬化。

9．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？（见下T16）10．切削液有何作用？有哪些种类？答：作用：冷却作用、润滑作用、防锈作用、清洗作用和排屑。

种类：（1）水溶性切削液（水溶液，乳化液，合成切削液）（2）油溶性切削液（切削油，极压切削油）（3）固体润滑剂11．刀具磨损的原因有哪些？答：（1）硬质点磨损；（2）粘结磨损；（3）扩散磨损；（4）化学磨损；（5）相变磨损；（6）热电磨损。

12．简述硬质合金的性能特点，常见类型（YG类合金、YT类合金）及其常用于何种材料的加工。

答：特点有：硬度、耐磨性、耐热性很高，高温硬度（红硬性）好，抗弯强度比高速钢低，断裂韧度也较差，以及不能承受大的切削振动和冲击负荷。

常见类型及其用途：（1）YG类合金：主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。

（2）YT类合金：适于加工钢料。

13．简述机械加工时，切削液如何选择？答：（1）精加工时：应选用润滑性较好的切削液；（2）粗加工时：应选用以冷却性能为主的切削液；（3）硬质合金刀具一般不用切削液。

必要时，采用低溶度乳化液或水溶性切削液，但必须是充分连续浇注；（4）加工脆性材料时，一般不用切削液；（5）加工合金钢时：如铝、铜合金时，不能选用含硫的切削液，因为硫具有腐蚀这些材料。

14．在切削用量三要素中，对刀具耐用度影响如何？切削力呢？答：对刀具耐用度：切削速度影响最大，其次是进给量；再是背吃到量对切削力影响最大的是：切削深度，其次是：进给量。